浅论提高新霉素发酵单位

改变青霉素发酵罐的搅拌形式来提高发酵单位在青霉素的发酵生产过程中，一直使用的是发酵罐单层直叶搅拌方式进行发酵，这种搅拌形式有很大优点如结构简单、安装成本较低，但由于只采用位于发酵罐底部一层搅拌器，随着从发酵罐底部进来的高压空气的大量涌入，一层搅拌显然并不能将高压空气充分打碎于水中，导致发酵单位质量不高，由此可见，改变发酵罐的搅拌形式充分利用罐内氧气才是提高发酵罐发酵单位的重点。

一、改变发酵罐搅拌方式的必要性1、搅拌器对青霉素发酵工艺的影响发酵罐的罐压维持微正状态可以避免负压时造成的染菌，也能延长氧在发酵液中的停留时间，但是如将罐压从微正状态提高时将不利于废气的排除和发酵液内氧的传递。

在这种情况下就不能单一考虑用增大空气流量的形式来提高供氧浓度，因为这样会带走更多的挥发性有机酸对产生菌的代谢十分不利，同时随着发酵液黏度的上升，还会影响液体的湍动程度和氧从气相传递到发酵液中的液膜阻力，使氧的传递阻力增大。

除此之外，在发酵液粘度较大的时候还会使气液接触的总面积降低。

因此为了消除过多的泡沫就要耗用大量的消沫剂。

但是要注意消沫剂的用量如果过多时，不但不能消除泡沫反而会引起泡沫的调节失控最终导致异常发酵，从而给青霉素的生产工艺造成不可挽回的损失。

综上可见在青霉素发酵工艺中并不提倡一味地增大空气流量，而应当调整搅拌器的转速，以便满足不同产生菌及其在不同生长代谢阶段对溶氧的需求。

但是，如果搅拌器的转速过高，不仅溶氧浓度趋向饱和，并且浪费能源，还容易损伤菌体形态和产生过多的泡沫。

2、发酵罐的搅拌方式改变的必要性青霉素是青霉菌在发酵代谢过程中产生的次级代谢产物，青霉素生产菌种是决定生产能力的内在因素，所以对青霉素的发酵过程进行有效控制就显得非常重要。

目前为了不断降低消耗和制造成本，提高青霉素的发酵水平，很多企业都在不断改革工艺进行设备上的优化，以达到高产的目的。

青霉素菌种的发酵水平与原材料和种子制作工艺等都有关系，还有一个重要因素就是设备。

224理论研究 微生物发酵涉及到制药、食品等多个工业领域,与经济发展和人民生活密切相关。

高成本和高能耗是微生物发酵生产的特征,为了提高发酵单位,降低生产成本,实现微生物发酵过程的优化控制就成为了一个重要课题。

而对微生物发酵过程中涉及的技术进行优化与控制时，往往采用过程模型与控制策略两种方式。

传统的微生物发酵过程中，始终将稳定生产作为目标，而对于技术优化并不重视，甚至处于被忽视的尴尬境地，长此以往，赋予了微生物发酵过程中的“随意性”，这不仅会影响微生物发酵单位的经济效率，还会影响微生物发酵的质量，甚至会影响微生物发酵过程中涉及没环节的参数。

可见，微生物发酵的优化控制的重要性，因此笔者结合多年的工作实践经验，通过观察、分析以及总结，提出了提高微生物发酵单位的新优化控制策略，以期我们国家的微生物研究领域能够获得更广阔的发展。

1　利用极大值原理，对传统微生物发酵过程进行优化控制 工作人员在微生物发酵的过程，要始终贯彻“极大值原理”，同时还要结合“极大值原理”对传统的微生物发酵过程进行优化控制。

目前，极大值原理已经广泛地运用到传统微生物发酵过程的优化控制中。

在微生物发酵过程中，工作人员一般利用“极大值原理”对空间的形态进行分析与研究，同时还要对微生物发酵的过程进行控制，这样既能够为微生物发酵的效果保驾护航，同时还能够起到优化复杂工作流程的作用，从而使传统微生物发酵的质量和效率得到有效地提高。

除此之外，作为一线的工作人员，还应该认识到，“极大值原理”运用到传统微生物发酵过程中，发挥控制作用，一般只能怪描绘出优化控制的曲线，而对于相对较为复杂的外界因素，极大值原理对于传统微生物发酵过程的控制，往往会被忽视。

