工藝篇1-青霉素發(fā)酵生產(chǎn)《發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)》課程食品生物學(xué)院何敏教授2022-04青霉素概述printthepresentationandmakeitintoafilmawiderfield01生產(chǎn)菌種printthepresentationandmakeitintoafilmawiderfield02原料處理printthepresentationandmakeitintoafilmawiderfield03工藝參數(shù)printthepresentationandmakeitintoafilmawiderfield04CONTENTS目錄青霉素概述青霉素的發(fā)現(xiàn)青霉素的分類青霉素的分子結(jié)構(gòu)01青霉素臨床應(yīng)用進(jìn)一步研究此菌，并從培養(yǎng)液中制出了干燥的青霉素制品。經(jīng)實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)證明，它毒性很小，并對一些革蘭氏陽性菌所引起的許多疾病有卓越的療效。19401928英國Florey和Chain發(fā)現(xiàn)污染在培養(yǎng)葡萄球菌的雙蝶上的一株霉菌能殺死周圍的葡萄球菌。他將此霉菌分離純化后得到的菌株經(jīng)鑒定為點(diǎn)青霉，并將這菌所產(chǎn)生的抗生物質(zhì)命名為青霉素。英國細(xì)菌學(xué)家Fleming01青霉素的發(fā)現(xiàn)這是第一種能夠治療人類疾病的抗生素（Benzylpenicillin/Penicillin）單選題青霉素的發(fā)現(xiàn)者是：弗萊明巴斯德列文虎克科赫ABCD與青霉素研發(fā)無關(guān)的人是：弗萊明弗洛里郭霍錢恩EFGH（科赫，德，醫(yī)生）（英）病理學(xué)家（英）生化學(xué)家提交單選題1分此題未設(shè)置答案，請點(diǎn)擊右側(cè)設(shè)置按鈕青霉素發(fā)酵液中含有5種以上天然青霉素（如青霉素F、G、X、K、F和V等），它們的差別僅在于側(cè)鏈R基團(tuán)的結(jié)構(gòu)不同，其中青霉素G

在醫(yī)療中用得最多，它的鈉或鉀鹽為治療革蘭氏陽性菌的首選藥物，對革蘭氏陰性菌也有強(qiáng)大的抑制作用。分類分子結(jié)構(gòu)03青霉素的分類青霉素是6－氨基青霉烷酸（6-aminopenicillanicacid,6-APA）苯乙酰衍生物。側(cè)鏈基團(tuán)不同，形成不同的青霉素，主要是青霉素G。工業(yè)上應(yīng)用的有鈉、鉀、普魯卡因、二芐基乙二胺鹽。02青霉素的分子結(jié)構(gòu)青霉素類抗生素是β-內(nèi)酰胺類中一大類抗生素的總稱臨床應(yīng)用時長1943年10月，英國牛津大學(xué)病理學(xué)家霍華德·弗洛里和美國軍方簽訂了首批青霉素生產(chǎn)合同。青霉素在二戰(zhàn)末期橫空出世，迅速扭轉(zhuǎn)了盟國的戰(zhàn)局。戰(zhàn)后，青霉素更得到了廣泛應(yīng)用，拯救了數(shù)以千萬人的生命。到1944年，藥物的供應(yīng)已經(jīng)足夠治療第二次世界大戰(zhàn)期間所有參戰(zhàn)的盟軍士兵。