红霉素发酵工艺优化研究2

红霉素发酵工艺研究及进展09食安4班小组成员：徐萌0938421 陆吉林0938423仇沙磊0938420 周炳楠0938422红霉素发酵工艺研究及进展一、红霉素简介与发酵发展现状红霉素属大环内酯类抗生素，其水溶液呈强碱性,0 .0 66%的红霉素溶液pH为8.0～10 .5 ,8.5 %浓度的乳糖酸盐pH亦达6.0～7.5。

具有广谱抗菌作用，其抗菌谱与青霉素类似，对革兰氏阳性菌尤其敏感，对葡萄球菌，化脓性链球菌，绿色链球菌，肺炎链球菌，白喉杆菌等都有较强的抑制作用。

临床主要用于扁桃体炎，猩红热，白喉，淋病，皮肤组织感染等，对于军团肺炎和支原体肺炎可以作为首选药物。

也可用于上下呼吸道感染。

特别对于不耐青霉素的人也适用。

红霉素被收入中国药典外，还被收入美国，日本，等药典。

近年来，在竞争激烈的抗生素市场上，红霉素及其衍生物产量还在不断增长，销售节节上升，后市拓展仍有广阔空间。

红霉素最早于1952年的J.M.Mcguire等人在菲律宾群岛土样中分离到的红霉素经发酵制得，美国礼莱公司和Abbott公司最先生产并将产品推向市场多年来红霉素生产稳定增长，20世纪80年代全世界产量已达到800吨，占全球抗生素产量的3.2%20世纪90年代以来，国际市场上红霉素畅销，促进了生产，产量有了较大副增长。

1995年产量达到1500吨，1996年达到3200吨，目前为6000吨左右，成为世界抗生素市场上除头孢类和青霉素类以外的第三大抗生素药物。

我国红霉素发酵水平属低水平重复操作，与发达国家相比差距较大。

目前国外发酵单位已达8 000～12 000 g／ml，而国内大多企业红霉素发酵水平却一直在4 000～5 000g／ml 。

由于国外企业的技术封锁，国内红霉素生产的发酵水平一直比较落后。

红霉素发酵水平主要受工作菌种、培养基组成、发酵条件控制以及后期的分离提纯条件等多方面因素的影响，国内很多科技工作者从红霉素发酵相关参数和调控人手，希望提高红霉素发酵水平。

磷含量指导下的红霉素发酵培养基优化于晓光１陈勇１，２庄英萍１，＊储炬１张嗣良１１．华东理工大学国家重反应器工程点实验室，上海２００２３７２．青岛农业大学食品科学与工程学院，山东省青岛市２６６１０９摘要：磷在抗生素发酵过程不同阶段具有不同的作用，通过调节磷含量进行培养基优化具有重要意义。

本文依据不同有机氮源磷含量不同设计了３种培养基，实验结果表明，低磷培养基（豆粉２．０％、脱脂豆粉１．０％、羽毛蛋白胨１．０％）红霉素效价最高，达到１１２０９Ｕ／ｍＬ，比另外两种培养基分别高出３９０Ｕ／ｍＬ和２６９０Ｕ／ｍＬ。

为了降低发酵后期豆粉中磷的释放抑制红霉素合成，在此培养基的基础上用０．５％硫酸铵和０．０２２％磷酸二氢钾替换１．０％豆粉（替换前后氮磷基本相等），红霉素效价最终达到１１６５７Ｕ／ｍＬ，与替换前相当，发酵液黏度降低了２０％，大大节约了过程动力成本。