因此，作为当代的微生物发酵单位的工作人员，应该认识到“极大值原理”的重要性和必要性，并能够立足实践，对“极大值原理”进行研究与分析，进而实现将里变量方式对传统微生物发酵过程的控制，最终实现对传统微生物发酵过程的优化与控制。

新霉素高产菌株的选育及其发酵过程优化新霉素是在弗氏链霉菌发酵过程中产生的一种广谱水溶性氨基糖苷类抗生素,对部分革兰氏菌的生长具有较好的抑制作用。

其治疗范围狭窄,与其它氨基糖苷类抗生素药物一样具有潜在毒性,可能引起耳毒性和肾毒性。

但硫酸新霉素(新霉素的硫酸盐)作为一种理想的干扰蛋白质合成的杀菌剂,在临床和兽医学中得到了广泛的应用。

本研究首先基于多孔板发酵与酶标仪检测,建立及优化硫酸新霉素产生菌高通量选育模型,提高诱变后突变株的筛选效率;并经过6轮ARTP诱变结合链霉素抗性筛选,获得高产突变株Sf6-2;最后利用响应面法对发酵培养基进行优化,成功提高了高产菌株Sf6-2的发酵效价。

主要研究内容和结果如下:(1)硫酸新霉素产生菌高通量选育模型的建立及优化。

对影响酶标仪检测的主要影响因素1.0×10-4 mol/L曲利本蓝溶液的添加量(μL)进行优化,并建立相应的分光光度法;对适用高通量筛选模型的微孔板种类进行选择,并对其发酵条件进行正交优化。

结果表明,硫酸新霉素在1.284～10.272 U/mL范围内,只有当曲利本蓝溶液的添加量为500 μL时,吸光度与样品浓度呈良好的线性关系,线性方程为:Y=0.0320X-0.0262(R2=0.9988),平均回收率为98.4684%,重复性RSD为3.2700%;24孔板适用于高通量筛选模型,优化后发酵条件:转速、装液量和接种量分别为220 r/min、2 mL和8%,在此基础上,实际发酵效价达到6825±77 U/mL,较原发酵条件提高了27.40%。

(2)ARTP诱变选育硫酸新霉素产生菌弗氏链霉菌。

比较不同链霉素浓度平板中效价差异突变株的分布系数及其抑制作用,确定链霉素的最佳抑菌浓度;进行ARTP迭代诱变结合链霉素抗性筛选,获得高产突变株。

结果表明,随着抗性平板中链霉素浓度的增加,具有较高硫酸新霉素效价的突变体分布系数逐渐增大,当链霉素浓度大于10 μg/mL时,菌落数急剧减少几乎为0,为获得较高的突变株筛选效率,以8μL/mL的链霉素为最佳浓度;经过6轮ARTP诱变及链霉素抗性筛选,最终筛选出一株稳产硫酸新霉素摇瓶效价为7780 ± 110 U/mL的突变株,比原菌株效价高出1.45倍,命名为Sf6-2。

2018年3月Journal of Zhangzhou Institute of Technology Mar. 2018文章编号:1673-1417（2018）01-0053-06 doi:10.13908/ki.issn1673-1417.2018.01.0012新霉素分批发酵过程特性与动力学研究邱小明（漳州职业技术学院食品工程学院，福建漳州363000）摘要：对弗氏链霉菌(Streptomyces fradiae)产新霉素的发酵过程研究表明菌体生长和产物合成过程具有典型的非生长耦联特征，发酵过程最大比生长速率为0.0612h-1，产物最大比合成速率为3.2×10-4g·g-1·h-1。

建立了新霉素分批发酵过程产物合成期的动力学模型，对模型参数进行了估计和回归，模型拟合平均偏差小于8.5%，可用于新霉素发酵过程优化控制。

关键词: 费氏链霉菌；新霉素；分批发酵；动力学模型中图分类号：TQ465文献标识码：A新霉素是从弗氏链霉菌的代谢产物中分离出来的一种氨基糖苷类碱性抗生素[1]，由2－脱氧链霉胺（环Ⅰ）、新霉糖胺C（环Ⅱ）、新霉糖胺B（环Ⅳ）与核糖（环Ⅲ）4个亚单位组成，对许多致病菌有抗生素后效应（PAE）[2]，具有较广的应用前景。

