链霉素的生产

项目名称：链霉素的生产编制人：编制时间：2012/10/23总页数：文件编码：JL-SXBG-2012-微生物药物的生产-链霉素的生产一、链霉素的概述链霉素的化学结构式定义基本解释:一种抗生的有机碱C21H39N7O12 ,是由土壤放线菌( Streptomyces griseus )产生的,能有效地抵抗许多细菌,主要用其盐治疗结核病、鼠疫、百日咳、细菌性痢疾、泌尿道感染和主要由革兰氏阴性细菌引起的其它传染病。

详细解释:抗菌素的一种。

白色粉末，有苦味，对结核杆菌、鼠疫杆菌、大肠杆菌等有抑制作用。

简介链霉素是一种从灰链霉菌的培养液中提取的抗菌素。

属于氨基糖甙碱性化合物，它与结核杆菌菌体核糖核酸蛋白体蛋白质结合，起到了干扰结核杆菌蛋白质合成的作用，从而杀灭或者抑制结核杆菌生长的作用。

由于链霉素肌肉注射的疼痛反应比较小，适宜临床使用，只要应用对象选择得当，剂量又比较合适，大部分病人可以长期注射（一般2个月左右）。

所以，应用数十年来它仍是抗结核治疗中的主要用药；链霉素由灰色链霉菌发酵生产。

双氢链霉素可由湿链霉菌产生，但通常以半合成方法生产；由灰色链霉菌产生的广谱抗生素，分子由链霉胍、链霉糖和N－甲基-L-葡萄糖胺组成；链霉素分子中链霉糖部分的醛基被还原成伯醇基后，就成为双氢链霉素，其抗菌效能与链霉素大致相同，但对听觉神经的毒性比链霉素大。

药理作用链霉素是一种氨基糖苷类药，经主动转运通过细菌细胞膜，与细菌核糖体30S亚单位的特殊受体蛋白结合，干扰信息核糖核酸与30S亚单位间起始复合物的形成，抑制蛋白合成。

使DNA发生错读，导致无功能蛋白质的合成；使多聚核糖体分裂而失去合成蛋白的功能，使大量氨基糖苷类进入菌体，细菌细胞膜断裂，细胞死亡。

作用机理链霉素和其他的氨基糖苷类药物一样是通过干扰细菌蛋白质合成而发挥抗菌作用的。

链霉素结合了细菌核糖体的30S亚基上的16SrRNA，干扰formyl-methionyl-tRNA与30SrRNA的连接，阻断细菌蛋白质的合成。

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链霉素生产流程
链霉素生产流程：
1.菌种培养：培养灰链霉菌，收获孢子
2.发酵培养：孢子接种于发酵罐，进行液体发酵
3.提取精制：发酵液经过过滤、萃取、离子交换等步骤提纯
4.质量检测：对链霉素成品进行含量、纯度等指标测定
5.成品包装：检验合格的链霉素进行分装、标签、入库
(微生物实验室)→(孢子培养基)→(发酵罐)→(提取设备/精制单元)→(质检实验室)→(高效液相色谱仪等)→(包装车间)→(分装机/标签机)→(仓库)
注：箭头表示流程走向，括号内为对应环节涉及的主体或设备。

