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主题:聊一聊青霉素的生产 -- 森林阳光

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家园 聊一聊青素霉生产之发酵

发酵的目的是为了获得高质量、高产的抗生素。要达到这个目的,各个环节都是很重要的。上一篇所作的种种工作,是为菌种提供一个无菌的生长环境。有了这个基础,才能开展以后的各种工作。染菌是生产中最大的问题,一旦染菌,整罐的料废了,只能放下水道了。几十吨的料白白地排掉,看了真是心痛。

有了无菌的环境,还要有优良的种子和充足的养分。生产中,霉菌室把处于休眠状态的菌种活化,然后接入摇瓶、种子罐逐级扩大培养,获得一定数量和质量的纯种。接种一般为5%~20%。根据菌种性质和生产规模来决定扩大培养的级数。一般都是二级培养。也就是说有一级种子罐和二级种子罐之分。

菌种经摇瓶培养好,需要转入一级种子罐。这一步骤要消毒工,操作工(也叫看罐的),和霉菌室人员配合完成。一方操作各种阀门保证罐压为微正压,一方打开接种口,点燃火圈,帮着拨去摇瓶瓶塞,种子室人员培养好的种子液倒入罐,最后关闭接种口。这一步骤完成后,种子就从摇瓶进入到生产设备中,开始大生产的第一步。

再从网上抄一段关于培养基的文字。

培养基:

1. 碳源:乳糖、葡萄糖、蔗糖、淀粉、油脂(天然)。

(从经济上考虑,主要为葡萄糖母液和工业用葡萄糖。)

(葡萄糖应注意葡萄糖效应:阻遏、抑制抗生素的合成。)

2. 氮源:氨基酸、玉米浆、花生粉、豆粉、玉米胚芽粉、尿素等。

3. 前体:苯乙酸、苯乙酰胺、苯乙胺等。(苯乙酸酯、醇类,以1.25~1.5%为宜,如苯乙酸月桂醇酯。)

4. 无机盐:S硫 (降低时产量降3倍)、P磷(降低时产量降1倍)、Ca钙、Mg镁、K钾(K:Ca:Mg =30:20:41)、 。

具体的培养基控制就是围绕这几个方面进行控制,不同的时期加入不同的物料,目的就是为了能获取优质高产的抗生素。工厂中常用的词是为了提高收率。随着对菌种生长机理的研究的深入,生产所用的培养基也在有所改变。现在这方面的研究论文很多,细节要讲起来话就长了,我这二把刀就不费劲了,有兴趣上网找吧。给一个论坛:发酵人论坛 http://www.fajiaoren.com/index.php

发酵生产过程控制常用的参数是:温度,pH, 溶氧,压力,电机转速等。还有一些间接参数,例如用显微镜来观察菌丝,得到细胞生长速率。这些参数中,温度,pH,溶氧是主要参数。

青霉素生产上采用变温控制。青霉菌适宜生长的温度是30摄氏度,而分泌青霉素的适宜温度在20摄氏度左右。在生产中,一级种子罐的温度常控在27摄氏度,二级种子罐的温度常控在25摄氏度;发酵前中期采用的温度是在26摄氏度左右,后期是在24摄氏度左右。因为发酵过程是一个发热过程,控温经常就是降温,大生产中通过自动或手动打开阀门,注入到发酵罐的夹套或蛇管中通过热交换来实现降温。

过去在青霉素生产中,通过直接加酸(硫酸)或碱(氢氧化钠)来调节pH。随着对青霉素生长机理研究的深入,现在常采用控制补料速度结合加大通气量来调节。过去因为测量电极不过关,对pH的测量只能采取离线取样测。现在电极质量没有问题,在线测量从技术上完全能实现。可惜,过关的只是外国的电极,国产的还是不行。

青霉菌是好氧菌,在生产中要保持一定的溶解氧以维持它进行呼吸代谢和合成代谢。要维持一定的溶氧度,要从供需两方面入手。供,可以加大通气量,加大搅拌功率,加大搅拌转速入手。需,控制菌体浓度,在不影响产量和质量前提,使耗氧量不大于供应量。常用的手段也是控制补料,例如通过控制补糖速率来实现。

要是一切顺利,各种参数控制得不错,没有染菌之类的事情发生,下一步就是放罐。放罐时间不是一个固定的时间,要结合收率、成本、质量来考虑。这也是通过不断的试验得到一些判断依据:发酵液单位增长速率放慢,菌丝形状,发酵液的pH值等。综合考虑下来,确定发酵终点。好了,发酵最后一步到了:放罐。

关键词(Tags): #发酵#补料
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