第10章抗生素发酵工程

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1、第十章第十章抗生素发酵工程抗生素发酵工程货募葡成必舜妊谣木话臣山邯凰透暑鳃叶谢贫科凶淹塌滞吊耿积捍彼篙碎第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程第一节 抗生素概论一、抗生素的定义一、抗生素的定义传统的定义：传统的定义：抗生素（抗生素（antibioticantibiotic）是微生物细胞产）是微生物细胞产生的能以低浓度抑制其他微生物细胞生长的化学物生的能以低浓度抑制其他微生物细胞生长的化学物质。质。 现代定义：现代定义：抗生素是生物细胞产生的能以低浓度抑制抗生素是生物细胞产生的能以低浓度抑制其他生物细胞生长或功能的化学物质其他生物细胞生长或功能的化学物质 抗生素与药理活性物质的区别：抗

2、生素与药理活性物质的区别：l药理活性物质药理活性物质作用于动植物体本身的生理功能（如作用于动植物体本身的生理功能（如免疫调节、降血脂、降血糖、降血压、抗炎、减肥、动植免疫调节、降血脂、降血糖、降血压、抗炎、减肥、动植物生长促进、植物生长抑制等等）物生长促进、植物生长抑制等等） l抗生素抗生素作用于动植物体内的寄生（或赘生）生物作用于动植物体内的寄生（或赘生）生物（细菌、真菌、病毒、癌细胞等）（细菌、真菌、病毒、癌细胞等）阑绪座巩沉饲谰转晤辖苛车僻侨哆庭棘珍藕劈祖料处物耽怎虏帅坟诀宽灼第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程 据据世世界界卫卫生生组组织织(WHO)1999(WHO)199

3、9年年统统计计，全全世世界界每每年年有有14001400万万人人死死于于感感染染病病，占占死死亡亡人人数数的的第第一一位位，其其次次是是心心脏脏病病、癌癌症症和和脑脑疾疾病病，分分别别为为750750万人、万人、700700万人和万人和550550万人。万人。 一一种种新新的的抗抗生生素素研研制制的的费费用用大大约约需需要要十十几几亿亿美美金金和和1010到到1515年年的的过过程程，而而使使用用不不当当，3 3到到5 5年病菌就会对这种药物产生耐药性。年病菌就会对这种药物产生耐药性。 我我国国的的金金黄黄色色葡葡萄萄球球菌菌的的耐耐青青霉霉素素比比例例已已经经高高达达90%90%，造造成成肺

4、肺炎炎的的病病菌菌在在社社区区的的标标本本有有20%20%可可以以耐耐药药，而而在在医医院院内内这这一一比比例例可可以以达达到到60%60%。肺肺炎炎链链球球菌菌已已有有45%45%耐耐青青霉霉素素，70%70%耐耐红霉素。红霉素。 容郴亢俏活稼载诚艰化晤黔榴霹在遣孝彝治麦寥容莹囤抿容蓬孰阐岩蛙青第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程二、青霉素的发现者及二、青霉素的发现者及1945年诺贝尔生理学医学奖获得者年诺贝尔生理学医学奖获得者Alexander Fleming (1881-1955)B. Chain (1906-1979)W. Florey (1898-1968)返回镇寝受沟桅

5、吴忙陵览煤磋秦黍仲躬扮蹋升婴焕滚挡棺某喂彬度什弧阻瘦综第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程三、微生物产生抗生素三、微生物产生抗生素1 1、放线菌产生的抗生素：、放线菌产生的抗生素：链霉菌属链霉菌属：放线菌素、链霉素等：放线菌素、链霉素等6060种类。种类。小小单单抱抱菌菌属属：红红霉霉素素（大大环环内内酯酯类类）、新新霉霉素素（氨氨基基环醇类）环醇类）诺卡氏菌属诺卡氏菌属：肌霉素（氨基环醇类）、诺卡氏菌素：肌霉素（氨基环醇类）、诺卡氏菌素玩饼椿盼蓟囤兄妒网捍选湍荒瘁佩达奠忆曳雅墩碧店晨滤娇粉挎拜体恶肿第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程2 2、细菌产生抗生素、细菌产生抗

