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1、红霉素工艺的生产现状大环内酯类抗生素的菌种选育、发酵和生物合成大环内酯类抗生素是一类以大内酯环为骨架,连有1～3个糖分子的抗生物质,主要由链霉菌、小单孢菌和糖多孢菌产生。从第一个大环内酯类抗生素红霉素用于临床至今已有40多年,在这期间已发现了近百种大环内酯类抗生素,但最重要且已商业化的品种(不包括半合成产品)只有红霉素、螺旋霉素、泰乐星、吉他霉素、麦迪霉素和交沙霉素等。本文重点就已工业化的大环内酯类抗生素在菌种、发酵和生物合成方几年来的研究进展作一概述。红霉素发酵工艺优化研究通过摇瓶正交实验，得出7种营养成分对红霉素生物合成的影响程度，对发酵工艺条件进行
2、了优化研究，找到了红色链霉菌抗噬菌体68＃菌种生长的优化组合。得出快速碳源（葡萄糖）与慢速碳源（淀粉）配比为2.64时，有利于红霉素的生物合成。还原糖／氮为20，总糖／氮为80～120时对红霉素发酵极为有利。借助磷酸三钙、沸石对NH4+的独特吸附和释放作用，将二者按5∶1混合配成吸附和吐纳效果很好的捕集剂，对发酵液中游离无机氮源进行控制，可使抗生素生物合成提高15％～29％。红霉素摇瓶发酵实验工艺条件主要研究了红霉素摇瓶发酵工艺条件对发酵水平的影响。通过正交实验得到了优化的发酵温度为:前期温度35℃,中期温度31℃,后期温度(29±0.5)℃。同时,得到
3、优化的前期和中期pH值均为6.8。利用均匀设计,得出了优化补料配方,使效价提高约3.8%,同时得到了效价与各基质浓度的回归方程。由实验得到了一组优化的摇床转速控制方式和优化的前体添加水平。通过以上的工艺条件优化,使摇瓶发酵红霉素效价提高约47.3%。红霉素工艺优化研究宁夏启元药业有限公司通过将原生质体和原生质体融合技术应用于红霉素产生菌的遗传育种，获得高产优质的菌种。红霉素发酵价达到800μ／ml，发酵单位提高50％，红霉素有效成分A含量大幅度提高至80％-85％．发酵成本下降20％，通过对提取和转碱工艺的改进。以有机高分子取代传统工艺中的硫酸锌作絮凝剂
4、，产品的收率大幅度提高，达到75％。红霉素A发酵条件的优化采用两水平因子设计和响应面设计,以红霉素A的相对含量为目标函数建立二项式模型,经Design-Expert6.0.10软件分析得到优化结果：每100ml发酵液中分别补入：ATP0.00102g、L-蛋氨酸0.01132g、硫酸镁0.0224g、柠檬酸0.0278g、氯化锰0.0034g、L-苏氨酸0.0288g和L-丝氨酸0.0384g时,可使红霉素A相对含量由80.2%提高到89.2%.。菌种：红色糖多孢菌HB（河南天方药业）培养基:种子培养基/%：淀粉3.5，硫酸铵0.75，氯化钠0.5，蛋白
5、胨0.5，糊精2，葡萄糖3，酵母粉2，碳酸钙0.8，硫酸镁0.05，磷酸氢二钾0.08；豆油0.2ml/25ml。发酵培养基/%：可溶性淀粉3，硫酸铵0.5，糊精4.5，葡萄糖2，玉米浆0.1，碳酸钙0.9；豆油0.3ml/25ml。摇瓶培养方法种子培养：种子液于340C摇床（220r/min）培养46h。发酵培养：（1）250ml摇瓶：以4%接种量将种子液接入装有发酵培养基25ml的三角瓶中，340C摇床（220r/min）培养148h。（2）50L罐：以6%接种量将种子液接入罐装发酵培养基中，在线控制培养185h。验证试验在50L罐发酵进行中，照上述
6、所得的添加量最优值，在40h加入硫酸镁，72h加入氯化锰、L-苏氨酸和L-丝氨酸，127h加入ATP、L-蛋氨酸和柠檬酸。以HPLC法测得发酵液中有效组分ErA的相对含量由80.2%提高至89.2%，ErB、ErC的含量分别为7%和3.8%。Er的生物合成全过程中，由ErD转化成ErA有两条路径：ErD--ErC--ErA或ErD--ErB--ErA。设想如能对其甲基化和羟基化过程同时进行适度强化，则能提高ErA的相对含量。L-蛋氨酸作为甲基化试剂补入发酵液，强化甲基化过程；L-苏氨酸和L-丝氨酸可作为羟基化试剂补入发酵液，强化羟基化过程；Mg2+和Mn
7、2+可提高Er合成过程中关键酶的活性；补入微量ATP可给有自溶趋势的菌体直接提供维持能，并促进菌丝适度生长；发酵后期补入柠檬酸则可适度强化TCA循环，为Er生物合成提供足够中间体。故向发酵液添加上述各因子，即强化了基础代谢，又在合适时期，特别是发酵后期强化了次级代谢的关键步骤，提高了ErA的相对含量，一定程度上实现了Er组分生物转化的优化。红霉素生产及其有效组分转化的优化由国家生物反应器重点实验室华东理工大学生物工程学院研究;以红霉素生产菌红色链霉菌HB为研究对象,根据红霉素生物合成机理,以促进甲基化转化和强化基础代谢为主要手段,在利用摇瓶和50L罐发酵
8、生产红霉素的过程中,在大约127h的时候,向发酵液中流加ATP、L-Met、Mg
