微生物發(fā)酵制藥技術(shù)課件

1第二章微生物發(fā)酵制藥工藝1第二章微生物發(fā)酵制藥工藝2第一節(jié)概述2第一節(jié)概述3發(fā)酵：通過微生物培養(yǎng)而獲得產(chǎn)物的過程微生物發(fā)酵制藥：利用微生物技術(shù)，通過高度工程化的新型綜合技術(shù)，以利用微生物反應(yīng)過程為基礎(chǔ)，依賴于微生物機(jī)體在反應(yīng)器內(nèi)的生長繁殖及代謝過程來合成一定產(chǎn)物，通過分離純化進(jìn)行提取精制，并最終制劑成型來實(shí)現(xiàn)藥物產(chǎn)品的生產(chǎn)一、發(fā)酵3發(fā)酵：通過微生物培養(yǎng)而獲得產(chǎn)物的過程一、發(fā)酵發(fā)酵工程的4個(gè)階段第一階段1676年制成第一臺(tái)顯微鏡——微生物的存在1857年巴斯德證明了酒精是由活的酵母發(fā)酵引起的1897年畢希納發(fā)現(xiàn)磨碎的酵母仍使糖發(fā)酵形成酒精——酶發(fā)酵工程的4個(gè)階段第一階段第二階段對(duì)發(fā)酵技術(shù)的認(rèn)識(shí)起始于19世紀(jì)末，主要來自于厭氧發(fā)酵，如利用酵母菌、乳酸菌生產(chǎn)酒精、乳酸和各種發(fā)酵食品。第二階段第三階段20世紀(jì)40年代初，第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)，青霉素迅速工業(yè)大規(guī)摸生產(chǎn)。深層培養(yǎng)、生產(chǎn)大規(guī)?；?、多種抗生素、氨基酸、核酸發(fā)酵成功。第三階段7發(fā)酵罐發(fā)酵7發(fā)酵罐發(fā)酵8立式臥式搖床發(fā)酵8立式臥式搖床發(fā)酵9靜置發(fā)酵9靜置發(fā)酵10二、10二、初級(jí)代謝產(chǎn)物：與菌體生長相伴隨的產(chǎn)物、對(duì)菌體生長、分化和繁殖是必須的氨基酸、核苷酸、維生素、糖類等菌體對(duì)其合成反饋控制嚴(yán)密，一般不過量積累次級(jí)代謝產(chǎn)物：與菌體生長不相伴隨，以初級(jí)代謝的中間產(chǎn)物為原料而合成抗生素、生物堿、毒素、色素、胞外多糖等結(jié)構(gòu)常較復(fù)雜對(duì)環(huán)境條件敏感初級(jí)代謝產(chǎn)物：次級(jí)代謝產(chǎn)物：三、常見的制藥用微生物細(xì)菌放線菌真菌三、常見的制藥用微生物細(xì)菌細(xì)菌之大腸桿菌屬(Escherichiacoli)生產(chǎn)天冬氨酸、蘇氨酸、纈氨酸等氨基酸類藥物基因工程的載體細(xì)菌之大腸桿菌屬(Escherichiacoli)生產(chǎn)天冬細(xì)菌之短桿菌屬(Brevibacterium)維生素B12、氨基酸、核苷酸類藥物生產(chǎn)中常用的菌種，也是酶法合成生產(chǎn)輔酶A的菌種。細(xì)菌之短桿菌屬(Brevibacterium)維生素B12、細(xì)菌之棒狀桿菌屬(Corynebacterium)生產(chǎn)氨基酸、核苷酸類藥物，用于甾體轉(zhuǎn)化是谷氨酸和其他氨基酸的高產(chǎn)菌，如北京棒桿菌AS1.299鈍齒棒桿菌AS1.542細(xì)菌之棒狀桿菌屬(Corynebacterium)生產(chǎn)氨基酸細(xì)菌之芽孢桿菌屬(Bacillus)生產(chǎn)氨基酸、核苷酸、抗生素類、維生素B12、用于甾體轉(zhuǎn)化等。細(xì)菌之芽孢桿菌屬(Bacillus)生產(chǎn)氨基酸、核苷酸、抗生細(xì)菌之假單胞菌屬(Pseudomonas)生產(chǎn)維生素B12、氨基酸、核苷酸類；進(jìn)行類固醇（甾體）轉(zhuǎn)化；有些菌株可利用烴類生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白。細(xì)菌之假單胞菌屬(Pseudomonas)生產(chǎn)維生素B12細(xì)菌之乳酸桿菌屬(Lactobacillus)生產(chǎn)抗癌類藥物細(xì)菌之乳酸桿菌屬(Lactobacillus)生產(chǎn)抗癌類藥放線菌抗生素12000余種，60%左右來自放線菌，經(jīng)濟(jì)價(jià)值大。放線菌抗生素12000余種，60%左右來自放線菌，經(jīng)濟(jì)價(jià)值大放線菌之鏈霉菌屬(Streptomyces)灰色鏈霉菌(Streptomycesgriseus)

