第三章抗生素发酵生产工艺.pptVIP

* 抗菌作用和临床应用 青霉素主要抑制G+菌，但对某些G-菌，螺旋体及放线菌也有强大的抗菌作用，青霉素的抗菌作用与抑制细胞壁的合成有关。 青霉素临床上用于治疗葡萄球菌传染症如脑膜炎、化脓炎、骨髓炎等，溶血性链球菌传染症如腹膜炎、产褥热，以及肺炎、淋病、梅毒和炭疽等。 * 菌种：产黄青霉 生长发育分七个阶段： Ⅰ—Ⅳ期：菌丝生长期，适宜做种子； Ⅳ—Ⅴ期：青霉素分泌期； Ⅵ期：菌丝体自溶期。 5.1青霉素生产菌的特性 点青霉 * 青霉素产生菌的生长过程 分生孢子发芽期 菌丝繁殖期 脂肪粒形成期 脂肪粒减少，小空孢 大空孢 自溶 菌丝生长期 青霉素分泌期 菌丝自溶期 第1期：分生孢子萌发，具有小泡。 第2期：菌丝繁殖，嗜碱性，类脂肪小颗粒。 第3期：脂肪包涵体，贮藏物，嗜碱性很强。 第4期：空泡，嗜碱性减弱，开始产生抗生素。 第5期：大空泡，中性染色大颗粒，脂肪包涵体 消失，青霉素产量最高。 第6期：个别细胞自溶，胞内无颗粒，释放氨， pH上升。 第7期：菌丝完全自溶，仅有空细胞壁。 发酵培养下的生长过程及细胞学变化 镜检控制 规定时间取样，显微镜观察7 个时期的 态变化，控制发酵。 1 －4 期为菌丝生长期，3 期的菌体适宜 种子。 4－5期为生产期，生产能力最强，通过 工程措施，延长此期，获得高产。 第6期到来之前结束发酵。 带放补料 工 6.1青霉素生产流程 结晶器 种子罐 1和2 米孢子 预处理罐 过滤器 发酵罐 萃取器 蒸发器 工业盐 提 炼 工 艺 艺 发 冷冻干燥孢子 琼脂斜面 酵 培养基制备 无菌空气 冷至15℃ 6.青霉素发酵工艺过程 (1)、生产孢子制备 斜面种子：砂土孢子用甘油、葡萄糖、蛋白胨组成的固 体培养基进行培养，最适温度25-26 ℃，培养6-8天，形 成单菌落。再传斜面，培养7天，形成绿色斜面孢子。 米孢子：移植到小米或大米固体培养基 上，生长7天，25℃ 注意：每批孢子必需进行严格摇瓶试 验，测定效价及杂菌情况。 6.2 青霉素发酵工艺过程 (2)、种子罐培养工艺 一级种子发酵：发芽罐，孢子萌发，形成菌丝。 培养基：葡萄糖，玉米浆，碳酸钙，玉米油，消沫 剂等。 空气流量1：3（体积比）；充分搅拌300-350rpm； pH自然，温度27±1℃, 40h 二级种子罐：繁殖罐，大量繁殖。接种量10％ 培养基：葡萄糖、玉米浆，玉米油，消沫剂等。 通气量1:1-1.5；搅拌250-280rpm；pH自然，25±1℃。 10-14h 质量：菌丝致密，菌丝粗壮，III期，倍增期6-8h (3)、生产罐培养工艺 三级罐：生产罐；接种量20％ 培养基：花生饼粉，葡萄糖，尿素，硝酸铵， 硫代硫酸钠，苯乙酰胺，CaCO3, 玉米油, 硅油. 参数条件： 通气量1：0.8-1.2；150-200r/min； 前60小时:pH6.4-6.6，26℃； 60小时后: pH6.7, 24℃。 6.3 发酵培养与过程控制 操作方式：反复分批式发酵 发酵罐： 100m3，装料80m3. 带放: 6-10次，带放量10％，间隔24h。 发酵周期：180-220h 发酵过程需连续流加葡萄糖、硫酸铵以及前体物质苯乙酸盐，补糖率是最关键的控制指标，不同时期分段控制。 过程控制——补料分批操作控制基质浓度 前40小时：培养基中的主要营养物 40小时后：低速连续补加葡萄糖、 氮源和苯乙酸等，维持一定的最适浓度。 半饥饿状态：延长合成期，提高产量。 碳源占成本12％以上，采用糖化液流加,降低成本。 糖与6APA结合形成糖基-6APA，影响青霉素产量。 a.流加碳源控制 根据残糖、pH、尾气中CO2和O2含量。 残糖0.3-0.6％左右，pH开始升高时流加糖。 葡萄糖的波动范围较窄，浓度过低使抗生素合成 速度减慢或停止，过高则导致呼吸活性下降，甚至 引起自溶。 (1)培养基 b.流加氮源控制 玉米浆: 最好，含有多种氨基酸 及其前体苯乙酸和衍生物。 补加无机氮源： 硫酸铵、氨水、尿素 氨基氮浓度：0.01-0.05%。 c.盐离子控制 无机盐：硫、磷、镁、钾等。 铁对青霉素合成有毒，30-40 ug/ml以下。 罐壁涂环氧树脂保护层。 d.添加青霉素侧链前体 时期：合成阶段 种类：苯乙酸及其衍生物，苯乙酰胺、苯乙胺、 苯乙酰甘氨酸 毒性：抑制