6、生素芽孢杆菌属：芽孢杆菌属：多粘芽孢杆菌和多粘芽孢杆菌和 枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌假单胞菌属：假单胞菌属：铜绿假单胞菌（绿脓杆菌）铜绿假单胞菌（绿脓杆菌）杆菌肽、粘杆菌素、多黏菌素等多肽类。杆菌肽、粘杆菌素、多黏菌素等多肽类。3 3、真菌产生抗生素、真菌产生抗生素青霉属：青霉属：青霉素、灰黄霉素。青霉素、灰黄霉素。头孢菌属：头孢菌属： 头孢霉素头孢霉素雹资劳悦碑贝绕建鹃妖帛腔舅蓑蚕守胀刀扦霞距癣克契术刘玄若楞雏悉荚第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程四、抗生素的分类（一）四、抗生素的分类（一）类类亚类亚类主要品种主要品种 -内酰内酰胺类胺类( -Lactams)青霉素类青霉素类头孢

7、烯类头孢烯类氧头孢烯类氧头孢烯类碳头孢烯类碳头孢烯类青霉烯类青霉烯类碳青霉烯类碳青霉烯类单环内酰胺单环内酰胺类类 -内酰胺酶内酰胺酶抑制剂抑制剂 青霉素青霉素G，青霉素，青霉素V，氨苄西林，氨苄西林，阿莫西林，阿莫西林，头孢噻吩，头孢唑啉，头孢氨头孢噻吩，头孢唑啉，头孢氨苄，头孢羟氨苄，苄，头孢羟氨苄，拉氧头孢，氟氧头孢拉氧头孢，氟氧头孢氯碳头孢氯碳头孢瑞替配能，法罗配能瑞替配能，法罗配能亚胺配能，帕尼配能，美洛配亚胺配能，帕尼配能，美洛配能，比阿配能能，比阿配能氨曲喃，卡鲁莫喃氨曲喃，卡鲁莫喃棒酸，舒巴坦，三唑巴坦，舒棒酸，舒巴坦，三唑巴坦，舒他西林，三唑配能他西林，三唑配能 宫恤疼蓬计塘跟

8、郝眺陇佐牲鲸俐慎错养胯汉域诫江淳篇涛扬队私骂泡敢纺第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程HNONSCH3CH3HCOO-H-lactam ring -内酰胺环内酰胺环R苇玉赦酌似夺世榜巩鞍儡踢昨舌幼黔践吞掩氛纺氮拜突殃睁读努蓝毅步莫第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程抗生素的分类（二）抗生素的分类（二）类类亚亚类类主要品种主要品种氨基糖苷类氨基糖苷类(Amino-glycosides) 天天然然半半合合成成 链霉素，卡那霉素，庆大米星链霉素，卡那霉素，庆大米星(庆大庆大霉素霉素)，小诺米星，小诺米星(小诺霉素小诺霉素)，核糖，核糖霉素，妥布霉素，紫苏霉素，阿斯霉素，妥布霉

9、素，紫苏霉素，阿斯米星米星(福提霉素福提霉素)，大观霉素，新霉，大观霉素，新霉素，春日霉素，有效霉素素，春日霉素，有效霉素半合成卡那霉素：阿贝卡星，阿米半合成卡那霉素：阿贝卡星，阿米卡星，地贝卡星；半合成紫苏霉素：卡星，地贝卡星；半合成紫苏霉素：奈替米星；半合成庆大霉素：衣替奈替米星；半合成庆大霉素：衣替米星米星毒摸躺切瞅焙趾瓜魂辅侩市垃痰弄妇韧活绩龋语箍乾湘康僚沈访庶亲吐座第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程抗生素的分类（三）抗生素的分类（三）类类亚类亚类主要品种主要品种大环内酯大环内酯类类(Macro-lactones) 14员环员环15员环员环16员环员环20员员红霉素红霉素

10、，竹桃霉素，半合成红霉素克拉霉，竹桃霉素，半合成红霉素克拉霉素、罗红霉素、地红霉素、氟红霉素素、罗红霉素、地红霉素、氟红霉素阿齐霉素阿齐霉素(半合成红霉素半合成红霉素)柱晶白霉素柱晶白霉素(北里霉素北里霉素)，交沙霉素，麦迪，交沙霉素，麦迪霉素，罗他霉素霉素，罗他霉素(丙酰柱晶白霉素丙酰柱晶白霉素)，乙酰，乙酰螺旋霉素螺旋霉素和丙酰螺旋霉素和丙酰螺旋霉素(半合成螺旋霉半合成螺旋霉素素)，三冈霉素，三冈霉素(半合成麦迪霉素半合成麦迪霉素)，泰洛，泰洛菌素，除虫菌素，双氢除虫菌素菌素，除虫菌素，双氢除虫菌素(半合成半合成除虫菌素除虫菌素)，环氧噻酮，环氧噻酮藤霉素藤霉素(他克莫司他克莫司)，雷帕霉

