论文总字数：8850字

摘 要

头孢菌素C（CPC）是用来合成制备治疗细菌感染的β-内酰胺类抗生素的主要中间体。顶头孢霉是头孢菌素C的主要生产菌，目前世界上生产头孢菌素C主要是以发酵法生产。本课题以头孢菌素C生产发酵工艺和发酵培养基作为本文的研究对象，采用固定量接种种子液，使用摇瓶来发酵培养头孢菌素C。对原有的发酵培养基中碳源、氮源、发酵时间、温度等发酵工艺进行优化探索，目的是通过发酵实验来找到合适的方法以提高顶头孢霉发酵合成头孢菌素C的产量，从而降低生产发酵的成本。

关键字：头孢菌素C，顶头孢霉，发酵， 条件优化

Abstract: Cephalosporin C (CPC) is a major intermediate for the preparation of beta-caprolactam antibiotics for the treatment of bacterial infections. The head spore fungus is the main production bacterium of Cephalosporin C, the production of Cephalosporin C is mainly produced by fermentation in the world at present. In this paper, cephalosporin c production fermentation process and fermentation medium as the object of this study, the use of a fixed dose of seed liquid inoculation, using a shaker to ferment the culture of Cephalosporin C. The fermentation process of carbon source nitrogen source in the original fermentation medium was optimized, and the aim was to find a suitable method to improve the production of cephalosporin C by fermentation and reduce the cost of fermentation.

Keywords: cephalosporin c, cephalosporiumacremonium, fermention, optimization

目 录

1 引言 2

1.1 头孢菌素C的历史 2

1.2 头孢菌素C性质与特点 3

1.3 头孢菌素C生产存在的问题 3

2 材料与方法 4

2.1 菌种 4

2.2 主要设备 4

2.3 培养基 4

2.4 实验方法 5

2.5 CPC测定方法 5

3 结果与讨论 6

3.1 发酵培养基优化 6

3.2 发酵方式确定 6

3.3 发酵最佳温度选择 7

3.4 发酵最佳时间选择 7

3.5 发酵培养基中碳源的优化 8

3.6 发酵培养基中氮源的优化 9

结 论 11

参 考 文 献 12

致 谢 14

1 引言

1.1 头孢菌素C的历史

头孢菌素C（cephalosporin C,简称CPC）由1945 年Newton和Abraham研究顶头孢霉的发酵生产时发现的，发现头孢菌素C对革兰氏阳性菌有抗菌活性开启了头孢菌素类抗生素研究的时代^[1]。头孢菌素C中较为稳定的克氏胺酶在牛津大学成功提取，但是由于头孢菌素C的抗菌活性不太理想，所以未能在临床上使用^[2，3]。最近的20年中，抗生素中头孢菌素类开展迅速，占抗感染药物销售的总额的40%以上^[4]。袁丽容报道养分缺陷型回复突变与抗重金属离子突变株的筛选是中国对头孢菌素C菌种选育与发酵的钻研是从20世纪80年代开端的 ^[5]，取得了比较好的成果；王力等对发酵的pH、PMV以及头孢菌素C产量与菌丝外型的关系作了细致的研讨^[6]。头孢菌素的中心是7-氨基头孢烷酸(7-ACA)，与青霉素的核心6-氨基青霉烷酸(6-APA)有一定的相似之处^[7]。Hodhkin发现其钠盐是一个六元环^[8]。1964年礼来公司发布一些抗生素对7-ACA的侧链改性产生了一些非常有用。因为头孢菌素C自身的抗菌活性很小，人们通过化学结构改造生产头孢菌素类抗生素的临床效果是非常大的，如第五代头孢克肟、第四代头孢他啶、头孢特仑第三代、第二代头孢替安、第一代的头孢克洛^[9]。

1.2 头孢菌素C性质与特点

下图是头孢菌素C的化学分子结构：

头孢菌素可以分布在人体的各个部位，只要病原体对头孢菌素敏感，就可以选择使用此类药物。和其他抑制药物不同，头孢类药物足够的浓度可以杀死细菌。下面列举头孢菌素类的几个好处：

A．头孢菌素抗菌谱广。在临床科室中，例如内外科、妇产科、皮肤科等相对经常见到的致病细菌，头孢菌素类药物基本上有一定的抗菌效果，所以在临床的应用上范围比较宽广。

B．如果细菌产生一些破坏某些抗菌剂的酶，它们可能会对某些抗生素产生耐药性。例如，细菌对青霉素有抵抗力。头孢类抗生素对细菌最稳定。它们可以取代青霉素杀死细菌。头孢菌素类品种范围比较广，身体的胃酸很难破坏它，药效更稳定。

C．头孢菌素类过敏反应比例较低。

1.3 头孢菌素C生产存在的问题

发酵头孢菌素C是一种非常精细的过程。因为头孢菌素C具有不稳定性，分解现象在生产合成中常常发生。根据一些文献统计，损失率大概41%左右。所以使生产的速度变快，生产的所需时间缩的更短。根据一个公司的生产盈利效益能够明显的显示该公司的产品生产技术的水平，在外国的一些工业发达的国际上，每年头孢菌素C的发酵单位都有明显的增长，大概在34000 r/ml-44000 r/ml。在上个世纪90年代国内生产企业在21000 r/ ml-24000 r/ml 。

头孢菌素C的发酵是非常复杂的生物合成过程。从一些试验的数据和一些代谢的机制来看，可以将以下的基本条件转化为CPC生物合成的代谢调控，从而获得更高的产率：

A．在成长阶段的时候，要给予足够的养分，加入一些蛋氨酸或者其别的代谢调整剂来诱导CPC形成合成酶的系统，与此同时菌丝体分化的速度，长成较长的高膨胀菌丝。

B．成长阶段到生产阶段利用“CPC合成酶系统”最小化葡萄糖的阻遏效应。

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