抗生素发酵水平

抗生素的发酵生产抗生素的发酵法生产摘要:对马杜霉素，螺旋霉素，农用抗真菌素的发酵生产，确定其最佳的发酵条件，并且对其各自发酵工艺进行比较，深入的了解用发酵法产抗生素的原理及方法。

关键词:马杜霉素螺旋霉素农用抗真菌素发酵生产引言采用发酵工程技术生产医药产品是制药工程的重要部分，其中抗牛素是我国医药生产的大宗产品，随着基因工程技术的进展，基因工程药的比例逐渐增大。

但抗生素在国计民生中所起的作用是能完全替代的。

特别是西方同家出于能源和环保的考虑，转产生产高附加值的药物，留出厂抗生素的市场空间，为我国的抗生素生产发展提供了机遇，作为一个发展中的国家，可以说在相当长时间内，我国抗生素生产在整个医药产品巾仍占很大的比例，因此抗生素类发酵过程优化技术研究对医药行业的生产具有重要的经济和社会意义。

抗生素发酵过程优化研究中主要存在的问题长期以来为提高抗生素发酵水平，把注意力主要放在菌种筛选与改造，或从国外引进菌株。

近年来，随着现代牛物技术的日益发展，尤其是基因工程和代谢1:程技术的发展，已经取得了引入注目的效果，主要有:(1)将生物合成途径中关键酶基因克隆来改良现有抗生素生产菌种;(2)将抗生素生物合成产生副产物的酶基因敲除，以提高产生抗生素的能力;(3)克隆外源基因以改良原菌种的发酵生理特性;(4)克隆外源抗生素合成基因簇来合成新的抗牛素等，但是在通过各种方法得到一个高产菌株后，在实际发酵操作时，往往忽视厂生物反应器中上程问题所必须加以考虑的工艺变化和过程优化。

随后的逐级放大与优化基本上是以最佳工艺控制点为依据，采用人工经验为主的静态操作，在方法上基本以正交试验为基础。

因此，发酵过程优化与放大始终是生化上程中一个复杂问题的两个侧面，人们从不同的角度进行研究。

此外，随着计赞机技术的迅速发展，各抗生素发酵工厂已普遍采用计算机在线控制，主要在补料操作上采用杯式流加技术，基本上满足了抗生素工业发酵生产上所需要的高精度控制补料速率问题，对提高发酵效价起了重要作用。