关键词：培养基优化；红霉素；磷含量；无机氮磷Ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｒｙｔｈｒｏｍｙｃｉｎ　ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｍｅｄｉｕｍ　ｄｉｒｅｃｔｅｄ　ｂｙ　ｐｈｏｓｐｈａｔｅ　ｃｏｎｔｅｎｔＹＵ　Ｘｉａｏ－ｇｕａｎｇ１ＣＨＥＮ　Ｙｏｎｇ１，２ＺＨＵＡＮＧ　Ｙｉｎｇ－ｐｉｎｇ１，＊　ＣＨＵ　Ｊｕ１ＺＨＡＮＧ　Ｓｉ－ｌｉａｎｇ１１．Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，　Ｅａｓｔ　Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　＆　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００２３７；　２．　Ｆｏｏｄ　ｓｉｎｃｅ　ａｎｄ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｃｏｌｌｅｇｅ，　Ｑｉｎｄａｏ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，　Ｓｈａｎｄｏｎｇ，　Ｑｉｎｄａｏ，　２６６１０９Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｉｔ　ｉｓ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｔｏ　ｏｐｔｉｍｉｚｅ　ｔｈｅ　ｐｈｏｓｐｈａｔｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｍｅｄｉｕｍ　ｆｏｒ　ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃ　ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｓｉｎｃｅ　ｐｈｏｓｐｈａｔｅ　ｐｌａｙｓ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｒｏｌｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｓｔａｇｅｓ．　Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｓｔｕｄｙ，　ｔｈｒｅｅ　ｍｅｄｉｕｍ　ｗｉｔｈ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｐｈｏｓｐｈａｔｅ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｗｅｒｅ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ．　Ｔｈｅ　ｈｉｇｈｅｓｔ　ｅｒｙｔｈｒｏｍｙｃｉｎ　ｔｉｔｅｒ　ｏｆ　１１２０９Ｕ／ｍＬ　ｗａｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｌｏｗ　ｌｅｖｅｌ　ｐｈｏｓｐｈａｔｅ　ｍｅｄｉｕｍ　ｃｅｎｔｉａｎｉｎｇ　２．０％　ｓｏｙｂｅａｎ　ｍｅａｌ，　１．０％　ｄｅｆａｔｔｅｄ　ｓｏｙｂｅａｎ　ｐｏｗｄｅｒ　ａｎｄ　１．０％　ｆｅａｔｈｅｒ　ｐｅｐｔｏｎｅ．　Ｔｈｉｓ　ｔｉｔｅｒ　ｗａｓ　３９０Ｕ／ｍＬａｎｄ　２６９０Ｕ／ｍＬ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｔｉｔｅｒｓ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｏｔｈｅｒ　ｔｗｏ　ｍｅｄｉａ　ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．　Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ａｖｏｉｄ　ｔｈｅ　ｒｅｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ｐｈｏｓｐｈａｔｅ　ｒｅｌｅａｓｅｄ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｓｏｙｂｅａｎ　ｍｅａｌ， ｔｈｅ　１．０％　ｓｏｙｂｅａｎ　ｍｅａｌ　ｗａｓ　ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　０．５％　ａｍｍｏｎｉｕｍ　ｓｕｌｆａｔｅ　ａｎｄ　０．０２２％　ｄｉｐｏｔａｓｓｉｕｍ　ｐｈｏｓｐｈａｔｅ．　Ｔｈｅ　ｅｒｙｔｈｒｏｍｙｃｉｎ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｒｅａｃｈｅｄ　１１６５７Ｕ／ｍＬ　ｗｈｉｃｈ　ｗａｓ　ｃｏｍｐａｒａｂｌｅ　ｔｏ　ｔｈａｔ　ｗｉｔｈ　ｏｒｉｇｉｎａｌ　ｒｅｃｉｐｅ．　Ｈｏｗｅｖｅｒ　ｔｈｅ　ｂｒｏｔｈ　ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ　ｗａｓ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ　ｂｙ　２０％，　ｗｈｉｃｈ　ｈｉｇｈｌｙ　ｓａｖｅｄ　ｔｈｅ　ｃｏｓｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｎｅｒｇｙ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｅｄｉｕｍ；　ｅｒｙｔｈｒｏｍｙｃｉｎ；　ｐｈｏｓｐｈａｔｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ；　ｉｎｏｒｇａｎｉｃ　ｐｈｏｓｐｈａｔｅ　ａｎｄ　ｎｉｔｒｏｇｅｎ磷含量指导下的红霉素发酵培养基优化作者：YU Xiao-guang， 于晓光， CHEN Yong， 陈勇， ZHUANG Ying-ping， 庄英萍， CHU Ju， 储炬， ZHANG Si-liang， 张嗣良作者单位：YU Xiao-guang,ZHUANG Ying-ping,CHU Ju,ZHANG Si-liang(State Key Laboratory of BioreactorEngineering,East China University of Science & Technology,Shanghai 200237)， 于晓光,庄英萍,储炬,张嗣良(华东理工大学国家重反应器工程点实验室,上海200237)， CHEN Yong(State Key Laboratory ofBioreactor Engineering,East China University of Science & Technology,Shanghai 200237;Food sinceand engineering college,Qindao Agriculture University,Shandong,Qindao,266109)， 陈勇(华东理工大学国家重反应器工程点实验室,上海200237;青岛农业大学食品科学与工程学院,山东省青岛市266109)引用本文格式：YU Xiao-guang.于晓光.CHEN Yong.陈勇.ZHUANG Ying-ping.庄英萍.CHU Ju.储炬.ZHANG Si-liang.张嗣良磷含量指导下的红霉素发酵培养基优化[会议论文] 2012。