1。

链霉素的生产工艺1. 引言链霉素是一种广泛应用于临床的抗菌药物，具有广谱的杀菌作用，特别对革兰氏阳性细菌具有较强的抑制作用。

链霉素的生产工艺是一个复杂的过程，涉及到选材、培养、分离提取、精制等多个步骤。

本文将详细介绍链霉素的生产工艺。

2. 选材链霉素的生产一般选用链霉菌（Streptomyces sp.）作为生物发酵的菌种。

选材时，需要从自然环境中筛选出链霉菌，通过生化和遗传性状鉴定确定其属于链霉菌属。

在选择菌种时，需要考虑菌株的抗性、生长速度、产量等因素。

3. 培养链霉菌的培养过程一般包括前处理、发酵、产霉和分离等步骤。

3.1 前处理前处理的目的是为了提高菌种的活力和发酵能力。

首先，将菌种预培养于适宜的培养基中，培养时间为24-48小时。

然后，将菌种转移到发酵培养基中，再次培养24-48小时，使菌种适应发酵培养条件。

3.2 发酵发酵是链霉菌生产链霉素的关键步骤。

发酵培养基的组成对链霉素的产量和质量有着重要影响。

发酵培养基一般包括碳源、氮源、矿质盐和调节剂等成分。

发酵过程一般分为两个阶段：生长期和产霉期。

生长期主要是链霉菌的生长和繁殖，产霉期主要是链霉菌产生链霉素的阶段。

发酵过程需要控制温度、pH、氧气供应等条件，以保证菌体的生长和链霉素的产量。

3.3 产霉产霉是指在发酵完成后，将产生链霉素的链霉菌和发酵液分离的过程。

产霉一般通过离心、过滤、提取等方法实现。

离心可以将链霉菌从发酵液中分离出来，过滤则可去除菌体，提取则能将链霉素从菌体中提取出来。

4. 分离提取分离提取是将链霉素从发酵液中纯化的过程。

分离提取一般包括固液分离、溶剂提取、浓缩纯化等步骤。

固液分离通过离心或过滤将发酵液中的固体菌体分离出来。

溶剂提取是利用溶剂对发酵液进行提取，一般采用醇类、酮类、醚类等有机溶剂。

浓缩纯化是将溶剂提取得到的链霉素溶液通过浓缩器等设备进行浓缩和纯化，以获得链霉素的纯品。

5. 精制链霉素的精制是指对链霉素进行进一步纯化和提升质量的过程。

课程设计题目：链霉素生产工艺设计课程名称：发酵工厂工艺设计概论学院：化学与生物工程学院班级学号：姓名：指导老师：小组成员：二零年月目录1前言 (3)2设计任务书 (4)2.1项目背景和开发意向 (4)2.2生产菌种及发酵基本原理 (4)2.3基础数据 (5)2..4参考数据 (6)2.5设计内容 (6)2.6设计要求 (6)3工艺流程 (7)3.1发酵工艺 (7)3.2链霉素发酵条件及中间控制 (7)3.3提取工艺 (9)3.4工艺流程简图 (11)4工艺计算 (12)4.1物料衡算 (12)4.2热量衡算 (13)4.3水用量的计算 (15)5发酵车间设备(发酵罐)的选型计算 (16)5.1发酵罐的设计 (16)5.1.1发酵罐的选型及尺寸 (16)5.2设备结构的工艺设计 (17)5.2.1 空气分布器 (17)5.2.2 挡板............................................................. . (17)5.2.3电机设计及轴功率的计算 (17)5.2.4搅拌器设计 (19)5.2.5冷却面积的计算与冷却管的设计 (19)5.2.6 PH测定 (22)5.2.7消泡 (22)6对本设计的评述 (23)7参考文献 (24)8附表二、发酵罐总装置图..………………………………………………......................1前言链霉素（Streptomycin）是瓦克斯曼〔Waksman S.A.)于 1944 年从灰色链霉菌（Streptomyces,griseus）培养液中分离出来的一种碱性抗生素。

