抗生素发酵生产工艺学演示文稿

抗生素发酵生产工艺学演示文稿1目前一页\总数三十二页\编于七点2（优选）抗生素发酵生产工艺学目前二页\总数三十二页\编于七点抗生素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。

Antibiotics

Anyorganicsubstancesproducedbyvariousorganismsthathavethepowerofarrestingthe

growthofothermicroorganismsorofdestroyingthem.1.概述Introduction目前三页\总数三十二页\编于七点历史1929年，英国弗莱明发现青霉素二战期间，大规模发酵生产世界上最早用于临床的抗菌素History

PenicillinwasdiscoveredbyFlemingin1929.WorldWarII,fermentedinlarge-scale

Thefirstmajorantibiotictobecommercialized1.概述Introduction目前四页\总数三十二页\编于七点根据抗生素的作用机制分类(ModesofActionofAntibiotics)

抑制细胞壁合成(CellWallSynthesis)

：青霉素抑制细胞膜功能(CellMembraneDamage)

：多烯类抗生素抑制蛋白质合成(ProteinSynthesis)

：四环素抑制核酸合成(NucleicAcidSynthesis)

：丝裂霉素

分类Classification1.概述Introduction目前五页\总数三十二页\编于七点复制翻译转录目前六页\总数三十二页\编于七点根据抗生素的化学结构分类β-内酰胺类(β-lactam)：青霉素类(penicillins)

头孢菌素类(cephalosporins)氨基糖苷类(aminoglycosides)：链霉素、庆大霉素大环内酯类(macrolides)：红霉素、麦迪加霉素四环类(tetracyclines)：四环素、土霉素多肽类(polymyxin)：多粘菌素

分类Classification1.概述Introduction目前七页\总数三十二页\编于七点

HNONSCH3CH3HCOO-H-lactamringβ-内酰胺环RnaturalpenicillinR=CH2-CO-目前八页\总数三十二页\编于七点β-内酰胺环目前九页\总数三十二页\编于七点两性霉素Antibioticsare

socomplextheycanonlybesynthesized

inalivingsystem目前十页\总数三十二页\编于七点产生菌的筛选抗菌性试验提取、精制、鉴定毒性试验药理和临床试验ScreeningofastrainAntimicrobialtrialIsolation,purificationandidentificationToxicologicaltrial

Medicinal&clinicaltrial

2．生产前期研究ResearchinLab目前十一页\总数三十二页\编于七点

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

抑菌圈目前十二页\总数三十二页\编于七点分析仪器Analyticalinstruments现代分析仪器：核磁共振毛细管电泳气相色谱高效液相色谱质谱Modernanalyticalinstruments:Nuclearmagneticresonance(NMR)Capillaryelectrophoresis

(CE)Gaschromatography

(GC)Highperformanceliquidchromatography

(HPLC)Massspectroscopy

(MS)

Automation

Sensitivity

Accuracy

自动灵敏准确目前十三页\总数三十二页\编于七点人工诱变法：紫外线、X-线、r-线照射亚硝基胍、亚硝酸、秋水仙素、氮芥等诱变剂处理ConventionalstrainselectionPhysicalmutageneg.UltravioletRadiationChemicalmutageneg.Nitrosoguanidine(NTG)Improvedstraincanbeselectedempirically3.抗生素生产菌改良StrainImprovement目前十四页\总数三十二页\编于七点基因工程GeneticEngineering

3.抗生素生产菌改良StrainImprovementRecombinantDNATechnology（DNA重组技术）克隆目前十五页\总数三十二页\编于七点StrainImprovementScale-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60003003031Possiblerecycle目前十六页\总数三十二页\编于七点目前十七页\总数三十二页\编于七点Scale-up（比拟放大）modelsELGaddenJr<10dm3GoodproductGoodproductivity>200m3Sameproductivity?Limitations?模拟目前十八页\总数三十二页\编于七点摇瓶发酵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目前十九页\总数三十二页\编于七点搅拌罐发酵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,pressure目前二十页\总数三十二页\编于七点摇瓶发酵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Stirredtank目前二十一页\总数三十二页\编于七点菌种

→种子制备

→发酵

→发酵液预处理→提取及精制→成品包装Strain

→Preparationofseed

→Fermentation

→Treatmentofbroth→Isolation&purification→Packageofproduct4.抗生素生产工艺过程AntibioticsProductionProcessing目前二十二页\总数三十二页\编于七点Aschemeofthematerialflowinanantibioticproduction目前二十三页\总数三十二页\编于七点Aschemeofthematerialflowinanantibioticproduction连消发酵罐缓冲罐种子罐目前二十四页\总数三十二页\编于七点发酵生产原料

MaterialsforFermentationCarbonsource:Beet&canemolassesGlucose,lactose,starchEthanol,methanolGlycerolMaltosesyrup,cornsyrupCottonseedoil,peanutoil,soyoilLardoilMethyloleateTallow碳源:甜菜和甘蔗糖蜜葡萄糖，乳糖，淀粉乙醇，甲醇甘油麦芽糖浆，玉米糖浆绵籽油，花生油，豆油猪油油酸甲酯油脂目前二十五页\总数三十二页\编于七点氮源:绵籽粉玉米粉和玉米浸出液大豆粉和大豆面花生粉菜籽粉牛血，酪蛋白水解液乳清鱼粉酵母酵母膏肉粉和骨粉

Nitrogensource:CottonseedmealCorn

meal&steepliquorSoybeanmeal&flourPeanutmealRapeseedmealBeefblood,CaseinhydrolysateWheyFishmealWholeyeastYeastextractMeat&bonemeal

发酵生产原料

MaterialsforFermentation目前二十六页\总数三十二页\编于七点

培养基MediaforCellGrowth&FinalproductionComponentsRange%组成葡萄糖/蔗糖Starch淀粉碳酸钙Phosphate磷酸盐

硫酸胺Urea尿素Oil油Fermentation发酵培养基ComponentsRange%组成Starch

玉米浸提液andfedperiodicallyOil1.0andfedcontinuouslyCornsyrupfedcontinuously

玉米糖浆连续加料Tankseed种子培养基目前二十七页\总数三十二页\编于七点StirredtankFermentation搅拌发酵目前二十八页\总数三十二页\编于七点5.发酵控