学习情境3 药品-链霉素发酵课件

学习目的与要求（1）知识目标：（2）能力目标：（3）情感目标：情境3药品抗生素-链霉素发酵合成1接受工作任务工作任务分析制定工作计划工作任务实施工作任务检查

工作任务评价知识拓展链霉素发酵生产技术2链霉素是继青霉素之后，用于临床的第二个重要抗生素，链霉素是含有链霉胍的氨基糖苷类抗生素族（图1）中的主要成员，链霉素又称链霉素A，其化学名为N-甲基-α-L-葡萄糖胺-(1→2)-α-L-链霉糖-(1→4)链霉胍。是生物在其生产活动过程中所产生，并能在低微浓度下有选择性地抑制或杀灭其他微生物或肿瘤细胞的有机物。

1.接受工作任务3复制翻译转录5链霉素主要理化性质链霉素游离碱为白色粉末，大多数盐类也是白色粉末或略带黄色的粉末或结晶，无嗅，味微苦，有吸湿性，在空气中易潮解。6生产菌种

2．工作任务分析7培养基种子培养基

高氏1号培养基

8

Agardiffusionassayagarplate琼脂培养基lawnoftestbacteria测试菌苔filterpaperssoakedwithtestcompounds含药物滤纸zonesofinhibition(nogrowth)

抑菌圈103.制定工作计划确定链霉素生产的原料。因地制宜，立足本地资源。（见发酵原料要求）确定培养基组成。包括斜面培养基、摇瓶培养基、种子培养基和发酵培养基。明确发酵过程中各工艺参数、影响因素和调控方法。12StrainImprovementScale-upStrain出发菌株Agarplate平板技术PrimaryshakeflaskEvaluation摇瓶培养Secondaryshakeflaskevaluationdifferentmedia二级摇瓶培养各种培养基

Labfermentorevaluation

ProductionCondition小型发酵罐模拟生产条件MastercellbankWorkingcellbankInoculumDevelopment菌种扩大培养PilotplantEvaluation中试生产ProductionEvaluation生产60003003031Possiblerecycle1415摇瓶发酵Shake-flaskfermentation10-50mlin125-500mlflaskBatchonlyLimitedcontrol:temperatureSlowmetabolizingcarbohydrateAmbientpressureBuffersneededtocontrolpHIn-processsamplingdifficultVolumedecreasebyevaporationSolidgrowthonsidewallsAntifoamnotneededAgitationlimited:shakerspeedNocontrolofdissolvedoxygen装液量：10%(~250ml)间歇培养温控受限制代谢碳水化合物慢常压缓冲液控制pH在线取样难容量减少瓶壁上结垢无需消泡搅拌受限制无法控制溶解氧16搅拌罐发酵Stirredtankfermentation10-100,000升容量间歇和补料培养连续控制：pH，温度需要铵盐或氨气2大气压无需缓冲液在线取样易补料,容量增加生长均匀一致需消泡多种搅拌控制溶解氧:通气,加压10-100,000litervesselsBatchandfeedpossibleContinuouscontrol:pH,temperatureAmmoniumsaltsorammonianeededPressureattwoatmospherespossibleNobuffersnecessaryIn-processsamplingeasyVolumeincreasebysugarfeedVeryuniformgrowthAntifoamoftenrequiredWidevarietyofimpellersandbafflesDissolvedoxygencontrolledbyaeration,pressure17摇瓶发酵Shake-flask装液量：10%(~250ml)间歇培养温控受限制代谢碳水化合物慢常压缓冲液控制pH在线取样难容量减少瓶壁上结垢无需消泡搅拌受限制无法控制溶解氧10-100,000升容量间歇和补料培养连续控制：pH，温度需要铵盐或氨气2大气压无需缓冲液在线取样易补料,容量增加生长均匀一致需消泡多种搅拌控制溶解氧:通气,加压搅拌罐发酵Stirredtank18Aschemeofthematerialflowinanantibioticproduction20Aschemeofthematerialflowinanantibioticproduction连消发酵罐缓冲罐种子罐21氮源:有机氮源无机氮源有机氮源包括：黄豆饼粉、玉米浆、蚕蛹粉、酵母粉和麸质水，其中以黄豆饼粉为最佳，其它可做为辅助氮源。

发酵生产原料23

培养基MediaforCellGrowth&FinalproductionComponentsRange%组成可溶性淀粉20g、NaCl0．5g、KNO31g、K2HPO4·3H2O0.5g、MgSO4·7H2O0．5g、FeSO4·7H2O0．01g、琼脂15-20g、水1000ml、pH7.4-7.6Fermentation发酵培养基

ComponentsRange%组成为葡萄糖、黄豆饼粉、硫酸铰、磷酸二氢钾、碳酸钙、玉米浆

Tankseed种子培养基245.发酵控制FermentationControl

SampleAnalysispHDOSugarAmmoniaPhosphateSulphateProductsPrecursorsContaminationPressureprobeLevelprobepHprobeTbeDOprobeAntifoamAcid/BaseCoolingAir/agitationSugar/Oilfeed26ScaleWeightSignalPumpSpeedAmplifierControllerSupervisoryComputer

FlowRateControl流量控制2728链霉素发酵温度以28.5℃左右为宜。链霉菌菌丝生长的pH约为6.5～7.0，而链霉素合成的pH约为6.8～7.3链霉菌的临界溶氧浓度约为10-5mol/L，发酵终点确定：残糖浓度低于1%。30发酵产物链霉素的提取与精制

链霉素的提取，目前均采用离子交换法。离子交换法提取过程一般包括：发酵液的过滤(或不过滤)及预处理、吸附和洗脱、精制及