抗生素发酵工艺

本文格式为Word版，下载可任意编辑——抗生素发酵工艺一、名词解释

1、分批发酵：在发酵中，营养物和菌种一次参与进行培养，直到终止放出，中间除了空气进入和尾气排出外，与外部没有物料交换。

2、补料分批发酵：又称半连续发酵，是指在微生物分批发酵中，以某种方式向培养系统不

加一定物料的培养技术。

3、前体：指某些化合物参与到发酵培养基中，能直接彼微生物在生物合成过程中合成到

产物物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因参与前体而有较大的提高。

4、接种量：移入种子的体积

接种量＝—————————接种后培养液的体积

5、次级代谢产物：是指微生物在一定生长时期，以初级代谢产物为前体物质，合成一些

对微生物的生命活动无明确功能的物质过程，这一过程的产物，即为次级代谢产物。6、实罐灭菌：实罐灭菌（即分批灭菌）将配制好的培养基放入发酵罐或其他装置中，通

入蒸汽将培养基和所用设备加热至灭菌温度后维持一定时间，在冷却到接种温度，这一工艺过程称为实罐灭菌，也叫间歇灭菌。

7、种子扩大培养：指将保存在砂土管、冷冻枯燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜

面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养,最终获得一定数量和质量的纯种过程。这些纯种培养物称为种子。

8、倒种：一部分种子来源于种子罐，一部分来源于发酵罐。

二、填空题

1、微生物发酵培养（过程）方法主要有分批培养、补料分批培养、连续培养、半连续培养四种。

2、发酵过程工艺控制的只要化学参数溶解氧、PH、核酸量等.3、发酵过程控制的目的就是得到最大的比生产率和最大的得率。

4、微生物的培养基根据生产用途只要分为孢子培养基、种子培养基和发酵培养基。5、常用灭菌方法：化学灭菌、射线灭菌、干热灭菌、湿热灭菌

6、发酵过程工艺控制的代谢参数中物理参数温度、压力、搅拌转速、功率输入、流加数率和质量等

7、染菌原因：发酵工艺流程中的各环节漏洞和发酵过程管理不善两个方面。

8、发酵产物整个分开提取路线可分为：预处理、固液分开、初步纯化、精细纯化和成品加工加工等五个主要过程。

9、发酵过程主要分析项目如下：pH、排气氧、排气CO2和呼吸熵、糖含量、氨基氮和氨氮、磷含量、菌浓度和菌形态。

三、填空题

1．一类单细胞有分枝的丝状微生物，以孢子繁殖，分布广泛大多是腐生菌，少数是动植物寄生菌，是抗生素的主要产生菌，2/3以上抗生素由该类菌产生。这类微生物是：C

A．细菌

B．霉菌

C．放线菌D．酵母菌

2．配料较粗，营养丰富，完全，C/N适合，原料来源充足，质优价廉，成本低，有利于大量积累产物。这些是（C）的一般特点。

A．选择培养基C．种子培养基

B．保藏培养基D．发酵培养基

3．生物反应器间歇操作,在发酵过程中,不断进行通气(好氧发酵)和为调理发酵液的pH而参与酸碱溶液外,与外界没有其它物料交换。这种培养方式操作简单,是一种最为广泛使用的方式,称之为（D）。

A．连续发酵

C．补料分批发酵

B．半连续发酵D．分批发酵

4．要求发酵设备现代化程度高、体系内营养物浓度和产物浓度始终一致、菌种简单发生变异的问题无法解决这种发酵方式是（A）。

A．连续发酵

C．补料分批发酵

B．分批发酵D．半连续发酵

5．发酵过程中，出现了污染，工人们进行了如下处理：a.严控发酵液流失;b.完全清理生产环境;c.停产一段时间;d.调换生产菌种。这是（A）污染。

A．噬菌体污染

B．细菌污染

C．霉菌污染D．多种微生物污染

6．在通用式发酵罐的结构中为了（B）在发酵罐内壁需安装挡板。A．防止搅拌器运转时液体溢出B．防止搅拌器运转时液体产生漩涡，C．防止搅拌器运转时液体飞出轴封D．防止搅拌器运转时浆叶不工作7.在培养基的配制过程中，具有如下步骤，其正确顺序为（B）①溶化②调pH③加棉塞④包扎⑤培养基的分装⑥称量A①②⑥⑤③④B⑥①②⑤③④

C⑥①②⑤④③D①②⑤④⑥③

8.固体培养基中需要参与琼脂的目的是（D）A为菌体提供碳源B为菌体提供氮源C使培养基保持水分D使培养基凝固

9.在实际生产中，对数期的长短取决于（B）①培养罐的大小②接种量的大小

③培养基的多少④代谢产物合成的多少A.②③B．②④C．①②D．①③

10.试验室常用的培养放线菌的培养基是（C）A牛肉膏蛋白胨培养基B马铃薯培养基C高氏一号培养基D麦芽汁培养基

11.抗生素的合成是在微生物生长的（C）A延滞期B对数生长期C稳定期D衰亡期

12.目前发酵工业常用的处理菌体、固形物杂质和悬浮物等固体物质，保证处理液澄清的主要方法为（A）A离心和过滤B离心和萃取

C蒸馏和萃取D离子交换和过滤

13.以下物质属于生长因子的是（D）A．葡萄糖B．蛋白胨C．NaClD．维生素

14.关于灭菌和消毒的不正确的理解是（B）

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一致的C接种环用烧灼法灭菌

D常用灭菌方法有加热法、过滤法、紫外线法、化学药品法

四、问答题

1.简述大规模发酵生产对菌种选择的要求

答：发酵生产对菌种选择的要求包括：

1)能在易得、价廉的原料制成的培养基上迅速生长，且代谢产物产量高。目标产物最好能分泌到胞外，以降低产物抑制并利于产物分开。2)发酵条件粗放、易于控制，且所需的酶活性高。

