放线菌发酵制药-2011年6月23日课件

学习情境三

放线菌发酵制药发酵制药子学习情境3.1

四环素发酵任务一发酵准备2、发酵罐的清洗从接种孔加入70L左右的清水，启动搅拌，转速为100r/min左右，用蒸汽加热清水至121℃左右，搅拌30min左右，以此清洗发酵罐。清洗完毕，利用空气压力排出洗水，并用空气吹干发酵罐。二、发酵设备检查检查项目：管路连接阀门密闭性仪表校正关于灭菌和消毒的不正确的理解是（）A．灭菌是指杀灭环境中的一切微生物的细胞、芽孢和孢子B．消毒和灭菌实质上是相同的C．接种环用灼烧法灭菌D．常用灭菌的方法有加热法、过滤法、紫外线法、化学药品法湿热灭菌法借助蒸汽释放的热使微生物细胞中的蛋白质、酶和核酸分子内部的化学键，特别是氢键受到破坏，引起不可逆的变性，使微生物死亡。优点：1）蒸汽来源容易，操作费用低廉，本身无毒2)蒸汽具有很强的穿透力，灭菌彻底3）蒸汽输送可借助本身的压强，调节方便，技术管理容易缺点：1)设备费用高2）不能用于怕受潮的物料灭菌3、发酵罐灭菌（空消）灭菌压力：0.147—0.18MPa，45—60min。注意事项：空消后，先用无菌空气保压，灭菌的培养基、相关物料输入罐内后，打开冷却系统进行冷却。4、附属设备的灭菌分空气过滤器：发酵罐灭菌之前灭菌，灭菌后空气吹干备用。补料系统：补料管路：与补料罐同时灭菌，保温时间1小时。消沫剂系统：蒸汽压力0.15MPa，保温30分钟。消沫剂管路：与补料罐同时灭菌，保温时间1小时。移种管路：蒸汽压力0.30—0.45MPa，保温时间1小时。任务二种子制备一、培养基配制1、孢子培养基（g/L）小麦麸皮35琼脂20MgSO40.1KH2PO40.2(NH4)2HPO40.3蒸馏水pH自然2、种子培养基（g/L）黄豆饼粉20淀粉40酵母粉5蛋白胨5MgSO40.25KH2PO40.2(NH4)2SO43CaCO34二、培养基灭菌1、分批灭菌将配制好的培养基输入发酵罐内，直接用蒸汽加热，达到灭菌要求的温度和压力后维持一定的时间，再冷却至发酵要求的温度，称为分批发酵或实罐灭菌。典型的分批发酵工艺流程图培养基灭菌从各路通入蒸汽（进气口、排料口、取样口），温度升到120－130℃，保温30min分批灭菌的注意事项各路蒸汽进口要畅通，防止短路逆流；罐内液体翻动要剧烈，以使罐内物料达到均一的灭菌温度。排气量不宜过大，以节约蒸汽。灭菌将要结束时，应立即引入无菌空气以保持罐压，然后开夹套或蛇管冷却，以避免罐压迅速下降产生负压而吸入外界空气，或引起发酵罐破坏。在引入无菌空气前，罐内压力必须低于过滤器压力，否则培养基将倒流入过滤器。接种操作程序见下图。注意：整个实验操作过程都要非常小心，不要碰翻酒精灯，以免烧伤。（1）用左手大姆指、食指和无名指夹住菌种试管和待接种和斜面试管，右手拧松棉塞、不取下。（2）右手拿接种环，在火焰上烧灼灭菌，特别是箍处。（3）火焰边取下两个棉塞，不能放下；烧灼管口一周。（4）将接种环伸入试管内，冷却后，轻轻挑取少量菌体，立即将接种环抽出。（6）抽出接种环后，烧管口，塞棉塞，接种环灭菌。（5）火焰旁将沾有菌种的接种环迅速伸到斜面培养基的底部，由里向外画蛇形细线，线要画得细些。四、种子培养种子扩大培养流程图1、2-保藏种子3-斜面4-摇瓶5-茄子瓶6-固体培养7、8-种子罐9-发酵罐1、任务：获得大量的活力强的种子，以便在发酵罐的发酵培养过程中尽可能地缩短迟滞期。2、培养类型

