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《发酵基础知识》 生化公司 发酵车间 2013.8 主要内容 1.发酵的定义 2.发酵工程的发展历史 3.发酵罐相关知识 4.衣康酸发酵 发酵一词最初来源于拉丁语“发泡、沸涌”（fervere)的派生词，即指酵母菌在无氧条件下利用果汁或麦芽中的糖类物质进行酒精发酵产生CO2的现象。 现代又对发酵重新定义：发酵泛指微生物在无氧或有氧条件下，通过分解代谢或合成代谢或次生代谢等微生物代谢活动，大量积累人类所需的微生物体或微生物酶或微生物代谢产物的过程。（我公司两个产品主要就是通过有氧代谢得到微生物代谢产物的过程） 发 酵 ── 简单的说利用微生物进行产品生产 发酵工程可以分为：上游工程（主要菌种选育）；发酵工程；下游工程（主要目标物质的提取）；我们现在所说是发酵基本是侠义的值发酵生产工段。 2 发酵的发展历史 发酵现象的早期认识 1680年制成显微镜 ─── 微生物的存在 1857年巴斯德证明了酒精是由活的酵毋发酵引起的 1897年毕希纳发现磨碎的酵母仍使糖发酵形成酒精 ─── 酶 发酵工程的早期阶段 人们的对发酵技术的认识起始于19世纪末，主要来自于厌氧发酵，如利用酵母菌、乳酸菌生产酒精、乳酸和各种发酵食品。 20世纪初期，1916年英国采用梭状芽孢杆菌生产丙酮丁醇，德国采用亚硫酸盐法生产甘油（第一次世界大战）──由食品工业向非食品工业发展 好氧发酵技术：速酿法从乙醇生产醋酸，通气法大量繁殖酵母，用米曲霉的麸曲代替麦芽糖作糖化剂生产酒靖，用微小毛霉生产干酪。 1933年等人发明了摇瓶培养法代替了传统的静置培养法。生长均匀，增殖时间短。 发酵工程的重大转折点 二十世纪四十年代初，第二次世界大战爆发，青霉素的发现，迅速形成工业大规摸生产。 1928年由 Fleming发现青霉素 1941年美国和英国合作对青霉素进行生产研究 表面培养：1升扁瓶或锥形瓶，内装200mL麦麸培养基 ─── 40u/ml 1943年沉浸培养： 5m3 ─── 200u/ml 当今：100m3─200m3 ─── 5-7万u/ml 链霉素、金霉素、新霉索、红霉素 主要的技术进展： 通气搅拌解决了液体深层培养时的供氧问题。 抗杂菌污染的纯种培养技术：无菌空气、培养 基灭菌、无污染接种、大型发酵罐的密封与抗污染设计制造。 意义： 抗生素工业的发展 建立了一套完整的好氧发酵技术，大型搅拌发酵罐培养方法 推动了整个发酵工业的深入发展 为现代发酵工程奠定了基础 大型发酵罐搅拌装置 180M3发酵罐车间 发酵车间的空气过滤器 我们公司发生过两次发酵罐吸壁事故，这个教训是非常深刻的，这一定要求大家必须按操作规程，安全操作；同时平时工作中需多个心眼，需注意阀门的渗漏检查！ 实罐灭菌： “三路进汽”、 “非进即出” “三路进汽”就是在对培养基灭菌时，让蒸汽从空气进口、排料口、取样口进入罐内，由于这三个管都是插入到发酵醪中，若不进蒸汽就会形成灭菌死角。 所有进入发酵罐的管道在灭菌过程中如果不进入蒸汽就一定要进行排气，使所有管道都被蒸汽（或二次蒸汽）通过。 讨论问题： 现公司的发酵罐管道设计、阀门安装存在哪些缺陷？ 请回车间后进行观察，适当时间告诉车间和公司 衣康酸发酵 衣康酸：又称为亚甲基丁二酸、亚甲基琥珀酸，最早是由巴普于1836年在研究柠檬酸的时候分解产物的时候发现的。 最早发现用霉菌发酵生产衣康酸是日本木下广野，当时定名衣康酸曲霉。 衣康酸发酵原理 衣康酸的生物合成机理主要有以下几种说法：1.Bentley等认为，葡萄糖经糖酵解（EMP）途径和三羧酸循环（TCA）合成柠檬酸之后，再脱水脱羧生成衣康酸，2.也有人认为可能直接由乙酰COA和丙酮酸合成柠檬酸，再由柠檬酸失水而生产衣康酸；3.认为，乙酸和琥珀酸先所合成三羧酸，再脱氢脱羧，生产衣康酸 衣康酸发酵微生物 能生产衣康酸的微生物种类很多，有土曲霉、衣康酸曲霉、假丝酵母、红酵母、黑粉菌和黑曲霉等等；我公司采用的是现发酵主要用菌：土曲霉。 谢谢大家！ * 相同半径、转速时，功率消耗： 平叶＞弯叶＞箭叶 相同搅拌功率下，三者的粉碎气泡的能力： 平叶＞弯叶＞箭叶 相同搅拌功率下，三者翻动流体的能力： 平叶＜弯叶＜箭叶 微观湍动 宏观翻动 * 轴向式搅拌器 桨叶式 旋桨式 Lightnin式 * 工厂多采用在同一搅拌轴上安装不同叶形的搅拌器 上层：以混合为主的轴流型或箭叶搅拌器， 下层：以粉碎气泡为主的平叶涡轮搅拌器。　 以三层搅拌器为例，最下层仍采用径向型的涡轮搅拌器，其余两层改用轴向流型搅拌器时，与三层均采用径向流搅拌器相比，功率消耗可降低15－30％。 国内医药行业在50m3发酵罐内，上两档改装轴流向