產(chǎn)鏈霉素金霉素鏈霉菌(Streptomycesaureofaciens)產(chǎn)金霉素紅霉素鏈霉菌(Streptomyceserythreus)

產(chǎn)紅霉素龜裂鏈霉菌(Streptomycesrimosus)產(chǎn)土霉素放線菌之鏈霉菌屬(Streptomyces)灰色鏈霉菌放線菌之諾卡氏菌屬(Norcadia)生產(chǎn)利福霉素、蚊霉素等放線菌之諾卡氏菌屬(Norcadia)生產(chǎn)利福霉素、蚊霉素放線菌之小單胞菌屬(Micromonospora)多種可產(chǎn)抗生素，如棘孢小單胞菌(M.echinospora)產(chǎn)慶大霉素。放線菌之小單胞菌屬(Micromonospora)多種可產(chǎn)放線菌之游動(dòng)放線菌屬（Actinoplanes）典型代表：濟(jì)南游動(dòng)放線菌(Actinoplanestsinanesisn)產(chǎn)創(chuàng)新霉素(creatmycin；1964)放線菌之游動(dòng)放線菌屬（Actinoplanes）典型代表：真菌之根霉屬(Rhizopus)生產(chǎn)甾體激素、延胡索酸及酶制劑等。真菌之根霉屬(Rhizopus)生產(chǎn)甾體激素、延胡索酸及酶制真菌之曲霉屬(Aspergillus)生產(chǎn)枸櫞酸、葡萄糖酸、有機(jī)酸類、抗生素，進(jìn)行甾體轉(zhuǎn)化。真菌之曲霉屬(Aspergillus)生產(chǎn)枸櫞酸、葡萄糖酸、真菌之青霉屬(Penicillum)產(chǎn)黃青霉(Penicillumchrysogenum)

生產(chǎn)青霉素，也可用來生產(chǎn)葡萄糖氧化酶、葡萄糖酸、檸檬酸和抗壞血酸真菌之青霉屬(Penicillum)產(chǎn)黃青霉(Penicil真菌之頭孢霉菌屬(Cephalosporium)產(chǎn)黃頭孢霉(Cephalosporiumchrysogen)、頂孢頭孢霉菌(Cephalosporiumacremonium)