发酵工程抗生素发酵生产技术概述发酵工程是一种利用微生物、酶和发酵介质（常见的如糖）来生产有用化合物的技术。

在这个过程中，微生物通过代谢物质的转化来生成目标产品。

抗生素发酵生产技术是发酵工程的一个重要应用领域，在制药、医疗等领域中起到重要作用。

本文将就抗生素发酵生产技术进行一些概述。

抗生素是一类能够抑制或杀死细菌或其他微生物的药物，广泛应用于医疗、养殖和农业等领域。

然而，抗生素的生产过程并不容易。

抗生素分子具有复杂的结构，不同的抗生素有不同的生产方式和工艺。

一般来说，抗生素的生产过程可以分为以下几个步骤：获得产生抗生素的微生物菌种；培养产生抗生素的微生物菌种；提取和纯化抗生素产物；加工和包装抗生素产物。

在抗生素发酵生产技术中，首先需要获得产生抗生素的微生物菌种。

这些微生物可以从自然环境或已知产生抗生素的菌株中分离得到，也可以通过基因工程技术进行修改得到。

随后，需要对这些微生物进行培养。

培养条件的选择对于微生物的生长和抗生素产量有重要的影响。

常见的培养条件包括培养基的组成、温度、pH值、氧气供应等。

通过调节这些条件，可以提高菌株的生长速度和产生抗生素的能力。

在培养过程中，需要不断监测微生物菌种的生长情况和抗生素产量。

常用的监测方法包括测定菌株密度、测定发酵液的抗生素浓度等。

通过监测，可以对微生物的生长状态进行控制和调节，以及对抗生素产量进行评估和优化。

当培养达到一定程度后，需要对发酵液进行产品的提取和纯化。

传统的提取方法包括萃取、蒸馏、结晶等。

这些方法可以将抗生素从发酵液中分离出来，并去除其他杂质。

随后，抗生素产品需要经过纯化过程，获得高纯度的抗生素。

纯化方法包括过滤、层析、电泳等。

这些方法可以去除抗生素中的杂质，提高纯度。

最后，经过提取和纯化的抗生素产品需要进行加工和包装，以便后续的药物制剂或应用。

加工包括液体制剂的调整和固体制剂的制备。

包装过程需要严格控制产品的质量和卫生条件，以确保最终产品的安全性和稳定性。

一、名词解释1、分批发酵：在发酵中，营养物和菌‎种一次加入‎进行培养，直到结束放‎出，中间除了空‎气进入和尾‎气排出外，与外部没有‎物料交换。

2、补料分批发‎酵：又称半连续‎发酵，是指在微生‎物分批发酵‎中，以某种方式‎向培养系统‎不加一定物‎料的培养技‎术。

3、前体：指某些化合‎物加入到发‎酵培养基中‎，能直接彼微‎生物在生物‎合成过程中‎合成到产物‎物分子中去‎，而其自身的‎结构并没有‎多大变化，但是产物的‎产量却因加‎入前体而有‎较大的提高‎。

4、接种量：移入种子的‎体积接种量＝—————————接种后培养‎液的体积5、次级代谢产‎物：是指微生物‎在一定生长‎时期，以初级代谢‎产物为前体‎物质，合成一些对‎微生物的生‎命活动无明‎确功能的物‎质过程，这一过程的‎产物，即为次级代‎谢产物。

6、实罐灭菌：实罐灭菌（即分批灭菌‎）将配制好的‎培养基放入‎发酵罐或其‎他装置中，通入蒸汽将‎培养基和所‎用设备加热‎至灭菌温度‎后维持一定‎时间，在冷却到接‎种温度，这一工艺过‎程称为实罐‎灭菌，也叫间歇灭‎菌。

7、种子扩大培‎养：指将保存在‎砂土管、冷冻干燥管‎中处休眠状‎态的生产菌‎种接入试管‎斜面活化后‎，再经过扁瓶‎或摇瓶及种‎子罐逐级扩‎大培养,最终获得一‎定数量和质‎量的纯种过‎程。

这些纯种培‎养物称为种‎子。

8、倒种：一部分种子‎来源于种子‎罐，一部分来源‎于发酵罐。

二、填空题1、微生物发酵‎培养（过程）方法主要有‎分批培养、补料分批培养、连续培养、半连续培养四种。

2、发酵过程工‎艺控制的只‎要化学参数‎溶解氧、PH、核酸量等.3、发酵过程控‎制的目的就‎是得到最大‎的比生产率‎和最大的得‎率。

4、微生物的培‎养基根据生‎产用途只要‎分为孢子培养基、种子培养基和发‎酵培养基。

5、常用灭菌方‎法：化学灭菌、射线灭菌、干热灭菌、湿热灭菌6、发酵过程工‎艺控制的代‎谢参数中物‎理参数温度、压力、搅拌转速、功率输入、流加数率和‎质量等7、染菌原因：发酵工艺流‎程中的各环‎节漏洞和发‎酵过程管理‎不善两个方‎面。

抗生素的发酵生产工艺.doc抗生素是一类广泛应用于医疗和兽医领域的药物，用于预防或治疗细菌感染。

不同的抗生素有不同的化学结构，生产抗生素的方法也因此各不相同。

本文将重点介绍抗生素的发酵生产工艺。

一、抗生素发酵生产的基本流程1. 培养菌抗生素的生产主要依靠微生物，因此首先需要筛选出具有生产该抗生素能力的微生物。

筛选后的微生物将在培养基上进行大规模培养，以提供充足的细胞质和代谢产物。

2. 发酵过程发酵是抗生素生产的关键步骤。

一般采用批量、半连续和全连续三种发酵方式。

其中，批量发酵是最常用的方式。

批量发酵流程如下：①铺面：将培养基注入发酵罐中，通入空气以增氧。

②接种：将筛选得到的微生物接入发酵罐中。

③培养：培养12-24小时，以形成菌体。

④产生抗生素：开始产生目标抗生素，持续时间一般为3-5天。

⑤收获：收获抗生素后，将生产产物进行提纯和精制，以达到合格的药品标准。

1. 青霉素青霉素是一类广泛使用的β内酰胺类抗生素，由链霉素产生的放线菌筛选出，其发酵生产工艺如下：铺面罐：加入甜菜汁、植物硝酸盐和钙磷酸盐等培养基组分，保持pH值的恒定，通入空气以增氧。