因這項(xiàng)偉大發(fā)明，1945年，弗萊明、弗洛里和錢恩因“發(fā)現(xiàn)青霉素及其臨床效用”而共同榮獲了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎?？舍t(yī)治的疾病青霉素是一種高效、低毒、臨床應(yīng)用廣泛的重要抗生素，它的研制成功大大增強(qiáng)了人類抵抗細(xì)菌性感染的能力，帶動了抗生素家族的誕生。繼青霉素之后，鏈霉素、氯霉素、土霉素、四環(huán)素等抗生素不斷產(chǎn)生，增強(qiáng)了人類治療傳染性疾病的能力。1．流行性腦脊髓膜炎2．放線菌病3．淋病4．奮森咽峽炎5．萊姆病6．多殺巴斯德菌感染7．鼠咬熱8．李斯特菌感染9．除脆弱擬桿菌以外的許多厭氧菌感染控制金黃色葡糖球菌、鏈球菌、肺炎雙球菌、淋球菌、腦膜炎雙球菌、螺旋體等引起感染，對大多數(shù)革蘭氏陽性菌（如金黃色葡萄球菌）和某些革蘭氏陰性細(xì)菌及螺旋體有抗菌作用。04青霉素的臨床應(yīng)用問題1：中國第一批國產(chǎn)青霉素誕生時間地點(diǎn)？問題2：青霉素為什么對人的毒性?。苛魧W(xué)回來的樊慶笙與當(dāng)時的衛(wèi)生署防疫處長湯飛凡用從美國得來的3株青霉素菌種，1944年底在北京制作出第一批5萬單位／瓶的盤尼西林，中國成為世界上造出盤尼西林的七個國家之一。湯飛凡：中國疫苗之父、衣原體之父樊慶笙：中國青霉素之父湖南醴陵人。著名微生物學(xué)家、病毒學(xué)家，1921年，長沙湘雅醫(yī)學(xué)院獲醫(yī)學(xué)博士學(xué)位。1921-1924年于北京協(xié)和醫(yī)院進(jìn)修。1925-1929年美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院細(xì)菌學(xué)系深造并工作。1929-1937年于中央大學(xué)醫(yī)學(xué)院（后改稱上海醫(yī)學(xué)院）任副教授、教授。1938年任中央防疫處處長。1947年當(dāng)選國際微生物學(xué)會理事。后任衛(wèi)生部北京生物制品研究所所長、國家菌種保藏委員會主任委員、中華醫(yī)學(xué)會理事等。1957年，當(dāng)選為中國科學(xué)院學(xué)部委員（院士）。江蘇常熟人青霉素命名之人青霉素單位目前國際上青霉素活性單位表示方法有兩種：一是指定單位（unit）；二是活性質(zhì)量（μg），最早為青霉素規(guī)定的指定單位是：50mL肉湯培養(yǎng)基中恰能抑制標(biāo)準(zhǔn)金葡萄菌生長的青霉素量為一個青霉素單位。在以后，證明了一個青霉素單位相當(dāng)于0.6μg青霉素鈉。因此青霉素的質(zhì)量單位為:0.6μg青霉素鈉等于1個青霉素單位。由此，1mg青霉素鈉等于1670

個青霉素單位(unit)。青霉素生產(chǎn)菌種Theusercandemonstrateonaprojectororcomputer,orprintthepresentationandmakeitintoafilmtobeusedinawiderfield種子擴(kuò)培接種量接種齡擴(kuò)培級數(shù)02種子擴(kuò)培“三要素”青霉是產(chǎn)生青霉素的重要菌種。廣泛分布于空氣、土壤和各種物上，常生長在腐爛的柑桔皮上呈青綠色。目前已發(fā)現(xiàn)幾百種，其中產(chǎn)黃青霉(Penicillum

chrysogenum)、點(diǎn)青霉(Penicillum

