发酵工程制药
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↓ 进繁殖罐，28℃培养48-96小时
↓ 进入发酵罐，开始生产
↓ 鼓式过滤
↓ 第一次萃取器
↓ 纯化柱
↓ 第二次萃取器
↓
第三次萃取器
↓ 真空结晶釜
↓ 瓷过滤器
↓ 结晶洗涤釜
↓
真空干燥器
菌种
目前国内青霉素生产菌按其在深层培养中 菌丝的形态分为丝状菌和球状菌两种，根 据丝状菌产生孢子的颜色又分为黄孢子丝 状菌和绿孢子丝状菌，常用菌种为绿孢子 丝状菌，如产黄青霉素。
L/O/G/O
图 1 高产赖氨酸菌的遗传标记位置
赖氨酸的发酵工艺流程
L/O/G/O
参数控制
温度：发酵前期 32℃，中后期 34℃
pH ：6.5～7.5
种龄和接种量：二级种子接种量约 2%，种龄8～
12h 。 三级种子接种量10%，种龄6～28h
L/O/G/O 通风供氧：Lys的最大生成量是在供氧充足、
所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。
”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力；
通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣；
通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
L/O/G/O
发酵设备
L/O/G/O
发酵设备——发酵罐
发酵罐的特点 ➢ 轴封严密，泄漏少 ➢ 能承受一定压力、温度 ➢ 搅拌通风装置保证气液充分混合 ➢ 具有足够的冷却面积 ➢ 死角少，灭菌彻底 ➢ 适宜的径高比（高与直径的比值为2.5—4）
发酵设备——发酵罐
发酵罐的类型 • 搅拌釜反应器
• 鼓泡式反应器
• 气升式反应器
细菌呼吸充足的时候
生物素：要充足，20～30g/L以上 维生素B1 ：有促进作用 醋酸：加入醋酸比单独采用糖质原料Lys产量高 硫酸铵：适当增加，4%～4.5%
L/O/G/O Cu2+：一定浓度的CuSO4·5H2O，可提高产量
流加糖和其它生长因子
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。
菌种的选育
根据赖氨酸的发酵机制菌种的选育遵循： 1）切断或减弱支路代谢，选育高丝氨酸缺陷型
（Hom－）突变株，或蛋氨酸和苏氨酸或异亮氨酸 缺陷型（Met－ + Thr－、Ile－）突变株； 2）解除赖氨酸和苏氨酸的协同反馈抑制作用，选育 结构类似物抗性突变株，使赖氨酸大量积累，
L/O/G/O
赖氨酸发酵机制
（2）温度控制在24∼30℃、pH值控制在6. 8∼7.2。 （3）应该注意控制残糖量、还原糖量、pH值、氨、氮、溶解 氧量。
（4）发酵过程中要注意通气搅拌，所通入的空气必须是无菌 的。
（5）发酵罐必须保持正压（20∼30kPa），以防罐外不洁净的 空气流入。
（6）目前国际上青霉素发酵的水平已经达到8万多单位/ml， 相当于50g/L。
赖氨酸的发酵流程
赖氨酸的简介
赖氨酸是人体必需氨基酸之一，能促进人体 发育、增强免疫功能，并有提高中枢神经组织功 能的作用。缺乏赖氨酸的症状包括疲劳，虚弱， 恶心，呕吐，头晕，没有食欲，发育迟缓，贫血 等。赖氨酸为碱性必需氨基酸。由于谷物食品中 的赖氨酸含量甚低，且在加工过程中易被破坏而 L/O缺/G/乏O ，故称为第一限制性氨基酸。
青霉素产生菌的生长过程
分生孢子发芽期
菌丝繁殖期 脂肪粒形成期
菌丝生长期
脂肪粒减少，小空孢 大空孢 自溶
青霉素分泌期 菌丝自溶期
培养基
➢ 碳源青霉菌能利用多种碳源如乳糖、蔗糖、葡萄 糖等。目前采用淀粉水解糖，糖化液进行流加。
➢ 氮源可采用玉米浆、花生饼粉、精制棉籽饼粉或 麸皮粉等有机氮源，及氯化氨、硫酸氨、硝酸氨 等无机氮源。
➢ 前体为生物合成含有苄基基团的青霉素G，需要 在发酵中加入前体如苯乙酸或苯乙酰胺。由于它 们对青霉素有一定毒性，故一次加入量不能大于 0.1%，并采用多次加入方式。
➢ 无机盐包括硫、磷、钙、镁、钾等盐类。铁离子 对青霉素有毒害作用，应严格控制发酵液中铁含 量在30ug/mL以下。
•生产细则
（1）使用消沫剂，由于发酵过程中产生大量的CO2，会产生 大量泡沫。可采用植物油、豆油、合成消沫剂进行消沫处理。
生产和制造实例
青霉素
➢ 菌种：黄青霉菌 ➢ 原始材料：α-氨基乙二
酸、半胱氨酸、缬氨酸。 ➢ 发酵方法：加前体物质
的深层发酵法。
青霉素发现者弗莱明
•程序
沙土管菌种
↓ 转移到固体琼脂斜面培养基上，24℃培养5-6天，获得芽孢
↓ 芽孢悬浮于无菌水中，进行摇瓶培养