都生產(chǎn)頭孢菌素C真菌之頭孢霉菌屬(Cephalosporium)產(chǎn)黃頭孢霉(真菌之酵母菌屬(Saccharomyces)啤酒酵母(Saccharomycescerevisiae)：生產(chǎn)啤酒、酒精、藥用酵母等；核酸、麥角固醇、細(xì)胞色素C、凝血質(zhì)和輔酶A等。紅酵母(Rhodotorula)：β-胡蘿卜素棉病針孢酵母(Nematsporagossypii)：核黃素真菌之酵母菌屬(Saccharomyces)啤酒酵母(Sa真菌之其它牛肝菌屬：含有人體必需的8種氨基酸，還含有腺膘呤、膽堿和腐胺等生物堿。靈芝屬：靈芝多糖、靈芝多肽、三萜類、16種氨基酸(其中含有七種人體必需氨基酸)、蛋白質(zhì)、甾類、甘露醇、香豆精苷、生物堿、有機(jī)酸（主含延胡索酸），以及微量元素Ge、P、Fe、Ca、Mn、Zn等。真菌之其它牛肝菌屬：含有人體必需的8種氨基酸，還含有腺膘呤、30菌株選育、發(fā)酵和分離純化或提煉是發(fā)酵制藥的三個(gè)主要工段。四、發(fā)酵制藥的基本過程30菌株選育、發(fā)酵和分離純化或提煉是發(fā)酵制藥的三個(gè)主要工段。31發(fā)酵制藥流程31發(fā)酵制藥流程32發(fā)酵制藥工藝32發(fā)酵制藥工藝33菌體生長與產(chǎn)物合成的三個(gè)階段：發(fā)酵前期（fermentationprophase)菌體生長期（cellgrowthphase)發(fā)酵中期(fermentationmetphase)產(chǎn)物合成期（productsynthesisphase)發(fā)酵后期（fermentationanahase）菌體自溶期（cellautolysisphase)五、微生物發(fā)酵基本過程特征33菌體生長與產(chǎn)物合成的三個(gè)階段：五、微生物發(fā)酵基本過程特征34從接種至菌體達(dá)到一定臨界濃度的時(shí)間，包括延滯期、對(duì)數(shù)生長期和減速期。代謝特征：碳源、氮源等基質(zhì)不斷消耗生長特征：菌體不斷地生長和繁殖，生物量增加。溶氧變化：不斷下降，菌體臨界值時(shí)，濃度最低。pH變化：先升后降－以氨基酸為碳源，釋放氨，后氨被利用。先降后升－以糖為碳源，釋放出丙酮酸等有機(jī)酸，后被利用。發(fā)酵前期特征34從接種至菌體達(dá)到一定臨界濃度的時(shí)間，包括延滯期、對(duì)數(shù)生長35以次級(jí)代謝產(chǎn)物或目標(biāo)產(chǎn)物的生物合成為主的一段時(shí)間。菌體生長恒定就進(jìn)入產(chǎn)物合成階段。呼吸強(qiáng)度：無明顯變化，菌體數(shù)目不增加。產(chǎn)物量：逐漸增加，生產(chǎn)速率加快，至最高峰后合成能力衰退。對(duì)外界變化敏感:容易影響代謝過程，從而影響整個(gè)發(fā)酵過程。發(fā)酵中期特征35以次級(jí)代謝產(chǎn)物或目標(biāo)產(chǎn)物的生物合成為主的一段時(shí)間。發(fā)酵中36菌體衰老，細(xì)胞開始自溶的一段時(shí)間合成產(chǎn)物能力衰退，生產(chǎn)速率減慢氨基氮含量增加，pH上升發(fā)酵必須結(jié)束，否則產(chǎn)物被破壞，菌體自溶給過濾和提取帶來困難發(fā)酵后期特征36菌體衰老，細(xì)胞開始自溶的一段時(shí)間發(fā)酵后期特征37第二節(jié)制藥微生物與產(chǎn)物的生物合成制藥微生物的選擇制藥微生物的選育微生物菌種的保藏微生物代謝產(chǎn)物的生物合成微生物生物合成的調(diào)節(jié)37第二節(jié)制藥微生物與產(chǎn)物的生物合成制藥微生物的選擇38（1）所需培養(yǎng)基易得，價(jià)格低廉；（2）培養(yǎng)和發(fā)酵條件溫和（糖濃度、溫度、pH、溶解氧、滲透壓等）（3）生長速度和反應(yīng)速度較快，發(fā)酵周期短（4）單產(chǎn)高（5）抗病毒能力強(qiáng)（6）菌種純粹，不易變異退化，穩(wěn)定性好（7）菌體不是病源菌，不產(chǎn)生任何有害的生物活性物質(zhì)和毒素（包括抗生素、激素和毒素），保證安全一、制藥微生物的選擇38（1）所需培養(yǎng)基易得，價(jià)格低廉；一、制藥微生物的選擇39來源：大陸土壤、海洋水體樣品的采集：表層土壤(0-10cm)，海洋（0-100m）預(yù)處理：根據(jù)分離目的和微生物的特性1）溫度2）化學(xué)：SDS－酵母膏，CaCO3，NaOH處理，減少細(xì)菌，有利于放線菌分離；乙酸乙酯、氯仿、苯處理，除去真菌。3）離心、膜分離。生產(chǎn)菌的自然分離39來源：大陸土壤、海洋水體生產(chǎn)菌的自然分離40培養(yǎng)基：選擇適宜的培養(yǎng)基，營養(yǎng)和pH，添加抑制劑如抗生素，制霉菌素等。分離方法：1）稀釋法：無菌水，生理鹽水，緩沖溶液2）濾膜法：0.22－0.45um。細(xì)菌在膜上，放線菌菌絲可穿透，進(jìn)入培養(yǎng)基。培養(yǎng)條件：放線菌25-30℃，32-37℃，45-50℃，7-14天至1月。40培養(yǎng)基：選擇適宜的培養(yǎng)基，營養(yǎng)和pH，添加抑制劑如抗生素41二、制藥微生物菌種的選育1、選育的目的改善菌種的特性，使產(chǎn)量提高，改進(jìn)質(zhì)量、降低成本、改革工藝、方便管理及綜合利用等2、選育的方法：A、自然選育；B、誘變育種C、雜交育種41二、制藥微生物菌種的選育1、選育的目的42定義：不經(jīng)過人工誘變處理，根據(jù)菌種的自然突變而進(jìn)行的菌種篩選過程。自然選育42定義：不經(jīng)過人工誘變處理，根據(jù)菌種的自然突變而進(jìn)行的菌種43菌種分離純化1。稀釋涂布2。平板劃線純化43菌種分離純化1。稀釋涂布2。平板劃線純化44斜面?zhèn)鞔?4斜面?zhèn)鞔?5防止菌株衰退的措施菌種退化：菌種的發(fā)酵能力降低、繁殖能力降低、發(fā)酵產(chǎn)品的得率降低.1、衰退的可能原因（1）、基因突變（2）、分離現(xiàn)象2、防止菌種衰退的方法

