土霉素发酵工艺VIP专享VIP免费

1引言生物工程产品工艺学课程设计，一方面要求综合应用生物、发酵工程、代谢控制发酵工程和CAD制图等课程的理论知识，以掌握微生物发酵中常见的代谢控制方法、产品工艺的设计方法以及设计步骤，另一方面又要根据设计对象的具体特征，凭借设计者的经验（或者借鉴前人的经验），了解设计的诀窍，对设计参数等做合理的选择和优化，这往往成为设计能否成功的关键所在，也是设计区别于习题的重要方面。1.1土霉素发展现状在上世纪60～70年代，土霉素曾经在我国抗菌药市场上占据着重要位置，但自80年代中后期起，土霉素的市场就开始逐渐下滑，大批企业先后放弃了生产21世纪初，全国土霉素产量已从20世纪80年代的2万吨下降到12000吨，目前的产量已不到1万吨，生产企业从几十个减少到只有几个。目前主要生产企业为石家庄华曙制药、内蒙古赤峰制药、山西星火制药等。其中石家庄华曙制药的规模和产量最大，达6000吨左右，约占世界总产量的1/4。随着土霉素产量的不断下降，出口量也逐年减少，出口价格一路走低。1995年，我国土霉素出口价格为11.5美元/公斤，1998年为10美元/公斤，2000年已降到7美元/公斤。近年来，出口量和出口价格还在下滑。在国内市场上，土霉素除了作为生产强力霉素等的原料外，主要用于畜禽药物以及饲料添加剂，临床用药微乎其微。在发达国家，土霉素已基本不再使用，发达国家畜牧业中用的也是纯度高的无菌土霉素。我国生产的土霉素大部分为低档产品，未来几年出口形势将十分严峻。1.2土霉素的应用（1）土霉素为四环类抗生素，生产工艺简单、生产成本较低，可作为生产其它新型抗生素的原料。（2）土霉素价格低廉，可以作为饲料添加剂用于养殖业。实践表明：土霉素用于饲料添加剂，可以改善饲料转化效率，促进畜禽生长，提高畜禽抗疾病能力。（3）土霉素是广谱抗生素，对多数革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有抗菌作用。临床上主要用于肺炎，败血症，斑疹，伤寒了，淋巴肉芽肿，砂岩及其他细菌性感染等，对伤寒有效，也可用于阿米巴痢疾和阴道滴虫病患者。此外还能抑制立克次体和砂岩病毒及淋巴肉芽肿病毒。2土霉素及发酵微生物介绍2.1土霉素化学式及性状土霉素又名氧四环素，化学名是：(4s,4аR，5S，5аR，6S，12аS）-N-4-二甲胺基-1，4，4а，5，5а，6，11，12а-八氢，5,6，10，12，12а-六羟基-6-甲基-1，11-二氧代并四苯-2-甲酰胺，为灰白色至黄色的结晶粉末，无臭，味苦，熔点是180℃，在空气中性质稳定，在日光下颜色变暗在碱性溶液中易破坏失效。土霉素的盐酸盐为黄色结晶，味苦，熔点190～194℃，有吸湿性，但水分和光线不影响其效价，在室温下长期保存不变质，不失效。盐酸盐易溶于水，溶于甲醇，微溶于无水乙醇，不溶于三氯甲烷和乙醚，在酸性条件下不稳定。添加到饲料中，在室温下保存四个月，效价下降4%～9%，制粒时效价下降5%～7%[1]。土霉素化学式：C22H24N3O9，R=H，R'=CH3，R''=OH，齐结构示意图如图1-1所示：图1-12.2作用机理（1）改变致病微生物的结构和干扰其代谢过程，如阻碍细胞壁的合成，影响细胞黏膜的通透性，阻碍蛋白质的合成，改变核酸代谢。（2）能抑制动物肠道内的有害微生物，激活大肠中有利于营养物质合成的微生物。（3）土霉素可使动物肠壁变薄，更有利于营养物质的吸收和利用，从而提高肠道吸收效率。2.3发酵微生物土霉素是由龟裂链霉菌产生的，属于放线菌中的链霉菌属，他们具有良好的菌丝体，菌丝体分支，无隔膜，直径约0.4～1.0米，长短不一，多核。菌丝体有营养菌丝、气生菌丝之分，孢子丝再形成分生孢子。而龟裂链霉菌的菌落呈灰白色，后期生褶皱，成龟裂状。菌丝成树枝分支，白色，孢子灰白色，柱形。3土霉素生物合成的代谢调控土霉素属于四环素类抗生素，是一大类广谱抗生素，他们的化学结构中都含有二甲氨基，酰胺基，酚羟基和两个含有酮基和烯醇基的共轭双键系统，即都含有氢化直骈四苯的基本结构，具有共同的碳架。四环素类抗生素生物和成及调控过程中，起始的化合物是丙二酰胺辅酶A，它同8个丙二酰辅酶A分子重复缩合脱羧，形成一个直链化合物—β-多酮次甲基链，然后经过重复闭环等反应，形成四环素类抗生素。土霉素代谢调控...