发酵罐：将铺面罐的培养液移入发酵罐中，加入接菌液（含有链霉素菌丝的液态培养基），在恒温、恒湿的条件下进行底层搅拌式发酵，温度控制在18℃左右。

霉素沉积罐：将发酵获得的青霉素经过分离和提取，再通过沉淀、烘干、加工等步骤，得到制剂。

培养基：加入淀粉、麦芽粉、氨基酸等营养物质，以提供菌体生长所需的能量和物质。

分离纯化：通过分离、沉淀、过滤、萃取等多种方法，得到纯净的链霉素制剂。

3. 山梨酸钙山梨酸钙是一种广泛使用的防腐剂和保鲜剂，由发酵的亚铁酸菌（Gluconobacter oxydans）产生，其生产工艺如下：基础培养液：加入铵盐、硫酸铵、硫酸亚铁等组分，以满足微生物的基础营养需求。

预处理：将亚铁酸菌接入培养基中，培养24小时，产生菌体。

发酵罐：将预处理得到的菌体接种发酵罐中，发酵温度控制在30℃左右。

抗生素发酵生产技术引言抗生素作为一类重要的药物，在医疗领域起到了不可替代的作用。

它们能有效地抑制或杀死病原微生物，帮助人们治疗疾病。

抗生素的发酵生产技术在制药工业中占据重要地位，本文将详细介绍抗生素发酵生产技术的原理、过程和优化方法。

1. 抗生素发酵生产技术的原理抗生素的发酵生产技术是利用微生物代谢产物来合成药物的过程。

一般来说，抗生素是由细菌、真菌或放线菌等微生物通过发酵过程产生的，因此发酵生产技术对于抗生素的制备至关重要。

发酵生产技术的原理基于微生物的代谢特性。

在特定的培养基条件下，微生物可以通过代谢过程合成并分泌抗生素。

这些培养基通常包含碳源、氮源、矿物质和其他必需的营养物质。

通过控制培养基的成分和条件，可以调节微生物的代谢途径，从而提高抗生素的产量和纯度。

2. 抗生素发酵生产技术的过程抗生素发酵生产技术一般包括以下几个主要步骤：2.1 微生物的选育和培养首先需要选育和培养产生特定抗生素的微生物菌株。

一般来说，这些菌株需要具备以下特点：能够产生目标抗生素、生长速度快、代谢产物稳定等。

选育好的菌株需要在实验室中进行预培养，并通过稳定的培养条件进行扩大培养。

2.2 培养基的制备培养基的制备是抗生素发酵过程中的关键环节。

常见的培养基包括液体培养基和固体培养基。

液体培养基适用于大规模发酵生产，而固体培养基适用于筛选产生抗生素菌株。

制备培养基时，需要根据微生物的特点和需求选择合适的配方，并进行消毒处理。

2.3 发酵过程控制发酵过程控制是抗生素发酵生产技术的关键步骤之一。

通过调节发酵罐的温度、pH值、通气速率等条件，可以促进微生物的生长和抗生素的产生。

此外，需要对发酵过程进行监测和控制，确保微生物菌株的稳定生长和抗生素的高产。

2.4 分离和提取经过一段时间的发酵，微生物将产生大量抗生素。

分离和提取是将抗生素从发酵液中分离出来的过程。

常用的分离和提取方法包括离心、过滤、萃取等。

分离和提取的目的是提高抗生素的纯度和收率，为后续的药物制备和质量控制提供有力支持。

1、抗生素工业的建立始于何时？抗生素工业的建立始于1943年，在美国首次开始工业化生产青霉素。

时值第二次世界大战期间，生产的青霉素仅供军需，生产属于保密。

到了1944年在青霉素生产的发酵工艺中有一次很大的改革，试验成功深层培养法，找到了适宜深层发酵的菌种，产量大大增加，青霉素才普及与民用。

2、抗生素剂量的表示方法是什么？抗生素的剂量用效价单位来表示，简称单位，以U代表，分为发酵液u/ml和纯品结晶粉的u/mg两种方法，。

