发酵技术生产抗生素

抗生素发酵生产知识

1、 微生物发酵的概念及发展史。 答：1857年巴斯德提出著名发酵理论：“一切发酵过程都是微生物作用的结果。”。 1929年Flemming爵士发现了青霉素，增加一大类新产品－抗生素。 20世纪40年代，以获取细菌的次生代谢产物-抗生素为主要特征的抗生素工业成为微生物发酵工业技术的支柱产业。

20世纪50年代，氨基酸发酵工业又成为微生物技术产业的又一个成员，实现了对微生物的代谢进行人工调节，这又使微生物技术进了一步。

20世纪60年代，微生物技术产业又增加了酶制剂工业这一成员。

20世纪70年代，为了解决由于人迅速增长而带来的粮食短缺问题，进行了非碳水化合物代替碳水化合物的发酵，如利用石油化工原料进行发酵生产，培养单细胞蛋白，进行污水处理，能源开发等。

80年代以来，随着重组DNA技术的发展，可以按人类社会的需要，定向培养出有用的菌株，这为微生物发酵技术引入了遗传工程的技术，使微生物技术进入了一个新的阶段。

目前，人们把利用微生物在有氧或无氧状态下通过生命活动来制备微生物菌体或其它代谢产物的过程统称为发酵。

2、 发酵产品的生产特点是什么？

答：发酵和其他化学工业的最大区别在于它是生物体所进行的化学反应。其主要特点如下：

2018淮北市人民医院抗菌药物临床应用考试(二)

科室 姓名 得分

1、主治医师临床应用中一般情况下，可以选用的抗菌药物有（ ） A、特殊使用级和限制使用级 B、非限制使用级和限制使用级 C、非限制使用级和特殊使用级 D、三种级别可任意选用

2、根据抗菌药物临床应用指导原则，医疗机构抗菌药物使用强度力争控制在（ ）DDD以下。 A、20 B、30 C、40 D、50

3、急性胆道感染时临床上最常选用（ ） A、第 1、2 代头孢菌素或喹诺酮类 B、第 3 代头孢菌素或四环素类 C、第 1、2 代头孢菌素或氨基糖甙类 D、第 3 代头孢菌素或广谱青霉素

4、最有效的杀阿米巴包囊的药物是（ ） A、 双碘喹啉 B、 二氯尼特 C、 氯喹 D、 吐根碱 5、最常见的致病曲霉是（ ）

A、 黑曲霉 B、 黄曲霉 C、 烟曲霉 D、 土曲霉 6、在头孢菌素中，抗阳性菌活性最强的是( )。

A、第一代头孢菌素 B、第二代头孢菌素 C、第三代头孢菌素 D、第四代头孢菌素

7、大环内酯类抗生素可抑制（ ）的正常代谢。 A、茶碱 B、胰岛素 C、血钠 D、血钾 8、对于（ ），红

2018淮北市人民医院抗菌药物临床应用考试(二)

科室 姓名 得分

1、主治医师临床应用中一般情况下，可以选用的抗菌药物有（ ） A、特殊使用级和限制使用级 B、非限制使用级和限制使用级 C、非限制使用级和特殊使用级 D、三种级别可任意选用

2、根据抗菌药物临床应用指导原则，医疗机构抗菌药物使用强度力争控制在（ ）DDD以下。 A、20 B、30 C、40 D、50

3、急性胆道感染时临床上最常选用（ ） A、第 1、2 代头孢菌素或喹诺酮类 B、第 3 代头孢菌素或四环素类 C、第 1、2 代头孢菌素或氨基糖甙类 D、第 3 代头孢菌素或广谱青霉素

