優化青霉素發酵帶放再培養工藝

王國信

【摘 要】隨著社會的不斷發展，我國的醫療行業發展迅速，青霉素作為醫療行業中重要的一種藥品，受到了社會各界極大的歡迎，對于青霉素的發酵帶放再培養工藝有利于實現青霉素制作工藝的提升和優化，能夠實現青霉素產品質量的提升。本文首先分析了傳統的青霉素發酵工藝的流程，其次分析了青霉素發酵帶放再培養工藝的優勢和流程，最后對青霉素發酵帶放再培養優化工藝進行了總結，以期實現青霉素發酵工藝的優化和發展。

【關鍵詞】青霉素;發酵;發酵帶放;再培養

一、傳統青霉素發酵工藝概述

1.1傳統青霉素發酵工藝的原理

青霉素由于其成本低、功能性強，應用范圍較廣，被應用于各行各業。青霉素的發酵工藝的水平直接決定了青霉素的發酵進度和產品質量。企業要想實現核心競爭力，就必須創新青霉素的發酵工藝，掌握青霉素發酵工藝的優化方法。傳統的青霉素發酵工藝的方法采用的是分批補充原料，分批發酵的方法，青霉素米孢子通過接種至種子罐無菌培養基，孢子在一定罐溫、通氣培養條件下發芽生長，經過一定周期后青霉菌菌絲生長達到一定菌絲量至對數生長末期，移入發酵罐無菌培養基培養。青霉素的發酵必須選擇有適宜溫度的和充足空氣的環境，并且按照青霉素的發酵方向，及時補充一定的碳元素和氮元素，保持青霉素的發酵環境具備充足的養分。只有在保證充足養分的前提下，才能夠確保青霉素產生大量的菌絲體，菌絲體會吸收大量的營養物質，從而進行代謝，在此過程中產生大量的抗生素，增強了青霉素的藥效和功能性。青霉素在發酵過程中也應該避免過量的養分，因為產生大量的菌絲體之后就會刺激細胞的增長，細胞在增長過程中會消耗大量的氧氣和營養物質，導致后期由于養分消耗過量造成的青霉素發酵過程變慢。

1.2傳統青霉素發酵工藝的不足

青霉素的發酵過程較長，一般為二百個小時，在此過程中，增加補充原料的系數和數量，就會刺激青霉素的過快發酵，為了提高青霉素的發酵速度，降低發酵的成本，應該對發酵的環節進行多次投放原料，保證菌絲達到最佳的濃度，并且在菌絲進行生長和轉化的過程中，要及時的給予原料的投放，但是也不能夠一次投料過或頻繁的進行投放。因為短期內的發酵不能夠使得營養完全吸收，也不能夠實現青霉素的純凈度，導致青霉素產品的純凈度較低，會削弱青霉素的藥性和功能。過多或者過頻繁的投放原料，就會造成菌絲的過量代謝，產生大量的污染物，會污染青霉素的發酵環境，同時過量的原料也不會被菌絲完全的吸收，造成原料的浪費，增加了青霉素的發酵成本。為了減少菌絲的代謝產生的污染物，降低發酵成本，應該投放適量的原料。

二、帶放再培養工藝概述

2.1帶放再培養工藝的原理

青霉素的發酵過程十分復雜，為了實現青霉素的完全發酵，降低發酵的成本，就應該采取多種方法進行實驗，選擇原料消耗較低、代謝較快的發酵方法。為了掌握在適宜的環境下，原料投放的次數和原料投放的數量最適宜的情況，應該進行多次的實驗研究，掌握在最適宜的青霉素發酵狀態，只有按照實驗所得的數據進行原料的投放和溫度的設定，就會實現有效的發酵過程。帶放再培養工藝顧名思義就是要利用到帶放罐，對于在發酵過程中產生的無菌料液進行收集，并且實現二次的發酵，在二次發酵過程中就會實現新的菌絲的生長和繁殖。新菌絲的生長速度和生長的狀態對于青霉素的發酵過程和青霉素的發酵質量起到了重要的影響，因此應該關注到新菌絲的生長，通過進行二次發酵和帶放再培養的方法實現新菌絲的培養。在后期通過調節罐中的溫度和營養濃度，保證新菌絲健康的生長環境。同時，帶放罐能夠實現新菌絲適宜的生長環境，這種方法能夠保證單罐批發酵液產量穩定增長，并且菌絲的生長率會增加百分之三，增加青霉素產品的質量。

2.2帶放再培養工藝的流程

2.2.1試驗材料

菌種：產黃青霉菌種

培養基（發酵培養基）：玉米漿、葡萄糖、硫酸銨、磷酸二氫鉀、無水硫酸鈉、碳酸鈣、苯乙酸、玉米油、消沫劑等。

2.2.2試驗方法

在實驗的過程中應該選擇體積適中的發酵罐，發酵罐的體積一般為四十立方米到五十立方米之間，這樣做的目的是為了增加養分濃度，節約養分和原料的成本，同時還能夠輕松達到氧氣的濃度，增加發酵的質量。培養基選擇發酵罐體積的三分之二、二分之一、三分之一和四分之一的比。首先消滅細菌，當全部細菌消除完畢之后，將罐子內部引入帶放料液，然后對帶放液體和原料進行充分的混合，保證罐內溫度在二十五度左右，罐子內部的氣壓在零點零六MPa左右，通氣比例在一比一內。并且及時觀察罐子內部的發酵環境，根據發酵的進度及時調整氧氣和原料投放的進度。

2.3結果與分析

通過對五個實驗組的實驗，我們可以看出不同實驗組的生長速度也不相同。我們限定了五組的發酵周期都是一樣的，對于發酵的培養基數量不同，我們可以看出培養基比例越大的實驗組，產生的菌絲數量和菌絲的濃度是越大的，并且菌絲的生長速度也是越快的。相反，培養基比例越小的實驗組，菌絲的濃度也越低，菌絲的生長速度也越慢。可見培養基的比例也菌絲的生長速度和濃度成正比。

根據不同的實驗組可以得出，在培養基比例達到三分之一的情況下，此時的帶放菌絲體生長速度最佳，按照此比例進行青霉素的發酵，能夠達到最佳的發酵效果。但是隨著培養基比例的增大，導致菌絲的生長速度變慢，菌絲的自溶晚。同時，隨著培養基的比例減小，菌絲的生長速度同樣會降低，菌絲的自溶早。根據試驗結果，我們確定了使用三分之一的培養基比例的情況下帶放再培養工藝最合理，提高單罐批發酵產量得率15%，增大發酵液產量明顯。而且提高了同體積的發酵單位，實現了增產不增污達到了清潔生產。

三、優化青霉素發酵帶放再培養工藝的實驗結論

本次實驗得出了一個重要的結論，就是營養物質在達到一定的濃度下才會實現發酵流程的優化，但是隨著濃度的過高，菌絲的生長速度也會減弱。在此情況下，保證了菌絲最佳的生長環境，最大程度上減小了發酵的原料成本。此種工藝單罐批發酵產量提高15%。

總結

綜上所述，優化青霉素的發酵工藝不僅能夠實現發酵成本的降低，同時也能夠實現青霉素產品的質量，推動醫藥行業和其他行業的發展。優化青霉素的發酵工藝應該在傳統發酵工藝的基礎上進行帶放再培養工藝，實現青霉素發酵工藝的優化。

參考文獻：

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（作者單位：河北華北制藥華恒藥業有限公司）