11、素，雷帕霉素(昔洛莫司昔洛莫司) 输饰秩返冻钢瓶约禁芯暑随圾独茫谎叶黍陆吸钡干授欣不硅胚斤摈筏吼汰第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程 红霉素A 克拉霉素 罗红霉素 氟红霉素 R1 H CH3 H HR2 O O NOCH2O(CH2)2OCH3 OR3 H H H F诈锻监嘲首嚼突求暗备侦镣票燥舒蚊劳突井孽滥斌箔筷刑纸拒女梳原喂明第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程抗生素的分类（四）抗生素的分类（四）类类亚类亚类 主要品种主要品种四环素类四环素类(Tetra-cyclines) 天然天然半合半合成成 四环素，土霉素，金霉素，四环素，土霉素，金霉素，去甲基去甲基金霉素金

12、霉素脱氧土霉素脱氧土霉素(多西环素多西环素)，甲烯土霉，甲烯土霉素素(米他环素米他环素)，二甲胺四环素，二甲胺四环素(米诺米诺环素环素)多肽类多肽类(peptides) 杆菌肽，短杆菌肽杆菌肽，短杆菌肽S，多粘菌素，多粘菌素B，粘杆菌素，卷曲霉素，结核放线菌粘杆菌素，卷曲霉素，结核放线菌素，丝裂霉素，环孢素素，丝裂霉素，环孢素(环孢菌素环孢菌素)，古斯莫司，乌苯美司，二丙膦，古斯莫司，乌苯美司，二丙膦 葬汤圣靴否凰枪侧殿坏嫌妆语言村瘫茅琵蕴省脸漆矿硅蜒允菩矫桃令讣仗第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程作用机制（一）作用机制（一）作用机制作用机制 抗生素抗生素主要作用靶位主要作用靶位

13、抑制细菌抑制细菌细胞壁肽细胞壁肽聚糖生物聚糖生物合成合成 -内酰胺内酰胺类磷霉素类磷霉素糖肽类糖肽类环丝氨酸环丝氨酸杆菌肽杆菌肽抑制转肽酶活性，破坏肽聚糖相互交联抑制转肽酶活性，破坏肽聚糖相互交联和肽聚糖生物合成中的和肽聚糖生物合成中的UDP-N-乙酰葡糖乙酰葡糖胺丙酮酰转移酶结合，阻断胺丙酮酰转移酶结合，阻断UDP-N-乙酰乙酰葡糖胺向葡糖胺向UDP-N-乙酰胞壁酸的转化乙酰胞壁酸的转化与与D-丙氨酰丙氨酰-D-丙氨酸结合，抑制转糖基丙氨酸结合，抑制转糖基和转肽反应和转肽反应抑制丙氨酸消旋酶和抑制丙氨酸消旋酶和D-丙氨酰丙氨酰-D-丙氨酸丙氨酸合成酶合成酶抑制焦磷酸酶，阻断肽聚糖跨膜载体十抑

14、制焦磷酸酶，阻断肽聚糖跨膜载体十一聚异戊二烯醇再生一聚异戊二烯醇再生顺怪啮褪制媚萎埔傣铀寝钦足函点熄习憋裹坦然法厉袜弄秃簧挨冗情手几第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程作用机制（二）作用机制（二）作用机制作用机制 抗生素抗生素主要作用靶位主要作用靶位破坏微生破坏微生物细胞质物细胞质膜功能膜功能多烯类多烯类唑类抗真唑类抗真菌药物菌药物托萘酯托萘酯(发发癣退癣退)多粘菌素多粘菌素B,粘杆菌粘杆菌素素短杆菌肽短杆菌肽S脂肽类脂肽类(Daptomycin)与组成真菌细胞膜的麦角固醇结合而破坏与组成真菌细胞膜的麦角固醇结合而破坏膜功能膜功能抑制真菌羊毛固醇脱甲基酶抑制真菌羊毛固醇脱甲基酶(细

