青霉素生产工艺过程
- 格式:doc
- 大小:35.00 KB
- 文档页数:4
青霉素及其发酵生产工艺引言青霉素是一种广泛应用于临床的抗生素,被广泛用于治疗多种细菌感染。
它具有杀菌作用,对多种革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌都有抑制作用。
青霉素是由真菌属于青霉菌制造的,具体的发酵工艺可以实现其大规模生产。
青霉素的来源青霉素最早是由苏格兰科学家亚历山大·弗莱明于1928年发现的。
弗莱明在实验中发现,一种称为青霉菌的真菌能够抑制细菌的生长。
经过进一步研究,他发现这种真菌产生的抑菌物质就是青霉素。
青霉素的结构和作用机制青霉素的化学结构非常复杂,由一个由螺旋形的β-内酰胺环和一个侧链组成。
这个结构决定了青霉素具有抗菌活性。
青霉素能够与细菌的细胞壁合成酶结合,抑制酶的活性,从而破坏细菌细胞壁的合成,导致细菌死亡。
青霉素的发酵生产工艺青霉素的发酵生产工艺是指通过培养和发酵青霉菌来产生大量的青霉素。
以下是一般的青霉素发酵生产工艺的步骤:1.接种培养基:将青霉菌接种到培养基中,培养基中包含有利于青霉菌生长和产生青霉素的营养物质。
2.培养和发酵:将接种后的培养基放入发酵罐中,并控制合适的温度和pH值。
同时,对培养物进行搅拌和通气,以促进青霉菌的生长和代谢产物的产生。
3.青霉素提取:经过一定时间的发酵后,青霉素会在培养物中积累。
将培养物经过离心等方法分离,然后使用适当的溶剂进行提取。
4.杂质去除:从培养物中提取的青霉素溶液中会含有一些杂质,需要通过过滤、萃取和洗涤等步骤进行去除。
5.结晶和纯化:经过杂质去除后的青霉素溶液会进行结晶,通过进一步的洗涤和纯化步骤,最终得到纯度较高的青霉素产品。
青霉素发酵工艺的优化为了提高青霉素的产量和质量,科研人员对青霉素发酵工艺进行了不断的优化。
以下是一些常用的优化方法:1.营养物质优化:根据青霉菌的营养需求,优化发酵培养基中的碳源、氮源和矿物质等成分,以提高青霉素的产量。
2.发酵条件控制:优化发酵罐的温度、pH值和氧气供给等条件,使青霉菌处于最适宜的生长状态,从而增加青霉素的产量。
谈青霉素的生产工艺过程标题:青霉素的生产工艺过程与优化青霉素是一种具有重要抗菌消炎作用的抗生素,自1942年发现以来,已经成为医学领域中不可或缺的药物。
然而,青霉素的生产过程较为复杂,需要经过多个步骤和严格的质量控制。
本文将介绍青霉素的生产工艺过程、关键技术的优化以及质量控制等方面的内容。
青霉素的生产工艺过程可以大致分为以下几个步骤:菌种选育、发酵、提炼、精制和质量控制。
通过菌种选育得到适合生产青霉素的菌种,然后将其接种到培养基中进行发酵培养。
在发酵过程中,青霉素的化学结构逐渐形成并释放到培养基中。
接下来,通过提炼和精制工艺,将青霉素从发酵液中分离出来并进行纯化,最终得到高纯度的青霉素。
在青霉素的生产过程中,关键技术的优化对于提高产量和质量至关重要。
其中,发酵条件的控制是关键之一。
合适的温度、湿度、通气量和培养基成分等因素能够促进菌体的生长和青霉素的产生。
提炼和精制工艺的优化也至关重要,这关系到青霉素的收率和质量。
例如,通过选择高效的吸附剂和合适的洗脱条件,可以增加青霉素的吸附量和纯度。
为了保证青霉素的质量,生产过程中需要进行严格的质量控制。
质量控制包括对原材料、半成品和成品进行各项指标的检测和分析。
例如,对于原材料,需要检测其化学成分、微生物污染等情况。
