红霉素发酵工艺研究及进展

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1、09食安4班小组成员：徐萌0938421陆吉林0938423仇沙磊0938420周炳楠0938422红霉素发酵工艺研究及进展一、红霉素简介与发酵发展现状红霉素属大环内酯类抗生素，其水溶液呈强碱性,0.066%的红霉素溶液pH为8.0～10.5,8.5%浓度的乳糖酸盐pH亦达6.0～7.5。具有广谱抗菌作用，其抗菌谱与青霉素类似，对革兰氏阳性菌尤其敏感，对葡萄球菌，化脓性链球菌，绿色链球菌，肺炎链球菌，白喉杆菌等都有较强的抑制作用。临床主要用于扁桃体炎，猩红热，白喉，淋病，皮肤组织感染等，对于军团肺炎和支原体肺炎可以作为首选药物。也可用于上下呼吸道感染。特别对于不耐青霉素的人也适用。红霉素被

2、收入中国药典外，还被收入美国，日本，等药典。近年来，在竞争激烈的抗生素市场上，红霉素及其衍生物产量还在不断增长，销售节节上升，后市拓展仍有广阔空间。红霉素最早于1952年的J.M.Mcguire等人在菲律宾群岛土样中分离到的红霉素经发酵制得，美国礼莱公司和Abbott公司最先生产并将产品推向市场多年来红霉素生产稳定增长，20世纪80年代全世界产量已达到800吨，占全球抗生素产量的3.2%20世纪90年代以来，国际市场上红霉素畅销，促进了生产，产量有了较大副增长。1995年产量达到1500吨，1996年达到3200吨，目前为6000吨左右，成为世界抗生素市场上除头孢类和青霉素类以外的第三大抗

3、生素药物。我国红霉素发酵水平属低水平重复操作，与发达国家相比差距较大。目前国外发酵单位已达8000～12000g／ml，而国内大多企业红霉素发酵水平却一直在4000～5000g／ml。由于国外企业的技术封锁，国内红霉素生产的发酵水平一直比较落后。红霉素发酵水平主要受工作菌种、培养基组成、发酵条件控制以及后期的分离提纯条件等多方面因素的影响，国内很多科技工作者从红霉素发酵相关参数和调控人手，希望提高红霉素发酵水平。目前，响应面法和正交试验法是微生物发酵培养基优化常用的方法，单个因素和多种因素相互作用都会对红霉素的生物合成产生不同程度的影响。二、红霉素的发酵工艺①菌种及活化菌种：红色链霉菌，红

4、色链霉菌的菌丝体，红色链霉菌的孢子菌种活化：先使用一级种子罐使用，然后使用的是二级种子罐。将所保藏的菌种孢子进行活化。②种子制备种子扩大培养是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。③发酵接种方法：火圈接种法、压力差法。该厂现使用的是火圈接种法，每次接种3－4瓶（250ml烧瓶）发酵周期：一级1－2天，二级种子2天，三级发酵2－3天，周期6－7天。发酵温度：32－33℃发酵终点：PH升高、粘度增加、效价不再提高④红霉素发酵液的提取与精制硫氰酸钠萃取法发酵液放罐后，经碱化和絮凝处理后，用板框过滤，滤液

5、再用复合溶媒萃取，溶媒相加入硫氰酸钠和冰醋酸，使硫氰酸红霉素结晶出来，晶体经过洗涤、烘干，既得硫氰酸红霉素。此工艺应用时间较久，工艺稳定。超滤法首先发酵液放罐后，用碱调节pH到8，加入0.03%甲醛溶液，进行超滤过滤，再经过连续离子交换树脂脱色和进一步纯化后，用纳滤膜进行浓缩，当浓缩液效价达到20000u/ml，进后工艺处理，浓缩液加入一定量的碱或NaSCN，得到红霉素碱或者硫氰酸红霉素结晶，晶体过滤后，再用丙酮溶解，去除不溶物，在丙酮液中加入水使红霉素结晶出来，晶体烘干得到成品，而丙酮溶液用三达EA技术回收丙酮，剩余母液可以返回浓缩工序利用或返回到离交工序。⑤废水处理在早期主要采用“混合

6、稀释，再生化处理”的处理方法，现多采用“预处理—厌氧—好氧”的处理方法三、工艺存在问题及解决方法（1）培养基优化培养基作为微生物养料的直接来源，是影响微生物生命和生理代谢活动的最主要的因素。平时我们做实验主要为获得某种单菌落，对培养基的要求比较简单，即只需要其能够满足相应菌的生长代谢需求即可。但发酵培养基的要求条件就比较多，要实现产业化生产就要考虑到原料的因地制宜，价格低廉，资源丰富，便于采购运输，适合大规模贮藏，能保证生产上的供应。还要考虑到发酵后的副产物要尽可能的少，而且，所选用的培养基应能满足整体工艺的要求，如不影响通气、提取、纯化及废物处理等等。因此要获得高产量的红霉素，我们要尽可

7、能找到一个最适合其菌种生长的培养基，这包括培养基成分和各组分含量的配比等确定，即对培养基进行优化。目前，响应面法和正交试验法是微生物发酵培养基优化常用的方法，单个因素和多种因素相互作用都会对红霉素的生物合成产生不同程度的影响。因此，笔者拟采用响应面法和正交试验法对红色糖多孢菌产红霉素的发酵培养基进行优化，以期获得交互影响最为显著的因素及最佳配比，提高红霉素的发酵水平。具体优化探索如下：材料与方法1．1菌种红色糖多孢菌UL