浅析红霉素发酵的工艺控制红霉素是日常生活中最常用的抗生素之一，它作为我公司重要的原料药，为我公司做出了巨大贡献。

文章主要介绍了红霉素发酵过程中几个重要的控制参数和它们对发酵过程的作用及影响。

标签：培养基；温度；PH；溶氧；发酵红霉素是大环内酯类抗生素，由链霉素在无菌状态下纯种发酵所产生。

它的发酵工艺有4个特殊要求：（1）种子质量要求高；（2）发酵过程要求严格的无菌操作；（3）需要不间断的通气搅拌；（4）发酵过程的分阶段控制。

发酵罐内部的代谢变化（含菌丝形态、菌浓、糖、氮含量、PH值、溶氧浓度和产物浓度等）比较复杂，受许多因素控制。

各因素既相互影响，又相互制约。

发酵的好坏会直接影响到产物的产量和质量。

因此，要使发酵达到预期效果，就需要各方面严密配合、严格操作。

文章主要谈谈影响红霉素发酵工艺的几个参数。

1 培养基的成分与作用培养基的原材料有碳源、氮源、无机盐和水等。

（1）碳源。

碳源是构成微生物细胞和代谢产物的物质基础，是红霉素发酵中使用的主要原料之一。

生产中使用的碳源有碳水化合物（各种糖类），脂肪，有机酸等，公司日常生产中使用的主要有葡萄糖和淀粉。

（2）氮源。

氮源是构成微生物细胞和代谢产物的营养物质，也是红霉素发酵中使用的主要原料之一。

生产中常用的氮源包括有机氮源和无机氮源两种，有机氮源有黄豆饼粉、玉米浆、蛋白胨等；无机氮源有氨水、硫酸铵等。

（3）无机盐和微量元素。

金属离子在低浓度时对微生物生理活性呈现刺激作用，在高浓度时表现出抑制作用，这要依据菌种的生理特性和发酵工艺条件来确定。

（4）水。

水是培养基的主要组成部分，它既是构成菌体细胞的主要成分，也是营养物质传递的介质。

水的质量对菌体生长繁殖和产物合成有着很重要的作用。

2 温度的影响及控制红霉素发酵所用的菌种是中温菌，它的最适发酵温度，随菌种、培养基成分、培养条件和菌体生产阶段而改变。

温度的变化对红霉素发酵有两方面的影响：（1）影响各种酶的反应速率和蛋白质的性质；（2）影响发酵液的物理性质。

一种红霉素制备方法引言红霉素是一种广谱抗生素，广泛应用于医药领域。

目前，市面上的红霉素大多数是通过微生物发酵制备得到的。

然而，传统的红霉素制备方法存在一些问题，如工艺复杂、废水含有有毒物质等。

因此，研究人员一直在寻找一种更加高效、环保的红霉素制备方法。

方法原料准备1. 铺底料：将30g玉米粉均匀铺在容器底部。

2. 发酵料：将3g红霉素菌种加入100ml发酵基质中，通过高温高压灭菌。

发酵过程1. 将发酵料均匀地倒入铺底料中，确保发酵基质均匀分布。

2. 将容器密封，并将其放置在恒温恒湿的发酵室中，温度设置为30C，湿度设置为80%。

3. 在发酵过程中，根据菌落的生长情况进行反复观察和调控。

保持良好的通风，确保氧气充足，促进红霉素的产生。

提取红霉素1. 发酵结束后，从发酵液中提取红霉素。

首先将发酵液过滤，去除菌体和杂质。

2. 将过滤后的液体放入锅中，进行浓缩。

在浓缩过程中，要注意搅拌和加热，以防止红霉素的降解。

3. 经过浓缩后，将得到的深红色物质放置在冷却器中，使其慢慢结晶。

4. 将结晶物质进行干燥，使得含水量降至合适水平。

最后，通过粉碎和过筛，得到红霉素的制剂。

结果与讨论通过上述方法制备的红霉素，其产量和纯度均比传统的发酵方法有所提高。

经过实验验证，该方法具有以下优点：1. 生产工艺简单：相比传统的发酵方法，该方法省去了很多复杂的步骤和操作，提高了生产效率。

2. 环保可持续：红霉素制备过程中不需要大量的化学物品，废水中的有毒物质含量大大降低，对环境的影响较小。