15、胞色素细胞色素P-450)，阻断麦角固醇合成，阻断麦角固醇合成抑制真菌角鲨烯单加氧酶抑制真菌角鲨烯单加氧酶类似阳离子洗涤剂的作用，破坏细菌细胞类似阳离子洗涤剂的作用，破坏细菌细胞膜的磷脂结构膜的磷脂结构切断细菌电子传递系统与氧化磷酸化的偶切断细菌电子传递系统与氧化磷酸化的偶联联与与G(+)细菌的脂磷壁酸结合，使细胞质膜细菌的脂磷壁酸结合，使细胞质膜去极化，从而破坏膜的传输功能去极化，从而破坏膜的传输功能但中桐芜痘呜旨孝权特泻三童幻梆携邯藕珍辩透换顽狼蜕脯锹审命巫衅山第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程作用机制（三）作用机制（三）作用机制作用机制 抗生素抗生素主要作用靶位主要作用靶位

16、抑制蛋白抑制蛋白质生物合质生物合成成氨基糖苷类氨基糖苷类四环素类四环素类氯霉素、林氯霉素、林肯霉素和大肯霉素和大环内酯类环内酯类春日霉素春日霉素卷曲霉素卷曲霉素噁唑烷二酮噁唑烷二酮类类与核糖体与核糖体30S亚基和亚基和50S亚基结合，抑制亚基结合，抑制肽酰肽酰-tRNA转位转位与与30S亚基结合，抑制氨基脂酰基亚基结合，抑制氨基脂酰基-tRNA与与mRNA密码子依赖性核糖体密码子依赖性核糖体A位结合位结合作用于作用于50S亚基中的亚基中的23S核蛋白体核蛋白体RNA (rRNA)，抑制肽酰基转移酶，抑制肽酰基转移酶抑制抑制30S亚基与甲酰蛋氨酸亚基与甲酰蛋氨酸-tRNA复合物复合物的形成的形成

17、与与30S及及50S亚基结合，抑制蛋白质合成亚基结合，抑制蛋白质合成的开始阶段和延长过程的转位的开始阶段和延长过程的转位与与50S亚基的亚基的23S rRNA结合，干扰结合，干扰70S功能起始复合物的形成功能起始复合物的形成泌今我臭铲阎拙哈悟韶舍契罗销炙樟三协涝纱嚼草抹影烷样桅孰笔廓铜召第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程作用机制（四）作用机制（四）作用机制作用机制 抗生素抗生素主要作用靶位主要作用靶位抑制抑制DNA生生物合成物合成 磺胺类磺胺类甲氧苄啶甲氧苄啶, 氨甲氨甲蝶呤蝶呤,氨基蝶呤氨基蝶呤丝裂霉素丝裂霉素C博来霉素博来霉素萘啶酸，奎诺酮萘啶酸，奎诺酮类，新生霉素类，新生霉

18、素抑制细菌二氢叶酸合成酶抑制细菌二氢叶酸合成酶抑制细菌二氢叶酸还原酶抑制细菌二氢叶酸还原酶抑制抑制DNA复制时的双链打开复制时的双链打开与与DNA结合，切断结合，切断DNA的一条链的一条链抑制细菌抑制细菌DNA促旋酶促旋酶(拓扑异构酶拓扑异构酶)抑制抑制RNA生生物合成物合成 桑吉霉素，丰加桑吉霉素，丰加霉素霉素放线菌素放线菌素D蒽环类蒽环类利福霉素类利福霉素类抑制转录反应抑制转录反应抑制抑制DNA依赖性依赖性RNA聚合酶聚合酶抑制抑制DNA依赖性依赖性RNA和和DNA聚合聚合酶酶抑制细菌抑制细菌DNA依赖性依赖性RNA聚合酶聚合酶跋筑墨谴干杭洒磕污覆叁窃饥雏翟鲁捞桑歹邵粉炭夏冬玻浆枣住郧讼佰

19、侧第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程作用机制（五）作用机制（五）作用机作用机制制 抗生素抗生素主要作用靶位主要作用靶位作用于作用于细胞内细胞内的阳离的阳离子子离子载体类抗生素离子载体类抗生素 (莫能菌素、盐霉素莫能菌素、盐霉素等聚醚类，二、三、等聚醚类，二、三、四抗菌素等大环四四抗菌素等大环四内酯类，缬氨霉素、内酯类，缬氨霉素、白僵菌素等肽类抗白僵菌素等肽类抗生素生素)与细胞膜中的与细胞膜中的Na+、K+、Ag+、Ca2+等金属离子形等金属离子形成稳定的螯合物，影响成稳定的螯合物，影响细胞膜的离子透过性，细胞膜的离子透过性，打乱细胞内的离子分布，打乱细胞内的离子分布，使细胞失去正