nototum)等都能大量產(chǎn)生青霉素。一級種子罐(發(fā)芽罐)二級種子罐(繁殖罐)三級種子罐(生產(chǎn)罐)產(chǎn)黃青霉(Penicillumchrysogenum)點(diǎn)青霉(Penicillumnototum)（1）青霉素發(fā)酵生產(chǎn)是做的幾級種子幾級發(fā)酵？一級種子，一級發(fā)酵一級種子，二級發(fā)酵二級種子，三級發(fā)酵三級種子，四級發(fā)酵菌種：霉菌（點(diǎn)青霉、產(chǎn)黃青霉）一級種子罐搖瓶二級種子罐發(fā)酵罐實(shí)驗(yàn)室制種繁殖罐發(fā)芽罐生產(chǎn)罐（2）谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)是做的幾級種子幾級發(fā)酵？細(xì)菌（短棒桿菌等）ABCD生產(chǎn)菌種01孢子制備02產(chǎn)黃青霉、點(diǎn)青霉等常用菌種保藏菌種孢子→斜面萌發(fā)后的孢子→斜面活化產(chǎn)生的孢子→種子孢子制備過程采樣、增殖培養(yǎng)、純種分離、性能測定分離方法種子制備03搖瓶培養(yǎng)（一級種子）→種子罐培養(yǎng)（二級種子）種子制備過程實(shí)驗(yàn)室制種二級種子罐發(fā)酵罐繁殖罐發(fā)芽罐生產(chǎn)罐一級種子罐種子車間制種發(fā)酵車間生產(chǎn)原料處理原料成分消泡劑前體物質(zhì)原料滅菌03C源：乳糖或葡萄糖，也可采用葡萄糖母液、糖蜜等。其中乳糖最為便宜，但因貨源較少，很多國家采用葡萄糖代替。但當(dāng)葡萄糖濃度超過一定限度時，會過分加速菌體的呼吸，以至培養(yǎng)基中的溶解氧不能滿足需要，使一些中間代謝物不能完全氧化而積累在菌體或培養(yǎng)基中，導(dǎo)致pH下降，影響某些酶的活性，從而抑制微生物的生長河產(chǎn)物的合成。碳酸鈣用來中和發(fā)酵過程中產(chǎn)生的雜酸，并控制發(fā)酵液的pH值，為菌體提供營養(yǎng)的無機(jī)磷源一般采用磷酸二氫鉀。另外加入硫代硫酸鈉或硫酸鈉以提供青霉素分子中所需的硫。N源：有機(jī)氮源為玉米漿、棉籽餅粉、花生餅粉、酵母粉、蛋白胨等。玉米漿為較理想。有機(jī)氮源還可以提供一部分有機(jī)磷，供菌體生長。無機(jī)氮如硝酸鹽、尿素、硫酸銨等可適量使用。前體：苯乙酸或苯乙酰胺，可以借?；D(zhuǎn)移的作用，將苯乙酸轉(zhuǎn)入青霉素分子，提高青霉素G的生產(chǎn)強(qiáng)度，添加苯氧乙酸則產(chǎn)生青霉素V。前體要在發(fā)酵開始20h后加入，并在整個發(fā)酵過程中控制在50μg/ml左右02培養(yǎng)基配制及滅菌消泡劑：豆油（植物油）或聚酯、聚醇類（化學(xué)消泡劑）培養(yǎng)基配制04培養(yǎng)基滅菌05碳源、氮源、無機(jī)鹽、生長因子、前體、消泡劑培養(yǎng)基組成實(shí)罐滅菌：預(yù)熱和加熱連續(xù)滅菌：培養(yǎng)基在連消塔滅菌和發(fā)酵罐空消培養(yǎng)基滅菌青霉素分子結(jié)構(gòu)通式青霉素發(fā)酵添加的前體物質(zhì)是什么？苯乙酸:分子量136分批滅菌連消塔工藝參數(shù)及控制意義與目的參數(shù)控制裝置參數(shù)分類參數(shù)控制方法041234561-菌種篇2-原料篇4-工藝篇3-設(shè)備篇發(fā)酵設(shè)備——好氧發(fā)酵罐由于現(xiàn)在還有一些工廠采用鐵罐發(fā)酵，在發(fā)酵過程中鐵離子便逐漸進(jìn)入發(fā)酵液。發(fā)酵時間愈長，則鐵離子愈多。鐵離子在40μg/ml以上便會影響青霉素的合成。采用鐵絡(luò)合劑以抑制鐵離子的影響，但實(shí)際對青霉素產(chǎn)量并無改進(jìn)。所以青霉素的發(fā)酵罐采用不銹鋼制造為宜，其他重金屬離子如銅、汞、鋅等能催化青霉素的分解反應(yīng)。三價(jià)鐵離子對青霉素生物合成有顯著影響，一般若發(fā)酵液中鐵離子含量超過