链霉素是一种相当强的有机碱，也是一种多糖类化合物。

其分子结构是由链霉肌、链霉糖和 N-甲基-L-葡萄糖胺三部分以苷键相联结而成的。

链霉素碱稳定性特别差，工业产品主要是其硫酸盐形式，即硫酸链霉素(Streptomycin Sulfate)。

链霉素生产工艺流程
链霉素是一种广谱抗生素，常用于治疗病原微生物引起的感染。

下面是链霉素生产工艺流程的简介。

链霉素的生产一般分为三个主要步骤：发酵、提取和纯化。

1. 发酵：链霉素通过链霉菌（Streptomyces erythreus）进行发
酵生产。

首先，从链霉菌菌种中选取适合的菌株，然后进行接种培养。

接种后的菌株放入适当的培养基中，如含有糖、氮源和无机盐的培养基。

培养过程中需要控制温度、气体供应、
pH值等条件，以促进菌株的生长和代谢产物的产生。

链霉菌
在培养基中生长时，产生链霉素，并分泌到培养液中。

2. 提取：发酵液中的链霉素无法直接使用，需要经过提取步骤进行纯化。

首先，培养液通过离心或过滤等方式分离出菌体。

然后，将菌体与溶剂如甲醇或乙酸乙酯混合，使链霉素从菌体中溶解。

混合溶液经过过滤或离心等步骤，分离出链霉素溶液。

此外，还可以采用萃取、萃余、结晶、蒸馏等方法进一步提取链霉素。

3. 纯化：提取得到的链霉素溶液中还可能含有其他杂质，需要进行纯化步骤。

常用的纯化方法包括流动相色谱、逆流色谱和凝胶过滤等。

色谱法可以根据链霉素与其他成分在流动相中的差异，通过分离和选择性吸附来提高链霉素的纯度。

凝胶过滤可以去除较大分子量的杂质，使得链霉素更加纯净。

纯化后的链霉素通过蒸发浓缩或结晶法得到固体链霉素。

总结起来，链霉菌通过发酵生产链霉素，然后通过提取和纯化步骤得到纯净的链霉素。

这个工艺流程不仅可以应用于链霉素的大规模工业生产，也可以在实验室中进行链霉素的小规模制备。

链霉菌素抗生素的生产与合成机制链霉菌素抗生素是一种广泛应用的抗生素，可用于治疗感染性疾病。

本文将从链霉菌素抗生素的生产和合成机制两个方面进行讨论。

一、链霉菌素抗生素的生产链霉菌素抗生素的主要来源是链霉菌属微生物，包括极耐酸菌及一些变形菌属微生物，这些微生物具有很强的代谢活性和高产能力。

链霉菌素的生产始于育种，经过对产菌株进行筛选、培养、获得菌株及菌种保存等一系列工作后，进入生产工艺中。

链霉菌素抗生素的生产需采用发酵工艺，这个过程需掌握好菌体生长的最适生长条件，包括温度、pH、气体、营养物质等因素的控制。

同时也需要合理的营养条件、发酵方式、发酵罐物质科学组成等等。

链霉菌生长速度相对较慢，需相应延长发酵周期，通常达到10~12天。

生产过程中，需进行不同程度的调控，使菌细胞在不同生长阶段达到最优的代谢状态，以获得最大的菌体和次级代谢产物。

链霉菌素的分离纯化与提纯，也是生产过程中的关键环节。

包括抽提、沉淀、离心等分离步骤，并加入一定的化学试剂对链霉素进行纯化和提纯，提高产品的纯度和质量。

二、链霉菌素抗生素的合成机制链霉菌素属于一种二十肽，由20个氨基酸组成，其中包括4个脯氨酸和3个半胱氨酸等超过10个的非常规氨基酸。

链霉菌素的合成机制是通过多酰基多肽合成机制（PKS）实现的。

这个过程需要多个代酰基转移酶催化作用下，一步步将肽链合成到一起。

首先，链霉菌素的前体酮体轮酸（acyl-CoA）通过合成开环并羟化酶进行二氢杨梅素的合成，在经过前体链的扩展和反向羰基酰基转移（KR），得到一个顺式构象的羟丙氨酰-锌和環氧-锌（AHB）丙氨酰辅酶A。