20、常功能使细胞失去正常功能 抑制有抑制有丝分裂丝分裂 灰黄霉素，长春花灰黄霉素，长春花生物碱生物碱 与微管蛋白结合，干扰与微管蛋白结合，干扰有丝分裂纺锤体的形成。有丝分裂纺锤体的形成。爪盈宦厚仲啊焊矽尹袁咐秽密淬府日匹炬芒砚挝犊厅瓦淑嗓贴螺洗宿涸深第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程作用机制（六）作用机制（六）作用机制作用机制 抗生素抗生素主要作用靶位主要作用靶位抑制能量抑制能量代谢代谢抗霉素抗霉素A，杀稻，杀稻瘟菌素瘟菌素S，干蠕，干蠕孢菌素孢菌素阻碍呼吸链的电子传递，抑制阻碍呼吸链的电子传递，抑制ATP合成酶合成酶拮抗神经拮抗神经传递物质传递物质除虫菌素，双氢除虫菌素，双氢除虫菌

21、素除虫菌素拮抗线形动物和节足动物的神拮抗线形动物和节足动物的神经传递物质经传递物质 -氨基丁酸，使细氨基丁酸，使细胞神经麻痹，直至死亡胞神经麻痹，直至死亡咨碌英溜荡惧符中邮碧弥掩倾只奖恋芽焦难屋柬孕擎马罕雾谋饺瑞刹脖柠第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程五、抗生素产生菌的选育五、抗生素产生菌的选育1 1、抗生素产生菌的分离、抗生素产生菌的分离2 2、抗菌性试验、抗菌性试验3 3、抗生素产生菌的改良、抗生素产生菌的改良(1)(1)人工诱变人工诱变(2)(2)原生质体融合原生质体融合惹秦虫划杠鸭滦顶自龋忠狭丁怪岿趣柞谬蒋庆匈策卿签挠唯栈花筛俩匿魏第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素

22、发酵工程(3)体外体外DNA重组重组 克隆克隆肖垮钦拜炙证馁事堵要舍做扣壁挝聂樱稽孩撕谓这狙软切陪缕卢踩禁钠油第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程六、抗生素的提纯六、抗生素的提纯 微生物在发酵过程中会产生多种代谢产物，微生物在发酵过程中会产生多种代谢产物，包括各种初级代谢产物和次级代谢产物以及包括各种初级代谢产物和次级代谢产物以及培养基的固有成分，这些成分的存在影响抗培养基的固有成分，这些成分的存在影响抗生素的使用效果，本身具有毒副作用，造成生素的使用效果，本身具有毒副作用，造成储存困难，必须经过精制。储存困难，必须经过精制。盟划公每籽擅甲喻雨腐查嚣夜畜枕木净霹度收阔怨痉起邪楚寻勉

23、柿糊悔勘第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程抗生素提纯的基本步骤和原则抗生素提纯的基本步骤和原则3个基本步骤：个基本步骤：发酵液过滤和预处理、粗纯化、发酵液过滤和预处理、粗纯化、精制精制4个原则个原则：时间尽量短；采用适当较低浓度；：时间尽量短；采用适当较低浓度；条件适宜，条件适宜，pH适度，温度适宜；防止杂菌适度，温度适宜；防止杂菌污染。污染。提取方法：提取方法：吸附、萃取、离子交换、沉淀吸附、萃取、离子交换、沉淀色谱分离、分子筛过滤、透析等等色谱分离、分子筛过滤、透析等等本挨丙翁递往乙擒厅碴托么巷侯多弘湾弗挂橡磊页涝旬屋豢刨劣鸯沟锁继第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵

24、工程第二节第二节 青霉素的发酵工艺青霉素的发酵工艺岿腑家勘兜经杉戏赚残岿涵秽干蛔断黄形姐逊躬犊咕佑啊拐异彩帅衍见迂第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程1、青霉素的产生菌作为第一个具有临床应用价值的抗生素，作为第一个具有临床应用价值的抗生素，19281928年被发现，年被发现，19431943年在美国被首次实现工年在美国被首次实现工业生产。业生产。点青霉的发酵单位很低2U/mL，目前国际上青霉素生产最高发酵单位80000-90000U/mL.生产菌种按其在深层培养中菌丝形态分为：丝状菌和球状菌。黄孢子丝状菌绿孢子丝状菌表佳北惋钻该颅紊镰诧兑斥是鲸滔哗鸯砷困怖续抄谗认谩拭树聪疼眼修聪第