30～40μg/ml，則發(fā)酵單位增長緩慢。因此鐵罐在使用前必須進(jìn)行處理，可在罐壁涂上環(huán)氧樹脂等保護(hù)層，使鐵離子含量控制在30μg/ml以下。DO>30%生產(chǎn)車間（發(fā)酵車間）工藝參數(shù)與控制這一過程的目的主要是為了使微生物分泌大量的抗生素。發(fā)酵開始前，有關(guān)設(shè)備和培養(yǎng)基必須先經(jīng)過滅菌，后接入種子。接種量一般為5～20%。發(fā)酵周期一般為4～5天，但也有少于24小時，或長達(dá)二周以上的。在整個過程中，需要不斷通氣和攪拌，維持一定的罐溫和罐壓，并隔一段時間取樣進(jìn)行生化分析和無菌試驗(yàn)，觀察代謝變化、抗生素產(chǎn)生情況和有無雜菌污染。罐內(nèi)發(fā)生了什么故事呢？意義微生物個體極微小，肉眼無法看見，要了解它的代謝狀況，只能從分析一些參數(shù)來判斷，它顯示了發(fā)酵過程中微生物的主要代謝變化（狀態(tài)參數(shù)）在線參數(shù)在線檢測參數(shù)指不經(jīng)取樣直接從發(fā)酵罐上安裝的儀表（傳感器）上得到的參數(shù)，如溫度、pH、攪拌轉(zhuǎn)速；優(yōu)點(diǎn)：即時、省力，便于計(jì)算機(jī)控制困難：傳感器①經(jīng)受高溫滅菌②使用性能③氣泡干擾④滅菌死角⑤成本昂貴，質(zhì)量不理想分類按性質(zhì)分可分三類：物理參數(shù)：溫度、攪拌轉(zhuǎn)速、攪拌功率、壓力、空氣流量、粘度、濁度等；化學(xué)參數(shù)：基質(zhì)濃度（包括糖、氮、磷）、溶解氧濃度、pH、產(chǎn)物濃度、二氧化碳濃度、核酸量等生物參數(shù)：菌絲形態(tài)、菌濃度、菌體比生長速率、呼吸強(qiáng)度、基質(zhì)消耗速率、關(guān)鍵酶活力等離線參數(shù)離線檢測參數(shù)指取出樣后測定得到的參數(shù)，如殘?zhí)?、NH2-N、菌體濃度。檢測方法有：儀器檢測、化學(xué)分析檢測按檢測手段分可分二類：直接參數(shù)：通過儀器或其它分析手段可以測得的參數(shù)，如溫度、pH、殘?zhí)堑取Ｓ址譃樵诰€檢測參數(shù)和離線檢測參數(shù)間接參數(shù)：將直接參數(shù)經(jīng)過計(jì)算得到的參數(shù)，如攝氧率、KL·a（溶氧系數(shù)）等傳感器(探頭)現(xiàn)有的傳感器有：溫度計(jì)壓力表轉(zhuǎn)速泡沫探頭pH計(jì)DO計(jì)（測溶氧）pH計(jì)DO計(jì)發(fā)酵工藝參數(shù)發(fā)酵罐自動控制裝置自動控制裝置【注】工業(yè)規(guī)模發(fā)酵罐電動機(jī)多為轉(zhuǎn)速固定，在運(yùn)行過程中無法調(diào)整轉(zhuǎn)速測定元件控制部分執(zhí)行元件1.溫度2.pH值3.泡沫4.