生化制藥四班紅霉素的制備工藝

生化(shēnɡhuà)制藥1004班第五組

紅霉素的制備(zhìbèi)工藝2012-05-26第一頁，共二十二頁。編輯課件

目錄(mùlù)一、抗生素總概述(ɡàishù)二、紅霉素基本概況三、紅霉素的生產(chǎn)原理四、紅霉素的生產(chǎn)步驟五、現(xiàn)代紅霉素生產(chǎn)過程六、其他工藝技術(shù)及技術(shù)改造方向七、三廢處理第二頁，共二十二頁。編輯課件一、抗生素總概述(ɡàishù)定義：抗生素是微生物在其生命活動過程中產(chǎn)生的，對某些其他病原微生物具有抑制或殺滅作用的一類生理活性物質(zhì)。習(xí)慣(xíguàn)分類：1、β-內(nèi)酰胺類：青霉素類、頭孢類等。2、氨基糖苷類：鏈霉素、慶大霉素等。3、大環(huán)內(nèi)酯類：紅霉素、麥迪加霉素等。4、四環(huán)素類：四環(huán)素、土霉素類等。第三頁，共二十二頁。編輯課件二、紅霉素的基本(jīběn)概況紅霉素分子是有紅霉內(nèi)酯B、脫氧(tuōyǎng)氨基已糖和紅霉糖三部分組成。紅霉素又分為紅霉素A、紅霉素B、紅霉素C和紅霉素D四類。R1R2第四頁，共二十二頁。編輯課件目前市場上紅霉素商品(shāngpǐn)有三類：第五頁，共二十二頁。編輯課件紅霉素的作用及應(yīng)用(yìngyòng)范圍：紅霉素是廣譜抗生素，對格蘭陽性菌作用強，臨床上主要用于呼吸道感染、皮膚與軟組織感染、泌尿生殖系統(tǒng)感染及胃腸道感染等。用于治療腹瀉、菌痢、膽結(jié)石、膽囊炎、綠膿桿菌繼發(fā)感染、支氣管炎、哮喘和膿毒性心內(nèi)膜炎皆有效。紅霉素還起到預(yù)防心臟病的作用，用于輔助治療肺癌和節(jié)段性回腸炎。亦可用于預(yù)防風(fēng)濕季節(jié)性發(fā)作(fāzuò)。紅霉素得多副作用小。主要副作用為惡心和嘔吐等胃腸道反應(yīng)，適用于青霉素過敏者。第六頁，共二十二頁。編輯課件三、紅霉素的生產(chǎn)(shēngchǎn)原理紅霉素是由紅色糖多孢菌發(fā)酵產(chǎn)生的。該菌以前稱為紅霉素鏈霉菌。生產(chǎn)上一般是將其孢子懸液接入種子罐，種子擴大培養(yǎng)2次后移入發(fā)酵罐進行發(fā)酵，發(fā)酵液經(jīng)過預(yù)處理后，再經(jīng)溶劑萃取進行分離純化，最后經(jīng)濃縮結(jié)晶(jiéjīng)干燥后的成品。第七頁，共二十二頁。編輯課件四、紅霉素的生產(chǎn)(shēngchǎn)步驟紅霉素產(chǎn)生菌的培養(yǎng)：

現(xiàn)在生產(chǎn)上使用的菌種是通過育種，選育的具有抗噬菌體、生產(chǎn)能力高的菌種。選育以誘變育種為主要方法。紅色糖多孢菌一般經(jīng)斜面孢子、搖瓶培養(yǎng)、種子罐培養(yǎng)后移入發(fā)酵罐進行發(fā)酵生產(chǎn)。紅霉素的生物合成：

紅霉素是由紅色糖多孢菌在特定的培養(yǎng)條件下所產(chǎn)生的一種(yīzhǒnɡ)弱堿性代謝產(chǎn)物，它是多組分的抗生素。紅霉素A為有效成分，紅霉素C為主要雜質(zhì)，不產(chǎn)生紅霉素B。

