链霉素生产工艺实验论文.doc

窗体底端 韵-永远飞翔 网址导航我的日志链霉素生产工艺实验论文分类:商业情报2006.7.29 11:23 作者：yemen1986 | 评论：34 | 阅读：4797 生物制药工艺综合实验微生物制药工艺实验实验论文药学院2003级制药工程 二00六年六月目录摘要1关键词1Abstract.2 Key words.2前言3 正文1材料与方法 1.1 仪器. 6 1.2 材料.71.3 实验方法.82实验内容及过程2.1 高产链霉素菌种的选育及复壮.102.2 摇瓶条件下链霉素条件优化.102.3 7L发酵罐发酵生产链霉素实验.142.4 50L发酵罐发酵工程放大152.5 链霉素提取与精制.152.6组合膜分离浓缩链霉素.163 实验结果及分析3.1 高产链霉素菌种的选育及复壮结果及分析.173.2 摇瓶条件下链霉素条件优化结果及分析.183.3 7L发酵罐发酵生产链霉素实验结果及分析.263.4 50L发酵罐发酵工程放大结果及分析283.5 链霉素提取与精制结果及分析.283.6组合膜分离浓缩链霉素结果及分析.304 讨论及总结. 31参考文献 .35附录：1 实验设计方案. 362 问题及解答. 463 FUS-50L 发酵罐路线图.504 小组成员实验心得体会. 51 链霉素生产工艺实验论文袁亚萍，周永翔，李果，李耀，李朝芬，曾毅，卢福生，孙雨西南大学药学院，重庆400715摘要：本次课题利用实验室条件，模拟链霉素的工业生产，首先对高产链霉菌进行复壮和筛选然后进行链霉素发酵试验，最后进行提取分离。在链霉素的发酵过程中，我们先通过斜面孢子培养，再通过摇瓶进行种子培养，同时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%。按照确定的培养基，放入7升发酵罐中进行放大培养五天，每隔24小时测量包括PH值，DO值，还原糖浓度，链霉素效价，生物量等参数。还原糖浓度、链霉素效价和生物量的测量分别采用的是DNS法，紫外分光光度法（比色法）和干重法。参数分析后得到解决以下结论：（1） 随着链霉素发酵培养中糖的消耗，链霉素的效价也是降低的。说明一次性投料，糖源供应不够。（2） PH值在5.2时，链霉素效价达到最高，将近4500U/ml。由此确定链霉素发酵培养的最适PH值最好控制在这一值上。（3） 链霉菌是好氧菌，菌体的生产及发酵产物的积累都要消耗氧。因此发酵过程当中需保证必须的供氧量。（4） 生物量与链霉素产物的量是此消彼长的关系。根据参数的变化，我们以单位体积功率相等的原则改变搅拌转速及空气流量来进行发酵容积从7升到50升发酵罐的扩大设计，结果放大后的转速由300r/min变为228r/min。试验中，我们用阳离子交换法和膜分离两种方法对链霉素发酵液的分离提取进行对比。结果发现用膜分离法进行提取后产物的效价以及产品的纯度远远高于用阳离子交换法的。本次课题，将所得试验数据进行分析后，我们得出链霉素制备的优化主要包括以下两个方面： （1）链霉素的培养基（2）发酵培养时参数的控制。关键词：链霉素；菌种选育；发酵；提取精制Abstract: Using laboratory conditions simulated streptomycin industrial production. The whole trial included streptomycin selection from the bacteria and spores production, seed production, fermentation, separation and extraction of all refined steps. In streptomycin fermentation process, we conduct cant spores training, then through the seed cultivation bottles and the use of orthogonal tests identify factors affecting the role of streptomycin : corn starchglucoseyellow bean cake powder (NH4) 2SO4. Thus calculated streptomycin fermentation not only based basic media, but also join : glucose 4%, yellow bean cake powder0.8%, corn starch 1.5% (NH4) 2SO4 0.5%. In accordance with established media, placed in seven fermentation tank for enlarged to five days, Every 24-hour measurements including pH, DO, glucose content , streptomycin energy prices, biomass and other parameters. Glucose contents , streptomycin energy prices, biomass measurements were used as DNS ,UV, and dry-law。 