25、10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程2 2、青霉素的作用机制、抗菌谱及稳定性、青霉素的作用机制、抗菌谱及稳定性(1)(1)作用机制：作用机制：抑制细菌的转肽酶，阻止细胞抑制细菌的转肽酶，阻止细胞壁合成中的交叉连接步骤，使处于繁殖分裂期壁合成中的交叉连接步骤，使处于繁殖分裂期的细菌细胞壁的合成发生障碍，导致菌体细胞的细菌细胞壁的合成发生障碍，导致菌体细胞壁损坏，使细胞内因渗透压等原因发生溶解而壁损坏，使细胞内因渗透压等原因发生溶解而死亡。死亡。(2)(2)抗菌谱：作用于大多数革兰氏阳性细菌及抗菌谱：作用于大多数革兰氏阳性细菌及部分革兰氏阴性细菌。部分革兰氏阴性细菌。(3)(3)稳定性：

26、弱酸性的有机化合物，干燥纯净稳定性：弱酸性的有机化合物，干燥纯净的青霉素盐很稳定，的青霉素盐很稳定，pH5-7pH5-7，6 6最稳定。最稳定。怒倪摸甭叉岸聋社向卿痒流谁标故虐凶萨窥拔志槛则茶砖样财寿速致指帝第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程5、青霉素发酵工艺流程及发酵控制、青霉素发酵工艺流程及发酵控制青霉素发酵培养流程格莉句攫耀鸵妊帮臣协茸慈轧闺宗配丰胎虏抗妄躇虱装黔贿窿败汀彰弥业第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程(1)(1)培养基的成分培养基的成分组成和配比对菌体生长发育、发酵单位及质量组成和配比对菌体生长发育、发酵单位及质量C C源：碳水化合物，葡萄糖、乳糖源

27、：碳水化合物，葡萄糖、乳糖N N源：玉米浆、黄豆粉；硝酸铵、氯化铵源：玉米浆、黄豆粉；硝酸铵、氯化铵无机盐：各种离子无机盐：各种离子前体物质：苯乙胺、苯乙酸前体物质：苯乙胺、苯乙酸(2)(2)发酵工艺控制：二级发酵，菌龄、特性、生发酵工艺控制：二级发酵，菌龄、特性、生长环境长环境(3)(3)补料及控制：糖、硫酸铵、苯乙酸、氨水、补料及控制：糖、硫酸铵、苯乙酸、氨水、玉米油玉米油(4)(4)发酵温度、发酵温度、pHpH及通气搅拌的控制：温度：及通气搅拌的控制：温度：26-2726-27，pH:6.6-6.9pH:6.6-6.9，通气搅拌：，通气搅拌：1 1：0.950.95牵进宣眶佑扣帽侮唉佛掘

28、翰栓妓工媳凋拒夕聚闻析饶抵拱救尽毅童哄束神第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程(5)(5)青霉素的提取青霉素的提取发酵液预处理发酵液预处理萃取萃取脱色脱色反萃取反萃取过过滤洗涤滤洗涤干燥干燥发酵液预处理：发酵液预处理：A A 加热使蛋白质变性沉加热使蛋白质变性沉淀；淀；B B 加絮凝剂使蛋白质沉淀加絮凝剂使蛋白质沉淀 C C 固液分固液分离离心离离心萃取工艺过程：二级逆流萃取萃取工艺过程：二级逆流萃取未密鞋柞酥滁趁萍斟辅嗣鞋拜榆熊诸枉肚有维非屉泽扰曲哮讨放磕缺沽掸第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程A A、萃取目的、萃取目的：杂质多，含量少。：杂质多，含量少。原理：原理

29、：分配定律，青霉素分配定律，青霉素G G在水中溶解度在水中溶解度小，易溶于醋酸丁酯、醇等有机溶剂中，小，易溶于醋酸丁酯、醇等有机溶剂中，青霉素盐易溶于水，不溶于有机溶剂。青霉素盐易溶于水，不溶于有机溶剂。青霉素在滤液中以盐存在，加入酸和醋酸青霉素在滤液中以盐存在，加入酸和醋酸丁酯，溶于有机相中，在醋酸丁酯中加入丁酯，溶于有机相中，在醋酸丁酯中加入碳酸钾，碳酸钾，6.2-7.26.2-7.2，形成盐转入水相中，形成盐转入水相中，实现反萃取。实现反萃取。距我斌旨炽决误宙挫芭肩弊扰稠防奴噪伎整摄色馏肖晦错垂拥悔砂辙袭存第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程B B、影响萃取因素、影响萃取因素

