抗生素生产工艺

抗生素生产工艺第1页，共40页，2023年，2月20日，星期一菌种来源于自然界，获得能产生抗生素的微生物，经分离、选育和纯化后即称为菌种菌种的保藏：冷冻干燥、超低温冷冻、砂土管、液体石蜡、斜面低温保藏第2页，共40页，2023年，2月20日，星期一孢子制备将保藏的处于休眠状态的孢子，接种至固体斜面培养基，在一定温度下培养5-7或7日以上进一步用扁瓶在固体培养基上扩大培养第3页，共40页，2023年，2月20日，星期一种子制备

目的使孢子发芽、繁殖以获得足够数量的菌丝，并接种到发酵罐中摇瓶或直接将孢子接入种子罐逐级放大培养种子培养定时取样作无菌试验，观察菌丝形态，测定种子液中发酵单位和进行生化分析种子级数第4页，共40页，2023年，2月20日，星期一培养基的配制碳源氮源无机盐类前体第5页，共40页，2023年，2月20日，星期一碳源供给菌种生命活动所需能量，构成菌体细胞及代谢产物参与抗生素的生物合成常用碳源：淀粉、葡萄糖及油脂第6页，共40页，2023年，2月20日，星期一氮源构成菌体细胞物质和含氮代谢物参与含氮抗生素合成有机氮源无机氮源第7页，共40页，2023年，2月20日，星期一无机盐和微量元素同其他微生物第8页，共40页，2023年，2月20日，星期一前体菌体利用其构成抗生素分子中的一部分而其本身没有显著改变的物质一定条件下控制菌体合成抗生素的方向并增加抗生素的产量第9页，共40页，2023年，2月20日，星期一发酵

目的是使微生物大量分泌抗生素接种10%通气搅拌控制罐温消泡控制pH定时采样进行生化分析、镜检，测定菌体浓度、残糖量、抗生素含量等第10页，共40页，2023年，2月20日，星期一发酵液的过滤和预处理分离菌丝、去除杂质预处理：去除高价无机离子和蛋白质过滤：去除固形物及菌体第11页，共40页，2023年，2月20日，星期一发酵液的预处理草酸及磷酸去除高价离子钙、镁，还能促使蛋白质凝固黄血盐有利于去除铁离子硫酸锌有利于凝固蛋白质等电点法、加热法、絮凝法去除蛋白第12页，共40页，2023年，2月20日，星期一发酵液的过滤板框过滤机鼓式真空过滤机自动出渣离心机倾析器第13页，共40页，2023年，2月20日，星期一抗生素的提取溶媒萃取法离子交换法直接沉淀法第14页，共40页，2023年，2月20日，星期一抗生素的精制

药品生产符合GMP规定脱色及去除热原质结晶和重结晶第15页，共40页，2023年，2月20日，星期一脱色色素是发酵过程中产生的代谢产物，与菌种及发酵条件有关活性炭脱色第16页，共40页，2023年，2月20日，星期一热原质在生产过程中由于被污染后由杂菌所产生的一种内毒素，G-产生的热原反应高于G+，是多糖磷类脂质和蛋白质的结合体，引起恶寒高热，甚至休克活性炭吸附超滤去除第17页，共40页，2023年，2月20日，星期一进一步精制结晶与重结晶共沸蒸馏法柱层析法中间盐转移法分子筛第18页，共40页，2023年，2月20日，星期一青霉素的生产工艺菌种：产黄青霉素（Penchrysogenum）生产能力达到30000-60000/mL第19页，共40页，2023年，2月20日，星期一工艺流程冷冻管斜面母瓶大米孢子一级种子罐二级种子罐发酵罐放罐提炼孢子培养25°C,6-7d孢子培养25°C,6-7d发酵25°C,40-45d1:2VVM25°C,40-45d1:1.5VVM种子培养种子培养22-26°C,6-7d1:1-0.8VVM冷至15°C第20页，共40页，2023年，2月20日，星期一培养基碳源：利用多种碳源和乳糖、蔗糖、葡萄糖等。普遍采用淀粉经酶水解的葡萄糖糖化液进行流加氮源：可选用玉米浆、花生饼粉、精制棉籽饼粉或麸质粉，并补加无机氮源前体：为生物合成含有苄基基团的青霉素G，在发酵中加入前体如苯乙酸或苯乙酰胺，加入量不能大于0.1%，采用多次加入方式无机盐：硫、磷、钙、镁、钾等盐类第21页，共40页，2023年，2月20日，星期一青霉素生产菌生长发育阶段I期分生孢子发芽II期菌丝繁殖III期形成脂肪粒，积累贮藏物IV期脂肪粒减少，形成中、小空泡V期形成大空泡，脂肪粒消失VI期细胞内看不到颗粒，个别细胞出现自溶第22页，共40页，2023年，2月20日，星期一青霉素生产菌生长发育阶段I-IV期为菌丝生长期，产青霉素较少，菌丝浓度增加很多III期适于作种子IV-V期青霉素分泌期，菌丝生长趋势减弱，大量产生青霉素VI期菌丝自溶期第23页，共40页，2023年，2月20日，星期一发酵工艺控制温度控制：前期25-26°C，后期23°CpH控制：一般为6.4-6.6，加酸加碱及加葡萄糖控制通气：一般为1：0.8VVM搅拌：要求发酵液中溶解氧量不低于30%。泡沫与消沫：少量多次加入消沫剂，在发酵前期不宜多用第24页，共40页，2023年，2月20日，星期一发酵工艺控制加糖控制：根据残糖量与发酵过程中的pH来控制，也可根据排气中CO2与O2量来控制补氮：发酵液氨氮控制在0.01-0.05%加前体：残余苯乙酰胺浓度控制在0.05-0.08%第25页，共40页，2023年，2月20日，星期一过滤鼓式真空过滤器第26页，共40页，2023年，2月20日，星期一提炼

