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1第八章几种重要微生物药物的发酵工艺青霉素发酵工艺红霉素发酵工艺氨基酸发酵工艺揭阳职业技术学院Jieyangvocantional&technicalcollege维生素C发酵工艺螺旋霉素发酵工艺2第一节青霉素发

酵工艺一、概述1、青霉素是一族抗生素的总称，是由不同的菌种或在不同的条件下所获得的同一类化学物质。通常所指的青霉素即指苄青霉素（青霉素G），其疗效最好，应用最广泛。青霉素性质；是一种游离酸，易溶于有机溶解，难溶于水；青霉素金属盐易溶于水；具有一定的吸湿性，其钠盐吸湿性较

弱；固体青霉素稳定，水溶液不稳定。2、使用对象：大多数G+细菌，部分G-细菌，各种螺旋体及部分放线菌；注意：易引起过敏，故使用前需皮试。揭阳职业技术学院Jieyangvocantional&technicalcollege3揭阳职业技术学院Jieyangvocantional&techn

icalcollege4二、青霉素发酵工艺及过程1、菌种揭阳职业技术学院Jieyangvocantional&technicalcollege产黄青霉（pennicilliumchrysogenumNRRL1

951）Wisconsiti菌株（wisQ176）球状菌丝状菌绿孢子球状菌白豹子球状菌黄孢子丝状菌绿孢子丝状菌诱变不同途径改良52、发酵工艺流程丝状菌发酵工艺流程：揭阳职业技术学院Jieyangvocantional&techni

calcollege沙土管斜面母瓶大米孢子种子罐繁殖罐发酵罐放罐6揭阳职业技术学院Jieyangvocantional&technicalcollege冷冻管亲米生产米种子罐发酵罐放罐球状菌发酵工艺流程：7甘油、葡萄糖和蛋白胨组成的培养基斜面

培养砂土孢子生产孢子的制备：大米或小米固体培养基上25℃培养7d，孢子成熟后真空干燥，低温保藏备用。3、发酵工艺过程8大规模发酵生产：采用三级发酵，其目的是使青霉菌菌体数量逐步扩大和适应发酵，其次是使发酵

罐连续使用，缩短发酵周期。❖一级发酵：小罐，使孢子萌芽形成菌丝；❖二级发酵：大量繁殖青霉菌菌丝体；❖三级发酵：继续大量繁殖菌丝体，生产青霉素。揭阳职业技术学院Jieyangvocantional&te

chnicalcollege9发酵工艺控制要点：碳源、氮源的影响和控制：❑葡萄糖是容易利用的碳源，有利于菌体的生长；乳糖是青霉素生物合成最好的碳源。青霉素发酵中采用连续流加葡萄糖的方法，在发酵初期使青霉菌大量迅速强壮地繁殖菌

丝体；发酵后期利用乳糖使青霉素大量合成。❑玉米浆是青霉素发酵最好的氮源。10前体的影响和控制：❑苯乙酸及其衍生物苯乙酰胺、苯乙胺、苯乙酰甘氨酸等均可以作为青霉素G侧链的前体物直接结合到青霉素分子中，也可以作为养料和能源被利用。❑苯乙酸、苯乙酰胺等对菌

体生长和生物合成均有毒性。❑采用间歇或连续添加低浓度前体物质的方法，保持前体的供应率仅大于生物合成的需要，可以起到提高产量的作用。揭阳职业技术学院Jieyangvocantional&technicalcolleg

e11pH的影响和控制：❑青霉素发酵的最适pH一般认为是6.2-6.8，应尽量避免pH超过7.0。❑当pH高于最适pH时，通过补糖和生理酸性物质（硫酸铵等无机氮源）降低pH；❑当pH低于最适pH时，通过补加CaCO3、氨水或尿素，也可提高通气量，促进有机酸氧化来提高pH。❑可利用自动加入酸或碱的

方法维持pH。揭阳职业技术学院Jieyangvocantional&technicalcollege12温度的影响和控制：❑青霉菌生长的适宜温度是30℃，分泌青霉素的适宜温度是20℃，通常采用分段变温控制法，使温度适合不同阶段的需要。❑0-56h维持在27.2℃，然后恒速降温至18.

