02.3-5 发酵工程制药.pdf

生物技术制药 2 发酵工程制药 基本 内容 2.1 概述 2.2 优良菌种的选育 2.3 发酵的基本过程 2.4 发酵方式 2.5 发酵工艺控制 2.6 发酵产品制造实例 2.3 发酵的基本过程 发酵的基本过程 菌种一一种子制备一一发酵一一发酵液预 处理一一提取精制。 一、菌种 要求 用于生产的菌种产量高、生长快、性能稳定、容易培养。 菌种保存 生产菌种须以休眠状态保存在砂土管或冷冻干燥管 中，并置于0～4℃恒温冰箱(库) 内。使用时可临时取出，接种 后仍需冷藏。 使用期 生产菌种一般都严格规定其使用期，一般砂土管为 1～2年。 菌种保藏 原因：菌种经过多次传代，会发生遗传变异，导致退化，从而 丧失生产能力甚至菌株死亡。 目的：保持菌种原有优良特性，延长生命时限，长期存活、不 退化。 原理：使菌种代谢处于不活跃状态，即生长繁殖受抑制的休眠 状态。 措施：物理和化学方法 （低温；干燥；缺氧；营养缺乏） 保藏方法 低温斜面保藏：低温降低新陈代谢。4℃短期保藏，1－6个月； 易变异。 石蜡封存：隔绝氧气，减少蒸发。4℃，约1年。 砂土管保藏：干燥抑制生长。孢子吸附在砂土上，真空抽气干 燥。干燥器于冰箱，数年。 冷冻干燥保藏：保护剂降低菌体细胞冰点，减少冰晶对细胞伤 害。低温避光，中期保藏，5～10年。 液氮保藏：培养物与冷冻保护剂混合，密封。液氮 （-196℃） 罐或-80℃冰箱。长期保藏。 试管斜面 超低温 菌种保藏 冰箱 冰箱 菌种冷藏库 液氮菌种保藏罐 菌种保藏专用 冻干机 二、种子的制备 目的 使菌种繁殖、以获得足够数量的菌体。 方法 可在摇瓶或小罐内进行，大型发酵罐的种子要经过两 次扩大培养才能接入发酵罐。 5L-15L-50L多级发酵罐 1 孢子制备 种子活化：将保存的菌种接种在固体培养基上，在适宜条件下 培养，恢复其固有生物特性。 放线菌孢子：采用琼脂斜面培养基。 霉菌孢子：大米、小米、玉米、麸皮、麦粒等天然 农产品为培养基。 细菌：采用碳源有限而氮源丰富的配方。 2 生产种子制备 摇瓶种子制备：母瓶、子瓶。 种子罐种子制备：一级、二级、三级种子。 种子罐级数：制备种子需逐级扩大培养的次数 确定种子级数的因素: 菌种生长特性及菌体繁殖速度：生长快，少 发酵罐的容积：越大，多 产物的品种及生产规模：越大，多 所选用工艺条件：有利于生长的工艺，少 发酵类型的定义 一级发酵：将孢子或菌丝直接接入发酵罐 二级发酵：经过一级种子罐，再到发酵罐；谷氨酸生产 三级发酵：二级种子扩大培养，经过二次种子罐，再接入发酵 罐。青霉素生产 四级发酵：三级种子扩大培养，经过三级种子罐，再到发酵罐。 链霉素生产菌 采用三级种子的谷氨酸发酵培养基成分 用途 成分（%） 规模 保藏 牛肉膏 （英国）1，蛋白胨（日本），琼脂粉（日本） 1.8， 无机盐 斜面 添加 0.1的口服葡萄糖，其余同上 一级 口服葡萄糖 3， 玉米浆 2.