第八頁，共二十二頁。編輯課件發(fā)酵

紅霉素發(fā)酵屬于好氧發(fā)酵過程。在發(fā)酵過程中需要不斷通入無菌空氣并攪拌，以維持一定的罐壓和溶氧。發(fā)酵過程中應(yīng)嚴格控制發(fā)酵溫度、發(fā)酵液還原糖量、pH、溶氧量及發(fā)酵液粘度，還要加入消泡劑控制泡沫。發(fā)酵液的預(yù)處理和過濾發(fā)酵液中除含有約8%的紅霉素外，絕大部分是菌絲體、蛋白質(zhì)、色素、油等雜質(zhì)(zázhì)，給精制和提取帶來困難。需要多發(fā)酵液進行預(yù)處理和過濾。第九頁，共二十二頁。編輯課件紅霉素的提取

紅霉素分子結(jié)構(gòu)中有一個二甲基氨基官能團，是一個弱堿，pKa=8.6，在酸性條件下與某些酸會形成鹽。通常采用(cǎiyòng)在乙酸丁酯及在水溶液（乙酸緩沖液）中反復(fù)萃取，可達到濃縮和提純的目的。紅霉素的精制在乙酸丁酯結(jié)晶液中加入丙酮，低溫下放置使紅霉素結(jié)晶析出。一般加液操作溫度要低。因為紅霉素在丙酮溶液中隨溫度升高溶解度降低，如果加液溫度高潔結(jié)晶灰形成塊狀物，難于過濾。（國內(nèi)較多生產(chǎn)廠采用乳酸鹽沉淀法進行精制。）

第十頁，共二十二頁。編輯課件五、現(xiàn)代(xiàndài)紅霉素生產(chǎn)過程（一）、紅霉素的發(fā)酵工藝(gōngyì)過程：子斜面(xiémiàn)孢子一級培養(yǎng)液二級培養(yǎng)液發(fā)酵液提取與精制沙土孢子母斜面孢子孢子培養(yǎng)37℃,7~10天孢子培養(yǎng)37℃,7~10天種子培養(yǎng)35℃.1:1vvm60~70種子培養(yǎng)33~35℃,1:1.5vvm35~40h發(fā)酵31℃,1:1vvm150~160h第十一頁，共二十二頁。編輯課件工藝控制：(1)、種子罐1).一級種子培養(yǎng)(péiyǎng)2).二級種子培養(yǎng)

(2)、發(fā)酵培養(yǎng)基1).碳源主要是蔗糖其次是葡萄糖和淀粉2).氮源主要是黃豆餅粉3).前體加入丙酮或丙酸及丙酸鈉(3)、通氣和攪拌發(fā)酵最初12小時內(nèi)通氣量保持在0.4vvm，12小時后控制在0.8～1.0vvm，所用攪拌輸入功率為1.5～2kW/1000L第十二頁，共二十二頁。編輯課件(4)、溫度