对于发酵液和青霉素成品,需要检测青霉素的含量、纯度、稳定性等指标。
通过严格的质量控制,可以确保青霉素的生产符合相关法规和标准。
青霉素的生产工艺过程是一个复杂而精密的过程,需要经过多个步骤和严格的质量控制。
关键技术的优化对于提高产量和质量至关重要,包括发酵条件的控制和提炼、精制工艺的改进。
严格的质量控制可以确保青霉素的生产符合相关法规和标准,为患者提供安全有效的药物。
随着科技的不断进步和技术创新,相信未来青霉素的生产工艺将会更加优化,为人类健康事业做出更大的贡献。
青霉素是一种具有抗菌消炎作用的抗生素,其生产工艺过程涉及多个复杂的步骤和核心技术。
下面,我们将简要介绍青霉素的生产工艺过程,以帮助大家了解这一药物是如何从实验室走向临床的。
青霉素粉针剂生产工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料,如教育随笔、投资分析、行业流程、计划书、设计方案、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,如想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!青霉素粉针剂是一种常见的抗生素药物,其生产工艺流程严谨而复杂。
青霉素发酵工艺流程
《青霉素发酵工艺流程》
青霉素是一种广泛应用于医药领域的抗生素,其生产工艺主要是通过青霉菌的发酵来实现的。
青霉菌在适宜的条件下,可以产生大量的青霉素,而青霉素发酵工艺流程就是为了优化这个生产过程。
青霉素发酵工艺流程的第一步是选取适宜的青霉菌菌株,这需要通过实验室的筛选和培养来确定。
接下来是种子培养,将选取的青霉菌菌株进行预培养,以便后续发酵生产的播种。
然后是青霉素主发酵阶段,将种子培养得到的菌种接种到发酵罐中,同时提供适宜的发酵条件,包括温度、pH值、氧气供应等。
在这个阶段,青霉菌将大量生产青霉素。
接着是青霉素收获和提取,当发酵达到一定的时间后,青霉素在发酵液中达到一定的浓度。
此时就需要对发酵液进行分离和提取,以获取青霉素的纯品。
最后是废液处理和产品精制,青霉素的发酵过程会产生一定量的废液,需要进行处理和清洁。
而提取得到的青霉素也需要进行进一步的精制和检验,以确保产品的质量和纯度。
整个青霉素发酵工艺流程涉及到微生物学、生物工程、化学工程等多个领域的知识,需要严格的操作和管理。
但通过这个工
艺流程,青霉素得以大规模的生产,并且在医药领域得到了广泛的应用。
青霉素发酵原理青霉素是一种重要的抗生素,其发酵生产工艺是通过青霉菌在合适的培养基条件下进行生长和代谢产生的。
青霉素的发酵生产是一个复杂的生物化学过程,需要合理的培养基、发酵条件和发酵设备等多方面的配合,下面将从青霉素的生产原理、发酵过程和关键因素等方面进行详细介绍。
首先,青霉素的生产原理是青霉菌在合适的培养基中进行代谢活动,产生青霉素。
青霉菌在发酵过程中,需要充足的营养物质,如碳源、氮源、磷源等,同时还需要适宜的温度、pH值和氧气供应等条件。
这些条件的合理控制对青霉素的产量和质量都有着重要的影响。
其次,青霉素的发酵过程包括青霉菌的生长、代谢和产生青霉素等多个阶段。
在发酵初期,青霉菌需要大量的营养物质进行生长,此时需要提供充足的氧气和适宜的温度来促进细胞的快速繁殖。
随着发酵的进行,青霉素的产生逐渐增加,此时需要控制好培养基的成分和发酵条件,以保证青霉素的产量和质量。
另外,青霉素的发酵过程受到多种因素的影响,包括培养基成分、发酵条件、发酵菌株和发酵设备等。