为了提高新霉素的产量，有必要研究发酵策略，Perk等[3]发现在气升式反应器高度粘稠的发酵培养基中，利用纤维素包埋的固定化细胞能够大幅提高新霉素的产量；Adinarayana等[4]采用多参数混合实验设计和表面反应技术考察了所补加的营养物组成和浓度对Streptomyces marinensis NUV-5固态发酵新霉素的影响，得到可提高产量的补料培养基的最佳组成和浓度。

通过建立数学模型也是实现发酵过程优化控制的关键[5]。

国内外对青霉素、谷氨酸等发酵过程的非结构数学模型的建立和参数估计有很多的报道[6-8]，但对新霉素发酵过程的优化控制未见报道。

春雷霉素生产发酵工艺优化的研究1. 引言1.1 研究背景。

春雷霉素是一种广谱抗生素，可用于治疗多种感染性疾病。

其生产发酵过程存在一些问题，如生产周期长、产量低、工艺复杂等，限制了其在临床应用中的推广和应用。

急需对春雷霉素生产发酵工艺进行优化，提高生产效率和质量。

目前，国内外已有许多研究对春雷霉素生产发酵工艺进行了探索和优化，取得了一定的进展。

仍然存在许多问题有待解决，如如何降低生产成本、提高产量、缩短生产周期等。

对春雷霉素生产发酵工艺进行深入研究和优化具有重要意义。

本研究旨在通过探索春雷霉素生产发酵工艺的优化方法，提高春雷霉素的生产效率和质量，为其在临床应用中的推广和应用提供技术支持。

通过对影响春雷霉素生产的因素进行深入研究，优化发酵条件、培养基组成和发酵工艺参数，从而实现春雷霉素生产工艺的提升和改进。

1.2 研究目的具体目的包括：1. 分析春雷霉素生产发酵工艺的现状，找出存在的问题和瓶颈；2. 探讨影响春雷霉素生产的因素，明确影响产量和质量的关键因素；3. 优化发酵条件，寻找最适宜的生长环境，提高春雷霉素的产量；4. 优化培养基组成，确定最合适的营养物质比例，促进春雷霉素的合成；5. 调整发酵工艺参数，包括温度、pH值、搅拌速率等，提高生产效率和产量。

通过以上研究，旨在为春雷霉素生产提供科学依据和技术支持，促进其工业化生产，进一步拓展其应用领域，为医药健康事业做出贡献。

1.3 研究意义春雷霉素是一种广泛用于医药领域的抗生素，具有较强的抗菌活性。

通过对春雷霉素生产发酵工艺进行优化研究，可以提高其产量和质量，降低生产成本，从而满足人们对抗生素的需求。

优化春雷霉素生产工艺还可以探索新的生产方法和技术，促进抗生素生产工业的发展。

进行春雷霉素生产发酵工艺优化的研究具有重要的理论和实践意义。

通过对影响春雷霉素生产的因素进行深入分析和探索，可以为今后的相关研究提供参考和借鉴，为抗生素生产工艺的进一步改进和创新提供有力支撑。

提高ＡＦ发酵单位
华北制药股份有限公司　１０６车间霉菌ＱＣ小组
一　小组概况
我们ＱＣ小组共有１０人，由车间领导、技术人员、工人共同组成，属现场型ＱＣ小组。

２００７年ＡＦ市场需求旺盛，公司决定采用大容积发酵罐进行生产，并要求发酵单位进一步提高，树立产品竞争优势。

我组发挥自身长处，制定了工艺路线，但投产后当月月均发酵单位只有９０１３ｕ／ｇ，形势不容乐观。

Ｅ和谐社会。

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了１２％，有进一的市场中掌握费须跻身发酵生产７９。

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浅论提高新霉素发酵单位
孙开凤
【期刊名称】《江苏化工》
【年(卷),期】1994(022)002
【摘要】以生产实践为依据，总结了着力菌种孢子培养的筛选，优选发酵培养基原料，以及控制最佳ｐＨ值，维持生物正常代谢等提高发酵单位的方法．
【总页数】3页(P49-51)
【作者】孙开凤
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TQ465.2
【相关文献】
1.新霉素分批发酵过程特性与动力学研究 [J], 邱小明
2.基于SWP-FJC控制的新霉素发酵补料系统的构建 [J], 童冰;邱小明
3.费氏链霉菌(Streptomyces fradiae)FIM-S38胞外产新霉素的发酵条件优化 [J], 周璟明;陈宏;张祝兰;孙菲;张引;周剑;方东升
4.改变青霉素发酵罐的搅拌形式来提高发酵单位 [J], 杨雷
5.基于BP神经网络与遗传算法的新霉素发酵培养基优化 [J], 童冰;郭萌
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第59卷 第6期 化 工 学 报 V ol 59 N o 62008年6月 Journal o f Chemical Industry and Eng ineering (China) June 2008研究论文一种提高微生物发酵单位的新优化控制策略高学金,王 普,张亚庭,张会清,齐咏生,关 伟(北京工业大学电子信息与控制工程学院,北京100124)摘要:为了提高微生物发酵单位,提出了支持向量机(SV M )与基于实数编码遗传算法(RGA )相互耦联的优化控制策略。

