大学医学毕业论文 发酵技术在生物制药中的应用 - 副本

发酵技术在生物制药中的应用

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河北化工医药职业技术学院

2016年 12 月

目录

摘要 (3)

绪论 (4)

§1发酵的定义及发展简史 ...................... 错误！未定义书签。§2微生物发酵在生物制药的基本过程............. 错误！未定义书签。§3发酵在中药中的应用 ........................ 错误！未定义书签。§4抗生素与酶制剂的生产 ..................... 错误！未定义书签。§5结束语 .................................... 错误！未定义书签。参考文献..................................... 错误！未定义书签。4致谢. (25)

发酵技术在生物制药中的应用

摘要

发酵工程制药是利用微生物的代谢过程，所生产药物的生物技术。例如人们普遍认知的抗生素、氨基酸以及维生素等。而发酵工程的制药在研究也主要在微生物菌种的筛选和改良上，还有极为重要的产品后处理也就是分离纯化。

关键词

发酵工程制药菌种筛选

绪论

微生物在生长发育和繁殖过程中，需要不断地从外界环境中摄取营养物质，在体内经过一系列的生化反应，转变成能量和构成细胞的物质，并排出不需要的产物。这一系列的生化过程称为新陈代谢。代谢作用是生物体维持生命活动过程中的一切生化反应的总称。它是生命活动的最基本特征。代谢作用包括分解代谢(异化作用)和合成代谢(同化作用)。分解代谢是指生物体将各种营养物质和细胞物质降解成简单的产物，即由大分子物质降解成小分子物质并产生能量的过程。合成代谢是指将分解代谢所提供的或从环境中所吸收的小分子物质合成大分子物质的过程。分解代谢为合成代谢提供原料和能量，而合成代谢又为分解代谢提供物质基础，两者相互对立而又统一，在生物体内偶联着进行，使生命繁衍不息。

⒈发酵的定义及发展简史

发酵现象早巳被人们所认识，但了解它的本质却是近200年来的事。英语中发酵一词fermentation是从拉丁语fervere派生而来的，原意为“翻腾”，它描述酵母作用于果汁或麦芽浸出液时的现象。沸腾现象是由浸出液中的糖在缺氧条件下降解而产生的二氧化碳所引起的。也就是说，发酵是在厌氧条件下，原料糖经酵母菌等生物细胞的作用进行分解代谢、向菌体提供能量，从而得到原料风界产物酒精和二氧化碳。然而不同的对象有不同的意义:

(1)微生物生理学严格定义的发酵有机物被生物体氧化降解成氧化产物并释放能量的过程统称为生物氧化. 微生物生理学把生物氧化区分为呼吸和发酵，因此，发酵是生物氧化的一种方式,即在没有外源最终电子受体的条件下，化能异养型微生物细胞对能源有机化合物的氧化与内源的（已经经过该细胞代谢的）有机化合物的还原相耦合，一般并不发生经包含细胞色素等的电子传递链上的电子传递和电子传递磷酸化，而是通过底物（激酶的底物）水平磷酸化来获得代谢能ATP；能源有机化合物释放的电子的一级电子载体NAD，以NADH的形式直接将电子交给内源的有机电子受体而再生成NAD，同时将后者还原成发酵产物（不完全氧化的产物）。细胞中的NAD是有限的，如果作为一级电子载体的辅酶NAD不能得到再生，就不能被回用，有效的电子载体就会愈来愈少，脱氢反应就不能持续进行下去了。因此辅酶NAD的再生是生物氧化（包括发酵）继续进行下去的必要条件。

(2)工业生产上定义的发酵工业微生物学家把发酵扩展到利用

微生物来制得产物的需氧和厌氧的任何过程。工业生产上笼统地把一切依靠微生物的生命活动而实现的工业生产均称为“发酵”。并广泛应用于发酵工艺，形成了各类型的微生物发酵工业，生产出不同类型的代谢产物，如医药、食品等的发酵产品。近百年来，随着科学技术的进步，发酵技术发生了划时代的变革，已经从利用自然界中原有的微生物进行发酵生产的阶段进入到，按照人的意愿改造成具有特殊性能的微生物以生产人类所需要的发酵产品的新阶段。

(3) 专业词汇“发酵（fermentation）”

“发酵”作为专业词汇其含义不但覆盖发面制作大饼、油条、馒头、包子，更重要的是指用发酵的手段工业化生产酒及酒精饮料。饲料及饲料添加剂、药品、化工材料等等。

⒉发酵工业的发展在 A.van列文虎克用自制的显微镜发现微生物之前，古代巴比伦人（公元前6000）早已会制造类似现代啤酒的饮料，古代埃及人（公元前4000）早已会利用酵母菌所产生的二氧化碳来发面。中国龙山文化时期（公元前2000）出现大量酒器，表明当时酿酒技术已很发达。贾思勰的《齐民要术》(533～544)详细记载了中国古代酿酒、制曲、制酱、沤麻和制取靛蓝等多种利用微生物的生产技术。1887年，挪威细菌学家G.H.A.汉森将纯种酵母菌用于生产啤酒，随后，便有人设计制造了便于灭菌的密闭式发酵罐。由于应用R.科赫所创立的微生物纯培养技术，人们能够利用控制特定微生物发酵生产特定产品。19世纪末，E.毕希纳证明微生物发酵是由酶催化的化学反应。第一次世界大战时期建立了生产丙酮、丁醇和甘油

的发酵工厂，加速了工业微生物学的发展。

20世纪40年代,开始生产青霉素,这是人类在利用工业微生物方面的又一重大成就。此后，发酵工业中广泛采用了深层培养法进行青霉素的工业化生产并大量制出酶制剂、柠檬酸、维生素、甾体激素及其他抗生素。中国现代工业微生物学是从20世纪20年代开始发展的。50年代以后，传统的微生物发酵产品有了明显的改良和发展，并逐渐形成比较完善的现代化发酵工业体系。有机酸、酶制剂、氨基酸和维生素等的发酵生产。现代微生物工程不仅使用微生物细胞，也可以使用动物和植物的细胞来进行发酵，以生产出对人类有用的各种生物产品。例如利用培养罐可以大量培养出杂交瘤细胞，生产出用于疾病诊断和治疗的单克隆抗体等生物工程药品。

2 微生物发酵在生物制药的基本过程

微生物在生长发育和繁殖过程中，需要不断地从外界环境中摄取营养物质，在体内经过一系列的生化反应，转变成能量和构成细胞的物质，并排出不需要的产物。这一系列的生化过程称为新陈代谢。代谢作用是生物体维持生命活动过程中的一切生化反应的总称。它是生命活动的最基本特征。代谢作用包括分解代谢(异化作用)和合成代谢(同化作用)。分解代谢是指生物体将各种营养物质和细胞物质降解成简单的产物，即由大分子物质降解成小分子物质并产生能量的过程。合成代谢是指将分解代谢所提供的或从环境中所吸收的小分子物质合成大分子物质的过程。分解代谢为合成代谢提供原料和能量，而合