培养基成分的优化可以提高青霉素的产量和质量,而发酵条件的控制则直接影响着青霉素的生产效率。
此外,不同的青霉菌株对培养基和发酵条件的要求也有所不同,因此需要根据具体菌株的特性进行调整。
发酵设备的选择和操作也对青霉素的发酵生产起着重要的作用,合适的发酵设备可以提供良好的生产环境,保证青霉素的产量和质量。
总的来说,青霉素的发酵原理涉及到多个方面的知识,需要综合考虑培养基成分、发酵条件、发酵菌株和发酵设备等因素。
只有合理控制这些因素,才能够实现青霉素的高效生产。
希望通过本文的介绍,能够对青霉素的发酵原理有一个更加深入的了解,为青霉素的生产提供一定的参考和指导。
青霉素生产工艺青霉素(Penicillin)是一种广泛应用于抗生素领域的药物,用于治疗多种细菌感染。
青霉素的生产工艺是一个复杂的过程,需要经过多个步骤才能得到高质量的药物产品。
下面将介绍一种常见的青霉素生产工艺。
首先,在青霉菌(Penicillium chrysogenum)的培养基中,加入碳源(如葡萄糖)、氮源(如酵母浸没物)和一些微量元素,如氯化钾和硫酸镁。
将培养基放入发酵罐中,使其产生青霉素。
青霉菌培养过程通常分为两个阶段:生长阶段和产青霉素阶段。
在生长阶段,培养基中的碳源和氮源为青霉菌提供了生长所需的营养物质。
同时,培养罐中的温度、湿度和通氧量等条件都要合适,以保证菌体的正常生长。
在合适的条件下,青霉菌会快速繁殖并形成菌群。
当菌群达到一定密度时,进入产青霉素阶段。
此时,青霉菌开始产生青霉素。
在产青霉素的过程中,青霉菌分泌的酶能够将培养基中的碳源转化为青霉素,同时酶还能代谢一部分底物,产生其他有机物。
接下来,菌群的培养液经过离心机离心分离,将菌体和培养液分离开来。
分离后的菌体可以进一步用于青霉菌发酵罐中的细菌接种,以继续产生青霉素。
分离得到的培养液中含有一定量的青霉素和其他有机物。
为了提取纯净的青霉素,需要对培养液进行一系列的处理。
首先,通过加入酸或碱,使得青霉素以盐酸或乳酸钠的形式沉淀出来。
沉淀物再经过过滤、洗涤和干燥等步骤,得到青霉素的粗品。
粗品青霉素还需要进一步经过结晶、过滤和干燥等处理,以提高纯度。
通过控制温度和浓度等因素,在合适的条件下,青霉素在溶液中结晶形成晶体。
晶体经过过滤和干燥后,得到纯净的青霉素产品。
最后,在生产工艺的最后阶段,青霉素产品需要经过包装、封装和标签贴附等处理,以便于存放和使用。
同时,还需要对产品进行质量检测,确保符合国家标准和规定。
通过上述生产工艺,可以获得高质量的青霉素产品。
青霉素的生产工艺是一个非常复杂的过程,需要严格控制各个步骤的条件和参数,以确保产出的产品纯净、安全、有效。
青霉素结晶工艺详细流程
听说青霉素的结晶过程挺有意思的。
首先,得把那种特殊的青霉菌养好,就像养花一样,得给它们准备好营养土,也就是培养基。
这些青霉菌吃了培养基后,就会开始生产青霉素。
然后,等青霉素产量够了,就像摘果子一样,把它们从发酵液里分离出来。
这可得小心,青霉素可是很娇气的,得用对的方法才能把它弄出来。
接下来,把这些青霉素粉末放到溶剂里,就像泡茶一样,让它溶解。
然后再想办法把青霉素从溶液里弄出来,就像从茶水里把茶叶捞出来一样。
之后,就是调整溶液的酸碱度,让青霉素结晶。
这就像冬天窗户上的霜花一样,青霉素也会在合适的条件下结晶出来。
最后,把结晶出来的青霉素放到干燥机里烘干,就像晒被子一样,去掉多余的水分。
这样,就得到了我们想要的青霉素晶体啦!
