主题：聊一聊青霉素的生产 -- 森林阳光

问楼主两个问题

石家庄有一回因为“污闪”造成大面积停电，范围包括华药，当时新闻中说，五十年代培养的价值连城的菌种有报废的危险。

第一个问题：为什么菌种价值连城，重新培养不行吗？

第二个问题：为什么停电会造成菌种报废？

一旦过了适宜的温度，菌种就可能会失活/死掉。

另外，那个菌种是几十年来不断择优培养出来的，再想拿到那么好的菌种，估计要再花几十年……

一停电，冰箱自然就开不起来了。温度一上升，这对菌种保存很不利。

重新培育要费很多时间。现在的菌种是一代代优中选优选出来的。要是所有的菌种都死亡，从头来开始，这几十年的工作都从头开始，那这么多年投入的时间，这么多技术人员的工作成果算起来可不是一个小数；再有从头培育，能在以前的经验上少走些弯路，可也要花时间。原来几十年到达的水平，从头再来，肯定用不了几十年，可短时期内也不是能达到的。就算能引进，那也不是一个小钱。再说，洋菌种对中国的培养基能不能适应还是个事，这方面也是要考虑的。

以前条件那么差，都能够保存过来，到了现在还保不下去，可就说不过去了。

有没有人证实一下。似乎有两个英文名字。

这停电的后果到底怎么样，不是很清楚。按说不会一停电就出事。

如果是液氮低温对停电没有这么敏感吧？

我对菌种这方面知道得不是很多。在生产车间里，都是用冰箱来保存菌种的。因为经常要用，就没有上液氮。至于专门保存菌种的部门，我没有接触过，就无从所知了。我想，停电也许没有影响到菌种。因为没有听到华药的人提这事。

这一周来悉尼的天气好热。早上起床一看，气温就接近30摄氏度。到了中午基本就有36摄氏度左右。这天气一热，啥都不想干，恨不得天天泡在游泳池中。不知河里正在过冬天的兄弟姐妹的想法是什么，我反正是羡慕你们啊。用一位老澳的话，冬天我能WARM UP, 画夏天除了泡游泳池就没有别的好办法了。什么，开空调？我租的房，没有这东东。

好不多说了，热也罢，冷也罢，日子也要过。明天就是大年三十了，又到辞旧迎新的日子了。牛年要到了，祝各位在牛年中身体健康，合家欢乐，心想事成，万事如意。

下面就开始今天的内容：消毒。

消毒，是不是术语？也许灭菌更正式些。网上找来的定义：灭菌是指用化学或物理的方法杀灭或除去物料及设备中所有的有生命物质的技术或工艺流程。灭菌实质上可分两种：杀菌和溶菌。前者指菌体已死，但形体尚存；后者指菌体被杀死后，其细胞形体被溶化或消灭。

在工业上常用的方法有：干热灭菌、湿热灭菌、化学药剂灭菌、射线灭菌和介质过滤除菌。

干热灭菌和湿热灭菌都是利用高温来杀细菌，温度和时间是关键。干热灭菌常用于对铝瓶的灭菌，利用电炉丝产生的热来杀死细菌。

湿热灭菌在抗生素生产中很常用，就是利用高温蒸汽来灭菌。利用过滤介质来除菌在空气系统中最常用。利用初效过滤器、中效过滤器和高效过滤器组成的过滤系统分级净化空气，以获取满足生产要求的无菌空气。过滤系统中，最后一道关口高效过滤器的效芯的孔径最小可达0.3um，空气中细菌的一般直径约0.5微米，长度约0.5~5微米。这样，保证了经过过滤系统的空气是无菌的。

化学药剂灭菌我就不多说了，别名酒精的乙醇是最常用的。射线灭菌在制约厂中也能见到：紫外线照射。在青霉素生产中，对培养基和发酵设备主要采用湿热灭菌和过滤介质除菌。

青霉素生产所用的菌种要求纯培养。在整个发酵过程中不能混有杂菌。否则，不但产量会下降，质量也会受到很大影响。杂菌分泌的生物酶会将青霉素溶解掉。这就是发酵系统必须经过严格灭菌后才能投用的原因。

在药厂中，灭菌人员叫消毒工。终于能把灭菌这个术语用熟悉的消毒代替了，真高兴啊。以下就用消毒了。消毒工比较牛。当一个好的消毒工要心细，所有的检查项目都要完成。此外，责任心要强，要保证所有的操作都严格按工艺来进行。

首先，要对整个发酵系统所有的设备进行消毒，这叫空消。染菌是发酵的大敌。系统不能有泄漏，不能有死角。在生产准备这个步骤所有努力就是消灭泄漏点和死角，保证系统外的杂菌没有机会进入到系统中。对系统内的杂菌，就要彻底地消灭它们。

如果你经过一个车间时，听到很刺耳的噪音的同时能看到成团的蒸汽不断地从厂房里窜出，这时就是对系统进行消毒。系统中这时没有任何物料，空空如也。空消的关键是要保证“活蒸汽”。排气阀要打开，保证让蒸汽在系统内呈流动状态。排水阀也要打开，让蒸汽系统中冷凝水排走，不然会降低温度。热力学的公式我就不写了，反正大家知道这是消毒时间的依据就行了。

经过空消，系统是无菌了，还有什么要消的？物料，对就是它。锅洗了，还要洗菜呢。在华药附近住的人，时不时能闻到一种味道。这种味道开始一闻，有点香，和馒头刚刚蒸好出锅时的味道差不多，隐隐有点甜味。可是闻多了，就有点反感，和糖吃多有点差不多。这种味道就是对培养基灭菌时的味道。对培养基消毒有两种方法。把培养基都投到罐里然后通蒸汽消毒，叫实消。这种方法消毒的效果好，可是对培养基的营养破坏有点大。火候不到，没有消透肯定不行；消毒的时间长了，肯定保证无菌，可是培养基的营养成分损失太大了也不行。这是一个有点让人头痛之处。

另一种方法是用设备把物料打到罐里，和蒸汽瞬间混和来达到消毒目的。这种消毒方法对培养基营养成分破坏小。和实消相比，多用了设备。这就意味系统复杂，染菌的机会就大了。

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。

不得要领。上不了图。

一般方法就是截屏，用画图切下需要部分，保存，上传。PDF可以用自带的工具截取图片。

我想存在目录中：例如‘桌面’，可是这就不行。而打开一个WORD文档，就可以复制。奇怪，想不明白。