பைடு நூலகம்
↓ 进入移种瓶培养
↓ 进种子罐，接种量为5%-10%
↓ 进入发酵罐，开始生产
↓ 鼓式过滤
↓ 第一次萃取器
↓ 纯化柱
↓ 第二次萃取器
↓
第三次萃取器
↓ 真空结晶釜
↓ 瓷过滤器
↓ 结晶洗涤釜
↓
真空干燥器
菌种
目前国内青霉素生产菌按其在深层培养中 菌丝的形态分为丝状菌和球状菌两种，根 据丝状菌产生孢子的颜色又分为黄孢子丝 状菌和绿孢子丝状菌，常用菌种为绿孢子 丝状菌，如产黄青霉素。
L/O/G/O
图 1 高产赖氨酸菌的遗传标记位置
赖氨酸的发酵工艺流程
L/O/G/O
参数控制
温度：发酵前期 32℃，中后期 34℃
pH ：6.5～7.5
种龄和接种量：二级种子接种量约 2%，种龄8～
12h 。 三级种子接种量10%，种龄6～28h
L/O/G/O 通风供氧：Lys的最大生成量是在供氧充足、
所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。
”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力；
通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣；
通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
L/O/G/O
发酵设备
L/O/G/O
发酵设备——发酵罐
发酵罐的特点 ➢ 轴封严密，泄漏少 ➢ 能承受一定压力、温度 ➢ 搅拌通风装置保证气液充分混合 ➢ 具有足够的冷却面积 ➢ 死角少，灭菌彻底 ➢ 适宜的径高比（高与直径的比值为2.5—4）
发酵设备——发酵罐
发酵罐的类型 • 搅拌釜反应器
• 鼓泡式反应器
• 气升式反应器
细菌呼吸充足的时候
生物素：要充足，20～30g/L以上 维生素B1 ：有促进作用 醋酸：加入醋酸比单独采用糖质原料Lys产量高 硫酸铵：适当增加，4%～4.5%
L/O/G/O Cu2+：一定浓度的CuSO4·5H2O，可提高产量
流加糖和其它生长因子
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。
菌种的选育
根据赖氨酸的发酵机制菌种的选育遵循： 1）切断或减弱支路代谢，选育高丝氨酸缺陷型
（Hom－）突变株，或蛋氨酸和苏氨酸或异亮氨酸 缺陷型（Met－ + Thr－、Ile－）突变株； 2）解除赖氨酸和苏氨酸的协同反馈抑制作用，选育 结构类似物抗性突变株，使赖氨酸大量积累，
L/O/G/O
赖氨酸发酵机制
（2）温度控制在24∼30℃、pH值控制在6. 8∼7.2。 （3）应该注意控制残糖量、还原糖量、pH值、氨、氮、溶解 氧量。
（4）发酵过程中要注意通气搅拌，所通入的空气必须是无菌 的。
（5）发酵罐必须保持正压（20∼30kPa），以防罐外不洁净的 空气流入。
（6）目前国际上青霉素发酵的水平已经达到8万多单位/ml， 相当于50g/L。
赖氨酸的发酵流程
赖氨酸的简介
赖氨酸是人体必需氨基酸之一，能促进人体 发育、增强免疫功能，并有提高中枢神经组织功 能的作用。缺乏赖氨酸的症状包括疲劳，虚弱， 恶心，呕吐，头晕，没有食欲，发育迟缓，贫血 等。赖氨酸为碱性必需氨基酸。由于谷物食品中 的赖氨酸含量甚低，且在加工过程中易被破坏而 L/O缺/G/乏O ，故称为第一限制性氨基酸。
青霉素产生菌的生长过程
分生孢子发芽期
菌丝繁殖期 脂肪粒形成期
菌丝生长期
脂肪粒减少，小空孢 大空孢 自溶
青霉素分泌期 菌丝自溶期
培养基
➢ 碳源青霉菌能利用多种碳源如乳糖、蔗糖、葡萄 糖等。目前采用淀粉水解糖，糖化液进行流加。
➢ 氮源可采用玉米浆、花生饼粉、精制棉籽饼粉或 麸皮粉等有机氮源，及氯化氨、硫酸氨、硝酸氨 等无机氮源。
➢ 前体为生物合成含有苄基基团的青霉素G，需要 在发酵中加入前体如苯乙酸或苯乙酰胺。由于它 们对青霉素有一定毒性，故一次加入量不能大于 0.1%，并采用多次加入方式。
➢ 无机盐包括硫、磷、钙、镁、钾等盐类。铁离子 对青霉素有毒害作用，应严格控制发酵液中铁含 量在30ug/mL以下。
•生产细则
（1）使用消沫剂，由于发酵过程中产生大量的CO2，会产生 大量泡沫。可采用植物油、豆油、合成消沫剂进行消沫处理。
生产和制造实例
青霉素
➢ 菌种：黄青霉菌 ➢ 原始材料：α-氨基乙二
酸、半胱氨酸、缬氨酸。 ➢ 发酵方法：加前体物质
的深层发酵法。
青霉素发现者弗莱明
•程序
沙土管菌种
↓ 转移到固体琼脂斜面培养基上，24℃培养5-6天，获得芽孢
↓ 芽孢悬浮于无菌水中，进行摇瓶培养
பைடு நூலகம்
↓ 进入移种瓶培养
↓ 进种子罐，接种量为5%-10%