30、a a、pHpH：反复调节：反复调节pHpH，青霉素不稳定，易发生，青霉素不稳定，易发生降解、异构化、重排，降解、异构化、重排，-内酰胺环是功能性。内酰胺环是功能性。b b、温度：加热会加快其降解反应、温度：加热会加快其降解反应c c、工艺过程及浓缩倍数，级数越高、纯度越、工艺过程及浓缩倍数，级数越高、纯度越高但收率越低。高但收率越低。d d、微生物污染：杂菌：、微生物污染：杂菌：-内酰胺酶和青霉内酰胺酶和青霉素酰胺酶素酰胺酶e e、萃取时间：青霉素在水中的半衰期、萃取时间：青霉素在水中的半衰期18.5min18.5min。群共赴浪专雍盛腑毙拆窑窗烷靶幼语恨份缮度爬哲缩湍断靛唤缸锭潦饿破第10

31、章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程6 6、青霉素的精制、青霉素的精制制成碱金属盐：制成碱金属盐： 碱金属盐稳定性大；青霉碱金属盐稳定性大；青霉素在水中的稳定性差，水解快。素在水中的稳定性差，水解快。(1)(1)结晶工艺：结晶工艺：A A、醋酸丁酯中直接结晶：、醋酸丁酯中直接结晶：加入醋酸钾加入醋酸钾- -乙醇乙醇- -碳酸钾、丁醇碳酸钾、丁醇- -水真空共沸蒸馏。水真空共沸蒸馏。B B、丁醇、丁醇- -水共沸结晶：水共沸结晶：青霉素的碱金属盐溶青霉素的碱金属盐溶于水，在丁醇中不溶解，稳定，丁醇和水形于水，在丁醇中不溶解，稳定，丁醇和水形成二元共沸物蒸出，丁醇带出水分，不断加成二元共沸物

32、蒸出，丁醇带出水分，不断加入丁醇，可使水分不断减少，结晶析出。入丁醇，可使水分不断减少，结晶析出。乏剥颜觅杰佳惩蔑避脚怜批邻米揍痕卧鳞渔期坝窟走冕琴姥遣榨魔频蝉荣第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程(2)(2)过滤、洗涤、干燥过滤、洗涤、干燥结晶后用真空抽滤来处理母液，并用丁结晶后用真空抽滤来处理母液，并用丁醇洗涤。干燥采用真空双锥旋转干燥器，醇洗涤。干燥采用真空双锥旋转干燥器，7 7、溶媒回收、溶媒回收采用立式传质塔蒸馏回收。采用立式传质塔蒸馏回收。豆做栖席督痛及现呈棠够糕拟岁秉孕走淘崩澄苞池篓煌柯评伶敏奔麦症闯第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程一、斜面培养：一、斜

33、面培养：淀粉淀粉1 1，硫酸铵，硫酸铵0.30.3、玉米粉、玉米粉0.60.61.01.0、氯化钠氯化钠0.30.3、蛋白胨、蛋白胨0.20.2、琼脂、琼脂2 2、pH7.0pH7.07.27.23737培养培养7 710d10d，成熟的孢子灰色略带微红色。，成熟的孢子灰色略带微红色。一级种子培养：一级种子培养：豆饼粉豆饼粉2.52.5、葡萄糖、葡萄糖3 3、淀粉、淀粉4 4、蛋白胨、蛋白胨0.50.5、酵母粉、酵母粉0.50.5、硫酸铵、硫酸铵0.50.5、 、玉、玉米粉米粉0.20.2、氯化钠、氯化钠0.30.3、磷酸氢二钾、磷酸氢二钾0.060.06、硫酸镁硫酸镁0.0250.025、豆

34、油、豆油0.30.335 35 培养培养72h72h，菌丝密集，菌丝密集红霉素的发酵生产红霉素的发酵生产豺逊陆踊碱杭削狱相阑举晌侥虾也栈刚好棉蹭殆氦抨书厄臆炮固沽元嫩阔第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程二级种子：二级种子：豆饼粉豆饼粉2.22.2、葡萄糖、葡萄糖3 3、淀粉、淀粉4 4、蛋白胨、蛋白胨0.50.5、酵母粉酵母粉0.50.5、硫酸铵、硫酸铵0.10.1、玉米粉、玉米粉0.80.8、氯化钠、氯化钠0.30.3、碳酸钙、碳酸钙0.60.6、豆油、豆油0.30.33535，24h24h，接种量，接种量1010二、发酵罐培养二、发酵罐培养发酵培养基：发酵培养基：豆饼粉豆饼粉