溶氧空氣流量罐壓攪拌轉(zhuǎn)速監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控項(xiàng)目溫度計(jì)換熱裝置pH計(jì)流加酸堿系統(tǒng)視鏡、泡沫探頭消泡劑儲罐彈簧壓力表進(jìn)氣、排氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)進(jìn)氣系統(tǒng)變速電動機(jī)變速電動機(jī)閥門、泵、開關(guān)等DO計(jì)空氣流量、罐壓、攪拌轉(zhuǎn)速溶氧DO值泡沫在線監(jiān)測溶氧(DO值)pH值溫度罐壓傳感器中控箱屏幕顯示在線參數(shù)樣液分析離線監(jiān)測取樣菌體形態(tài)菌體濃度殘?zhí)菨舛犬a(chǎn)物濃度無菌試驗(yàn)(染菌防控)實(shí)驗(yàn)室檢測離線參數(shù)發(fā)酵過程主要監(jiān)控的參數(shù)及方法￢自動與手動參數(shù)監(jiān)測方法控制手段對發(fā)酵的影響(意義)檢測方法分類溶氧濃度DO計(jì)（電極）通氣、攪拌、罐壓菌體生長、產(chǎn)物合成pH值pH計(jì)（電極）加酸或加堿、補(bǔ)料系統(tǒng)調(diào)節(jié)酶的活性、細(xì)胞膜、代謝方向溫度溫度計(jì)夾套.蛇管.列管菌體生長、產(chǎn)物合成泡沫泡沫電極機(jī)械消泡(消泡器)化學(xué)消泡(消泡劑)降低溶氧、造成逃液容易染菌、弊大于利菌體濃度取樣分析(測OD值)調(diào)整基質(zhì)濃度等直接影響供氧菌體形態(tài)取樣分析(鏡檢)調(diào)整溫度等直接影響產(chǎn)率基質(zhì)濃度如殘?zhí)菨舛热臃治?如斐林試劑法)中間補(bǔ)料控制某種基質(zhì)濃度，如碳源菌體生長.產(chǎn)物形成發(fā)酵液特性產(chǎn)物濃度取樣分析通氣，攪拌等菌體生長、產(chǎn)物合成、發(fā)酵液酸堿平衡在線監(jiān)測（有相應(yīng)的傳感器，可在線直接測得數(shù)據(jù)）離線檢測（無相應(yīng)的傳感器，通過樣液分析獲得數(shù)據(jù)）影響產(chǎn)率8個基礎(chǔ)參數(shù)C源乳糖最佳但比較缺，因?yàn)槠咸烟且妆痪w氧化并產(chǎn)生抑制抗生素合成酶形成的物質(zhì)，從而影響青霉素的合成，可以采用連續(xù)添加葡萄糖的方法代替乳糖。≈5kg/m3.

葡萄糖流加法pH如pH過高，則添加糖、硫酸或無機(jī)氮源；若pH過低，則加入碳酸鈣、氫氧化鈉、氨水或尿素，也可提高通氣量。另外，也可利用自動加入酸或堿的方法，使發(fā)酵液pH維持在6.8～7.2，以提高青霉素產(chǎn)量。流加原料或增加通氣量溫度青霉菌生長的適宜溫度為30℃，而分泌青霉素的適宜溫度是20℃左右，因此生產(chǎn)上采用變溫控制的方法，使之適合不同階段的需要。一般一級種子的培養(yǎng)溫度控制在27±1℃左右；二級種子的培養(yǎng)溫度控制在25±1℃左右；發(fā)酵前期和中期的溫度控制在26℃左右；發(fā)酵后期的溫度控制在24℃左右。25℃變溫控制法補(bǔ)料補(bǔ)加氮源也可提高發(fā)酵單位。在發(fā)酵60～70h開始分次補(bǔ)加硫酸銨苯乙酸或其衍生物苯乙酰胺、苯乙胺、苯乙酰甘氨酸等均可作為青霉素G的側(cè)鏈前體。菌體對前體的利用有兩個途徑：直接結(jié)合到產(chǎn)物分子中或作為養(yǎng)料和能源利用，即氧化為二氧化碳和水。前體究竟通過哪個途徑被菌體利用，主要取決于培養(yǎng)條件以及所用菌種的特性。一般發(fā)酵液中前體濃度以始終維持在0.1%為宜。<1kg/m3.

