第十二章第5节 抗生素生产工艺.ppt

E、发酵 发酵过程的目的是使微生物大量分泌抗生素。 接种量一般为10%或10%以上，在整个发酵过程中，需不断通无菌空气和搅拌，以维持一定罐压或溶氧，在罐的夹层或蛇管中需通冷却水以维持一定罐温。此外，还要加入消沫剂以控制泡沫，必要时还加入酸、碱以调节发酵液的PH。 有的品种在发酵过程中还需加入葡萄糖、铵盐或前体，以促进抗生素的产生。 F、发酵液的过滤和预处理 发酵液的过滤和预处理其目的不仅在于分离菌丝，还需将一些杂质除去。 (1)发酵液的预处理 发酵液中的杂质如高价无机离子(Ca+2、Mg+2、Fe+3)和蛋白质在离子交换的过程中对提炼影响甚大，不利于树脂对抗生素的吸附。 a 对高价离子的去除，可采用草酸或磷酸。如加草酸则它与钙离子生成的草酸钙还能促使蛋白质凝固以提高发酵滤液的质量。如加磷酸(或磷酸盐)，则既能降低钙离子浓度，也易于去处镁离子。 Na5P3O10+Mg2+=MgNa3P3O10+Na+ 如加黄血盐及硫酸锌，则前者有利于去除铁离子，后者有利于凝固蛋白质。它们所产生的复盐对蛋白质有吸附作用。 2K4Fe(CN)6+3ZnSO4→K2Zn3[Fe(CN)6]2↓+3K2SO4 b 对于蛋白质，利用等电点将其去除。蛋白质一般以胶体状态存在于发酵液中，属于两性物质，在酸性溶液中带正电荷，在碱性溶液中带负电荷，而在某一pH下，净电荷为零，溶解度最小，称为等电点。 c 对热稳定的抗生素发酵液还可用加热法。使蛋白质变性、发酵液粘度降低、加快滤速。 例如在链霉素生产中加入草酸或磷酸将发酵液调至pH 3.0左右，加热至70℃，维持约半小时，用此方法来去除蛋白质，这样滤速可增大10-100倍。滤液粘度可降低至1/6。 为了更有效地去除发酵液中的蛋白质，还可以加入絮凝剂。絮凝剂的加入使胶体溶液电荷性质改变从而使溶液中蛋白质絮凝。 对絮凝剂的结构要求： 1)其分子中必须有相当多的活性基团，能和悬浮颗粒表面相结合。 2)必须具有长链线性结构，以使其有较好的溶解度。 (2)发酵液的过滤 发酵液为非牛顿型液体、很难过滤。过滤如用板框压滤则劳动强度大，影响卫生，菌丝流入下水道时还影响污水处理。故以选用鼓式真空过滤机为宜，并在必要时在转鼓表层涂以助滤剂硅藻土。当转数旋转时，以刮刀将助滤剂连同菌体薄薄刮去一层，以使过滤面不断更新。 另一种设备是自动出渣离心机，但所排出的菌丝滤渣中尚含有较大量的发酵液，因此如要提高过滤收率，可将此滤渣以水洗后离心分离。 再一种设备称倾析器(Decanter)。它既可用于固、液相的分离，也可用于固相、有机溶媒相和水相三者的混合和分离。 G、抗生素的提取 提取时目的是在于从发酵液中制取高纯度的符合药典规定的抗生素成品。在发酵滤液中杂质中有无机盐、残糖、脂肪、各种蛋白质及其降解物、色素、热原质、或有毒性物质等。 由于多数抗生素不稳定，且发酵液易被污染，故整个提取过程要求：1)时间短；2)温度低；3)pH宜选择对抗生素较稳定的范围；4)勤清洗消毒。 常用的抗生素提取方法包括有溶媒萃取法、离子交换法和沉淀法等。 (1)溶媒萃取法 抗生素在不同pH条件下，在水与溶媒中溶解度不同，利用此原理就可调节pH的办法使抗生素从发酵滤液转移到有机溶媒中去，以达到浓缩和提纯的目的。 所选用的溶媒与水应是互不相溶，同时溶媒在一定的pH下对于抗生素应有较大的溶解度和选择性。 目前一些重要的抗生素，如青霉素、红霉素和林可霉素等均采用此法进行提取。 (2)离子交换法 原理：利用抗生素能解离为阳离子或阴离子的特性，使其与离子交换树脂进行交换，将抗生素吸附在树脂上， 再以适当的条件将抗生素从树脂上洗脱下来，以达到浓缩和提纯的目的。 此法具有成本低、设备简单、操作方便，已成为提取抗生素的重要方法之一。如链霉菌素、庆大霉素、卡那霉素、多粘菌素等均可采用离子交换法。 此法在生产过程中PH变化较大，不适用于稳定性较差的抗生素等。 3)其他提取方法 如直接沉淀法就是提取抗生素的方法中最简单的一种。例如四环类抗生素的提取即可用此法。 发酵液在用草酸酸化后，加黄血盐、硫酸锌，过滤后得滤液，然后以脱色树脂脱色后，直接将其PH调至等电点后使其游离碱折出。 H、抗生素的精制 这是抗生素生产最后工序。对产品进行精制、烘干和包装的阶段要符合“药品生产管理规范。(即GMP)的规定。 下面对抗生素精制中可选用的步骤分述如下： A 脱色和去热原质 脱色和去热原质是精制注射用抗生素中不可缺少的一步。 色素往往是在发酵过程中所产生的代谢产物，它与菌种和发酵条件有关