当AHB丙氨酰被二氢NADPH还原后，就形成丙氨酰-锌。

随后，手性选择性加羰基邀请脱一水分子，连接一个陈旧的羟基丙嘧啶酰辅酶A，这就是库托酸。

因为库托酸来源于酵素代表基因整合，所以它代表了此酶在酶复合体中的位置。

在繁殖出一个库托酰丙二酰-锌后，还原酶将丙酮还原成羟基甲基，以产生巴匹双肽酸辅酶A。

链霉素的生产工艺首先是发酵。

链霉菌属微生物培养在培养基中，通过控制温度、酸碱度和氧气供应等条件，使其进行代谢产生链霉素。

培养基的成分一般包括碳源和氮源，如葡萄糖、玉米浆等作为碳源，酵母膏、大豆粉等作为氮源。

培养基中还需添加适量的矿物盐和微量元素，以满足微生物的生长和代谢需求。

其次是分离。

经过一定时间的培养后，链霉菌属微生物产生的链霉素溶于培养基中。

通过离心、过滤等方法将微生物菌丝、细胞等固体物质与链霉素分离开来。

最后是纯化。

分离得到的链霉素溶液中还存在着其他杂质，如蛋白质、碳水化合物等。

通过醋酸乙酯萃取、硅胶柱层析、逆流色谱等方法，去除杂质，得到纯度较高的链霉素。

最后将链霉素经过结晶、干燥等工艺处理，得到成品链霉素。

总的来说，链霉素的生产工艺包括发酵、分离和纯化三个步骤，通过控制培养条件，分离和纯化链霉素，从而得到高纯度的链霉素成品。

这些工艺步骤的合理运用可以提高链霉素的产量和质量，满足药物生产的需要。

链霉素是一种非常重要的广谱抗生素，具有广泛的抗菌活性，对许多细菌和一些真菌具有杀菌作用。

因此，链霉素在临床上被广泛应用于治疗各种感染性疾病。

对于大多数人类的细菌感染，链霉素都具有广泛的杀菌作用。

因此，链霉素的生产工艺显得尤为重要。

链霉素的发酵工艺是链霉素生产过程的核心环节。

在发酵中，链霉菌属微生物在合适的培养基和发酵条件下进行生长和代谢，产生链霉素。

培养基的配方和发酵条件的控制对链霉素的产量和质量起着决定性的作用。

其主要目的是为了提供微生物生长和代谢所需的营养物质、促进微生物生长，并通过合适的条件使得微生物生产所需的产品。

在链霉菌生长的过程中，需要提供适当的防腐剂，并严格控制发酵过程中的温度、pH值和氧气供应等参数，以维持微生物的生长和代谢活动。

此外，为了提高链霉素的产量，还需要不断优化培养基的成分和发酵过程的操作条件。

分离和纯化是链霉素生产工艺中的另外两个重要环节。

分离包括从发酵液中将链霉素与微生物、培养基中的残余物等分离开来，使得链霉素获得初步纯化。

发酵工厂设计一一链霉素生产工艺设计（重点是发酵车间）一、本课程设计的性质、任务与目的本课程是生物工程专业的一门实用性和技术性很强的专业课程。

学习本课程的目的是使学生在学完生物工程专业的有关课程后，尤其是在学完《发酵工艺学》、《生物工程设备》和《发酵工厂工艺设计概论》这三门课程后，综合运用3年所学的全部知识，进行工厂的初步设计。

通过专业课程设计使学生掌握应具备的基本设计技能。

待学生走上工作岗位后既能担负起工厂技术改造的任务，又能进行车间或全厂的工艺设计。

本课程任务是：1.撰写简要设计说明书，内容包括前言、设计任务书、厂址选择、物料衡算、设备衡算及选型等；2.绘制工厂总平面布置图一张、产品工艺方案流程图一张、发酵车间发酵罐的设计图（包括俯视图和剖面图）一张。

二、基本要求：通过课程设计，应训练学生提高以下几方面的能力：1、搜集实际工业生产工艺数据，熟悉技术文献资料。

2、合理设计工艺路线，准确进行工艺过程计算和设备设计选型计算。

3、以精简的文字、清晰的图表来表达个人设计思想、设计结果。

4、树立科学、经济的设计思想，兼顾安全、劳保、环保等要求。

三、设计任务书基础数据：生产规模：4、5、6、7、9、U千吨/年（6组）产品规格：成品效价为800单位∕mg生产天数：300天/年种子培养基配比：牛肉膏6%,葡萄糖4%,KH2PO4I%,MgSO41%,接种量：8%（1,3,5,7组）或10%（2,4,6组）生产培养基配比：葡萄糖4%,黄豆饼粉0.8%,玉米浆1.5%,(NH4)2SO40.5%,豆油0.2%,KH2PO4O.O1%,CaCO30.04%倒罐率：1% 发酵装料系数：70%（1,3,5,7组）；75%（2,4,6组）发酵液收率：95%提炼总收率：70%平均发酵水平：25000单位/m1；发酵周期：8天；每天放罐数自己定。

设计内容：1.根据以上设计任务，查阅有关资料、文献，搜集必要的技术资料，工艺参数与数据，进行生产方法的选择，工艺流程与工艺条件的确定与论证。

链霉素的生产组别：第二组编制时间：2012.10.24总页数：13组员：陈镪文庆丁梦瑶向莉卢媛一、抗生素抗生素（antibiotics）是由微生物（包括细菌、真菌、放线菌属）或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的一类次级代谢产物，能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。