N源、前體泡沫化學(xué)消泡法植物油：大豆油、玉米油等——天然消泡劑消泡劑：聚酯、聚醇類等——如泡敵（化學(xué)消泡劑）例如：

青霉素發(fā)酵生產(chǎn)參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)性：溶氧---通風(fēng)量---罐壓力1-溶氧（DO）：微生物只能利用溶解在發(fā)酵液中的氧！氧的傳遞液膜液膜細(xì)胞氣泡氣液界面固液界面O2分子液相主體供氧耗氧細(xì)胞膜阻力：由于氧是難溶于水的氣體，所以主要阻力來自于從氣液界面?zhèn)鬟f到液膜的傳遞阻力；動力：氣相與細(xì)胞內(nèi)的氧分壓之差或濃度差。供氧方面的阻力需氧方面的阻力C*——溶氧濃度CL氧的飽和濃度溶氧濃度（DO）影響——菌體生長速度及產(chǎn)物合成方向例如：供氧對谷氨酸發(fā)酵的影響例如供氧不足供氧適中供氧過量谷氨酸產(chǎn)生菌乳酸琥珀酸谷氨酸谷氨酰胺α-酮戊二酸關(guān)于溶氧DODO檢測：在位滅菌的DO電極進(jìn)行在線監(jiān)測變化原因：基質(zhì)代謝產(chǎn)物形成菌體自溶影響發(fā)酵：酶的活性；培養(yǎng)基的酸堿度；代謝方向pH調(diào)節(jié)：補(bǔ)料調(diào)節(jié)（如生理酸或堿性物質(zhì)）加酸堿調(diào)節(jié)pH監(jiān)測和控制方式發(fā)酵過程pH會發(fā)生變化的原因？pH變化對發(fā)酵的影響？2-pH值pH控制是一項(xiàng)非常細(xì)致的工作，不僅考慮最佳pH值，而且要根據(jù)生長階段考察對pH的要求。在pH控制中還要采用合適的調(diào)節(jié)方法。pH檢測：在位滅菌的復(fù)合pH電極進(jìn)行在線監(jiān)測關(guān)于pH值變化原因：生產(chǎn)菌在生長繁殖時產(chǎn)生大量熱量影響發(fā)酵：酶的活性；氧的溶解度菌體生長速度；產(chǎn)物合成速度；產(chǎn)物合成方向溫度調(diào)控：選擇最適溫度；控溫裝置（夾套、蛇管、盤管等）溫度計(jì)在線監(jiān)測溫度監(jiān)測和控制方式發(fā)酵過程溫度發(fā)生變化的原因？溫度變化對發(fā)酵的影響？3-溫度溫度控制是一項(xiàng)很重要的工作，不僅考慮最佳溫度，而且要根據(jù)生長階段考察對溫度的要求。在溫度控制中還要采用分不同階段控溫等合適的調(diào)節(jié)方法。例如低于30℃30-35℃高于35℃金色鏈霉菌金霉素四環(huán)素金霉素四環(huán)素例如：四環(huán)素發(fā)酵關(guān)于溫度℃溫度檢測：溫度計(jì)進(jìn)行在線監(jiān)測變化原因：通入空氣；發(fā)酵液的發(fā)泡性物質(zhì)不利發(fā)酵：降低生產(chǎn)能力；引起原料浪費(fèi)；不利菌體呼吸；增加染菌機(jī)會；導(dǎo)致產(chǎn)物損失；造成后序困難。泡沫控制：物理消泡（消泡器）化學(xué)消泡（消泡劑）泡沫監(jiān)測和控制方式發(fā)酵過程泡沫產(chǎn)生的原因？泡沫對發(fā)酵的不利影響？4-泡沫泡沫是氣體被分散在少量液體中的膠體體系。泡沫間被一層液膜隔開而彼此不相連通，對發(fā)酵影響較大。