3. 产品纯度高：该方法通过精细的提取和纯化工艺，得到的红霉素纯度较高，符合药品质量标准。

然而，该方法还存在一些问题亟需解决。

例如，红霉素的产量仍有进一步提高的空间，而且工艺中仍有一些细节需要优化。

结论本文介绍了一种红霉素的制备方法，该方法通过简化传统的发酵工艺，提高了红霉素的产量和纯度，对环境友好。

然而，该方法仍需进一步改进和优化，以满足工业化生产的需求。

毕业论文题目：浅谈红霉素发酵工艺系部：生物工程系专业：生物技术及应用班级：姓名: 学号：指导教师：2012年 4 月10日目录摘要 (5)1 前言 (6)1.1简述 (6)1.2物化性状 (6)1。

3作用机理 (6)1。

4 红霉素发酵的研究意义 (6)1。

5红霉素研究现状 (7)1.6现阶段的研究方向 (7)2红霉素发酵工艺流程及操作要点 (7)2.1发酵工艺流程 (7)2.1。

1一级发酵工艺 (7)2。

1.2二级发酵工艺 (8)2。

1。

3三级发酵工艺 (8)2。

2红霉素发酵操作要点 (9)2.2.1红霉素发酵营养组分 (9)2.2.1.1碳源营养 (9)2。

2。

1。

2氮源营养 (10)2.2.2红霉素发酵操作注意事项 (11)2.2.2.1红霉素发酵PH控制 (11)2.2。

2。

2红霉素发酵豆油的控制 (11)2.2。

2.3红霉素发酵温度的控制 (12)2.2。

2.4红霉素发酵溶氧的控制 (12)2.2。

2.5红霉素发酵空气的控制 (12)2。

2.2。

6发酵液质量控制 (13)2。

2。

3有效成分测定标准 (13)3结论 (13)参考文献 (14)谢辞 (15)摘要红霉素是20世纪50 年代开始生产的大环内酯类抗生素，他的抗菌谱与青霉素G 相似,只要用于抗革兰氏阳性菌所致的感染，对青霉素耐药菌和某些病原体如军团菌、螺杆菌、支原体、衣原体、放线菌、非结核分枝杆菌、立克次体及某些厌氧菌感染有效。

红霉素还具有改善机体免疫系统的作用，对不断增加的许多致病微生物也有良好的抗菌活性。

随着对红霉素的研究开发深入开展,一些高效、长效、生物利用度好、各具特色的新红霉素半合成衍生物具有很大的市场潜力。

本次研究对红霉素的发酵条件进行了简要的探讨，其中红霉素的发酵单位达XXX，相当于目前国内红霉素的生产有了一定的突破和进展,对红霉素的工艺研究具有一定了理论指导意义及重大的经济价值.关键字：红霉素;发酵工艺参数；探讨1前言1.1简述红霉素是由红霉素链霉菌（Streptomyces erythreus）所产生的大环内酯（macrolide）系的代表性的抗菌素.可以抑制细菌蛋白质的合成，系抑菌剂，其中主要对革兰氏阳性菌、立克次氏体等具有抗菌活性,是治疗耐药性金黄色葡萄球菌感染和溶血性链球菌感染所引起疾病的首选药物。

论　著文章编号:100128689(2005)022*******红霉素生产及其有效组分转化的优化李啸　陈长华3　朱凤　李友元(国家生物反应器重点实验室　华东理工大学生物工程学院,　上海200237) 摘要:　以红霉素生产菌红色链霉菌HB 为研究对象,根据红霉素生物合成机理,以促进甲基化转化和强化基础代谢为主要手段,在利用摇瓶和50L 罐发酵生产红霉素的过程中,在大约127h 的时候,向发酵液中流加A T P 、L 2M et 、M gSO 4和柠檬酸,采用高效液相色谱仪(H PL C )对最终发酵液进行检测,红霉素的有效组分A 的相对百分含量由原来的73%提高到88%以上,对最终发酵液进行生物测定,其生物效价亦得到明显提高,实现了红霉素发酵生产的优化。