7℃，并维持到184h，最后24h回复到27.2℃培养。这样变温培养法可比常温25℃培养产量增加16%。揭阳职业技术学院Jieyangvocantional&technicalcollege13补料控制：❑中间补糖以控制糖浓度和pH；❑补加氮源可延长发酵周期、调节pH、提高青霉素产量，控

制发酵液中的氨基氮含量在0.01%-0.05%。❑补加表面活性剂，如新洁尔灭50mg/L、聚氧乙烯、山梨糖醇酐等也能增加青霉素的产量。❑加入少量可溶性高分子化合物，如聚乙烯醇、聚二乙胺或聚乙烯吡咯烷酮

（PVP），能使青霉素产率提高38%。揭阳职业技术学院Jieyangvocantional&technicalcollege14铁离子的影响和控制：❑Fe3+对青霉素生物合成有显著影响，一般当发酵液中含量超过30-40μg/ml，则发酵单位增长缓慢。❑铁制发酵罐在使

用前必须进行处理，可在罐壁涂上环氧树脂等保护层，使Fe3+含量控制在30μg/ml以下。揭阳职业技术学院Jieyangvocantional&technicalcollege15染菌及异常情况处理：❑每隔一

段时间取样分析；❑前期染菌：重新消毒并补充适当的养分；❑中后期染菌：视情况补救如提前结束发酵、过滤提炼等，情况特别严重需倒罐处理并消毒灭菌。揭阳职业技术学院Jieyangvocantional&technicalcollege16第二节

红霉素发酵工艺一、概述1、红霉素是大环内酯类抗生素。根据其R基的不同分为红霉素A/B/C/D四种。红霉素A抗菌活力最强，B次之，C/D最弱；红霉素A为粉末状，具有吸湿性、味苦，易溶于多数有机溶剂2、使用对象：G+细菌揭阳职业技术学院Jieyangvoca

ntional&technicalcollege17二、青霉素发酵工艺及过程1、菌种红色糖多孢菌（红霉素链霉菌），原始菌株较易感染噬菌体，红霉素产量也较低。该菌株后经各种改良后，已具备抗噬菌体的特征，且生产能力较高。揭阳职业技术学院Jieyangvocantional&t

echnicalcollege182、发酵工艺流程揭阳职业技术学院Jieyangvocantional&technicalcollege沙土管斜面母瓶斜面子瓶一级种子罐繁殖罐发酵罐放罐19淀粉、玉米浆和碳酸钙等组成的培养基斜面培养（母瓶培养）砂

土孢子生产孢子的制备：子瓶培养，孢子数不少于1亿个/瓶3、发酵工艺过程20发酵工艺：采用三级发酵，其目的是使红霉菌菌体数量逐步扩大和适应发酵，其次是使发酵罐连续使用，缩短发酵周期。❖一级发酵：小罐，使孢子萌芽形成菌丝；❖二级发酵：大量

繁殖红霉菌菌丝体；❖三级发酵：继续大量繁殖菌丝体，生产红霉素。揭阳职业技术学院Jieyangvocantional&technicalcollege21发酵工艺控制要点：种子质量控制：❑母瓶斜面孢子要求深米色，色泽新鲜、均匀、无黑点；背面产生红

色或红棕色色素；❑子瓶斜面孢子要求不少于1亿个/瓶；❑孢子成熟后要做摇瓶试验以及试验罐试验，确保孢子数量；❑高产菌株的子瓶要求无黑点。22培养基的控制：❑碳源：葡萄糖为主，淀粉其次；❑氮源：黄豆饼粉、玉米浆和硫酸铵；❑前体：丙酸、丙醇。揭阳职业技术学院Jieyangvocantional&t

echnicalcollege23培养条件的控制：❑通气搅拌：1：（0.8-1.2）v/v/m；❑温度：一般31度全程培养；❑pH：6.6-7.2，低于6.5红霉素合成受影响，高于7.2菌体自溶，且导致红霉素C量增加；❑中间补料：还原糖量（1.2-1.5%），每6h流加葡萄糖至