整个过程就像是在做实验,又像是在做手工,得用心才能做好。
不过,一想到这些青霉素能救人命,就觉得一切都值得了。
青霉素生产工艺流程图
首先是青霉素的发酵过程。
在青霉素的生产中,青霉菌是生产
青霉素的关键微生物。
青霉菌在适宜的温度、pH值和培养基条件下
进行发酵,产生青霉素。
在发酵过程中,需要对发酵罐内的温度、
酸碱度、氧气供给等参数进行严格控制,以保证青霉菌的正常生长
和青霉素的合成。
接下来是青霉素的分离提取过程。
在发酵结束后,需要将发酵
液进行分离,提取目标产物。
分离提取的方法主要包括离心、过滤、溶剂萃取等,通过这些方法可以将青霉素从发酵液中提取出来,并
去除杂质。
然后是青霉素的精制过程。
在青霉素的精制过程中,需要对提
取得到的青霉素进行进一步的纯化和结晶,以得到高纯度的青霉素
成品。
精制过程中的关键步骤包括结晶、洗涤、干燥等,通过这些
步骤可以得到符合药品质量标准的青霉素制剂。
青霉素生产工艺流程图的设计和实施对于青霉素的生产具有重
要意义。
合理的工艺流程图可以提高青霉素的产量和质量,降低生
产成本,保证青霉素的安全性和有效性。
因此,在青霉素生产工艺
流程图的设计中,需要充分考虑青霉素生产的各个环节,合理安排工艺参数,优化生产过程。
总的来说,青霉素生产工艺流程图涉及到发酵、分离提取和精制等多个环节,每个环节都对青霉素的产量和质量有着重要影响。
合理设计和严格执行青霉素生产工艺流程图,可以有效提高青霉素的生产效率和质量,为临床的抗菌治疗提供更多的支持。
青霉素生产制备工艺引言青霉素是一种重要的抗生素,广泛应用于临床医学中,对治疗炎症和感染起到了重要作用。
青霉素的生产制备工艺是一个复杂的过程,涉及到多个步骤和环节。
本文将介绍青霉素的生产制备工艺,包括原料准备、发酵过程、提取纯化和成品制备等内容。
原料准备青霉素生产制备的原料主要包括产生青霉素的青霉菌培养基的配方原料和发酵过程的辅助原料。
青霉菌培养基的配方原料通常包括葡萄糖、纯化的氨、磷酸盐和一些微量元素等。
辅助原料主要用于调节培养基的pH值、增加培养液的抗泡性和增强菌体生长等。
发酵过程发酵是青霉素生产制备的核心环节之一。
发酵过程主要包括感染培养、培养液调节和菌体增殖等步骤。
首先,将青霉菌接种到含有培养基的发酵罐中,培养基中的营养物质满足青霉菌的生长需要。
随后,通过控制发酵罐内的温度、pH值和氧气供应等条件,促进青霉菌的生长和代谢产物的产生。
提取纯化发酵产生的青霉素并不直接可用,需要经过提取纯化过程。
提取纯化的目的是分离出青霉素并降低杂质的含量。
一般情况下,青霉素会与培养液中的其他有机酸一起被提取出来,因此需要采用一些特定的溶剂和提取剂来实现分离。
提取纯化过程还包括酸碱调节、沉淀和过滤等步骤,最终得到纯净的青霉素物质。
成品制备在提取纯化之后,青霉素进一步进行成品制备。
成品制备的主要步骤包括测定纯度、洗涤、干燥和包装等。
测定纯度是为了确保成品的质量符合标准。
洗涤和干燥是为了去除提取纯化过程中残留的溶剂和水分,确保成品的稳定性和安全性。
最后,将干燥的青霉素按照一定的规格进行包装,方便储存和销售。
结论青霉素生产制备是一个复杂的过程,包括原料准备、发酵过程、提取纯化和成品制备等多个环节。
只有严格控制每个步骤的参数和质量,才能保证生产出高效、纯净的青霉素产品。
青霉素的生产制备工艺对青霉素的产量和质量起着至关重要的作用,通过不断的技术革新和工艺优化,将会进一步提高青霉素的生产效率和质量水平。
