现代生物制药工艺学 第二版课件 教学课件 作者 齐香君 主编第六章.ppt

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1、第六章四环类抗生素1概述2四环素的发酵工艺3四环素的提取和制精6.1概述1四环类抗生素的理化性质2化学性质和降解反应6.1概述四环素(Ⅰ)C22H24N2O8，R＝R″＝H，R′＝CH3土霉素(Ⅱ)C22H24N3O9，R＝H，R′＝CH3，R″＝OH金霉素(Ⅲ)C22H22ClN2O8，R＝Cl，R′＝CH3，R″＝H图6-1四环类抗地美环素(Ⅳ)C21H21ClN2O8生素的结构式，R＝Cl，R′＝R″＝H6.1.1四环类抗生素的理化性质6.1.1四环类抗生素的理化性质6.1.1四环类抗生素的理化性质6.1.2化学性

2、和降解反应1.脱水化合物6.1.2化学性和降解反应2.差向化合物6.1.2化学性和降解反应6.1.2化学性和降解反应3.降解反应6.1.2化学性和降解反应4.螯合物与复合物•四环类抗生素还能和其他很多高价金属离子形成螯合物，主要的螯合位置是11，12β二酮系统：•螯合物的稳定性次序为：Fe3+＞Al3+＞Cu2+＞Co2+＞Mn2+＞Mg2+6.2四环素的发酵工艺1生产菌种2种子制备及控制要点3影响发酵的因素及工艺控制要点6.2.1生产菌种我国在金霉菌的诱变育种中，曾采用了多种诱变因素，如紫外线、氮芥、乙烯亚胺、放线菌

3、素K等。经验表明，紫外线是金霉菌选育中有效的诱变因素之一，紫外线与放线菌素K结合处理具有更大的诱变效应。刘颐屏等于1959年开始对金霉菌基因重组进行了研究，并结合诱变因素处理，获得了金霉菌“重组2U84”，发酵水平比出发菌株Uk81提高40%，并发现重组体菌株对诱变因素的敏感性增加，这样更有利于获得高产变种的机会。6.2.2种子制备及控制要点1.孢子制备流程：砂土管→母斜面→子斜面→种子罐→发酵罐2.种子培养种子培养基，一般以蛋白胨、花生饼粉、淀粉等为主要成分，于30～32℃，经24～27h培养即可成熟，其标志是：菌

4、丝形态处在第Ⅱ期末或第Ⅲ期初；菌体处于代谢旺盛阶段，碳、氮源明显被利用；pH值下降后又上升，达到pH=6.0左右；培养液因菌丝增加而黏稠，色泽逐渐带黄色，并在其中出现少量四环素。6.2.3影响发酵的因素及工艺控制要点1.培养基6.2.3影响发酵的因素及工艺控制要点6.2.3影响发酵的因素及工艺控制要点2.培养温度培养温度不仅影响四环素的产量，而且会改变金色链霉菌生物合成的方向。据佩蒂(Petty)的研究报道，某菌株在30℃以下合成金霉素的能力较强，如提高温度，则产四环素的比例也随之增大，在35℃时只产生四环素，金霉素的合

5、成几乎停止。一般发酵温度采用28～32℃。6.2.3影响发酵的因素及工艺控制要点3.pH值的影响金色链霉菌生长的最适pH值为6.0～6.8，而生物合成四环素的最适pH值为5.8～6.0，在发酵不同阶段，可用加入葡萄糖或淀粉和氨水等来控制所需的pH值。6.2.3影响发酵的因素及工艺控制要点4.溶氧的影响四环素发酵过程中，菌种对溶解氧极为敏感，特别是在培养12～60h的阶段内。因为此阶段中菌丝量显著增加，菌丝的摄氧率达到高峰，所以培养液中的溶解氧水平为发酵全程中的最低值。此阶段一旦出现任何导致溶解氧降低的因素，例如停止通气或

6、搅拌、闷罐等，或者一次大量加入消沫油、提高罐温及补料等，都能明显改变菌体的正常代谢，影响四环素的生物合成。6.3四环素的提取和精制1发酵液的预处理2四环素提取6.3.1发酵液的预处理因四环素能和钙盐形成不溶性化合物，故发酵液中四环素浓度不高，仅有100～300U/mL的浓度。预处理时，应尽量使四环素溶解。通常用草酸或草酸和无机酸的混合物将发酵液酸化到pH=1.5～2.0，四环素转入液体中。用草酸的优点是能去除钙离子，析出的草酸钙能促使蛋白质凝固，提高过滤速度；缺点是价格较贵和加速四环素的差向化。为减慢差向化，预处理过程必

7、须在低温、短时进行。例如用草酸酸化时，在26℃，操作时间13～14h，原液中差向四环素含量达到15%～16%；如温度降低至20℃，操作时间缩短到3h，差向四环素含量可降低到7%。6.3.2四环素提取1.沉淀法2.离子交换法3.四环素纯化方法