A、從菌種選育方面考慮；B、盡量減少傳代次數(shù)C、創(chuàng)造良好的培養(yǎng)條件；D、利用不易衰退的細(xì)胞傳代;E、采用有效的菌種保藏方法45防止菌株衰退的措施菌種退化：菌種的發(fā)酵能力降低、繁殖能力誘變育種定義：人為創(chuàng)造條件（誘變劑處理），使菌種發(fā)生變異，篩選優(yōu)良個(gè)體，淘汰劣質(zhì)個(gè)體。物理類：紫外線，快中子，激光，太空射線?；瘜W(xué)類：堿基類似物，嵌合劑，亞硝酸。生物類：噬菌體，轉(zhuǎn)座子。特點(diǎn)：快速，簡單，效益大。缺點(diǎn)：無定向性。誘變育種誘變育種流程出發(fā)菌種單孢子懸液誘變處理高產(chǎn)菌株單菌落初篩稀釋涂板復(fù)篩穩(wěn)定性特性中試放大投入生產(chǎn)誘變育種流程出發(fā)菌種單孢子懸液雜交育種概念：兩個(gè)不同基因型的菌株，通過結(jié)合或原生質(zhì)體融合，使遺傳物質(zhì)發(fā)生重新組合，從中分離篩選出具有優(yōu)良性狀的新菌株。特點(diǎn)：有一定的定向性。種類：準(zhǔn)性生殖接合原生質(zhì)體融合雜交育種概念：（1）準(zhǔn)性生殖育種概念：準(zhǔn)性生殖范圍：放線菌，半知菌綱的真菌過程：兩條菌絲相互結(jié)合異核體二倍體重組單倍體產(chǎn)黃青霉：提高青霉素產(chǎn)量對(duì)氟苯丙氨酸灰黃鏈霉菌：灰黃霉素產(chǎn)量（1）準(zhǔn)性生殖育種概念：準(zhǔn)性生殖準(zhǔn)性生殖是指異核體（單個(gè)生物個(gè)體中含有兩種或兩種以上基因型）細(xì)胞中兩個(gè)遺傳物質(zhì)不同地細(xì)胞核可以結(jié)合成雜合二倍體地細(xì)胞核。這種雜合二倍體的細(xì)胞核在有絲分裂過程中可以發(fā)生染色體和單倍體化,最后形成遺傳物質(zhì)重組的單倍體的過程。也就是不經(jīng)過減數(shù)分裂就能導(dǎo)致基因重組的生殖過程。

準(zhǔn)性生殖是指異核體（單個(gè)生物個(gè)體中含有兩種或兩種以上基因型）（2）接合育種范圍：細(xì)菌、放線菌過程：兩種細(xì)胞混合培養(yǎng)基因片段進(jìn)入另一細(xì)胞合子重組單倍體雖然有成功報(bào)導(dǎo)，但多數(shù)效果不顯著（2）接合育種微生物發(fā)酵制藥技術(shù)課件（3）原生質(zhì)體融合育種概念通過生物學(xué)、化學(xué)或物理學(xué)的方法，使兩個(gè)不同種類的體細(xì)胞融合在一起，從而產(chǎn)生具有兩個(gè)親本遺傳性狀的新細(xì)胞.用去壁酶處理將微生物細(xì)胞壁除去，制成原生質(zhì)體，在高滲條件下，用聚乙二醇（PEG）促進(jìn)原生質(zhì)體發(fā)生融合，再生細(xì)胞壁，從而獲得異核體或重組子，這一技術(shù)叫原生質(zhì)體融合。（3）原生質(zhì)體融合育種微生物發(fā)酵制藥技術(shù)課件55原因：菌種經(jīng)過多次傳代，會(huì)發(fā)生遺傳變異，導(dǎo)致退化，從而喪失生產(chǎn)能力甚至菌株死亡。目的：保持菌種原有優(yōu)良特性，延長生命時(shí)限，長期存活、不退化。原理：根據(jù)菌種的生物生理、生化特點(diǎn)，人工地創(chuàng)造條件，使菌種的代謝活動(dòng)處于不活潑狀態(tài)，生長繁殖處于休眠狀態(tài)。關(guān)鍵：保藏時(shí)首先要挑選優(yōu)良純種，最好是它們的休眠體（孢子、芽孢等），其次是要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)最有利于休眠的環(huán)境，如低溫、干燥、缺氧和缺乏營養(yǎng)物質(zhì)等，以達(dá)到降低其代謝活動(dòng)，延長保存期的目的。三、微生物菌種的保藏55原因：菌種經(jīng)過多次傳代，會(huì)發(fā)生遺傳變異，導(dǎo)致退化，從而喪56菌種保藏的方法斜面保藏法、礦物油保藏法、砂土保管保藏法、真空冷凍干燥法、冷凍法、液態(tài)真空干燥法、瓊脂穿刺封口保藏法、曲法保藏、麥粒保藏法、無水硅膠保藏法。56菌種保藏的方法斜面保藏法、礦物油保藏法、57（1）斜面保藏法：在4℃左右的冰箱保藏，每隔一定時(shí)間進(jìn)行移植培養(yǎng)后再繼續(xù)保藏，如此反復(fù)。優(yōu)點(diǎn)：方法簡單、存活率高，具有一定的保藏效果。缺點(diǎn)：菌種仍有一定的強(qiáng)度的代謝活動(dòng)條件，保存時(shí)間不長（1－6個(gè)月），傳代多，菌種容易變異。適用菌種：細(xì)菌、酵母、防線菌、霉菌57（1）斜面保藏法：58（2）礦物油保藏法將生長好的斜面在無菌條件下倒入已滅菌的液體石蠟，油層高于斜面末端1cm，然后放于冰箱中保存。適用菌種：適用于除細(xì)菌外的其它菌種（3）砂土管保藏法利用土壤顆粒對(duì)微生物起保護(hù)作用，提高微生物的存活率。其包括砂土制備和真空抽干兩步。適用菌種：產(chǎn)孢子的微生物，對(duì)于一些對(duì)干燥敏感的細(xì)菌（奈氏球菌、弧菌、假單胞桿菌）以及酵母不適用。58（2）礦物油保藏法59