抗生素的效价单位是以其抗菌活性来表示的，一个青霉素效价单位表示能完成抑制50毫升肉汤培养基中生长的金黄色葡萄球菌的最小剂量。

1毫克青霉素G钠盐的纯品能完全抑制83350毫升肉汤中的葡萄菌球，因此，青霉素成品的毫克单位是1667。

一个链霉素的效价单位为能完全抑制1毫升肉汤培养基中的大肠杆菌，因此，链霉素碱成品的毫克单位是1000。

同理，土霉素、红霉素、卡那霉素、万古霉素、新霉素等抗生素的游离碱均以1毫克作1000单位计。

氯霉素、四环素及金霉素的盐酸盐也以1毫克作1000单位计。

各种抗生素盐类的效价应根据其分子量换算。

在实际应用上，药用抗生素的最低毫克单位是根据医疗上的要求与生产技术的水平由药典来规定。

3、目前国内外抗生素生产最高发酵水平如何？国际上最高的抗生素发酵水平是荷兰Gist公司的青霉素发酵单位已经达到89，000u/ml。

英国的青霉素最高水平是80，000u/ml美国的青霉素最高水平是70，000u/ml。

中国华北制药厂和哈尔滨制药厂等的青霉素生产水平已经超过50，000u/ml。

4、抗生素的发酵定义是什么？发酵二字在不同的情况下有不同的含义，从广义来讲，发酵是指微生物藉酶的作用而致有机基质发生化学变化的物质代谢过程。

在生化学中，发酵是指代谢过程中的无氧呼吸过程，如酒精发酵、乳酸发酵和丙酮、丁醇发酵。

以抗生素生产而言，发酵就是微生物活细胞在一定的培养条件下，分介利用各类有机物质生物合成抗生素的过程。

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。

抗生素的生产工艺抗生素是一类用于抵抗细菌感染的药物，其生产工艺通常涉及菌种培养、发酵、提取纯化等多个步骤。

下面将详细介绍抗生素的生产工艺。

首先，抗生素的生产通常从菌种培养开始。

在菌种培养中，选择具有产生目标抗生素能力的菌株，如青霉菌、链霉菌等，并提供适当的培养基来满足其生长和代谢需求。

在培养过程中，保持适宜的温度、pH值和氧气供应是关键。

菌种培养达到一定的细胞密度后，即可进行下一步的发酵过程。

其次，发酵是抗生素生产工艺中的核心环节。

将培养好的菌种移植至大型发酵罐中，加入适量的发酵基质（如葡萄糖、麦芽糊精等）。

发酵过程中，要对罐内的温度、pH值、氧气气流速率等参数进行精确控制，以促进菌种的生长和抗生素的产生。

在发酵过程中，目标抗生素通常是通过微生物代谢产生的次生代谢产物。

这些次生代谢产物通常经过多个酶的催化作用，经过多个步骤的合成才得到最终的抗生素结构。

因此，发酵过程中要监测目标抗生素的产量和纯度，并进行及时的调整和控制。

当发酵完成后，就需要进行下一步的抗生素提取和纯化工艺。

首先，将发酵液经过过滤或离心等方式，将菌体和大部分杂质去除，得到含有目标抗生素的液体。

然后，采用各种技术手段，如溶剂萃取、离子交换、凝胶过滤等，将抗生素从液体中提取出来，并得到较纯的抗生素。

最后，通过进一步的纯化工艺，将抗生素的纯度提高到合适的程度。

这些纯化工艺包括：色谱分离、结晶、洗涤和干燥等。

色谱分离是常用的纯化手段，通过选择性吸附和洗脱，可以去除杂质，得到高纯度的抗生素。

在整个抗生素生产工艺中，要加强质量控制，确保产品符合药典标准，并且要注意环境保护，防止污染和废弃物的产生。

总之，抗生素的生产工艺涉及多个步骤，包括菌种培养、发酵、提取纯化等。

通过科学严谨的操作和质量控制，可以生产出高质量的抗生素产品。