泡沫檢測：在位滅菌的泡沫傳感器進(jìn)行在線監(jiān)測關(guān)于泡沫泡沫消除方法物理消泡——消泡器原理：靠機(jī)械力引起強(qiáng)烈振動或者壓力變化，促使泡沫破裂，或借機(jī)械力將排出氣體中的液體加以分離回收.方法：罐內(nèi)消沫法；罐外消沫法優(yōu)點(diǎn)：不需要引進(jìn)外界物質(zhì)、節(jié)省原材料、減少污染機(jī)會缺點(diǎn)：不能根本上消除引起穩(wěn)定泡沫的因素化學(xué)消泡——消泡劑原理：由于消泡劑本身的表面張力低于發(fā)泡體系，當(dāng)消泡劑接觸到氣泡表面時，使氣泡膜局部的表面張力降低，力的平衡受到破壞，此處為周圍表面張力較大的膜所牽引，最后導(dǎo)致氣泡破裂。種類和性能：表面活性劑，具有較低的表面張力天然油脂——常用的有玉米油、米糠油、豆油、棉子油、魚油及豬油等。聚醚類——應(yīng)用較多的是聚氧丙烯甘油（GP）和聚氧乙烯氧丙烯甘油(又稱泡敵)(GPE)。高級醇類——十八醇是較常用的一種，可以單獨(dú)或與載體—起使用。據(jù)報(bào)導(dǎo)，它與冷榨豬油一起控制青霉素發(fā)酵的泡沫，效果較好。聚二醇具有消沫效果持久的特點(diǎn)，尤其適用于霉菌發(fā)酵。硅酮類——聚二甲基硅氧烷及其衍生物，較適于微堿性細(xì)菌的發(fā)酵。用量：以達(dá)到消泡效果為準(zhǔn)罐內(nèi)機(jī)械消泡罐外機(jī)械消泡關(guān)于泡沫關(guān)于泡沫泡沫對發(fā)酵過程的影響泡沫的性質(zhì)泡沫是氣體被分散在少量液體中的膠體體系。泡沫間被一層液膜隔開而彼此不相連通。液膜的穩(wěn)定性越高，則泡沫越多、越持久。01泡沫產(chǎn)生的原因由外界引進(jìn)的氣流被機(jī)械地分散形成(通風(fēng).攪拌)發(fā)酵過程中產(chǎn)生的氣體聚結(jié)生成（發(fā)泡性物質(zhì)）02泡沫對發(fā)酵的不利影響降低生產(chǎn)能力（裝料系數(shù)）；引起原料浪費(fèi)（逃液）；影響菌體的呼吸（通氣攪拌↓）；增加了染菌的機(jī)會（逃液）；導(dǎo)致產(chǎn)物的損失（逃液）；消泡劑會給后提取工序帶來困難。03變化原因：菌體代謝細(xì)胞分裂影響發(fā)酵：直接影響產(chǎn)物的產(chǎn)率；影響菌體攝氧率濃度調(diào)節(jié)：改變培養(yǎng)基濃度；中間補(bǔ)料菌體監(jiān)測和控制方式發(fā)酵過程菌體變化的原因？菌體變化對發(fā)酵的影響？5-菌體濃度和菌體形態(tài)菌體濃度和形態(tài)直接反應(yīng)菌體生產(chǎn)狀態(tài)，并直接影響產(chǎn)物的產(chǎn)率。菌體濃度監(jiān)控：取樣檢測OD值或者測干重等離線監(jiān)測菌體形態(tài)監(jiān)控：取樣鏡檢等離線監(jiān)測關(guān)于菌體變化原因：菌體代謝消耗基質(zhì)影響發(fā)酵：菌體生長；產(chǎn)物形成；發(fā)酵液黏度基質(zhì)調(diào)節(jié)：補(bǔ)料調(diào)節(jié)（如限制性基質(zhì)的調(diào)節(jié)）殘?zhí)菨舛缺O(jiān)測和控制方式發(fā)酵過程基質(zhì)濃度變化的原因？基質(zhì)濃度變化對發(fā)酵的影響？6-基質(zhì)濃度（殘?zhí)堑龋執(zhí)堑然|(zhì)濃度控制是一項(xiàng)非常重要的工作，直接影響菌體的生產(chǎn)和產(chǎn)物的合成。