生物工艺学作业.ppt

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1、简介:红霉素是由红霉素链霉菌（Streptomyceserythreus）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200―400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Stretomyceserythreus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

2、工艺1.材料与方法1.1菌种红霉素链霉菌P-0437Streptomyceserythreus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(NH4)2SO40.5CaCO31.0KH2PO40.05MgSO47H2O0.025发酵培养基A粉3.0B粉4.5豆饼粉1.5葡萄糖1.2(NH4)2SO40.15CaCO30.6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33220r/min培养4856h转入二级种子瓶33220r/min继续培养2630h发酵培

3、养将上培养好的二级种子接种于发酵瓶2931220r/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1.3.23L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160h1发酵液效价测定1.4分析测定方法2pH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/v5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

4、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272931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2.1.2pH对红霉素发酵的影响由不同的初始pH6.66.97.2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

5、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28h32h36h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

6、佳种龄为28h2.1.5溶解氧对红霉素发酵的影响在3L发酵罐中在通气量11vvm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4060h时发酵液中的溶氧量DO达到最低值表明在4060h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

7、2.210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180240r/min、通气量10.81.5v/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