实验室种子培养的方法：①液体培养法（三角瓶摇床振荡或转式培养）；②固体培养法试管三角瓶茄子瓶

液体深层培养：目前几乎所有的好气发酵均采用此法生产车间种子培养的方法任务三发酵生产一、发酵参数控制1、温度的控制

发酵温度的测量感温元件装在金属套管内，插入发酵液中在线测量。发酵温度的控制夹套（10M3以下）盘管（蛇管）（10M3以上）小型罐夹套式换热装置夹套式换热装置应用：小型罐、种子罐在容器外壁安装夹套竖式蛇管换热装置大型罐多用适用于冷却用水温度较低的地区。

竖式列管换热装置以列管形式对称安装于罐内适用于气温较高，水源充足的地区。

2、pH的控制（1）调整培养基的组分在培养基配方中考虑到维持pH的需要。例如加入CaCO3，使用缓冲液等。（2）在发酵过程中进行控制①添加CaCO3

②氨水流加法③尿素流加法（3）通过补料调pH（4）当补料与调pH发生矛盾时，加酸碱调pH3、泡沫的控制化学消泡

①天然油脂；常用的有玉米油、米糠油、豆油、棉子油、鱼油及猪油等。②高碳醇、脂肪酸和酯类；聚二醇具有消沫效果持久的特点，尤其适用于霉菌发酵。③聚醚类；在生产上应用较多的是聚氧丙烯甘油和聚氧乙烯氧丙烯甘油(又称泡敌)。机械消泡（1）罐内消泡

耙式消泡桨（2）罐外消泡

旋风分离器1-培养槽2-培养液3-泡沫4、8-排气管5-旋风分离器破泡器6-排气管7-旋风分离器9、脱泡器11、13-供气管12-环流液管消泡器的安装4、氧的控制微生物的生长临界氧浓度

微生物对发酵液中溶氧浓度的最低要求。微生物的产物合成临界氧浓度

微生物产物合成时溶氧浓度的最低要求。

发酵过程溶氧变化曲线溶解氧连续检测的意义

在通风发酵中，必须连续地通入无菌空气，以维持菌体的生长代谢和产物合成。因此发酵液中溶解氧的大小是发酵过程控制的一个重要参数。在发酵过程中连续测定发酵液中溶解氧的浓度的变化，可随时掌握发酵过程的供氧、需氧情况，为准确判断设备的通气效果提供可靠数据，以便有效控制发酵过程，为实现发酵过程的自动化控制创造条件。dissolvedoxygensensorYSIdissolvedoxygensensor控制发酵液中溶解氧的工艺手段

（1）改变通气速率(增大通风量)（2）改变搅拌速度（3）改变发酵液的理化性质二、接种从实验室摇瓶或孢子悬浮液容器接种从种子罐接种

三、补料控制补料的内容（1）补充微生物能源和碳源（2）补充菌体所需要的氮源（3）加入某些微生物生长或合成所需要的微量元素或无机盐第三节溶氧的测定和控制补料的原则（1）根据菌体本身的遗传特性、生长代谢规律（2）根据生产需要四、取样取样目的通过定时取样获得培养过程的状态参数，以观察发酵的进行。取样方法打开取样管，弃去残留发酵液，收集新鲜发酵液。取样结束，取样管口通入蒸汽5min，灭菌。任务四发酵结束一、发酵液的处理1、菌体的分离方法（1）离心分离管式高速离心机、碟片式离心机（2）过滤真空过滤机、板框过滤机2、细胞破碎常用破碎方法

机械法：珠磨法、高压匀浆法、超声波破碎法、X-press法等非机械法：酶溶法、化学渗透法、冻融法、干燥法等机械破碎法特点：处理量大、破碎效率高、速度快；原理：对物料的挤压和剪切作用；主要方法：高压匀浆珠磨超声波破碎非机械法（1）酶溶法：（2）化学法利用化学试剂溶解细胞壁或抽提细胞中某些组分的方法

①酸碱来调节溶液的pH②有机溶剂：甲苯③表面活性剂：都是两性化合物，分子中有一个亲水基团和一个疏水基团，在适当的pH值和离