溶媒萃取法：将发酵滤液酸化至pH2，后加相当于发酵滤液体积1/3的醋酸丁酯，混合后以碟片式离心机分离；然后以1.3-1.9%NaHCO3在pH6.8-7.1条件下将青霉素提取到缓冲液中，再调pH2，将青霉素从缓冲液转入到醋酸丁酯溶液中第27页，共40页，2023年，2月20日，星期一脱色

在提取液中加活性炭150-300g/10亿单位，进行脱色、过滤第28页，共40页，2023年，2月20日，星期一共沸蒸馏

将萃取液以0.5mol/LNaOH液萃取，调pH至6.4-6.8，加3-4倍体积丁醇，在16-26°C，5mmHgG下真空蒸馏，将水与丁醇共沸物蒸出，并随时补加丁醇。当浓缩到原来水浓缩液体积、蒸出馏分中含水达2-4%时，停止蒸馏，青霉素钠盐结晶析出，过滤，洗涤，干燥得成品。第29页，共40页，2023年，2月20日，星期一土霉素生产

菌种:

龟裂链霉菌（StreptomycesRimosus）菌落灰白色，后期生皱褶，呈龟裂状。菌丝呈树枝状分枝，白色，孢子灰白色、柱形

第30页，共40页，2023年，2月20日，星期一生产工艺流程砂土管孢子斜面孢子一级种子二级种子发酵提取37ºC4-5天320.5ºC310.5ºC30-32h24-26h32ºC-310.5ºC-32ºC160h第31页，共40页，2023年，2月20日，星期一砂土管黄沙：土=1：1（沙和土都经处理，水洗至中性，烘干，研细，过筛）每管装一定量的砂土，塞好棉塞包好，121℃高压蒸汽灭菌后再用160℃干热灭菌2h每支砂土管加0.3mL孢子悬浮液，包好，放入装有干燥剂的真空干燥剂内抽干6-12h，轻轻敲打使其均匀。完后，放入装有干燥剂的密闭瓶内，0-4℃贮藏第32页，共40页，2023年，2月20日，星期一斜面250ml茄子瓶

麸皮4%，麦粉2%，琼脂2%第33页，共40页，2023年，2月20日，星期一一级种子

400-500L夹套二级种子

4m3（搅拌）

第34页，共40页，2023年，2月20日，星期一发酵15%接种量培养基：碳源：淀粉经α-淀粉酶液化氮源：黄豆饼粉，硫铵无机盐：KH2PO4，NaCl，CaCO3，CoCl2生长因子：酵母粉，玉米浆第35页，共40页，2023年，2月20日，星期一

采用中间补料，延长抗生素分泌期，是提高抗生素产量的重要方法。土毒素生产过程采用补糖与补氨，以保证其在分泌期有足够多而不过多的养料。总糖前期0-80h6.5-8%

中期80-120h5-6.5%

后期120-140h4-5%

末期140h后4%放罐残糖3%以下，放罐前24h不补料第36页，共40页，2023年，2月20日，星期一

补氨同时为调pH，pH=6.0-6.3，放罐前8h停止通氨，整个过程通氨水总量350-400升第37页，共40页，2023年，2月20日，星期一预处理

土霉素能和发酵液中钙盐、镁盐，某些有机胺、蛋白质形成不溶性化合物，积聚在体内。预处理目的为：

1）使部分土霉素溶液解出来

2）蛋白质（菌丝）沉淀

3）Fe3+沉淀第38页，共40页，2023年，2月20日，星期一提取工艺

发酵液酸化液+低单位套液

稀释液净化液

加草酸及盐酸酸化pH1.7并加适量黄血盐，搅30′

(26000r/ml)稀释到7500-8000r/ml加黄血盐及硫酸锌

净化板框过滤滤液（土霉素草酸）滤渣（草酸钙、蛋白质、菌体、铁络合物）第