对链霉素的发酵制备和理化性质检测的独立研究.docVIP

对链霉素的发酵制备和理化性质检测的独立研究 研究目的：链霉素（streptomycin）由灰色链霉菌发酵生产。双氢链霉素可由湿链霉菌产生，但通常以半合成方法生产。链霉素抗菌谱较广，对结核菌具有强大的制菌作用，其作用机理是主要与原核细胞(如细菌)核糖体30S亚单位结合，抑制细菌蛋白质(酶)的合成,使细菌不能正常生长或者代谢而死亡。所以研究灰色链霉菌的生长状况和制备链霉素有着重要的意义。本实验主要进行链霉素的发酵制备及过程中相关理化性质的检测，以熟悉链霉素发酵的整个过程和把握其发酵过程的条件控制。 研究方法： 一、简介 1942年Waksman从放线菌中分离出了链霉素并开发成为在临床使用的第二个抗生素。它给当时被认为不治之病的结核病人带来了福音。以链霉素的发现为起点，从放线菌中陆续发现了金霉素、土霉素、四环素等四环类抗生素，苄那霉素、庆大霉素、新霉素、妥布霉素、小诺霉素等氨基糖苷类抗生素，红霉素、吉他霉素、螺旋霉素、麦迪霉素、交沙霉素等大环内酯抗生素，利福霉素等安莎类抗生素，制霉菌素、两性霉素B等多烯类抗霉菌抗生素。似乎临床常见的传染病都能医治，从而形成了抗生素的黄金时代。我国1956年投产了金霉素，1958年投产了链霉素，除此之外还从细菌产物中分离了多粘菌素、杆菌肽等肽类抗生素。80％的抗生素来自于放线菌。目前我国生产的这类天然抗生素已达30种，从一个国家来说是世界上生产品种最多、产量最大的国家。 链霉素由灰色链霉菌发酵生产。双氢链霉素可由湿链霉菌产生，但通常以半合成方法生产。 由灰色链霉菌产生的广谱抗生素，分子由链霉胍、链霉糖和N－甲基-L-葡萄糖胺组成。链霉素分子中链霉糖部分的醛基被还原成伯醇基后，就成为双氢链霉素，其抗菌效能与链霉素大致相同，但对听觉神经的毒性比链霉素大。 链霉素抗菌谱较广，对结核菌具有强大的制菌作用，进入体内后主要分布在细胞外液，对细胞外旺盛繁殖的结核菌有杀菌作用，对细胞内的细菌无效，故称它为半个杀菌药。 链pH值、溶氧、接种量、泡沫等。同时还受到一些代谢调控机制的控制：磷酸盐的调节作用、分解代谢产物调节和产生菌生长速率的调节等。 链霉素的作用机理是主要与原核细胞(如 细菌)核糖体30S亚单位结合，抑制细菌蛋白质(酶)的合成,使细菌不能正常生长或者代谢而死亡。由于链霉素肌肉注射的疼痛反应比较小，适宜临床使用，只要应用对象选择得当，剂量又比较合适，大部分病人可以长期注射（一般2个月左右）。所以，应用数十年来它仍是抗结核治疗中的主要用药。所以研究灰色链霉菌的生长状况和制备链霉素有着重要的意义。 二、仪器与材料 （一）培养基 1、斜面高氏一号培养基 可溶性淀粉2% 氯化钠0.05% 硝酸钾0.1% 三水磷酸氢二钾0.05% 七水硫酸镁0.05% 七水硫酸亚铁0.001% 琼脂1.5%-2.0% pH：7.4-7.6 2、种子培养基 可溶性淀粉3% 玉米蛋白粉0.5% 碳酸钙2.0% 玉米浆3.5% pH：7.0-7.5 3、发酵培养基 葡萄糖4.0%，玉米淀粉3.5%，玉米浆2.0%，玉米蛋白粉3.0%,NH4C1 0.5%，NaCl1.5%，CaCO3 1.5%，泡敌0.05%，pH 7.0-7.2 （二）实验菌种：灰色链霉菌，微生物实验室保藏 （三）仪器：玻璃试管、试管架、吸管（1ml，2ml，10ml）、吸耳球、离心管、容量瓶、烧杯、三角瓶（250 ml，500ml）、量筒（250ml，500ml，1000ml）、玻璃棒、试纸、塑料漏斗、电炉、接种铲（针）、振荡培养箱、恒温箱、台秤等 三、实验步骤 1．斜面孢子的制备 无菌条件下，从冷藏的产生菌的斜面孢子中，刮取适量孢子涂在高氏斜面上，然后置36.5～37℃的恒温箱培养3天，再置30℃的恒温室培养1天。 2．种子的制备 （1）摇瓶种子培养基的配制 按种子培养基成分配比，配制培养基，包装灭菌。 （2）接种 在超净工作台上，将长好的斜面孢子用无菌接种铲挖块约2cm2，接种于灭过菌的摇瓶种子培养基中。 （3）培养 将接种好的种子摇瓶于30℃恒温室摇床上，转速为230转/分，培养28小时左右。 3．发酵罐发酵(3L/5L、20L/30L) （1） 发酵培养基的配制 以发酵培养基配方为基础，按设定体积配制发酵培养基(先定容至15L)，将除CaCO3和泡敌之外的物料加入罐中，加热至80℃-90℃糊化25min，降温至28℃用NaOH调节pH至7.0-7.2。再121℃灭菌20min,冷却后补入无菌水至20L左右。 （2）火焰保护接种 在发酵罐接种口，将培养28小时-30小时的摇瓶种子以10%接种于发酵罐中