（4）真空冷凍干燥法先在菌懸液加入保護(hù)劑（如：脫脂牛奶、血清等）然后在較低溫度下使成凍結(jié)狀態(tài)，最后減壓抽干。特點(diǎn)：它是菌種保藏中最有效的一種方法。保存期可達(dá)一年至數(shù)十年之久，并且存活率高，變異率低。但是手續(xù)麻煩，需要一定的設(shè)備。適用菌種：對(duì)于不長孢子或長的很少孢子的真菌保藏效果不佳。59（4）真空冷凍干燥法60（5）其他保藏方法冷凍法：分低溫冷凍（－20℃）與超低溫冷凍（－196℃）兩種。適用于細(xì)菌、真菌、病毒等的保藏液態(tài)真空干燥法：菌體在恒溫液態(tài)條件下進(jìn)行真空干燥。適用于包括細(xì)菌、病毒，特別適用于冷凍干燥保藏效果不佳的菌種。瓊脂穿刺封口保藏法：適用于不產(chǎn)孢子細(xì)菌的保藏60（5）其他保藏方法61曲法保藏：將麩皮與水按比例混合，滅菌后接入菌種，待孢子長成后即為成曲。將試管放入盛有氯化鈣的干燥器中，干燥后低溫保藏。適用于有大量孢子的霉菌和某些放線菌的保藏。麥粒保藏法：麥粒滅菌后接入菌液，培養(yǎng)有菌絲或孢子時(shí)，置通風(fēng)、避光、干燥處保藏。適用于一些放線菌、芽孢桿菌、酵母的保藏。無水硅膠保藏法：將細(xì)胞懸浮液和等體積的脫脂滅菌牛奶混勻，加入裝有無水硅膠的試管中，然后將試管放于干燥器內(nèi)，室溫或4℃保藏。對(duì)于細(xì)菌和真菌效果都較好。61曲法保藏：將麩皮與水按比例混合，滅菌后接入菌種，待孢子長62國內(nèi)外菌種保藏機(jī)構(gòu)菌種是一個(gè)國家的重要資源，世界各國對(duì)菌種的保藏都極為重視。世界上有700多家菌菌種保藏機(jī)構(gòu)，其中國際知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織承認(rèn)的法定的保藏機(jī)構(gòu)僅有28家。62國內(nèi)外菌種保藏機(jī)構(gòu)菌種是一個(gè)國家的重要資源，世界各國對(duì)菌63

1、我國的微生物菌種保藏機(jī)構(gòu)1）普通微生物菌種保藏管理中心（CCGMC）中科院微生物所，北京，中科院武漢病毒研究所2）農(nóng)業(yè)微生物菌種保藏管理中心（ACCC）中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所，北京（ISF）3）工業(yè)微生物菌種保藏管理中心（CICC）中國食品發(fā)酵工業(yè)科學(xué)研究院，北京，（IFFI）4）醫(yī)學(xué)微生物菌種保藏管理中心（CMCC）中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院皮膚病研究所，南京衛(wèi)生部藥品生物制品檢定所，北京中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院病毒研究所5）抗生素菌種保藏管理中心（CACC）中國醫(yī)學(xué)科學(xué)學(xué)院抗生素研究所，北京四川抗生素工業(yè)研究所，成都華北制藥廠抗生素研究所，石家莊6）獸醫(yī)微生物菌種保藏管理中心（CVCC）農(nóng)業(yè)部獸醫(yī)藥品檢察所，北京63

1、我國的微生物菌種保藏機(jī)構(gòu)1）普通微生物菌種保藏管642、國外主要的微生物菌種保藏機(jī)構(gòu)1）美國標(biāo)準(zhǔn)菌種收藏所（ATCC）2）美國冷泉港研究所（CSH）3）日本東京大學(xué)應(yīng)用微生物研究所（IAM）4）日本東京科研化學(xué)有限公司（KCC）5）日本大阪發(fā)酵研究所（IFO）6）英國國立標(biāo)準(zhǔn)菌種收藏所（NCTC）7）美國國立衛(wèi)生研究所（NIH）8）美國農(nóng)業(yè)部北方開發(fā)利用研究部（NRRL）642、國外主要的微生物菌種保藏機(jī)構(gòu)1）美國標(biāo)準(zhǔn)菌種收藏所（四、代謝產(chǎn)物的生物合成