现临床常用的抗生素有微生物培养液液中提取物以及用化学方法合成或半合成的化合物。

抗生素以前被称为抗菌素，事实上它不仅能杀灭细菌而且对霉菌、支原体、衣原体等其它致病微生物也有良好的抑制和杀灭作用，近年来通常将抗菌素改称为抗生素。

抗生素可以是某些微生物生长繁殖过程中产生的一种物质，用于治病的抗生素除由此直接提取外；还有完全用人工合成或部分人工合成的。

通俗地讲，抗生素就是用于治疗各种细菌感染或抑制致病微生物感染的药物。

二、抗生素分类β-内酰胺类：青霉素类和头孢菌素类的分子结构中含有β-内酰胺环。

氨基糖苷类：包括链霉素、庆大霉素、卡那霉素、妥布霉素、丁胺卡那霉素、新霉素、核糖霉素、小诺霉素、阿斯霉素等。

1.四环素类：包括四环素、土霉素、金霉素及强力霉素等。

2.氯霉素类：包括氯霉素、甲砜霉素等。

3.大环内脂类：临床常用的有红霉素、白霉素、无味红霉素、乙酰螺旋霉素、麦迪霉素、交沙霉素等、阿奇霉素。

4.糖肽类抗生素：万古霉素、去甲万古霉素、替考拉宁，后者在抗菌活性、药代特性及安全性方面均优于前两者。

5.喹诺酮类：包括诺氟沙星、氧氟沙星、环丙沙星、培氟沙星、加替沙星等。

6..硝基咪唑类：包括甲硝唑、替硝唑、奥硝唑等。

7.作用于G-菌的其它抗生素，如多粘菌素、磷霉素、卷霉素、环丝氨酸、利福平等。

8.作用于G+细菌的其它抗生素，如林可霉素、氯林可霉素、杆菌肽等.9.抗真菌抗生素：分为棘白菌素类、多烯类、嘧啶类、作用于真菌细胞膜上麦角甾醇的抗真菌药物、烯丙胺类、氮唑类。

10. 抗肿瘤抗生素：如丝裂霉素、放线菌素D、博莱霉素、阿霉素等。

11. 抗结核菌类：利福平、异烟肼、吡嗪酰胺等。

链霉素生产的代谢调控郑忠巧生物工程一班生命科学学院摘要：链霉素广泛的应用于临床和农业中，但链霉素的产生菌链霉菌普遍存在遗传不稳定性，大大限制了其功能的发挥，影响了链霉素的产量。

本文为提高链霉素产量，从链霉素的生物合成途径、代谢调控机制以及链霉素发酵过程中的优化控制等方面进行了综述。

关键词：链霉素、发酵、代谢调控、优化控制。

链霉素，是一种从灰色链霉菌的培养液中提取的抗菌素，是一种氨基葡萄糖型抗生素，分子式C21H39N7O12。

分子量:。

链霉素为白色无定形粉末，有吸湿性。

易溶于水，不溶于大多数有机溶剂，强酸、强碱条件下不稳定。

硫酸链霉素制剂外观为黄色粉末，密度L,～，易溶于水，呈微酸性，在中性和酸性条件下稳定，碱性条件下易失效。

链霉素为微生物源杀细菌剂，可有效防治植物细菌病害，例如苹果、梨火疫病、烟草野火病、蓝霉病、白菜软腐病、番茄细菌性斑腐病、晚疫病、马铃薯种薯腐烂病、黑胫病、黄瓜角斑病、霜霉病、菜豆霜霉病、细菌性疫病、芹菜细菌性疫病、芝麻细菌性叶斑病。

链霉素发酵过程是一个极为复杂的生产过程,尽管国内外工艺技术人员在其上作了大量的工作，但至今为止也不能很好的解释这一生化过程[1]。

链霉素还是继青霉素的第二个生产并用于临床的抗生素，它的抗结核杆菌的特效作用，开创了结核病治疗的新纪元，从此，结核杆菌肆虐人类生命几千年的历史得以有了遏制的希望。

工业上链霉素基本依靠生产经验,使生产中链霉素发酵水平时高时低，经济效益缺少保障，可以利用发酵过程的一些限制因素来促进或控制酶产生的速率，可以控制发酵过程中不同阶段的反应处于平衡状态，同时也可以使微生物对外界环境的变化作出相应的反应,即充分利用代谢调控的手段，可以提高链霉素的量。

；1 链霉素的生产菌种及其生产方法1.1链霉素的产生菌链霉素的生产菌种通常是灰色链霉菌，而链霉菌( Streptomyces) 是一种革兰氏阳性丝状放线菌,可产生多种类型的具有重要应用价值的次级代谢产物,链霉素也属于次级代谢产物,而次级代谢产物的产生与细胞复杂的分化密切相[2]。