青霉素的制备工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,如想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!青霉素的制备工艺流程一、菌种选育阶段。
青霉素的生产首先需要进行菌种选育。
青霉素的裂解工艺青霉素是一种重要的抗生素,具有广谱抗菌作用,对许多细菌都有很好的杀菌效果。
而青霉素的制备过程中,裂解工艺起着非常重要的作用。
青霉素的裂解工艺是将产酸青霉素的固体发酵糊状物与固液分离后,得到青霉素干粉。
以下将从青霉素的裂解原理、裂解工艺、裂解设备等方面进行详细介绍。
青霉素的裂解原理:青霉素是由青霉素产酸菌生产的,其发酵过程是生产青霉素的核心。
经过长时间的发酵,青霉素产酸菌将产生产酸青霉素的固体发酵糊状物,这是裂解的原料。
产酸青霉素是一种沉淀物,需要经过固液分离后才能进行裂解。
青霉素的裂解工艺:首先,需要将产酸青霉素的固体发酵糊状物与适量的水混合,并进行搅拌,得到稀释后的悬浮液。
然后,将悬浮液经过固液分离,去除固体杂质,得到含有产酸青霉素的液态部分。
接下来,将液态部分进行处理,得到青霉素的干粉。
裂解工艺的难点和挑战:青霉素的裂解工艺中存在一些难点和挑战。
首先,固体发酵糊状物与水的混合和搅拌过程需要控制得当,以确保悬浮液的均匀性和稳定性。
其次,固液分离过程需要有效地去除固体杂质,以提高后续工艺的效率和产品质量。
最后,干燥过程中需要控制温度和湿度,以避免青霉素的失效和降解。
裂解工艺的设备和技术:青霉素的裂解工艺需要使用一系列设备和技术。
首先是混合设备,用于将固体发酵糊状物与水进行充分混合和搅拌。
其次是固液分离设备,如离心机和压滤机,用于去除悬浮液中的固体杂质。
最后是干燥设备,如喷雾干燥机和真空干燥机,用于将青霉素的液态部分转化为干粉。
青霉素的裂解工艺在生产过程中起着至关重要的作用。
通过科学合理的工艺设计和设备选型,可以提高生产效率,降低生产成本,提高产品质量。
同时,也为青霉素的工业化生产提供了可靠的技术保障。
在未来,随着工艺技术的不断创新和进步,青霉素的裂解工艺将会得到更好的优化和改进,为抗生素产业的发展做出更大的贡献。
青霉素的生产工艺的论文青霉素是一种广泛应用于医药领域的抗生素,具有强大的抑菌作用,对多种感染病原体具有高度的选择性。
青霉素的生产工艺是指通过培养和发酵的方式,利用青霉菌产生并提取出青霉素的过程。
本文将对青霉素的生产工艺进行详细的介绍。
青霉菌是一种能够产生青霉素的真菌,其菌株中含有能够合成青霉素的酶系统。
青霉菌的培养是生产青霉素的第一步。
培养基的组成对青霉菌的生长和青霉素的产生都有很大的影响。
一般来说,青霉菌的培养基主要由碳源、氮源、矿物盐和维生素等组成。
适宜的培养条件对于青霉菌的生长和青霉素的产生非常重要。
常用的青霉菌培养基包括D0培养基和发酵培养基。
培养得到的青霉菌菌液需要经过后处理才能得到纯净的青霉素。
后处理主要包括发酵液分离、浓缩、提取和纯化等过程。
发酵液分离是指将发酵液中的青霉菌菌体和发酵废液分离开来。
常用的分离方法包括离心、过滤和微滤等。
分离后的发酵废液中含有大量的青霉素,但其他杂质也较多,需要通过浓缩和提取的方法将青霉素纯化出来。
浓缩是指将发酵液中的青霉素浓缩到一定的浓度,一般采用浓缩机或膜分离的方法。
提取是指将浓缩液中的青霉素提取到有机溶剂中,一般采用乙酸乙酯、丁酮和乙醚等有机溶剂。
提取的目的是将青霉素与其他有机物和杂质分离开来。