代謝（metabolism）是生物體內(nèi)進(jìn)行的生理生化反應(yīng)的統(tǒng)稱。代謝分為分解代謝(catabolism)和合成代謝(anabolism)，前者是指把大分子降解為小分子的過程，為合成代謝提供能量和原料；而后者是指把小分子合成為復(fù)雜大分子的過程，滿足細(xì)胞生長和分化的需要。初級(jí)代謝是營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)和對(duì)細(xì)胞具有生理活性作用的物質(zhì)，為細(xì)胞提供能量、合成中間體及其生物大分子的代謝網(wǎng)絡(luò)。在初級(jí)代謝過程中形成的產(chǎn)物為初級(jí)代謝產(chǎn)物（primarymetabolite），包括各種小分子前體、單體和多糖、蛋白質(zhì)、脂肪、核酸等。幾乎所有生物的初級(jí)代謝基本相同。次級(jí)代謝存在于某些生物中，并在一定時(shí)期表達(dá)。次級(jí)代謝對(duì)正常的生長可能不必要，但對(duì)抵抗逆境、分解毒素、生殖等具有重要意義。四、代謝產(chǎn)物的生物合成代謝（metabolism）是生物體次級(jí)代謝產(chǎn)物生物合成的基本特征（1）次級(jí)代謝產(chǎn)物種類繁多，結(jié)構(gòu)特殊，含有不常見的化合物和化學(xué)鍵。如氨基糖、苯醌、香豆素、環(huán)氧化合物、生物堿、內(nèi)酯、核苷、雜環(huán)等基團(tuán)，聚乙烯不飽和鍵、大環(huán)、環(huán)肽等鍵。次級(jí)代謝產(chǎn)物生物合成的基本特征（1）次級(jí)代謝產(chǎn)物種類繁多，（2）具有種屬特異性，與種屬分類學(xué)無關(guān)。分類學(xué)上相同的菌種能產(chǎn)生不同結(jié)構(gòu)的抗生素，如灰色鏈霉菌既可以產(chǎn)生氨基環(huán)醇類抗生素，又可以產(chǎn)生大環(huán)內(nèi)酯類抗生素。分類學(xué)上不同的菌種能產(chǎn)生相同結(jié)構(gòu)的抗生素，如霉菌和鏈霉菌均可產(chǎn)生頭孢菌素C。一種微生物的不同菌株產(chǎn)生結(jié)構(gòu)不同的多種次級(jí)代謝物，而同一菌株會(huì)產(chǎn)生一組結(jié)構(gòu)類似的化合物。（2）具有種屬特異性，與種屬分類學(xué)無關(guān)。分類學(xué)上相同的菌種能（3）生長期轉(zhuǎn)向生產(chǎn)期，形態(tài)與生理發(fā)生變化。次級(jí)代謝產(chǎn)物是在細(xì)胞生長后期開始形成，當(dāng)生長受限制時(shí)被啟動(dòng)。完成菌體營養(yǎng)生長期（trophophase）之后，出現(xiàn)次級(jí)代謝物合成期（idiophase），其生物合成比生長對(duì)環(huán)境更敏感，要求更高。次級(jí)代謝產(chǎn)物是以初級(jí)代謝產(chǎn)物為前體，受到初級(jí)代謝的調(diào)節(jié)。可能是缺乏某種營養(yǎng)成分，菌體生長抑制，啟動(dòng)了次級(jí)代謝物合成。菌體內(nèi)中間代謝物積累，抑制了初級(jí)代謝酶，使之消失或活性下降，誘導(dǎo)了新酶的出現(xiàn)，轉(zhuǎn)入生產(chǎn)期。芽孢桿菌形成芽孢，放線菌和真菌形成孢子，抗生素合成可能是細(xì)胞分化的伴隨現(xiàn)象。（3）生長期轉(zhuǎn)向生產(chǎn)期，形態(tài)與生理發(fā)生變化。次級(jí)代謝產(chǎn)物是在（4）次級(jí)代謝產(chǎn)物是結(jié)構(gòu)相似的一組混合物，但活性差異較大。參與反應(yīng)的酶的底物特異性不強(qiáng)。產(chǎn)生菌利用一種或兩種以上的初級(jí)代謝產(chǎn)物合成一種主要的次級(jí)代謝產(chǎn)物，并繼續(xù)對(duì)該產(chǎn)物進(jìn)行修飾生成多種衍生物。一種次級(jí)代謝產(chǎn)物可由兩種或兩種以上代謝途徑合成。（4）次級(jí)代謝產(chǎn)物是結(jié)構(gòu)相似的一組混合物，但活性差異較大。參（5）次級(jí)代謝產(chǎn)物的合成受多基因控制。往往以基因簇形式存在。除染色體外，還有細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)，可能存在于質(zhì)粒、線粒體基因。遺傳物質(zhì)的變異和丟失是導(dǎo)致菌種退化和生產(chǎn)不穩(wěn)定的重要因素，所以具有代謝不穩(wěn)定性。

