生物工艺学作业

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,简介,:,红霉素是由红霉素,链霉菌,（,Streptomyces erythreus,）所产生的,大环内酯,（,macrolide,）系的代表性的,抗菌,素。主要对,革兰氏阳性菌,具有抗菌性。,LD50,为,200400,毫,克公斤，作用机理在于与细菌的聚,核糖体,结合而抑制肽链的延伸。,红霉素，由,链霉素,Stretomyces erythreus,所产生，是一种,碱性,抗生素。其游离碱供口服用，乳糖酸盐供注射用。此外，尚有其琥珀酸乙酯（,琥乙红霉素,）、丙酸酯的十二烷基硫酸盐（,依托红霉素,）供药用。,红霉素的新用途,1,对支气管的作用,：有利于敏感药物有效地渗入细菌内发生杀菌作用。,2,促黏连作用,3,抗纤维化作用,4,肠动力作用,红霉素的生产工艺,1.,材料与方法,1.1,菌种,红霉素链霉菌,P-0437 Streptomyces erythreus,本,实验室选育菌株,1.2,培养基,种子培养基淀粉,3.5,葡萄糖,3.0,豆饼粉,3.0,(NH,4,),2,SO,4,0.5,CaCO,3,1.0 KH,2,PO,4,0.05,MgSO,4 7,H,2,O0.025,发酵培养基,A,粉,3.0 B,粉,4.5,豆饼粉,1.5,葡萄糖,1.2(NH,4,),2,SO,4,0.15,CaCO,3,0.6,豆油等,1.3,实验方法,1.3.1,摇瓶培养,种子培养冷冻管取红霉素菌种接种于母斜面,35,培,养,7d,转种于子斜面,35,继续培养,7d,后接种于一级种子瓶,33 220r/min,培养,48 56h,转入二级种子瓶,33 220r/,min,继续培养,26 30h,发酵培养将上培养好的二级种子接种于发酵瓶,29,31 220r/min,培养,160h,摇瓶装液量为,50ml/250ml,每,组结果均为,5,只摇瓶的平均效价,1.3.2 3L,发酵罐培养,种子培养同上的种子培养,发酵培养将上培养好的二级种子接种于,3L,自动发酵,罐控制发酵温度,pH,接种量搅拌速度和溶解氧等条件，,培养,160h,1,发酵液效价测定,1.4,分析测定方法,2 pH,测定用,pH,电极在线测定,3,溶解氧测定用溶氧电极在线测定,4,菌丝浓度用体积法取发酵液,10ml,于离心沉淀管中在,3000r/min,下离心,10min,计算菌丝体百分比,v/v,5,红霉素成品检验,2.,结果与讨论,2.1,发酵条件优化,作为考察因素分别将发酵基础条件改变,其中一种参数其它条件不变通过定时取样,分析检测该条件下发酵液中菌丝浓度红霉,素效价等参数,2.1.1,温度对红霉素发酵的影响在,3,升发酵罐中研究了温度,27 29 31,对红霉素发酵的影响结果见图,1,从图,1,可知随着温度的升高菌体生长速度加快菌丝,浓度增加迅速但温度过高菌体衰老自溶也快红霉素分泌,期缩短发酵后期效价甚至下降,29,对红霉素发酵最有利,2.1.2 pH,对红霉素发酵的影响,由不同的初始,pH 6.6 6.9 7.2,对红霉素发酵的影,响试验结果见图,2,结果表明三种不同的初始,pH,对菌体生长影响不大,而对红霉素合成的影响较大,pH7.2,时效价最低,pH6.9,时最好,2.1.3,接种量对红霉素发酵的影响,接种量,12%15%18%,对红,霉素发酵的影响试验结果见图,3,从图,3,可见随着接种量增大菌丝浓,度明显增加,18%,接种量碳源和氮源的消,耗过快菌体老化自溶也快红霉素效价,前期增加较多后期增加较缓,12%,接种,量使菌种迟滞期延长也影响了红霉素效,价,15%,接种量在前期中期效价虽然比,18%,接种量低但在,112h,后增长幅度加,快发酵结束时效价最高说明,15%,接种,量最佳,2.1.4,种龄对红霉素发酵的影响,种龄,28h 32h 36h,对红霉素发酵的影响试验结果,见下页图,4,从图,4,可见随着种龄增大前期菌丝,浓度增加明显效价也增加较多但到,后期菌体老化自溶也快红霉素效价不,再增加而,28h,菌龄的种子虽然对发酵,过程中菌丝浓度影响不大但红霉素效,价明显高于后二者表明最佳种龄为,28h,2.1.5,溶解氧对红霉素发酵的影响,在3L 发酵罐中在通气量1 1vvm,搅拌220/min 培养温度29,条件下红霉素发酵过程中溶,氧DO 变化见图5a,从图,5a,可见在红霉素发酵过程中当培养至,40 60h,时发酵液中的溶氧量,DO,达到最低值表明在,40 60h,时间段中菌体大量繁殖耗氧量大幅增加通过改变通气量,调节搅拌转速控制该段时间的溶氧水平进行红霉素发酵以,研究溶氧对红霉素发酵的影响结果见图,5b,从图,5b,可知,当溶氧低于,25%,时对红霉素生物合成有明显地抑制作用,溶氧越低发酵效价也就越低当溶氧高于,25%,时对红霉,素生物合成基本没有影响表明只需将溶氧控制在,25%,以,上即可满足对红霉素生物合成的需要,2.2 10,吨发酵罐试验,控制发酵培养基初始,pH6.9,接种量,15%,控制发酵前,期温度,31 32 40h,后,29,控制搅拌,180 240r/min,、,通气量,1 0.8 1.5v/v/min,使发酵过程中溶氧保持在,25%,以上并于培养,36h,后开始补加,A,粉和,B,粉在,10,吨发酵,罐上连续试生产,6,批结果见表,1,。,国内知名生产企业,1,浙江震元制药有限公司,不仅是制霉素国内独家生产企业和全球最大的罗红霉素生产厂商,2,宁夏启元药业,成全球最大红霉素原料药生产基地,3,尖峰集团,将成为全球最大流感防治药阿奇霉素原药企业,据中国医药进出口商会提供的数据，,1996,年我国红霉素类抗生素原料药全国总产量仅,500600,吨，到,2000,年也不过一二千吨水平，但自,2004,年以后国内红霉素生产一路狂飙突进。据中国化学制药工业协会的统计，,2007,年全国大环内酯类抗生素原料药总产能已突破,1,万吨，从而成为继四环素、土霉素和青霉素之后全国第,4,种年产能破万吨级的抗生素原料药。,目前我国已成为全球最大的大环内酯类抗生素原料药生产国与出口国。据了解，到,2007,年底，我国硫氰酸红霉素全国总产能已达,8000,吨左右，雄居世界第一。而硫氰酸红霉素合成能力的成倍增长，使扩大罗红霉素、阿奇霉素和克拉霉素的生产有了坚实的基础。,