3)菌种生长和发酵速度较快，发酵周期短。发酵周期短的优点在于感染杂菌的机遇减少；提高设备的利用率。

4)根据代谢控制的要求，选择单产高的营养缺陷型突变菌株或调理突变菌株或野生菌株。5)抗杂菌、抗噬菌体能力强。

6)菌种纯粹，遗传性状稳定，以保证发酵生产和产品质量的稳定性。菌种退化，生产性能下降是生产中常碰见的问题。7)菌体不是病源菌，不产生任何有害的生物活性物质和毒素（包括抗生素、激素和毒素等），以保证安全。

2、发酵过程中pH会不会发生变化为什么？

发酵过程中pH是不断变化的

1）糖代谢特别是快速利用的糖，分解成小分子酸、醇，使pH下降。糖缺乏，pH上升，是补料的标志之一

2）氮代谢当氨基酸中的-NH2被利用后pH会下降；尿素被分解成NH3，pH上升，NH3利用后pH下降，当碳源不足时氮源当碳源利用pH上升。3）生理酸碱性物质利用后pH会上升或下降

4）某些产物本身呈酸性或碱性，使发酵液pH变化。如有机酸类产生使pH下降，红霉素、洁霉素、螺旋霉素等抗生素呈碱性，使pH上升。5）菌体自溶pH上升，发酵后期，pH上升6）杂菌的污染，pH下降

3、种子扩大培养的一般步骤？

休眠孢子→母斜面活化→摇瓶种子或茄子瓶斜面或固体培养基孢子→一级种子罐→二级种子罐→发酵罐

4、不同时间染菌对发酵有什么影响，染菌如何控制？

答：（1）种子培养期染菌：由于接种量较小，生产菌生长一开始不占优势，而且培养液中几乎没有抗生素（产物）或只有很少抗生素（产物）。因而它防卫杂菌能力低，简单污染杂菌。如在此阶段染菌，应将培养液全部废弃。

（2）发酵前期染菌：发酵前期最易染菌，且危害最大。

原因发酵前期菌量不好多，与杂菌没有竞争优势；且还未合成产物（抗生素）或产生很少，抵御杂菌能力弱。

在这个时期要特别警惕以制止染菌的发生。

染菌措施可以用降低培养温度，调整补料量，用酸碱调pH值，缩短培养周期等措施予以补救。假使前期染菌，且培养基养料消耗不多，可以重新灭菌，补加一些营养，重新接种再用。

（3）发酵中期染菌：发酵中期染菌会严重干扰产生菌的代谢。杂菌大量产酸，培养液pH下降；糖、氮消耗快，发酵液发粘，菌丝自溶，产物分泌减少或中止，有时甚至会使已产生的产物分解。有时也会使发酵液发臭，产生大量泡沫。

措施降温培养，减少补料，密切注意代谢变化状况。假使发酵单位到达一定水平可以提前放罐，或者抗生素生产中可以将高单位的发酵液输送一部分到染菌罐，抑制杂菌。（4）发酵后期染菌：发酵后期发酵液内已积累大量的产物，特别是抗生素，对杂菌有一定的抑制或杀灭能力。因此假使染菌不多，对生产影响不大。假使染菌严重，又破坏性较大，可以提前放罐。

发酵染菌后的措施：

染菌后的培养基必需灭菌后才可放下水道。灭菌方法：可通蒸汽灭菌，也可参与过氧乙酸等化学灭菌剂搅拌半小时，才放下水道。否则由于各罐的管道相通，会造成其它罐的染菌，而且直接放下水道也会造成空气的污染而导致其它罐批染菌。凡染菌的罐要找染菌的原因，对症下药，该罐也要完全清洗，进行空罐消毒，才可进罐。染菌厉害时，车间环境要用石灰消毒，空气用甲醛熏蒸。特别，若染噬菌体，空气必需用甲醛蒸汽消毒?5.论述液体深层发酵有哪些优点？发酵方式分为几类？优点：

①是好多微生物的最适生长环境；

②菌体及营养物、产物易于扩散，使在均质或拟均质条件下进行，便于控制，易于扩大生产规模；

③液体输送便利，易于机械化操作；

④厂房面积小，生产效率高，易自动化控制，产品质量稳定；⑤产品易于提取、精制等。方式：

（1）分批发酵：营养物和菌种一次参与进行培养，直到终止放罐，中间除了空气进入和尾气排出，与外部没有物料交换。

（2）连