典型抗生素菌渣中残留效价检测方法的建立及菌渣脱毒工艺与机理研究

Due to a large number of waste mycelium of antibiotics can not be safe and effective resourced, even caused environmental problems currently. Typical antibiotic waste mycelium (Cephalosporin mycelium, Oxytetracycline mycelium and Erythromycin mycelium) were selected as the main object of this study. Based with the characteristics of those mycelium, containing rich nutrient, antibiotic residue, various of toxic metabolites of microbial and downstream additives. In order to establish a complete, reliable residual detection method in waste mycelium, investigate efficient, economic, safe and reliable waste mycelium detoxification and recycling technology, and then inquiry on the detoxification mechanisms, further to solve the security problems existing in resource utilization of waste mycelium by some advanced analytical detection methods including Gas chromatography, Liquid chromatography and mass spectrometry, and other analysis, detection and characterization methods related to molecular biology （PCR, DGGE） and toxicology. This subject has significant research value and potential application, which provides evidences for scientific and effective management of waste mycelium of antibiotics, achieve safety and the greatest resources utilization degree, a low-carbon economy and circulation economy development.

本课题针对目前我国大量抗生素菌渣无法安全有效资源化并且污染环境的问题，以典型抗生物菌渣（头孢菌素菌渣、土霉素菌渣、红霉素菌渣等）作为主要研究对象，基于菌渣中含有大量的营养物质且并存着残留效价、微生物各种有毒代谢产物及下游处理添加物等特点，借助气相色谱、液相色谱和质谱等先进的分析检测方法，以及PCR、DGGE等分子生物学和红外、核磁等分析、检测和表征手段，建立完整可靠的菌渣中残留效价的检测方法，研究高效、经济、安全可靠的典型抗生素菌渣脱毒技术，探索典型抗生素菌渣脱毒机理，解决目前微生物制药菌渣资源化利用存在的安全性问题，为我国微生物制药菌渣的科学有效管理、安全与最大程度资源化、实现低碳经济与循化经济发展提供依据，本项目具有重大的研究价值和应用潜力。

我国是抗生素的生产、使用和出口大国，其中发酵类抗生素占抗生素产量的绝大部分。发酵类抗生素在生产过程中会排放大量废弃发酵培养基和菌丝体，即抗生素菌渣。抗生素菌渣中虽然含有大量蛋白质、脂肪等有机质，但因存在少量抗生素残留存在引发环境细菌耐药风险，在我国属于危险废物。. 本课题针对目前我国大量抗生素菌渣无法安全有效资源化并且污染环境的问题，以典型抗生物菌渣（青霉素菌渣、头孢菌素菌渣、土霉素菌渣、红霉素菌渣等）作为主要研究对象，基于菌渣中含有大量的营养物质且并存抗生素残留、微生物各种有毒代谢产物及下游处理添加物等特点，借助气相色谱、液相色谱和质谱等先进的分析检测方法，以及分子生物学等分析、检测和表征手段，建立了菌渣中青霉素及其降解产物残留、土霉素残留、头孢菌素残留、红霉素残留等的检测方法。构建了青霉素菌渣电动力学无害化处理方法，研究了青霉素菌渣、土霉素菌渣、头孢菌素菌渣厌氧发酵工艺，研究结果表明，上述菌渣通过厌氧发酵可以制取生物燃气，但发酵后残渣存在耐药菌仍需要无害化处理。. 通过土壤模拟试验，就无害化处理后的青霉素菌渣对土壤微生物群落结构、土壤微生物酶活、引发土壤细菌耐药的影响进行了深入系统的研究，结果表明经过处理后的青霉素菌渣具有较高的安全性。. 本研究成果将为我国微生物制药菌渣的科学有效管理、安全与最大程度资源化、实现低碳经济与循化经济发展提供重要依据。