4、最有效的杀阿米巴包囊的药物是（ ） A、 双碘喹啉 B、 二氯尼特 C、 氯喹 D、 吐根碱 5、最常见的致病曲霉是（ ）

A、 黑曲霉 B、 黄曲霉 C、 烟曲霉 D、 土曲霉 6、在头孢菌素中，抗阳性菌活性最强的是( )。

A、第一代头孢菌素 B、第二代头孢菌素 C、第三代头孢菌素 D、第四代头孢菌素

7、大环内酯类抗生素可抑制（ ）的正常代谢。 A、茶碱 B、胰岛素 C、血钠 D、血钾 8、对于（ ），红

第二节 抗生素产生菌的菌种

1

第一章

抗生素产生菌的菌种来源

2

内容速览

1.2生产菌种 分离与筛选 1.1生产菌种的 要求及分类

1.3生产菌种的 保藏

3

教学目的：

了解抗生素工业生产菌种的要求；了解菌种分离的 一般过程；掌握土样采集应注意的问题，菌种的分 离、保存方法。

教学重点、难点：

土样的采集方法及注意事项； 生化反应分离法。

4

一、抗生素产生菌种的要求

遗传性能要相对稳定，不易变异退化；

能在廉价原料制成的培养基上生长，且大量高效地合成产物；

生长繁殖能力强，有较高的生长速率；

在发酵过程中不产生或少产生与目标产品性质相近的副 产物及其他产物；

菌种不是致病菌，不产生有害的生物活性物质和毒素；

发酵条件如温度、pH、溶解氧、泡沫等易控制； 具有抗噬菌体及杂菌污染能力强。

5

目前发现的抗生素来源如下：

放线菌（链霉素、 四环素、红霉素等）

真菌（青霉素、头孢等）

一些产芽孢的细菌（多 黏菌素、丁胺菌素等） 植物或动物来源（蒜素、鱼素等）

6

抗生素产生菌的分类

放线菌

– 链霉菌属 – 小单孢菌属 – 诺卡氏菌 – 游动放线菌

7

抗生素产生菌的分类

真菌

–青霉属

青霉菌：点青霉、产黄青霉

桔青霉 –曲霉属 米曲霉、黑曲霉 –红曲霉属

紫红曲霉

8

抗生素产生菌的分类

细菌

第二章 抗生素产生菌的菌种选育

1

内容速览

1.2生产菌种 选育指标

1.1生产菌种 选育目的

1.3生产菌种 选育方法

2

教学目的：

了解抗生素工业生产菌种选育目的及选育指标；掌 握菌种育种的方法。

教学重点、难点：

菌种的诱变育种。

3

一、生产菌种选育目的

防止菌种退化 提高目标产物的产量

提高目标产物纯度，减少副产物

改良菌种性状，改善发酵过程 改善工艺条件，获得新产品

4

实

原始产生菌 青霉素产生菌产黄色色素

例

工业生产菌

不再分泌黄色色素

土霉素产生菌产大量泡沫

泡沫减少

红霉素产生菌不耐噬菌体

耐噬菌体

5

二、菌种选育的重要指标

菌种的营养特征

菌种的生长温度

菌种的适应性 菌种的稳定性 产物的得率和产物的浓度 产物回收难易

6

三、生产菌种的选育方法

（一）自然选育 （二）诱变育种 （三）理性化诱变育种

7

（一）自然选育

1、定 义 2、原 因 3、目 的 4、特 点

5、操作过程

8

1、 定 义

自然选育：根据菌种自发突变而进行的筛选过 程，又叫自然分离。 自发突变(Spontaneous Mutation) ：就是指某些 微生物在没有人工参与下所发生的那些突变。

一种是我们生产上所不希望看到的，表现为菌株的衰退和生产 质量的下降，这种突变称为负突变。 另

第二章 抗生素产生菌的菌种选育

1

内容速览

1.2生产菌种 选育指标

1.1生产菌种 选育目的

1.3生产菌种 选育方法

2

教学目的：

了解抗生素工业生产菌种选育目的及选育指标；掌 握菌种育种的方法。

教学重点、难点：

菌种的诱变育种。

3

一、生产菌种选育目的

防止菌种退化 提高目标产物的产量

提高目标产物纯度，减少副产物

改良菌种性状，改善发酵过程 改善工艺条件，获得新产品

4

实

原始产生菌 青霉素产生菌产黄色色素

例

工业生产菌

不再分泌黄色色素

土霉素产生菌产大量泡沫

泡沫减少

红霉素产生菌不耐噬菌体

耐噬菌体

5

二、菌种选育的重要指标

菌种的营养特征

菌种的生长温度

菌种的适应性 菌种的稳定性 产物的得率和产物的浓度 产物回收难易

6

三、生产菌种的选育方法

（一）自然选育 （二）诱变育种 （三）理性化诱变育种

7

（一）自然选育

1、定 义 2、原 因 3、目 的 4、特 点

5、操作过程

8

1、 定 义

自然选育：根据菌种自发突变而进行的筛选过 程，又叫自然分离。 自发突变(Spontaneous Mutation) ：就是指某些 微生物在没有人工参与下所发生的那些突变。

一种是我们生产上所不希望看到的，表现为菌株的衰退和生产 质量的下降，这种突变称为负突变。 另

综上所述，现有的饲用抗生素替代品仍存在许多不足，在畜禽促生长和抗菌防病作用上尚不能完全替代抗生素，尤其是单纯使用一种替代品的效果与使用抗生素的效果还有相当差距。今后饲用抗生素替代品的研究除了要大力研究开发新的高效替代品，更应加强对各种替代品联合使用效果的研究，包括几种替代品联合使用可能产生的互作效应的研究。抗生素的替代品研究将是一个漫长的过程，在研究新型抗生素替代品的同时，更要从动物营养、饲料卫生及饲养管理上加强工作，给动物营造良好的生长环境，保证动物的健康生长，减少抗生素的使用。

中 国 每 年生 产 抗 生素原料21万吨，有9.7万吨 抗 生 素用于畜牧养殖业，占年总产量的46.1%。在国际上，早在2006年1月，欧盟就已全面禁止在饲料中使用生长素、抗生素作为饲料生长添加剂。抗生素种类繁多，主要包含氨基糖苷类、β-内酰胺类、大环内酯类、酰胺醇类、四环素类、林可酰胺类、抗真菌抗生素、抗肿瘤抗生素、具有免疫抑制作用的抗生素、多磷类抗生素等。对抗生素残留的检测需要根据其不同的性质和特点选用不同的检测手段和方法。目前对抗生素残留的检测主要分为三大块，分别为：微生物检测、试剂盒检测和仪器检测。