为解决发酵参数之间的耦合问题,进一步引入了模式的概念。

SVM 建立微生物发酵过程的预估模型,RGA 以此模型为适应度函数计算最优控制模式。

此策略应用于青霉素发酵过程的优化控制,效价比没有实施优化控制策略的生产结果提高了22 88%。

关键词:微生物发酵;优化控制;建模;支持向量机;遗传算法中图分类号:T P 273;Q 81 文献标识码:A 文章编号:0438-1157(2008)06-1462-08A new strat egy of optimization control for increasing fermentation unitGAO Xuejin,WANG Pu,ZH ANG Yating ,ZH ANG H uiqing,QI Yongsheng,GU AN Wei(School of Electronic I nf or mation and Control Engineering ,Beij ing Univer sity of Technology ,Beij ing 100124,China )Abstract:T o increase fermentation unit,the strateg y of optim ization co ntro l that com bines the support vector m achine (SVM )w ith g enetic alg orithm based on real co ding (RGA)is proposed To solve the coupling of ferm entation param eters,the idea of pattern is also intr oduced SV M establishes the prediction model for the m icrobial pro cess,and RGA taking the m odel as fitness function calculates the optimal control patter n T he results show that the penicillin titer o f fermentation process o ptimized is increased by 22 88%co mpared w ith that of fermentation process not optimized.Key w ords:microbial fermentation;optimization control;modeling;support vector machine;genetic algorithm2007-11-18收到初稿,2008-01-17收到修改稿。

提高微生物发酵单位的新优化控制策略摘要：对于微生物发酵的过程进行控制和优化，能够提高微生物发酵的经济利益和发酵后产品的质量，在以往的微生物发酵过程中，为了提高发酵的效率和质量，对于菌种选择特别重视。

但是近几年由于我国科学技术和生物信息技术的不断发展，对微生物发酵领域开展了相关的研发，并对微生物发酵的过程进行了优化。

本文对微生物发酵的优化進行研究，提出了相关的控制策略。

关键词：微生物发酵;单位;优化控制在制药、食品等多个工业领域都会涉及到微生物发酵，因此它和人民的日常生活及社会经济的发展息息相关，微生物发酵生产具有高成本和高耗能的特点，为了提高发酵单位，降低生产的成本，那么对微生物法家过程进行优化控制就非常重要了。

在对微生物进行发酵过程优化控制的时候，采用的通常是过程模型和控制策略这两种方式，在传统的微生物发酵生产的过程中，将稳定生产视为最主要的目标，而不看重技术优化。

长期下来，微生物发酵过程缺乏科学性，也会导致微生物发酵单位的经济效率和产品质量受到影响。

所以，对微生物发酵的优化控制是非常重要的。

一、微生物发酵的模型构建分析（一）机理模型后见分析在微生物发酵的过程中，机理模型是非常重要的组成部分，其利用了生物学公式，从基因尺度的层面来对机理模型进行构建，其主要的方法是根据固定的公式来对微生物发酵过程中的参数值进行确定。

我国一些生物学研究者，也对微生物发酵的过程进行了比较具体的研究和分析，在这个过程中，关于微生物发酵的本质的认识也有一些改变，研究人员在研究微生物发酵的过程中，分析了微生物发酵的代谢，对于微生物发酵的模型也进行了建构。

此外工作人员在研究过程中，也可以建立微生物发酵的数据库从而进行数据处理，这样就能够实现微生物的发酵模拟技术。

机理模型的构建也包含了以上的特点，但是由于微生物发酵的特殊性和复杂性，机理模型不能够进行微生物的整个发酵过程，得不到发挥的平台，由此可以看出来，微生物的发酵过程具有一定的局限性。