(完整版)青霉素生产工艺过程

青霉素生产工艺过程一、青霉素的发酵工艺过程1、工艺流程（1）丝状菌三级发酵工艺流程冷冻管（25，孢子培养，7天）——斜面母瓶（25℃，孢子培养，7天）——℃大米孢子（26℃，种子培养56h,1:1.5vvm）——一级种子培养液（27℃，种子培养，24h,1:1.5vvm）——二级种子培养液（27~26℃,发酵,7天,1:0.95vvm）——发酵液。（2）球状菌二级发酵工艺流程天）——生产米（28℃，孢子培养，56~60h,1:1.5vvm）——种子培养液（26~25-24℃，发酵，7天，1：0.8vvm）——发酵液。2、工艺控制（1）影响发酵产率的因素产生阻遏（或抑制）或对菌丝生长产生抑制（如葡萄糖和钱的阻遏或抑制，苯乙制，使生物合成速度减慢或停止。目前,糖浓度的检测尚难在线进行,故葡萄糖的流加不是依据糖浓度控制,而是间接根据pH值、溶氧或C0释放率予以调节。2（2）温度：青霉素发酵的最适温度随所用菌株的不同可能稍有差别，但一般认为应在25左右。温度过高将明显降低发酵产率，同时增加葡萄糖的维持消℃是一样的,一般前者略高于后者,故有的发酵过程在菌丝生长阶段采用较高的pH值一般认为在6.5左右,有时也可以略高或略低一些，但应尽量避免pH值超过7.0,因为青霉素在碱性条件下不稳定,容易加速其水解。在缓冲能力较弱的培养基中,pH值的变化是葡萄糖流加速度高低的反映。过高的流加速率造成酸性中间产物的积累使pH值降低；过低的加糖速率不足以中和蛋白质代谢产生的氨或其他生理碱性物质代谢产生的碱性化合物而引起pH值上升。（4）溶氧：对于好氧的青霉素发酵来说，溶氧浓度是影响发酵过程的一个重要因素。当溶氧浓度降到30%饱和度以下时,青霉素产率急剧下降,低于10%饱和度时,造成呼吸强度下降,个动态平衡点,而氧消耗与碳能源消耗成正比,故溶氧浓度也可作为葡萄糖流加控制的一个参考指标。（5）菌丝浓度：发酵过程中必须控制菌丝浓度不超过临界菌体浓度,从而使氧随菌株的呼吸强度(取决于维持因数的大小,维持因数越大,呼吸强度越高)，发上升,从而提高临界菌体浓度。（6）菌丝生长速度：用恒化器进行的发酵试验证明，在葡萄糖限制生长的条件率低于0.015h-1时，比生产速率与比生长速率成正比,当比生长速率高于O.015h-1时,比生产速率与比生长速率无关。因此，要在发酵过程中达到并维持最大比生产速率,必须使比生长速率不低0.015h-1。这一比生长速率称为临界比生长速率。对于分批补料发酵的生产阶段来说,维持0.015h-1的临界比生长速率意味着每46h就要使菌丝浓度或发酵液体积加倍,这在实际工业生产中论临界值低得多,分批发酵过程不断有部分菌丝自溶,抵消了一部分生长,故虽然表观比生长速率低,但真比生长速率却要高一些。（7）菌丝形态：在长期的菌株改良中，青霉素产生菌在沉没培养中分化为主要质及氧接触,故一般比生产速率较高；后者则由于发酵液黏度显著降低,使气-液两相间氧的传递速率大大提高,从而允许更多的菌丝生长(即临界菌体浓度较高),发酵罐体积产率甚至高于前者。获得高产的关键要素之一。而在球状菌发酵中,使菌丝球保持适当大小和松紧，并尽量减少游离菌丝的含量,的控制与糖和氮源的流加状况及速率、搅拌的剪切强度及比生长速率密切相关。3、工艺控制要点（1）种子质量的控制丝状菌的生产种子是由保藏在低温的冷冻安瓿管经甘油、葡萄糖、蛋白胨斜面移植到小米固体上，25℃培养7天,真空干燥并以这种的种子罐内,26℃培养56h左右,菌丝浓度达6%-8%,菌丝形态正常,按10%-15%的接种量移人含有花生饼粉、葡萄糖为主的二级种子罐内,27℃培养24h,菌丝体积10%-12%,形态正常,效价在700D/ml左右便可作为发酵种子。球状菌的生产种子是由冷冻管子孢子经混有O.5%-1.0养原始亲米孢子,然后再移人罗氏瓶培养生产大米抱子(又称生产米),亲米和生产米均为25℃静置培养,需经常观察生长发育情况在培养到3-4天,大米表面长出明显小集落时要振摇均匀,使菌丝在大米表面能均匀生长,待10天恒温培养,生产米的孢子量要求每粒米300保存在5℃冰箱内。工艺要求将新鲜的生产米(指收获后的孢瓶在10天以内使用)接人含有花生饼℃培养50-60h当pH值由6.0-6.5下降至5.5-5.0,菌丝呈菊花团状,平均直径在100-130μm,每毫升的球数为6万-8万只,沉降率在85%以上,即可根据发酵罐球数控制在8000-11000只/ml范围的要求,计算移种体积,然后接入发酵罐,多余的种子发酵单位的罐批差异减少。（2）培养基成分的控制a.碳源采用的是淀粉水解糖、糖化液(DE值50%以上)进行流加。b.氮源氮源常选用玉米浆、精制棉籽饼粉、麸皮，并补加无机氮源（硫酸氨、氨水或尿素）。c.前体生物合成含有苄基基团的青霉素G,苯乙酸、苯乙酰胺,一次加入量不大于0.1%,并采用多次加入,以防止前体对青霉素的毒害。d.无机盐加人的无机盐包括硫、磷、钙、镁、钾等,且用量要适度。另外,由于铁离子对青霉菌有毒害作用,必须严格控制铁离子的浓度,一般控制在30μg/ml。（3）发酵培养的控制a.加糖控制加糖量的控制是根据残糖量及发酵过程中的pH值确定,最好是根据排气中CO2量及O2量来控制,一般在残糖降至0.6%左右,pH值上升时开始加糖。b.补氮及加前体补氮是指加硫酸铵、氨水或尿素,使发酵液氨氮控制在O.01%-0.05%,补前体以使发酵液中残存苯乙酰胺浓度为0.05%-0.08%。-c.pH值控制对pH值的要求视不同菌种而异,一般为pH6.4-6.8,可以补加葡萄pH值。d.温度控制前期25-26℃,后期23℃,以减少后期发酵液中青霉素的降解破坏。e.溶解氧的控制一般要求发酵中溶解氧量不低于饱和溶解氧的30%。通风比一般为1:0.8L/(L•min),搅拌转速在发酵各阶段应根据需要而调整。f.泡沫的控制在发酵过程中产生大量泡沫,可以用天然油脂,等或用化学合成消泡剂"泡敌"来消泡,应当控制其用量并要少量多次加入,尤其在发酵前期不宜多用,否则会影响菌体的呼吸代谢g.发酵液质量控制生产上按规定时间从发酵罐中取样,用显微镜观察菌丝形态变化来控制发酵。生产上惯称"镜检",根据"镜检"中菌丝形变化和代谢变化的其他指标调节发酵温度,通过追加糖或补加前体等各种措施来延长发酵时间,并出现个别自溶细胞,这表示菌丝趋向衰老,青霉素分泌逐渐停止,