饲用抗生素的不当使用!尤其是抗生素促长剂的滥用!导致动

附件1

浙江省抗菌药物临床应用分级管理目录

(2015版)

分 类 非限制使用级 青霉素 青霉素V 普通青霉素类 苄星青霉素 普鲁卡因青霉素 阿莫西林 广谱青霉素类 氨苄西林 哌拉西林 阿洛西林 抗铜绿假单胞菌青霉素 对酶稳定的青霉素类 （4） 青霉素类复方制剂（β-内酰苯唑西林 氯唑西林 阿莫西林/克拉维酸 美西林 替莫西林 仑氨西林 美洛西林 磺苄西林 替卡西林 羧苄西林 阿帕西林 呋苄西林 氟氯西林 双氯西林 限制使用级 特殊使用级 哌拉西林/他唑巴坦哌拉西林/他唑巴坦（8:1复方配制） （非8:1复方配制） 胺酶抑制剂） 阿莫西林/双氯西林 哌拉西林/舒巴坦 氨苄西林/舒巴坦 阿莫西林/氟氯西林 替卡西林/克拉维酸 舒他西林 头孢丙烯 头孢替安 头孢他啶 头孢唑肟 头孢哌酮 头孢地嗪 头孢甲肟 头孢匹胺 头孢克肟 头孢地尼 头孢泊肟酯 氨苄西林/氯唑西林 阿莫西林/舒巴坦 美洛西林/舒巴坦 β-内酰胺酶 抑制剂 头孢氨苄 头孢唑林 第一代头孢菌素类 头孢拉定 头孢羟氨苄 头孢呋辛（酯） 第二代头孢菌素类 头孢克洛 头孢曲松 头孢噻肟 第三、四

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分 类 非限制使用级 青霉素 青霉素V 普通青霉素类 苄星青霉素 普鲁卡因青霉素 阿莫西林 广谱青霉素类 氨苄西林 哌拉西林 阿洛西林 抗铜绿假单胞菌青霉素 对酶稳定的青霉素类 （4） 青霉素类复方制剂（β-内酰苯唑西林 氯唑西林 阿莫西林/克拉维酸 美西林 替莫西林 仑氨西林 美洛西林 磺苄西林 替卡西林 羧苄西林 阿帕西林 呋苄西林 氟氯西林 双氯西林 限制使用级 特殊使用级 哌拉西林/他唑巴坦哌拉西林/他唑巴坦（8:1复方配制） （非8:1复方配制） 胺酶抑制剂） 阿莫西林/双氯西林 哌拉西林/舒巴坦 氨苄西林/舒巴坦 阿莫西林/氟氯西林 替卡西林/克拉维酸 舒他西林 头孢丙烯 头孢替安 头孢他啶 头孢唑肟 头孢哌酮 头孢地嗪 头孢甲肟 头孢匹胺 头孢克肟 头孢地尼 头孢泊肟酯 氨苄西林/氯唑西林 阿莫西林/舒巴坦 美洛西林/舒巴坦 β-内酰胺酶 抑制剂 头孢氨苄 头孢唑林 第一代头孢菌素类 头孢拉定 头孢羟氨苄 头孢呋辛（酯） 第二代头孢菌素类 头孢克洛 头孢曲松 头孢噻肟 第三、四

抗生素分类

抗菌素的分类

1、青霉素类：

青霉素(钠,钾盐), 青霉素V钾, 阿莫西林(羟氨苄青霉素), 氨苄西林钠(氨苄青霉素), 苯唑西林钠(苯唑青霉素), 氯唑西林钠(邻氯青霉素), 普鲁卡因青霉素, 苄星青霉, 哌拉西林钠(氧哌嗪青霉素钠), 美洛西林钠, 替卡西林(羧噻吩青霉素),阿洛西林钠, 美西林(氮卓脒青霉素), 羧苄西林钠, 磺苄西林钠, 呋布西林钠, 萘夫西林, 双氯西林, 匹氨西林, 阿帕西林, 阿扑西林, 匹美西林, 甲氧西林, 仑氨西林, 福米西林 (25种)

复方制剂：阿莫西林/氟氯西林, 阿莫西林/双氯西林, 氨苄西林/氯唑西林(3种)

2、头霉素类：

菌克单(氨曲南)

3、一代头孢菌素：

头孢氨苄(苯甘孢霉菌素,先锋霉素IV), 头孢唑林钠(先锋霉素V), 头孢羟氨苄, 头孢拉定(头孢环已烯,先锋霉素VI), 头孢噻吩钠, 头孢噻啶, 头孢硫脒, 头孢乙氰钠(头孢乙腈), 头孢匹林钠(头孢呲硫)(9种)

4、二代头孢菌素：

头孢呋辛钠(头孢呋肟), 头孢呋辛酯(新菌灵), 头孢克洛(头孢氯氨苄), 头孢西丁钠( 噻吩甲氧头孢菌素,甲氧头霉噻吩), 头孢美唑(先锋美他醇), 头孢孟多(头孢羟唑), 头孢替安, 头孢丙烯, 头孢甲肟,