关键词:　红霉素;　生物合成;　H PL C ;　发酵;　优化中图分类号:TQ 465.5 文献标识码:AOpti m iza tion of produc i ng erythrom yc i n andtran sform i ng its eff ic ien t com ponen tsL i X iao ,　Chen Chang 2hua ,　Zhu Feng and L i You 2yuan(State Key L abo rato ry of B i o reacto r Engineering and D ep artm en t of B i o logical Engineering ,East Ch ina U n iversity of Science and T echno logy ,　Shanghai 200237)ABSTRACT To op ti m ize eryth rom ycin p roducti on and it ′s m aj o r com ponen ts.S accha rop oly sp oraery th raea HB w as u sed as p roducing strain .A T P ,L 2m eth i on ine ,M gSO 4and citric acid w ere added to theb ro th at 1272hou r of ferm en tati on du ring the p roducti on of eryth rom ycin in flask s and 50L ferm en to r .T he final b ro th w as determ ined by H PL C .T he resu lts show ed that relative p ercen tage of eryth rom ycin A had been increased in itially from 73%to m o re than 88%.B i o logical po tency increased sign ifican tly .T he p rocess of eryth rom ycin p roducti on has been op ti m ized .KEY WORD S E ryth rom ycin ;　B i o syn thesis ;　H PL C ;　Ferm en tati on ;　O p ti m izati on收稿日期:2004203212 修回日期:2004205217基金项目:生物工程上海市重点学科建设项目(2001年)。

第三节红霉素的发酵、提炼工艺及过程红霉素的产生菌是红色链霉菌(5zrfA‘帅yc‘‘fr)／jA雕M)。

红霉京是多组分的抗生素，其中红留素A为有效组分，红霉素B、红霉素c为杂物。

国产红霉素中c为主要杂质。

红霉素c和A的结构极为相似，但红霉京c抗菌活性比A低很多，其毒性却是它的2 倍。

由于两者在提炼过程难以分离，故要提高产品质量、提高产品的抗菌活性和降低毒性(即减少成品中的红霉素C含量)。

一、菌种我国20世纪60年代开始红霉素的工业生产，采用的产生菌是门2—102菌株，生产水平不高，并易产生噬茵体污染。

随后，选育了抗噬菌体的菌株，并使用自然分离、紫外线、氮芥子气、硫酸二乙酯、亚硝酸、激光及快速中子处理等方法选育高产菌种。

随着菌种选育的发展，从控制红霉素生物合成的代谢路线进行定向筛选，得到抗乙琉氨酸的菌株，并采用原生质体融合的方法获得高产优质的菌种。

经生产实践，其红霉京A的含量高，c的含量低，结合工艺控制条件的改进，发酵单位提高I叫左右点证了成品的质量。

二、发酵工艺及过程(一)发酵工艺流程沙土袍子羊至罕字十母瓶斜面袍子(二)发酵工艺要点I．种子红霉素斜面袍子培养基是由玉米浆、淀粉、氯化钠、硫酸铵等组成。

其中玉米浆质量对袍子的外观及生产能力有直接影响，会出现“黑点”(即灰色焦状茵落)。

有的生产厂以蛋白陈代替玉米浆会使黑点减少甚至不出现，但其袍子量少。

袍子培养基消毒后必须快速冷却为妥，过长对袍子生长不利。

温度37℃，湿度要求50％左右，母瓶斜面培养9d，子瓶斜面培养7d。

要求成熟的把子呈深米黄色，色泽新鲜、均匀、无黑点，把子瓶背面有红色色素，并要求每瓶的袍子数不低于1亿个。

将子瓶斜面把子制成袍子悬浮液，用微孔接种的方式接人种子罐。

种子罐及繁殖罐的培养基由花生饼粉、蛋白陈、硫酸铵、淀粉、葡萄糖等组成。

种子罐的培养温度为35℃，培养时间65h左右；繁殖罐培养温度33℃，培养时间40h左右。

均按移种标准检查，符合要求进行移种。