1、第十章抗生素發(fā)酵工程，第一節(jié)抗生素概論，第一節(jié)抗生素定義傳統(tǒng)的定義：抗生素(antibiotic)是微生物細(xì)胞以低濃度抑制其他微生物細(xì)胞生長的化學(xué)物質(zhì)?，F(xiàn)代定義：抗生素是能以低濃度抑制其他生物細(xì)胞生長或功能的化學(xué)物質(zhì)抗生素和藥理活性物質(zhì)的差異。藥理活性物質(zhì)是動植物本身的生理功能(如免疫調(diào)節(jié)、低脂、低血糖、血壓下降、抗炎、節(jié)食、促進(jìn)動植物生長、抑制植物生長等)，抗生素對動植物的寄生(或群居)生物(細(xì)菌、真菌、病毒、癌細(xì)胞等)我國金黃色葡萄球菌的青霉素耐藥率已達(dá)到90%，引起肺炎的病菌在社區(qū)標(biāo)本中可能有20%的耐藥性，但醫(yī)院內(nèi)牙齒的比率可能達(dá)到60%。肺炎鏈球菌已對青霉素有45%，對紅霉素有70%

2、的耐藥性。第二，青霉素發(fā)現(xiàn)者和1945年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎獲獎?wù)撸珹lexander Fleming (1881-1955)，B. Chain (1906-1979)，W. Florey小單眼菌屬：紅霉素頭孢菌素：頭孢菌素，4，抗生素分類(1)，抗生素分類(2)，抗生素分類(3)，紅霉素a克拉霉素氟羅紅霉素，抗生素凈化的基本步驟和原則3茄子基本步驟：發(fā)酵液過濾和預(yù)處理，粗純化，精制4茄子原則：時間盡可能短。使用適當(dāng)?shù)牡蜐舛?。適當(dāng)?shù)臈l件，適當(dāng)?shù)膒H，適當(dāng)?shù)臏囟龋环乐闺s菌污染。提取方法：吸附、提取、離子交換、沉淀色譜分離、分子篩過濾、透析等，青霉素發(fā)酵過程的第二部分，作為具有青霉素生產(chǎn)菌、林爽應(yīng)

3、用價值的第一種抗生素，于1928年被發(fā)現(xiàn)，1943年在美國首次生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)。青霉的發(fā)酵單位很低，2U/mL，目前國際青霉素生產(chǎn)最高發(fā)酵單位80000-90000U/mL生產(chǎn)菌株在深層培養(yǎng)中根據(jù)菌絲形態(tài)分為絲狀菌和球形菌。黃孢子絲孢菌綠孢子絲孢菌，2，青霉素的作用機(jī)制，抗菌譜及穩(wěn)定性(1)作用機(jī)制：抑制細(xì)菌的轉(zhuǎn)化率，防止細(xì)胞壁合成中的交叉連接階段，從而妨礙繁殖期細(xì)菌細(xì)胞壁的合成，使菌體細(xì)胞壁受損，細(xì)胞內(nèi)部因滲透壓力等溶解而死亡。(2)抗菌頻譜：對大部分革蘭陽性細(xì)菌和部分革蘭陰性細(xì)菌起作用。(3)穩(wěn)定性：弱酸性有機(jī)化合物，干燥、純青霉素鹽穩(wěn)定，pH5-7，6牙齒最穩(wěn)定。5，青霉素發(fā)酵工藝及發(fā)酵控制，青

4、霉素發(fā)酵培養(yǎng)過程，(1)培養(yǎng)基的成分組成和配方對菌體生長發(fā)育，發(fā)酵單位及質(zhì)量C元：碳水化合物，葡萄糖，乳糖N元：玉米果肉，豆粉；硝酸銨，氯化銨無機(jī)鹽：各種離子前兆物質(zhì)：苯乙胺，苯基乙酸(2)發(fā)酵過程控制：二次發(fā)酵，細(xì)菌年齡，特性，生長環(huán)境(3)飼料和控制：糖，硫酸銨，苯基乙酸，氨，玉米油B加凝固劑原則：分配規(guī)律，青霉素G在水中溶解較少，容易溶于醋酸、酒精等有機(jī)溶劑，青霉素鹽易溶于水，不溶于有機(jī)溶劑。青霉素以鹽的形式存在于濾液中，加入酸和醋酸，在有機(jī)相中溶解，在醋酸中加入碳酸鉀，加入6.2-7.2，鹽進(jìn)入水相中進(jìn)行半萃取。B，影響提取元素A，pH:重復(fù)調(diào)節(jié)pH，青霉素不穩(wěn)定，容易分解，異構(gòu)化，重

5、排，-內(nèi)酰胺環(huán)是功能性的。b，溫度：加熱加速分解反應(yīng)C，工藝過程和濃縮倍數(shù)。供水越高，純度越高，但產(chǎn)率低。d，微生物污染：雜菌：-內(nèi)酰胺酶和青霉素酰胺酶E，提取時間：青霉素在水中的半衰期18.5分鐘。6、青霉素精制堿金屬鹽：堿金屬鹽穩(wěn)定性；青霉素在水中的穩(wěn)定性不好，水解速度快。(1)結(jié)晶工藝：A，直接從醋酸酯結(jié)晶：醋酸鉀-乙醇-碳酸鉀，丁烷醇-水真空共沸蒸餾。b，丁烷醇-水共沸結(jié)晶：青霉素的堿金屬鹽溶于水，不溶于丁烷醇，穩(wěn)定，丁烷醇和水形成二元共沸物質(zhì)，丁烷醇獲取水分，不斷添加丁烷醇減少水分，從結(jié)晶中析出。(2)過濾、洗滌、干燥結(jié)晶后，用真空萃取處理母液，用丁醇洗滌。干燥用真空雙錐旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)，

6、7，溶劑回收用垂直導(dǎo)電塔蒸餾回收。1，斜面培養(yǎng)：淀粉1，硫酸銨0.3，玉米粉0.61.0，氯化鈉0.3，蛋白質(zhì)0.2，瓊脂2，pH7.07.2 37培養(yǎng)710d，成熟孢子灰色略帶紅色。一級種子培養(yǎng)：豆餅2.5，葡萄糖3，淀粉4，蛋白質(zhì)0.5，酵母粉0.5，硫酸銨0.5，玉米粉0.2，氯化鈉0.3，磷酸氫鉀0.06，硫酸鎂0.025，豆油0.3 35培養(yǎng)72h第二種子：大豆氯化鈉0.3，碳酸鈣0.6，大豆油0.15，丙酸0.6紅霉素分泌期：45h150h，菌絲體生長減少并達(dá)到平衡，pH值約為7.2，C源快速利用，紅霉素繼續(xù)分泌。 菌絲磁性容器：菌體老化，發(fā)酵液顏色深，菌絲短，粘度大，pH上升7.5，氨基氮上升。3，紅霉素提取和純化，紅霉素是在堿性條件下溶于有機(jī)溶劑，在酸性條件下溶于水的有機(jī)堿性化合物。，提取工藝，發(fā)酵液濾液氧化液，甲醛，硫酸鋅，pH8.28.8，(26000 r/ml)，氫氧化鈉停止，堿化，pH1010.5調(diào)節(jié)，分層1。發(fā)酵液字典處理0.10.2甲醛：殺菌可幫助蛋白質(zhì)凝集性46硫酸鋅：酸性蛋白去除，過濾，用堿液控制pH8.28.8，穩(wěn)定紅霉素2，通過濾液處理添加醋酸酯，控制PH 1010.5，3033左右，用堿液控制PH 1010.5，3033左右，氣流干燥80-90C，3