纯化是指将提取液中的青霉素进行纯化,使之达到药品级别的要求。
纯化过程中常用的方法主要有结晶、渗透分离和色谱分离等。
青霉素的生产工艺中还有一项重要的环节是青霉素的合成过程。
青霉菌通过合成酶系统产生青霉素,合成酶系统包括氨基酸激酶、羟基酸酰载体蛋白和青霉素酰转移酶等。
通过合成酶系统,青霉菌能够将青霉素的前体转化为最终产物青霉素。
基于对青霉素合成酶系统的了解,可以通过基因工程的方法改良青霉菌的合成性能,提高青霉素的产量和纯度。
综上所述,青霉素的生产工艺包括青霉菌的培养、发酵液的分离、浓缩、提取和纯化,以及青霉素的合成过程。
青霉素的生产工艺的改进和优化不断地推动着青霉素工业化的发展,并使得青霉素成为一种广泛应用于医药领域的抗生素。
新型青霉素生产工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,如想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!新型青霉素是一种广泛使用的抗生素,以下是一种可能的生产工艺流程:1. 菌种培养:从冷冻保存的菌种中取出适量的菌株,接种到含有适当培养基的培养皿或培养瓶中。
青霉素生产工艺过程
一、青霉素的发酵工艺过程
1、工艺流程
(1)丝状菌三级发酵工艺流程
冷冻管(25℃,孢子培养,7天)——斜面母瓶(25℃,孢子培养,7天)——大米孢子(26℃,种子培养56h,1:1.5vvm)——一级种子培养液(27℃,种子培养,24h,1:1.5vvm)——二级种子培养液(27~26℃,发酵,7天,1:0.95vvm)——发酵液。
(2)球状菌二级发酵工艺流程
冷冻管(25℃,孢子培养,6~8天)——亲米(25℃,孢子培养,8~10天)——生产米(28℃,孢子培养,56~60h,1:1.5vvm)——种子培养液(26~25-24℃,发酵,7天,1:0.8vvm)——发酵液。
2、工艺控制
(1)影响发酵产率的因素
基质浓度:在分批发酵中,常常因为前期基质量浓度过高,对生物合成酶系产生阻遏(或抑制)或对菌丝生长产生抑制(如葡萄糖和钱的阻遏或抑制,苯乙酸的生长抑制),而后期基质浓度低限制了菌丝生长和产物合成,为了避免这一现象,在青霉素发酵中通常采用补料分批操作法,即对容易产生阻遏、抑制和限制作用的基质进行缓慢流加以维持一定的最适浓度。
这里必须特别注意的是葡萄糖的流加,因为即使是超出最适浓度范围较小的波动,都将引起严重的阻遏或限制,使生物合成速度减慢或停止。
目前,糖浓度的检测尚难在线进行, 故葡萄糖
释放率予以调节。
的流加不是依据糖浓度控制,而是间接根据pH 值、溶氧或C0
2
(2)温度:青霉素发酵的最适温度随所用菌株的不同可能稍有差别,但一般认为应在25℃左右。
温度过高将明显降低发酵产率,同时增加葡萄糖的维持消耗,降低葡萄糖至青霉素的转化率。
对菌丝生长和青霉素合成来说,最适温度不是一样的, 一般前者略高于后者, 故有的发酵过程在菌丝生长阶段采用较高的温度,以缩短生长时间, 到达生产阶段后便适当降低温度,以利于青霉素的合成。
(3)pH值:青霉素发酵的最适pH值一般认为在6.5左右,有时也可以略高或略低一些,但应尽量避免pH值超过7.0, 因为青霉素在碱性条件下不稳定, 容易加速其水解。
在缓冲能力较弱的培养基中, pH值的变化是葡萄糖流加速度高低的反映。
过高的流加速率造成酸性中间产物的积累使pH值降低;过低的加糖速率不足以中和蛋白质代谢产生的氨或其他生理碱性物质代谢产生的碱性化合物而引起pH值上升。