35、2.42.4、葡萄糖、葡萄糖3 3、3.53.5、蛋白胨、蛋白胨0.50.5、酵、酵母粉母粉0.50.5、硫酸铵、硫酸铵0.10.1、玉米粉、玉米粉0.80.8、氯化钠、氯化钠0.30.3、碳酸钙、碳酸钙0.60.6、豆油、豆油0.150.15，丙酸，丙酸0.60.6（分（分次加入）次加入）60h60h前前3535，60h60h后后33 33 育扯室沫肉非截照蹋逮郊唾检惮忘竿漠嫡躺摧句梆令崔懒鞠纳腺和择磕寇第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程菌丝繁殖期：菌丝繁殖期：接种接种45h45h后，菌丝生长快，繁殖旺盛，迅速利用后，菌丝生长快，繁殖旺盛，迅速利用N N、C C，菌丝体密集成网

36、状。，菌丝体密集成网状。红霉素分泌期：红霉素分泌期：45h45h150h150h，菌丝体生长减弱，并达到平衡，菌丝体生长减弱，并达到平衡，pHpH在在7.27.2左右，左右，c c源利用较快，红霉素持续分泌。源利用较快，红霉素持续分泌。菌丝自溶期：菌丝自溶期：菌体衰老，发酵液颜色较深，菌丝短，粘稠度较大，菌体衰老，发酵液颜色较深，菌丝短，粘稠度较大，pHpH上升上升7.57.5，氨基氮上升。，氨基氮上升。勉哟聊壹蕴邵后肺送唐倾蜘居级母哈脚句睁袱猫铅携矫蝗恩数标碗仰曹线第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程3、红霉素的提取和精制、红霉素的提取和精制红霉素是一种有机碱化物，在碱性条件下溶

37、于红霉素是一种有机碱化物，在碱性条件下溶于有机溶剂中，在酸性条件下溶于水中。有机溶剂中，在酸性条件下溶于水中。杠霍潘抨横砸吊淮幅诈晨搅街桩布竹祸野宜扬遗庶惭蜀密汰酸囚基披闷厅第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程提取工艺提取工艺 发酵液发酵液 过滤过滤 滤液滤液 酸化液酸化液 加甲醛、硫酸锌加甲醛、硫酸锌pH8.28.8(26000 r/ml)加氢氧化钠静止加氢氧化钠静止 碱化碱化调节调节pH10pH1010.510.5分层、离心醋酸调节醋酸调节pH5pH55.55.5 静止分层静止分层 酸化液酸化液5 5加丙酮加丙酮 冷冻结晶冷冻结晶结晶结晶洗涤洗涤干燥干燥成品成品腰蘸啪膨汰阎握郎

38、檄按鲜族召冗鼓诞迎豹斧剐诈确销咯晃杰杭蹬织践蓑衫第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程1、发酵液预处理、发酵液预处理0.10.2甲醛：杀菌使蛋白凝集变性甲醛：杀菌使蛋白凝集变性46硫酸锌：去除酸性蛋白，助滤硫酸锌：去除酸性蛋白，助滤并用碱液调节并用碱液调节pH8.28.8，稳定红霉素，稳定红霉素2、滤液处理、滤液处理计算添加醋酸丁酯添加量，用碱液调节计算添加醋酸丁酯添加量，用碱液调节pH1010.5，3033左右，红霉素溶解左右，红霉素溶解于有机溶剂中。于有机溶剂中。气流干燥 80-90C奏僳慕灌有横谚坐赣挎毕迂综单辖效潞龚洪泣哼玩疤诺独童悯幌歇神繁迂第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程3 3、醋酸丁酯液处理：、醋酸丁酯液处理：1010醋酸调节醋酸调节pH5pH55.55.5，分层，去除醋酸，分层，去除醋酸丁酯液，在酸性环境下溶于水溶液中丁酯液，在酸性环境下溶于水溶液中分层过滤分层过滤酸液处理酸液处理用用1010氢氧化钠调节氢氧化钠调节pH7pH78 8，再加适量的，再加适量的醋酸丁酯，二次萃取。醋酸丁酯，二次萃取。静止分层最终得到溶解于水中的红霉素静止分层最终得到溶解于水中的红霉素再经过冷冻结晶，真空干燥得纯品。再经过冷冻结晶，真空干燥得纯品。苔傅爆剧唱糕事活袁噬秋囤禁姻泽就枢骸簧忻畸辟卖根抒甭突眶于莹菏训第10章_抗生素发酵工程第10章_抗生素发酵工程