基質(zhì)濃度檢測：取樣離線監(jiān)測（如還原糖的斐林試劑法測定）關(guān)于殘?zhí)堑茸兓颍壕w代謝呼吸產(chǎn)生影響發(fā)酵：生長雙重影響；產(chǎn)物雙重影響；CO2調(diào)節(jié)：通氣調(diào)節(jié)攪拌調(diào)節(jié)CO2濃度監(jiān)測和控制方式發(fā)酵過程CO2濃度變化的原因？CO2濃度變化對發(fā)酵的影響？7-產(chǎn)物濃度產(chǎn)物濃度的監(jiān)測直接決定發(fā)酵終點(diǎn)，方法不一CO2濃度檢測：在線尾氣監(jiān)測（或離線檢測）關(guān)于產(chǎn)物等8-CO2濃度CO2濃度直接影響菌體呼吸和代謝發(fā)酵過程主要監(jiān)測參數(shù)基質(zhì)濃度（糖含量等）菌體濃度和菌體形態(tài)直接影響產(chǎn)物的產(chǎn)率；影響菌體攝氧率——臨界菌體濃度；菌體形態(tài)反映菌體生長正常與否。影響菌體生長：基質(zhì)濃度上限影響產(chǎn)物形成：基質(zhì)濃度過大，不利于產(chǎn)物形成。發(fā)酵液中的pH值影響酶的活性影響代謝方向：對菌體的生長和產(chǎn)物的合成產(chǎn)生明顯影響發(fā)酵液中溶氧濃度影響微生物生長——針對需氧微生物影響產(chǎn)物合成的量和合成方向：C溶氧過低——代謝異常，產(chǎn)量降低C溶氧過高——代謝異常，菌體提前自溶發(fā)酵溫度影響各種酶的反應(yīng)速率和蛋白質(zhì)性質(zhì)從而影響微生物生長影響產(chǎn)物合成速度和合成方向；發(fā)酵液中CO2濃度影響微生物生長：促進(jìn)或抑制（雙重作用）影響產(chǎn)物的合成：促進(jìn)或抑制（雙重作用）影響發(fā)酵液的酸堿平衡。目的：最大限度地獲得發(fā)酵產(chǎn)物樣液分析泡沫青霉素分離提?。ê罄m(xù)工藝）菌種斜面搖瓶種子罐原料預(yù)處理配制滅菌空氣空氣壓縮機(jī)儲氣罐過濾除菌發(fā)酵罐發(fā)酵條件控制在線監(jiān)測溶氧(DO值)pH值溫度離線監(jiān)測取樣放罐發(fā)酵液菌體形態(tài)菌體濃度殘?zhí)菨舛犬a(chǎn)物濃度無菌試驗(yàn)(染菌防控)罐壓【總結(jié)】一個典型分批發(fā)酵工藝流程（公式）思考題：將青霉素發(fā)酵套入這個公式，結(jié)果如何？傳感器青霉素發(fā)酵主要工藝指標(biāo)防止染菌：影響染菌的因素很多，而且?guī)щS機(jī)性質(zhì)所用的蒸汽壓力在30～35千帕以上發(fā)酵罐及其附屬設(shè)備應(yīng)注意嚴(yán)密和防止泄漏，避免形成“死角”。凡與物料、空氣、下水道連接的閥門都必須保證嚴(yán)密度。提高空壓機(jī)進(jìn)口空氣潔凈度，防止空氣夾帶油和水及空氣過濾器失效。防止空氣冷卻器漏水，勿使冷卻水壓力大于空氣壓力，防止冷卻水進(jìn)入空氣系統(tǒng)無菌室：用超凈工作臺及凈化室代替無菌室，以提高無菌程度。在線監(jiān)測參數(shù)正常范圍1溶氧濃度（DO值）＞30%2pH值6.8---7.23溫度（℃）254泡沫＜35cm5罐壓0.07MPa離線監(jiān)測參數(shù)正常范圍1殘?zhí)菨舛龋╧g/m3）≈52硫氨濃度（kg/m3