(4)溶氧:对于好氧的青霉素发酵来说,溶氧浓度是影响发酵过程的一个重要因素。
当溶氧浓度降到30%饱和度以下时, 青霉素产率急剧下降, 低于10%饱
和度时, 则造成不可逆的损害。
溶氧浓度过高,说明菌丝生长不良或加糖率过低,造成呼吸强度下降, 同样影响生产能力的发挥。
溶氧浓度是氧传递和氧消耗的一个动态平衡点, 而氧消耗与碳能源消耗成正比, 故溶氧浓度也可作为葡萄糖流加控制的一个参考指标。
(5)菌丝浓度:发酵过程中必须控制菌丝浓度不超过临界菌体浓度, 从而使氧传递速率与氧消耗速率在某一溶氧水平上达到平衡。
青霉素发酵的临界菌体浓度随菌株的呼吸强度(取决于维持因数的大小, 维持因数越大,呼吸强度越高),发酵通气与搅拌能力及发酵的流变学性质而异。
呼吸强度低的菌株降低发酵中氧的消耗速率,而通气与搅拌能力强的发酵罐及黏度低的发酵液使发酵中的传氧速率上升, 从而提高临界菌体浓度。
(6)菌丝生长速度:用恒化器进行的发酵试验证明,在葡萄糖限制生长的条件下,青霉素比生产速率与产生菌菌丝的比生长速率之间呈一定关系。
当比生长速率低于0.015h-1时,比生产速率与比生长速率成正比, 当比生长速率高于
O.015h-1时, 比生产速率与比生长速率无关。
因此,要在发酵过程中达到并维持最大比生产速率, 必须使比生长速率不低0.015h-1。
这一比生长速率称为临界比生长速率。
对于分批补料发酵的生产阶段来说, 维持0.015h-1的临界比生长速率意味着每46h就要使菌丝浓度或发酵液体积加倍, 这在实际工业生产中是很难实现的。
事实上,青霉素工业发酵生产阶段控制的比生长速率要比这一理论临界值低得多, 却仍然能达到很高的比生产速率。
这是由于工业上采用的补料分批发酵过程不断有部分菌丝自溶, 抵消了一部分生长, 故虽然表观比生长速率低, 但真比生长速率却要高一些。
(7)菌丝形态:在长期的菌株改良中,青霉素产生菌在沉没培养中分化为主要呈丝状生长和结球生长两种形态。
前者由于所有菌丝体都能充分和发酵液中的基质及氧接触, 故一般比生产速率较高;后者则由于发酵液黏度显著降低, 使气-液两相间氧的传递速率大大提高, 从而允许更多的菌丝生长 (即临界菌体浓度较高), 发酵罐体积产率甚至高于前者。
在丝状菌发酵中,控制菌丝形态使其保持适当的分支和长度, 并避免结球,是获得高产的关键要素之一。
而在球状菌发酵中, 使菌丝球保持适当大小和松紧,并尽量减少游离菌丝的含量, 也是充分发挥其生产能力的关键素之一。
这种形态的控制与糖和氮源的流加状况及速率、搅拌的剪切强度及比生长速率密切相关。
3、工艺控制要点
(1)种子质量的控制丝状菌的生产种子是由保藏在低温的冷冻安瓿管经甘油、葡萄糖、蛋白胨斜面移植到小米固体上,25 ℃培养 7 天, 真空干燥并以这种形式保存备用。
生产时它按一定的接种量移种到含有葡萄糖、玉米浆、尿素为主的种子罐内 ,26 ℃培养 56h 左右, 菌丝浓度达6%-8%, 菌丝形态正常, 按
10%-15%的接种量移人含有花生饼粉、葡萄糖为主的二级种子罐内,27℃培养
24h, 菌丝体积 10%-12%, 形态正常, 效价在700D/ml左右便可作为发酵种子。
球状菌的生产种子是由冷冻管子孢子经混有O. 5% -1. 0 %玉米浆的三角瓶培养原始亲米孢子, 然后再移人罗氏瓶培养生产大米抱子 (又称生产米), 亲米和生产米均为25 ℃静置培养, 需经常观察生长发育情况在培养到 3-4 天, 大米表面长出明显小集落时要振摇均匀, 使菌丝在大米表面能均匀生长, 待10 天