（5）次級(jí)代謝產(chǎn)物的合成受多基因控制。往往以基因簇形式存在。次級(jí)代謝產(chǎn)物的構(gòu)建單位微生物合成的次級(jí)代謝產(chǎn)物是由微生物代謝產(chǎn)生的一些中間產(chǎn)物，如由碳水化合物降解生成的五碳（C5）、四碳（C4）、三碳（C3）、二碳（C2）化合物和初級(jí)代謝產(chǎn)物合成。

把構(gòu)成次級(jí)代謝產(chǎn)物的基本結(jié)構(gòu)單位稱為生源（biogen）。生源直接或間接來源于次級(jí)代謝過程的中間產(chǎn)物或初級(jí)代謝產(chǎn)物。構(gòu)建單位包括聚酮體、甲羥戊酸、糖類、不常見的氨基酸（如D－氨基酸、β－氨基酸等）、環(huán)多醇和氨基環(huán)多醇等。

次級(jí)代謝產(chǎn)物的構(gòu)建單位微生物合成的次級(jí)代謝產(chǎn)物是由微生物代次級(jí)代謝產(chǎn)物的生物合成的基本過程次級(jí)代謝產(chǎn)物的合成基本過程包括構(gòu)建單位的聚合—再修飾—裝配。在此過程中，次級(jí)代謝產(chǎn)物的累積受合成途徑中某些酶活性的限制，這些關(guān)鍵酶活性大小與產(chǎn)量正相關(guān)。次級(jí)代謝產(chǎn)物的生物合成的基本過程次級(jí)代謝產(chǎn)物的合成基本過程包（1）前體聚合微生物合成生源后，通過縮合反應(yīng)形成聚酮體、寡肽、聚乙烯等。

各種聚酮體的合成過程相似，只是起始單位和延長單位不同。聚酮體是2－6個(gè)二碳單位的聚合反應(yīng)的結(jié)果，酮基被保留，或只是還原為羥基。聚酮體可直接形成環(huán)，如四環(huán)素類和大環(huán)內(nèi)酯類。進(jìn)而被修飾，與相應(yīng)基團(tuán)如氨基糖、糖胺等結(jié)合，形成結(jié)構(gòu)和生理活性不同的化合物。乙酰CoA羧化形成丙二酰CoA，再與8個(gè)丙二酰單位縮合形成9酮化合物，再轉(zhuǎn)化為中間體三環(huán)化合物。甲基化、還原、脫水、加氫、氧化形成4氧脫水四環(huán)素，加氯形成4氧脫水氯四環(huán)素，轉(zhuǎn)氨形成4氨基脫水氯四環(huán)素，再甲基化形成脫水氯四環(huán)素，脫氫氯四環(huán)素，最后形成氯四環(huán)素。大環(huán)內(nèi)酯是2－4碳單位縮合而成。

（1）前體聚合微生物合成生源后，通過縮合反應(yīng)形成聚酮體、寡肽氨基酸的聚合有三種形式：氨基酸活化成磷酸酯，再被酶催化縮合，如谷胱甘肽；蛋白質(zhì)的核糖體模板合成途徑；多酶復(fù)合物將氨基酸活化后，按硫模板或非核糖體機(jī)理縮合，形成肽鏈。氨基酸與ATP反應(yīng)，在羧基上形成腺苷單磷酸酯被激活。氨基酸被轉(zhuǎn)移到酶的巰基上，形成硫酯鍵。硫酯鍵斷裂，提高能量，使2個(gè)氨基酸之間形成肽鍵（羧基與氨基結(jié)合）。依次，形成多肽鏈。如短桿菌肽S是由2條5肽首尾連接而成。74氨基酸的聚合有三種形式：氨基酸活化成磷酸酯，再被酶催化縮合，（2）結(jié)構(gòu)修飾包括糖基化、酰基化、甲基化、羥基化、氨基化、氧化還原等，使抗生素產(chǎn)生了共存的系列類似物。在聚酮體鏈延長的過程中，伴隨許多基團(tuán)的化學(xué)修飾，如引入氧、氯原子、甲基等，再以糖苷鍵與糖類物質(zhì)連接，酰胺鍵與氨基酸連接，形成各種抗生素。如四環(huán)素類，先形成聚酮體，在C7位發(fā)生氯化則是金霉素，在C5位上先氧化后還原則是土霉素。（2）結(jié)構(gòu)修飾包括糖基化、酰基化、甲基化、羥基化、氨基化、（3）裝配合成各個(gè)組分后，需要按一定順序在特異酶作用下組裝，才能形成有活性的藥物。（3）裝配合成各個(gè)組分后，需要按一定順序在特異酶作用下組裝77第三節(jié)發(fā)酵工藝條件的確定培養(yǎng)基及其制備滅菌操作技術(shù)微生物發(fā)酵的3種主要操作方式發(fā)酵工藝條件的確定及主要控制參數(shù)77第三節(jié)發(fā)酵工藝條件的確定培養(yǎng)基及其制備78培養(yǎng)基（medium)：供微生物生長繁殖和合成各種代謝產(chǎn)物所需要的按一定比例配制的多種營養(yǎng)物質(zhì)的混合物按微生物的主要類群來說，它們所需要的培養(yǎng)基成分也不同。

