红霉素的发酵、提炼工艺及过程

第三节 红霉素的发酵、提炼工艺及过程

红霉素的产生菌是红色链霉菌(5zrfA‘帅yc‘‘fr)／jA雕M)。红霉京是多组分的抗生素，

其中红留素A为有效组分，红霉素B、红霉素c为杂物。国产红霉素中c为主要杂质。

红霉素c和A的结构极为相似，但红霉京c抗菌活性比A低很多，其毒性却是它的2

倍。由于两者在提炼过程难以分离，故要提高产品质量、提高产品的抗菌活性和降低毒性

(即减少成品中的红霉素C含量)。

一、菌种

我国20世纪60年代开始红霉素的工业生产，采用的产生菌是门2—102菌株，生产水

平不高，并易产生噬茵体污染。随后，选育了抗噬菌体的菌株，并使用自然分离、紫外线、氮

芥子气、硫酸二乙酯、亚硝酸、激光及快速中子处理等方法选育高产菌种。

随着菌种选育的发展，从控制红霉素生物合成的代谢路线进行定向筛选，得到抗乙琉氨酸

的菌株，并采用原生质体融合的方法获得高产优质的菌种。经生产实践，其红霉京A的含量

高，c的含量低，结合工艺控制条件的改进，发酵单位提高I叫左右点证了成品的质量。

二、发酵工艺及过程

(一)发酵工艺流程

沙土袍子羊至罕字十母瓶斜面袍子

(二)发酵工艺要点

I．种子 红霉素斜面袍子培养基是由玉米浆、淀粉、氯化钠、硫酸铵等组成。其中玉米

浆质量对袍子的外观及生产能力有直接影响，会出现“黑点”(即灰色焦状茵落)。有的生产

厂以蛋白陈代替玉米浆会使黑点减少甚至不出现，但其袍子量少。

袍子培养基消毒后必须快速冷却为妥，过长对袍子生长不利。温度37℃，湿度要求

50％左右，母瓶斜面培养9d，子瓶斜面培养7d。要求成熟的把子呈深米黄色，色泽新鲜、均

匀、无黑点，把子瓶背面有红色色素，并要求每瓶的袍子数不低于1亿个。将子瓶斜面把子

制成袍子悬浮液，用微孔接种的方式接人种子罐。

种子罐及繁殖罐的培养基由花生饼粉、蛋白陈、硫酸铵、淀粉、葡萄糖等组成。种子罐的

培养温度为35℃，培养时间65h左右；繁殖罐培养温度33℃，培养时间40h左右。均按移种

标准检查，符合要求进行移种。

2．培养基 发酵培养基成分由黄豆饼粉、玉米浆、淀粉、制钩糖、碳酸钙、硫酸铵、磷酸一

氢钾等组成。

(1)碳源：以葡萄糖为主(占80％一85％)，其次是淀粉(占15％一25％)。为了降低成

本与节粮，生产上常用母液糖代替固体葡萄糖。

(2)氮源：以黄豆饼粉为主，其次是玉米浆和硫酸铵。中间补料有花生饼粉、蛋白陈、酵

母粉及氨水。黄豆饼粉因消毒时泡沫较多，故一、二级种子罐及后期补料用部分花生

饼粉代

替，玉米桨质量对红霉素生物合成也有影响。有的工厂以玉米胚芽粉代替，因玉米胚芽粉

的合磷量低于玉米浆，因此配方中无机磷用量相应增加。

采用丰富培养基往往能提高发酵单位，但培养基丰富了，固形物增加使溶解氧随之下降，限

制了抗生家产量的近—步提高。采用基础原料液体化，即用蛋白酶水解各种饼粉，取滤液(酶解

液)代替固体饼粉进行发酵，6加上酶解液进行中间补料就使摇瓶发酥单位大幅度提高。

(3)前体：根据红霉家生物合成途径．红霉家c转为红雷素A需要甲基供体。发酵过

程加入丙酸或丙醇作为前体以提高红霉家A的产量。两酸作前体时其加入量、加入速度及

加入浓度控制不当易使菌丝自溶，甚至全罐损失。最好加入水稀释降低丙胶浓度，减慢加入

速度或用丙酸钠代替。丙醇作前体时，代谢较稳定，对pH影响小，发酵单位及成品的量都

比较高，但要注意防火安全。

国外介绍，菌种选育时用豆油作碳源可使产生菌利用脂肪酸的能力相应提高

培养基也用豆油作碳源，可不加前体，非但能提高单位，还可延长周期。

3．培养条件的控制

(1)通气和搅拌：发酵罐的通气量一般为1，o，8一1．2v／(V·min)，增大空气流量和加

快搅拌转速会提高发酵单位，但必须加强补料的工艺控制，防止菌丝早衰自溶。

(2)温度：采用全程31℃培养，红色链霉菌对温度较敏感，若前期33℃培养，则菌丝生长

繁殖速度加快，40h新度即达最高峰，但衰老自溶亦快，发酵液容易下降。31℃培养菌丝生长

虽比33℃馒，48h新度方达最高峰，但衰老较馒，使新度下降速度减缓，转稀时间推迟。

(3)pH；整个发酵过程维持在6．6—7．2，菌丝生长良好，不自治，发酵单位稳定。如在

接种后24h内pH过低或偏高，则菌丝生长较馒，生物合成水平的差别也很显著，特

别在发

酵前期，当pH为5．7—6．3时发酵终厂的单位仅为对照的一半。

曾用o．2m01儿磷酸盐缓冲液进行试验，将它加到72h的发酵液内，当PH为5．3时已

经生成的红霉家全部失效，菌丝自溶。当PH为6．3时红霉素部分失效，pH在6．7—6．9有

利于红霉家的生物合成。

(4)中间补料；发酵过程中还原糖控制在1．2％一1．6％范围内，每隔6h6D入葡萄糖，直

至故罐前12—18h停止加糖。有机氮源一般每B4r3—4次。根据发酵液新度的大小决定

补入量的多少，若新度低可增加补料量；反之，则减少补料量，甚至适量补水，故罐前24h停

止补料。前体一般在24h，当发酵液变浓，pH高于6．5时开始补入，每隔24hAR一次，全程

共加4至5次，总量为o．7％一o．8％。

(5)通氛：红霉素适宜后期通氨对提高发酵单位和成品质量均有好处，氨水加入方式以

滴加为佳。

(6)发酵液新度的控制：在一定的强度范围内，红霉素c含量与发酵液新度呈负相关的

关系。因此，适当提高发酵液新度能减少红霉素c组分的比例，从而保证成品质量。

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发酵液熟度与搅拌功效、氮源补人量及培养温度有关。通过减慢搅拌转速、改变搅拌叶

型式、降低罐温、增加有机氮源补量，滴加氨水等能提高发酵液的教度。但熟度过高会影响

溶解氧的浓度，单位明显下降，所以必须因地制宜进行发酵工艺控制。

(7)泡沫与消沫：因发酵培养基有黄豆饼粉，故在培养基消毒及通争气时泡沫较多。一

般以植物油(豆油或菜油)做消沫剂，不宜一次多量加入。

三、提炼工艺及过程

红霉素的提炼方法有溶媒萃取法、离子交换法及大孔树脂吸附法：

要采用溶媒萃取法和大孔树脂吸附法。

链霉素的理化性质