Below the parameter analysis is solved the conclusion: (1) along with the chain mildew element fermentation raise in the sugar consumption, the chain mildew element effect price also is reduces. Explained disposable purvey and the sugar source supply is insufficient. (2) When PH 5.2, the streptomycin effect price achieves high, nearly 4500U/ml. From this determination streptomycin fermentation raise most suitable PH value best control in this value. (3) The streptomycin is the good oxygen fungus, myceliums production and the fermentation product accumulation all must consume the oxygen. Therefore in the middle of the fermentative process must guarantee must supplies the oxygen quantity. (4) The biomass and the streptomycin product quantity disappears the other long relations. According to the parameters of change, we stir the rotational speed and the air flow by the unit volume power equal principle change carry on the fermentation volume to ferment the pot expanded design from 7 L to 50 L. Fermentation tank expansion design results enlarged by the rotational speed 300r/min into 228r/min. Found in membrane separation from the effect of product price and product purity much higher than a ion-exchange separation.Testing, we used ion - exchange and the membrane separation of the two methods of streptomycin fermentation liquid separation from the comparison. This paper will be derived from an analysis of the test data, we have prepared the main streptomycin include the following two aspects (1)streptomycin primarily by the media glucose, yellow bean cake powder, ammonium sulfate, corn starch, etc. Which glucose and corn starch are the main source of carbon and nitrogen.(2) rotational speed control in the fermentation train 300r/min about temperature 28.5oC around to leave, pH 6.5 to 7.0% in the control.Key words: streptomycin; Bacteria breeding; fermentation; extraction; refined前言抗生素工业是微生物制药工业中重要组成部分, 链霉素是瓦克斯曼Waksman S.A.)于1944年发现的第一个氨基环醇类抗生素。是一种相当强的有机碱，也是一种多糖类化合物。其分子结构是由链霉肌、链霉糖和N一甲基一L-葡萄糖胺三部分以昔键相联结而成的，其化学名为N一甲基一L-葡萄糖胺一(1 2)一。-L-链霉糖一(1 4)一链霉肌. 链霉素碱稳定性特别差，工业产品主要是其硫酸盐形式，即硫酸链霉素(Streptomycin Sulfate)。链霉素对结核杆菌有强大抗菌作用，其最低抑菌浓度(MIC)一般为。.5mg/L。它对许多革兰氏阴性菌(G-)如大肠杆菌、肺炎杆菌、肠杆菌属、沙门菌属、布鲁菌属等也具抗菌作用。链霉素对革兰氏阳性菌(G+)抗菌活性较差。链霉素游离碱为白色粉末。大多数盐类也是白色粉末或结晶，无嗅，味微苦。链霉素分子中有三个碱性基团。链霉素在中性溶液中能以三价阳离子形式存在，所以，可用离子交换法进行提取。链霉素比较稳定，空气和阳光对干燥粉末的影响不大。含水量为3%的成品，在室温下放置，至少两年无显著变化。但链霉素的游离碱或其盐均易吸收空气中的水分而潮解，潮解后含水量增加，容易分解破坏，稳定性显著下降。此外，成品中含有杂质对链霉素的稳定性也有影响。链霉素的水溶液比较稳定，但其稳定性受PH值和温度的影响较大。其硫酸盐的水溶液在PH=4-7，室温下放置数星期，仍很稳定，如在冰箱中保存三个月内活性无变化。目前抗生素的生产主要是利用微生物发酵来进行，少数采用化学合成的方法，当然也有的采用化学法或生化法半合成。链霉素的生产是采用发酵法来生产的。早期发现产链霉素的菌种是灰色霉菌（Streptomyces griseus）。目前我国所用的菌种就是这个种及其变种。后来又找到了产链霉素或其他链霉素族抗生素（如羟基链霉素或双氢链霉素）的菌种。如比基尼链霉菌（S.bikiniensis）、灰肉链霉菌（S.griseocarneus）等。本次试验采用的是灰色霉菌。其发酵生产工艺采用沉没培养法，在通气搅拌下，菌种在一定组成的培养基内经过2-3级的种子扩大培养，进行发酵生产。其过程包括斜面孢子培养、摇瓶种子培养、种子罐培养和发酵培养等。链霉素的提取就是，早期是利用活性炭吸附法。随着科学技术的不断发展和提高，曾采用过加带溶剂的溶媒萃取法，或直接从发酵液中难溶解盐类的沉淀法，用于工业生产都有一定的困难，日前大多采用离子交换法，还有使用膜分离法的。本次试验就两种分离方法（阳离子交换法和膜分离法进行了试验）对链霉素进行了提取的对比，结果发现用膜分离法的效率要远远高于阳离子交换法。本课题利用实验室条件，模拟链霉素的工业生产，从链霉素的菌种筛选、孢子制备、种子制备，到发酵、发酵液的预处理、提取分离及