农用抗生素

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农用抗生素(agricultural antibiotic),一类由微生物发酵产生的具有农药效能的抗生素,按用途区分,有杀菌剂、杀虫剂、杀剂、除草剂和植物生长调节剂(见表)。与一般化学合成农药相比,农用抗生素具有以下特点:①结构复杂;②活性高、用量小、选择性好;③易被生物或自然因素所分解,不在环境中积累或残留;④生产原料为淀粉、糖类等农产品,属于再生性能源;⑤采用发酵工程生产,同一套设备只要改变菌种即可生产不同的抗生素,生产菌大多是土壤中的放线菌,也有真菌细菌

沿革

农用抗生素是在20世纪40年代医用抗生素发展的基础上研究开发的。最初,将某些医用抗生素如链霉素土霉素灰黄霉素等用于防治农作物病害,取得了一定的效果。同时也筛选出一些农业专用的抗生素如放线酮、抗霉素和一些多烯类抗生素。50年代以来,广泛使用化学农药带来了环境污染问题,这促进了寻找比较安全的生物源农药的研究,因此农用抗生素得到较快的发展,日本在这方面处于领先地位。1961年,日本开发了杀稻瘟素-S用于防治稻瘟病,是世界上第一个大规模生产的农用抗生素,它成功地取代了公害严重的有机制剂。60~70年代,日本又开发了春日霉素、多氧霉素、有效霉素等高效品种。70年代以来,一些具有防治昆虫、螨、动物寄生原虫蠕虫、除草和调节动植物生长功能的农用抗生素,不断研究开发出来,扩大了农用抗生素的应用领域。原来,欧美国家的一些科学家担心抗生素在农业上应用,可能引起人类病原菌对医用抗生素产可生抗药性,因而持慎重态度。自从日本率先开发许多化学类型与医用抗生素不同的农业专用抗生素以后,这种担心已逐渐消除,美国、西欧、苏联都已重视和加强了农用抗生素的研究开发。70年代后期,日本农用抗生素的年总产量已达到400t以上(按有效成分计)。

中国从50年代起研究开发农用抗生素,在20多年里陆续投产了赤霉素、灭瘟素、春雷霉素、多抗霉素和井冈霉素等品种。其中产量最大的是井冈霉素,到80年代年产量已接近 1kt(有效成分)、占全国农用抗生素产量的95%以上,成为防治水稻纹枯病首选的安全有效的药剂。

农用抗生素是现代生物技术和化学工程结合发展的产品。由于自然界微生物种类繁多,从中寻找有特殊生理活性的物质还有很大潜力。随着生物工程新技术,特别是遗传工程细胞工程的发展,现有的生产菌种将获得更高的生产能力,以提高工业的经济效益;还可能选育出产生新农用抗生素的新种微生物,以解决农业上难治病虫害的防治问题。

生产

农用抗生素的工业生产,通常采用液体深层通气培养的发酵工程,世界上生产农用抗生素用的发酵罐容积最大的已达300m3。各种农用抗生素生产过程的发酵工序大体相同,而分离和纯化工序则因品种而异,有的有效成分存在于发酵液中,有的则存在于菌丝体中,要采用不同的分离纯化流程来制取。例如:井冈霉素存在于发酵液中,过滤后浓缩、萃取纯化,再加入助剂调制即成为制剂产品。

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