链霉素的生产工艺课件(PPT 38页).pptVIP

* 实行放大主要依据 由实验室条件，模拟链霉素的工业生产:对高产链霉菌进行复壮和筛选.链霉素发酵提取分离。在链霉素的发酵过程中，通过斜面孢子培养，摇瓶进行种子培养 * 同时根据查资料显示：利用正交试验确定出链霉素影响因子的作用为：玉米浆葡萄糖黄豆饼粉(NH4）2SO4。从而计算出链霉素发酵生产的培养基除基础培养基外还应加入：葡萄糖4%，黄豆饼粉0.8%，玉米浆1.5%，（NH4）2SO4 0.5%。 * 链霉素的生产工艺 组员：王晓、江兰、何艺、陈雪君、曹海燕 * 目录 2 1 3 4 链霉素简介 结构及理化性质 工艺合成 工艺评价、优化及中试放大 * 一、链 霉 素 简 介 链霉素（Streptomycin）是一种氨基葡萄糖型抗生素，分子式C21H39N7O12，分子量： 581.59 。 链霉素（Streptomycin）是瓦克斯曼〔Waksman S.A.)于 1944 年从灰色链霉 菌（Streptomyces,griseus）培养液中分离出来的一种碱性抗生素。 * 毒性LD50(mg/kg)：对许多革兰氏染色阴性或阳性均有效制备或来源：由灰色链霉菌的发酵液提取得的一种抗生素。 * 链霉素的化学结构 链霉素是由链霉胍、链霉糖和N-甲基-L-葡萄糖胺组成的三糖苷，属于氨基糖苷类抗生素。 * 二、链 霉 素 理 化 性 质 链霉素游离碱为白色粉末。其大多数盐类也是白色粉末或结晶，无嗅，味微苦。 链霉素在中性溶液中能以三级阳离子形式存在，所以可以用离子交换法进行提取。 * 稳定性 链霉素的水溶液比较稳定，但其易受pH和温度的影响较大。短时间加热，如在70oC加热半小时，对活性无明显影响。100oC加热10min，活性约损失一半。最稳定的pH是4.0~4.5。 * 溶解度 由于链霉素分子中含很多亲水基团（羟基和胺基），故易溶于水，而很难溶于有机溶剂。链霉素盐酸盐易溶于甲醇，难溶于乙醇，而硫酸盐即使在甲醇中也很难溶解。 链霉素硫酸盐的溶解度（28℃） * 三、合成工艺前段全是采用微生物发酵 砂土孢子 转入试管斜面，培养 一级试管斜面菌种 转入试管斜面，培养 二级试管斜面菌种 转入三角瓶液体培养基，培养 27℃,恒温培养7d 27℃培养6d 孢子成熟后，保存于4℃冰箱里 于27℃培养45～48h 于27℃培养62～63h，通气量为1:1.5vvm 三角瓶菌液（菌液立即用最好，也可保存于4℃冰箱里，但不超过一周） 以0.2%～0.4%的接种量 转入一级种子罐，培养 以10%左右的接种量，转入二级种子罐，培养 二级种子培养液 于27℃培养55～60h，通气量为1:1.5vvm 一级种子培养液 以10%左右的接种量，于27.5℃培养54～56h，通气量为1:1.1vvm转入三级种子罐 三级种子发酵液 以20%的接种量转入发酵罐，发酵 发酵液 后处理工段 * 分离提纯工艺 * 传统工艺分离链霉素 一般采用蒸汽加热（70～75℃）方法使蛋白质凝固变性。添加磷酸或一些络合剂如三聚磷酸等使高价离子草酸、磷酸生成不溶性沉淀物，然后通过板框过滤或离心分离将这些沉淀物除去。 链霉素传统的提取方法采用活性炭吸附法、带溶法、沉淀法、离子交换法 * 国内外提取工艺 * 链霉素生物提取的途径 * 四、工艺评价和优化 传统工艺合成链霉素会添加磷酸或一些络合剂如三聚磷酸等使高价离子草酸、磷酸生成不溶性沉淀物。 这一预处理既增加了链霉素提炼成本，又会降低产品纯度、污染环境。 * 同时所得的发酵滤液中仍存在许多蛋白、多肽和其它各种杂质，将会减少树脂的吸附容量或污染树脂，造成树脂的沉降和堵塞，进而缩短树脂的寿命，增加 抗生素提炼的成本。 * 离子交换法工艺路线的评价 需用的原辅料少且易得，并有足够数量的供应 中间体容易以较纯形式分离出来，质量符合标准，多步反应能够实现连续操作 可在易于控制的条件下进行制备如安全、无毒 设备条件要求不苛刻 收率最佳、经济效益最好 优点 * 缺点 1、操作过程复杂，且操作控制要求严格，操作工序多 2、化学合成途径较复杂，需要经过多步反应 3、合成过程中生成含硫废弃液，使得三废处理复杂 * 生物提取法的评价 优点 1、需要的原料材料少且易得，并有足够数量的供应 2、设备条件要求不苛刻 3、“三废”少并且易于治理 * 1、分解代谢产物的调节过程中甘露糖链霉素的控制很复杂 2、无机磷的调节过程中，无机磷浓度的浓度很难控制，正常生长所需的无机磷浓度抑制链霉素的形成 3、生物合成过程中步骤也比较复杂，需要经过多步反应 缺点 * 薄膜浓缩 取代 膜法工艺 投资较大 容易堵塞 不适于高粘度液体 在任何膜能承受的温度下分离 清洁，环保，占地少 运行成本