这些抗生素产品在医药领域发挥着重要的作用，帮助人类抵抗细菌感染，保护健康。

提高抗生素产量的方法
提高抗生素产量的方法有很多，其中包括：
1. 优化培养基：通过调整培养基的成分，可以显著提高抗生素的产量。

例如，增加碳源、氮源或无机盐的浓度，或者调整pH值等，都有可能提高抗生素的产量。

2. 控制温度：有些抗生素的产生受温度影响，因此可以通过控制温度来提高抗生素的产量。

例如，升高温度可以促进某些抗生素的产生，而降低温度则可能减缓抗生素的产生。

3. 添加前体：有些抗生素的产生需要特定的前体物质，如果能够提供这些前体物质，就可以提高抗生素的产量。

4. 基因工程：通过基因工程技术，可以改变抗生素产生菌的遗传特性，从而提高抗生素的产量。

例如，可以通过基因重组技术，将抗生素产生菌中的有益基因进行克隆和表达，从而提高抗生素的产量。

5. 添加表面活性剂：表面活性剂可以增加细胞膜的通透性，从而提高抗生素的产量。

6. 优化发酵条件：通过优化发酵条件，可以提高抗生素的产量。

例如，优化氧气和二氧化碳的浓度、调整发酵液的pH值等。

7. 原生质体融合技术：利用原生质体融合技术可以将两个不同菌株的遗传物质融合在一起，从而产生具有更高抗生素产量的重组菌株。

以上方法都可以提高抗生素的产量，具体使用哪种方法需要根据实际情况进行选择。

吉林化工学院生物工程专业实验报告实验题目：四环素族抗生素定向发酵Tetracycline antibiotics directional fermentation课程类型：生物工程专业实验实验类型：设计型专业班级：学生姓名：学生学号：合作者：指导教师：提交日期： 2015年11月23日吉林化工学院Jilin Institute of Chemical Technology四环素族抗生素定向发酵实验摘要：通过金色链丝菌在不同培养基中产生不同的产物，了解定向发酵的意义。

另外通过实验更进一步学会根据抗生素生物合成的不同途径寻找各种抑制剂或促进剂，以调节某些酶的活性,从而改变代谢途径。

四环素和金霉素都能在酸性条件下加热生成黄色脱水四环素和脱水金霉素其产生黄色的深浅与它们的含量多少成正比。

所以通过反应比色即可知道二者地总含量（预先要做好四环素浓度的标准曲线），称其为总效价。

关键词：金色链丝菌、定向发酵、四环素族抗生素、金霉素、总效价前言：定向发酵是指通过改变培养基的组分(如加入某些物质)改变微生物代谢途径，使发酵按主观要求产生较多的某种产物。

金色链丝菌能同时产生四环素和金霉素，这二种抗生素在分子结构上只是在第七位上差一个氯离子。

四环素族抗生素族抗生素包括金霉素、四环素和土霉素，它们的化学结构极为相似：当R1为Cl,R2为H时分子为金霉素；当R1和R2都为H时为四环素；当R1为H，R2为OH时为土霉素（羟基四环素）。

金霉素比四环素只多一个氯离子，只要在发酵液中加入某些物质，阻止氯离子进入四环素分子，从而使菌种产生较多的四环素。

从生物合成途径上可知四环素和金霉素有一段相同的生物合成途径，到某一个中间产物时，氯化酶活力的大小可能决定其合成途径的改变，所以我们设计从控制氯化酶的活性和氯化酶的量来影响菌种的代谢途径，从而得到不同的产物。

本实验是通过在改变培养基的组分，来实现定向发酵。

我们从下面两个方面考虑: （1）抑制氯化酶的活力利用硫醇基苯骈噻唑（M-促进剂）与氯化酶的激活剂－二价铜离子作用，降低铜离子的浓度，从而使氯化酶的活力下降。