《抗生素生产工艺学笔记》
绪论
第一章抗生素概述
第一节抗生素是怎样的物质
一、抗生素定义
抗生素是生物在其生命活动过程中所产生的，或经其他方法（生物化学或半合成）衍生的。在低浓度下，具有选择性地抑制或杀灭它种生物机能的一类化学物质。
如青霉素、氯霉素（也可合成）、氨苄青霉素（半合成品）等。
克霉唑：至今还未发现哪种微生物可以合成。所以不能算抗生素，只能算抗菌药。
二、抗生素的形成及其生物学意义
微生物量多，种多，分布广。有共生，有拮抗，有自发突变，有诱发突变。随着抗生素合成机理和微生物遗传学理论的深入研究，目前人们已经了解到抗生素有别于其他（初级）代谢产物。抗生素是次级代谢产物。
次级代谢产物还有生长素（赤霉素），毒素（如黄曲霉素）。这些产物与微生物的生长繁殖无明显的关系，是以基本代谢的中间产物如丙酮酸盐，乙酸盐等作为母体衍生出来的。其结构性质随不同微生物种属而异，因此次级代谢产物很多。
基本代谢产物如蛋白质、脂肪、多糖等物质，直接与微生物的生长繁殖相关。这些物质的构造也因微生物种属不同而异，但产生这些物质的代谢过程基本相似。
在某些放线菌中发现次级代谢产物与染色体外的遗传因子——质粒也有关系。
微生物生产抗生素的原理：控制发酵条件，使抗生素产生菌的代谢向合成抗生素的方向发展，从而有利于抗生素的产生。
三、医用抗生素应具备的条件
1．“差异毒力”大；
2．不易产生耐药性；
3．副作用小（如不产生过敏反应）；
4．具有较好的理化性能，便于提取、精制、贮藏；
5．在人体内应发挥其抗生效能，并不立即遭体内破坏。
6．给药（注射，口服等）后，很快吸收，并分布到被感染的器官或组织。
第二节抗生素发展史
相传2500多年前，我们的祖先就用长在豆腐上的霉菌治疗疥疮等疾病。民间还有地方用发霉的面包，玉蜀黍等来治疗溃疡、肠道感染和化脓性感染等。
1928年Fleming在研究葡萄球菌变异时发现，污染在培养基上的霉菌抑制了细菌的生长。－→点青霉－→青霉素－→难提取－→未引起重视－→1940年代弗洛里（Florey）和钱恩（Chain）重新研究弗来明工作－→1943～45年间，发展成了新的一个工业部门：抗生素发酵工业。
在这期间，1944年Waksman发现了链霉素。随后氯霉素、金霉素、制霉菌素等不断出现。60年代半合成青霉素迅速发展。70年代抗生素品种迅速发展。
50年代各国还致力于农抗的研究，找到了如杀稻瘟素、六瘟素、春日霉素、多氧霉素、有效霉素等。
到现在为止，抗生素品种非常多，有说3万、4万，也有说8万、9万的。但在临床上应用的仅有120～3 50余种。
我国抗生素生产情况。
第三节抗生素的分类
从自然界获得的抗生素已达9000多种，微生物来源就有3000种以上，需进行分类。
一、根据微生物来源分类：
1．放线菌产生的抗生素；
2．真菌产生的抗生素；
3．细菌产生的抗生素；
4．动植物产生的抗生素。
二、根据抗生素的作用分类：
1．抗革兰氏阳性菌抗生素；
2．抗革兰氏阴性菌抗生素；
3．抗真菌类抗生素；
4．抗结合分枝杆菌类抗生素；
5．抗癌细胞类抗生素；
6．抗病毒和噬菌体类抗生素；
7．抗原虫类抗生素。
三、根据抗生素的作用机制分类：
1．抑制细胞壁合成的抗生素；
2．影响细胞膜功能的抗生素；
3．抑制核酸合成的抗生素；
4．抑制蛋白质合成的抗生素；
5．抑制生物能作用的抗生素。
四、根据生物合成途径分类：
（一）氨基酸、肽类衍生物：
（见书P6/ 1-5段）
1．简单氨基酸衍生物：环丝氨酸、重氮丝氨酸等。
2．寡肽抗生素：青霉素、头孢菌素等。
3．多肽类抗生素：多粘菌素、杆菌肽等。
4．多肽大环内酯类：放线菌素等。
5．含嘌呤和嘧啶基团的抗生素：曲古霉素，嘌呤霉素等。（二）糖类衍生物：
1．糖苷类抗生素；
2．与大环内酯连接的糖苷抗生素。
（三）以乙酸，丙酸为单位的衍生物。
1．乙酸衍生物：四环类，灰黄霉素等。
2．丙酸衍生物：红霉素等。
3．多烯和多炔类抗生素：制霉菌素、曲古霉素等。
五、根据化学结构分类：
1．β－内酰氨类；
2．氨基糖苷类；
3．大环内酯类；
4．四环类；
5．多肽类：多粘菌素、杆菌肽、放线菌素等；
6．多烯类：制霉菌素、两性霉素B、球红霉素、曲古霉素等；7．苯烃基胺类：氯霉素、甲砜氯霉素等；
8．蒽环类：罗红霉素、阿霉素、正定霉素；
9．环桥类：利福霉素等；
10．其它类。
第四节抗生素的应用
一、抗生素剂量表示法
1．折算重量单位：规定能抑制50ml标准肉汤的葡萄球菌为一个单位。
1u＝0.6ug青霉素G.Na盐；1mg青霉素G.Na＝1667u
（1mg青霉素GNa可抑制83300ml肉汤中的葡萄球菌。）
2．重量单位：以抗生素活性部分为一个单位：如庆大霉素碱1mg＝1000u.
3．类似重量单位：以特定纯粹盐为重量单位：如盐酸金霉素1mg＝1000u.
4．特定单位：制霉菌素1mg＝3000u 杆菌肽1mg＝55u.
二、抗生素在医疗上的应用
三、抗生素在农业和畜牧业上的应用
第五节抗生素研究的范畴及趋向
一、生物学和生物化学方向的研究
1．新抗生素筛选
2．选育高产菌株
3．抗生素合成机理的研究
4．抗生素作用机理（机制）
二、化学方面的研究
1．抗生素化学性质与结构
2．抗生素结构改造
3．抗生素化学检定方法
4．抗生素生产、应用的劳动保护和三废处理
三、生化工程方面的研究
第六节抗生素工业生产概况
抗生素工业生产是生物工程和化学工程融合而成的新的学科。
1．特点：纯种发酵、需氧发酵、次级代谢产物（无法从投料计算）、有效成份低，而且不稳定。2．生产工艺过程：菌种→孢子制备→种子→发酵→提取→精制→成品检验→包装→分装→（应用→跟踪→质量分析）
第一章思考题
1．抗生素的定义。
2．抗生素有哪几种分类法，各有什么特点，举例简要说明。
3．抗生素剂量表示法有哪几种，举例说明。
4．医用抗生素应具备的条件是什么？
5．抗生素工业生产有什么特点？
6．抗生素一般生产过程如何？
第一部分抗生素生产工艺
第二章菌种选育及菌种保藏
第一节菌种选育的理论基础
一、微生物的遗传和变异
遗传与变异是自然现象，又是客观规律。
点突变
基因突变
遗传（型）变异：遗传物质决定（DNA或RNA）染色体畸变