發(fā)酵全過程溫度控制在31℃(5)、pH

整個發(fā)酵過程必須保持pH6.6～7.2(6)、中間補料發(fā)酵過程中還原糖應(yīng)控制在1.0％～1.4％范圍內(nèi)(7)、發(fā)酵液粘度的控制(8)、泡沫與消沫(9)、污染雜菌的控制(10)、染菌處理(chǔlǐ)(11)、發(fā)酵時間整個發(fā)酵時間150～160h第十三頁，共二十二頁。編輯課件發(fā)酵液［預(yù)處理、過濾(guòl(fā)ǜ)］（二）、紅霉素的提取(tíqǔ)和精制工藝過程（1）溶劑(róngjì)法提取和精制的工藝流程0.05％甲醛3%~5%ZnSO4,NaOH調(diào)pH7.8~8.2濾洗液［提取、離心分離］用BA做二級順流萃取，一級pH10~10.2，二級Ph10.4~10.6一次BA萃取液［提取、離心分離］醋酸緩沖液做二級逆流萃取，一級pH5.0~5.2，二級Ph4.6~4.8醋酸緩沖液［提取、離心分離］用BA做三級順流萃取，pH分別為9.8~10、9.9~10.2、10~10.2，38~40％二級BA萃取液［結(jié)晶］加10%的丙酮，-5%以下，靜置24~36h結(jié)晶液［分離、洗滌］離心甩濾，蒸餾水洗滌濕晶體70~80℃，2666Pa干燥20h成品［制粒、干燥］第十四頁，共二十二頁。編輯課件發(fā)酵液［預(yù)處理、過濾(guòl(fā)ǜ)］（2）、溶劑萃取結(jié)合(jiéhé)紅霉素乳酸鹽沉淀的工藝流程0.05％甲醛(jiǎquán)3%~5%ZnSO4,NaOH調(diào)pH7.8~8.2濾洗液［提取、離心分離］用BA做二級順流萃取，一級pH10~10.2，二級Ph10.4~10.6一次BA萃取液［乳酸鹽沉淀］緩慢加入用BA稀釋至20%~30%的乳酸pH6.0加完后繼續(xù)攪拌0.5h紅霉素乳酸鹽濕晶體［提取、離心分離］適量BA洗滌，55℃干燥二級BA萃取液［溶解］在攪拌下將紅霉素乳酸鹽加入10%丙酮水溶液中溶解，pH6.0紅霉素溶液［堿化轉(zhuǎn)化］加氨水堿化，pH10水解溫度55℃濕晶體［分離、洗滌、干燥］甩濾，水洗至pH7~8,55℃干燥成品第十五頁，共二十二頁。編輯課件六、其他工藝技術(shù)及技術(shù)改造(jìshùɡǎizào)方向（1）、大孔吸附樹脂(shùzhī)提取工藝（2）、離子交換樹脂的提取工藝（3）、開發(fā)新產(chǎn)品第十六頁，共二十二頁。編輯課件七、三廢(sānfèi)處理廢水：主要是菌渣的分離(fēnlí)、純化、精制及原材料和設(shè)備的清洗生產(chǎn)車間地面的沖洗所產(chǎn)生的廢水。廢渣：主要是培養(yǎng)基中的營養(yǎng)廢渣和發(fā)酵后產(chǎn)生的菌渣。廢氣：主要指在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的有異味、有害的氣體。第十七頁，共二十二頁。編輯課件廢水處理在早期主要(zhǔyào)采用“混合稀釋，再生化處理”的處理方法，現(xiàn)多采用“預(yù)處理—厭氧—好氧”的處理方法，如下圖：第十八頁，共二十二頁。編輯課件廢渣(fèizhā)處理廢渣處理(chǔlǐ)一般流程：用微波(wēibō)干燥法干燥濕料廢渣，至干廢渣的含水量為８％～１２％用復(fù)合蛋白酶酶（木瓜蛋白酶和中性蛋白酶）解得到的干廢渣在７０℃～７５℃溫度下進行滅酶１０～１５分鐘酶解液加工成多肽和氨基酸產(chǎn)品酶解殘渣晾曬干制成花卉營養(yǎng)土返第十九頁，共二十二頁。編輯課件廢氣(fèiqì)處理1、生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的惡臭氣體，被收集在密封(mìfēng)系統(tǒng)里，通過收集風(fēng)管和風(fēng)機，將密封(mìfēng)系統(tǒng)里的臭氣，首先抽引到預(yù)處理進行前處理，再送至復(fù)合光催化金屬鎳網(wǎng)單元。在C波段紫外燈照射下，分解部分臭氣成分，再高空排放。2、塔式處理方法，如圖所示：第二十頁，共二十二頁。編輯課件謝謝(xièxie)觀看！第二十一頁，共二十二頁。編輯課件內(nèi)容(nèiróng)總結(jié)生化制藥1004班第五組。2012-05-26。