放罐前18h；❑通氨❑发酵液黏度控制：适当提高黏度可抑制红霉素C合成；❑泡沫：加植物油；另前期增大通气量但不搅拌，等菌体长浓后搅拌。24异常情况处理：❑停电❑染菌❑发酵液浓度过低揭阳职业技术学院Jieyangvocantional&technicalcollege25第三节氨基酸发酵

工艺一、概述1、有机酸中一个或一个以上的氢原子被氨基取代的产物称为氨基酸。2、生产方法：提取法、合成法、酶法、发酵法；发酵法：野生型菌株直接发酵、营养缺陷型菌株发酵、氨基酸结构类似物抗性突变株发酵、营养缺陷型兼抗性突变株发酵、以中间体为原料的生

物转化法。揭阳职业技术学院Jieyangvocantional&technicalcollege26二、谷氨酸发酵工艺流程揭阳职业技术学院Jieyangvocantional&technicalcollege斜面摇瓶（一级种）

种子罐发酵罐放罐27A、淀粉水解糖的制备3、谷氨酸发酵生产过程原料投料、计量调浆加热、水解冷却中和脱色过滤水解糖酸酶法淀粉水解糖制备流程28一级种子培养：玉米浆、尿素等斜面培养：普通斜面培养基2、菌种的扩大培养：二级种子培养：接种量（1%）、以水解糖代谢葡萄糖，其他同一级种子培养基293

、谷氨酸发酵工艺控制：培养基成分控制：❑需氮源量较多：C/N=100:(15-21)生物素控制：❑生物素作为乙酰辅酶A的辅酶，参与谷氨酸的合成；过量会导致菌体大量繁殖，不产谷氨酸；30种龄和种量控制：

❑种龄：一级种种龄（11-12h），二级种种龄（7-8h）；接种量（1%）。揭阳职业技术学院Jieyangvocantional&technicalcollege种龄和种量控制：❑种龄：一级种种龄（11-12h），二级种种龄（7-8h）；接种量（1%）。温度的影响及控制：❑菌体生产与

产物合成不同步，且菌体生长与产物合成最适温度不同，分别为30-32度与34-37度。31pH的影响和控制：❑发酵前期：pH7.5左右；中后期：pH7.2左右；❑调节方法：流加尿素（间断流加）、流加氨水（连续流加）；揭阳职业技术学院Jieyangvocanti

onal&technicalcollege32氧的影响和控制：❑长菌阶段：通氧量小；合成产物阶段：提高通氧量。揭阳职业技术学院Jieyangvocantional&technicalcollege33防止噬菌体和杂菌污染：❑空气❑培

养基❑设备❑环境等揭阳职业技术学院Jieyangvocantional&technicalcollege34第四节VC的发酵工艺一、概述1、VC又叫抗坏血酸，化学名为L-2,3,5,6-己-2-己烯酸-γ-内酯，最早是在柠檬

汁浓缩液中提取；2、作用：催化剂、还原剂；3、生产方法：莱氏法（国外）、两步发酵法（国内）。揭阳职业技术学院Jieyangvocantional&technicalcollege35二、VC发酵工艺流程

:1、莱氏法：优点：工艺成熟；回收率高。缺点：步骤多；连续操作困难；毒性大；污染环境。揭阳职业技术学院Jieyangvocantional&technicalcollegeD-山梨醇L-山梨糖双丙酮糖双丙酮-2-酮-L-古龙酸维生素C

黑醋菌一步发酵酸丙酮酸缩合NaCl氧化转化HCl发酵36工艺要点：①山梨醇纯度；②山梨醇浓度；③生长因子；④生长因子；⑤通气量；注意事项：染菌及其防治揭阳职业技术学院Jieyangvocantional&technicalcollege37二、VC

发酵工艺流程:2、两步发酵法：优点：工艺成熟；回收率高；毒性小；节约资源；减少污染。揭阳职业技术学院Jieyangvocantional&technicalcollege葡萄糖L-山梨糖2-酮-L-古龙酸维生素C黑醋菌高压催化、氢化假单胞杆菌+氧化葡萄糖酸杆菌转化HCl一步发酵二步发酵38工艺要

点：①溶解氧浓度；②山梨醇初始浓度；③pH。揭阳职业技术学院Jieyangvocantional&technicalcollege