左右形成绿色孢子即可收获。
亲米成熟接人生产米后也要经过激烈振荡才可放置恒温培养, 生产米的孢子量要求每粒米300万只以上。
亲米、生产米子孢子都需保存在 5 ℃冰箱内。
工艺要求将新鲜的生产米 (指收获后的孢瓶在10天以内使用) 接人含有花生饼粉、玉米胚芽粉、葡萄糖、饴糖为主的种子罐内,28 ℃培养 50-60h当pH 值由6. 0-6. 5 下降至 5.5-5. 0, 菌丝呈菊花团状,平均直径在 100- 130μm, 每毫升的球数为 6万 -8万只, 沉降率在 85% 以上, 即可根据发酵罐球数控制在8000-11000只/ml 范围的要求, 计算移种体积, 然后接入发酵罐, 多余的种子液弃去。
球状菌以新鲜孢子为佳, 其生产水平优于真空干燥的孢子,能使青霉素发酵单位的罐批差异减少。
(2)培养基成分的控制
a. 碳源产黄青霉菌可利用的碳源有乳糖、蕉糖、葡萄糖等。
目前生产上普遍采用的是淀粉水解糖、糖化液 (DE 值 50% 以上) 进行流加。
b. 氮源氮源常选用玉米浆、精制棉籽饼粉、麸皮,并补加无机氮源(硫酸氨、氨水或尿素)。
c. 前体生物合成含有苄基基团的青霉素 G, 需在发酵液中加人前体。
前体可用苯乙酸、苯乙酰胺, 一次加入量不大于0.1%, 并采用多次加入, 以防止前体对青霉素的毒害。
d. 无机盐加人的无机盐包括硫、磷、钙、镁、钾等, 且用量要适度。
另外, 由于铁离子对青霉菌有毒害作用, 必须严格控制铁离子的浓度, 一般控制在30
μg/ml 。
(3)发酵培养的控制
a. 加糖控制加糖量的控制是根据残糖量及发酵过程中的 pH 值确定 , 最好是根据排气中CO2 量及 O2 量来控制, 一般在残糖降至 0.6% 左右, pH 值上升时开始加糖。
b. 补氮及加前体补氮是指加硫酸铵、氨水或尿素, 使发酵液氨氮控制在 O. 01%-0.05%,补前体以使发酵液中残存苯乙酰胺浓度为 0.05%-0.08% 。
-
c. pH 值控制对pH 值的要求视不同菌种而异, 一般为 pH 6.4-6.8, 可以补加葡萄糖来控制。
目前一般采用加酸或加碱控制pH值。
d. 温度控制前期 2
5- 2 6 ℃, 后期 23 ℃, 以减少后期发酵液中青霉素的降解破坏。
e. 溶解氧的控制一般要求发酵中溶解氧量不低于饱和溶解氧的30% 。
通风比一般为1 : 0. 8L/(L • min), 搅拌转速在发酵各阶段应根据需要而调整。
f. 泡沫的控制在发酵过程中产生大量泡沫, 可以用天然油脂, 如豆油、玉米油等或用化学合成消泡剂 " 泡敌 " 来消泡, 应当控制其用量并要少量多次加入, 尤其在发酵前期不宜多用, 否则会影响菌体的呼吸代谢
g. 发酵液质量控制生产上按规定时间从发酵罐中取样 , 用显微镜观察菌丝形态变化来控制发酵。
生产上惯称" 镜检 ",根据" 镜检 "中菌丝形变化和代谢变化的其他指标调节发酵温度, 通过追加糖或补加前体等各种措施来延长发酵时间, 以获得最多青霉素。
当菌丝中空泡扩大、增多及延伸, 并出现个别自溶细胞, 这表示菌丝趋向衰老, 青霉素分泌逐渐停止, 菌丝形态上即将进入自溶期, 在此时期由于茵丝自溶, 游离氨释放, pH 值上升, 导致青霉素产量下降, 使色素、溶解和胶状杂质增多, 并使发酵液变蒙古稠, 增加下一步提纯时过滤的困难。
因此, 生产上根据" 镜检 "判断, 在自溶期即将来临之际, 迅速停止发酵, 立刻放罐, 将发酵液迅速送往提炼工段。