細(xì)菌：

牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、LB

(Luria-Bertani)

放線菌：高氏一號(hào)培養(yǎng)基

真菌：

查氏合成培養(yǎng)基、PDA(Potato-Dextrose-Agar)

酵母菌；

麥芽汁培養(yǎng)基的組成和比例是否恰當(dāng)，直接影響微生物的生長、生產(chǎn)和工藝選擇、產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量。一培養(yǎng)基78培養(yǎng)基（medium)：供微生物生長繁殖和合成各種代謝產(chǎn)79碳源氮源無機(jī)鹽水生長因子前體與促進(jìn)劑消泡劑培養(yǎng)基的成分79碳源培養(yǎng)基的成分80概念：

構(gòu)成微生物細(xì)胞和代謝產(chǎn)物中碳的營養(yǎng)物質(zhì)。作用：

為正常生理活動(dòng)和過程提供能量來源，為細(xì)胞物質(zhì)和代謝產(chǎn)物合成提供碳骨架。碳源80概念：碳源81糖類：葡萄糖、淀粉、糊精和糖蜜脂肪：豆油、棉籽油、豬油醇類：甘油、乙醇、甘露醇、山梨醇、肌醇蛋白類：蛋白胨、酵母膏速效碳源：糖類、有機(jī)酸遲效碳源:酪蛋白水解產(chǎn)生的脂肪酸碳源的種類81糖類：葡萄糖、淀粉、糊精和糖蜜碳源的種類82概念：

構(gòu)成微生物和代謝產(chǎn)物中氮素的營養(yǎng)物質(zhì)作用:

為生長和代謝提供氮源種類：無機(jī)氮源、有機(jī)氮源氮源82概念：氮源83幾乎所有微生物都能利用有機(jī)氮源黃豆餅粉、花生餅粉、棉籽餅粉、玉米漿、蛋白胨、酵母粉、尿素有機(jī)氮源83幾乎所有微生物都能利用有機(jī)氮源有機(jī)氮源84氨水、銨鹽和硝酸鹽等。銨鹽比硝酸鹽更快利用。工業(yè)應(yīng)用：主要氮源和輔助氮源；調(diào)節(jié)pH值生理酸性物質(zhì)：代謝后能產(chǎn)生酸性殘留物質(zhì)，如（NH4)2SO4利用后，產(chǎn)生硫酸生理堿性物質(zhì)：代謝后能產(chǎn)生堿性殘留物質(zhì)。如NaNO3利用后，產(chǎn)生氫氧化鈉。無機(jī)氮源84氨水、銨鹽和硝酸鹽等。銨鹽比硝酸鹽更快利用。無機(jī)氮源85概念：組成生理活性物質(zhì)或具有生理調(diào)節(jié)作用的礦物質(zhì)。作用方式：低濃度起促進(jìn)作用，高濃度起抑制作用種類：P、S、K、Na、Mg、Ca常常添加Fe、Zn、Cu、Mo、Co、Mn、Cl，一般不加無機(jī)鹽與微量元素85概念：組成生理活性物質(zhì)或具有生理調(diào)節(jié)作用的礦物質(zhì)。無機(jī)鹽86水營養(yǎng)傳遞的介質(zhì)參與細(xì)胞內(nèi)一系列化學(xué)反應(yīng)維持蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子穩(wěn)定的天然構(gòu)象良好導(dǎo)體，調(diào)節(jié)細(xì)胞生長環(huán)境溫度菌體細(xì)胞的主要成分微生物通過水合作用與脫水作用控制由多亞基組成的結(jié)構(gòu)。86水營養(yǎng)傳遞的介質(zhì)87概念：加入到發(fā)酵培養(yǎng)基中的某些化合物，被直接結(jié)合到目標(biāo)產(chǎn)物分子中，而自身的結(jié)構(gòu)無多大變化。使用：添加前體是提高抗生素產(chǎn)量的重要措施多次少量添加前體（precurtsor）87概念：前體（precurtsor）88概念：維持微生物生長所必需的微量有機(jī)物，不起碳源和氮源作用。種類：維生素、氨基酸、嘌呤或嘧啶及其衍生物、脂肪酸等。天然成分中含有：一般無需添加。生長因子（growthfactor）88概念：生長因子（growthfactor）89概念：促進(jìn)產(chǎn)物生成的物質(zhì)，但不是營養(yǎng)物，也不是前體的一類化合物。種類：氯化物有利于灰黃霉素、金霉素合成。表面活性劑吐溫、清洗劑，脂溶性小分子化合物等，起誘導(dǎo)作用。促進(jìn)劑（accelerant）89概念：促進(jìn)劑（accelerant）90概念：降低泡沫的液膜強(qiáng)度和表面粘度，使泡沫破裂的化合物。種類：油脂類、酯類、硅油及聚氧乙烯－聚氧丙烯甘油醚。天然動(dòng)植物油脂類、高分子化合物（高碳醇脂肪酸和酯類、聚醚類、硅酮類）作用：消除泡沫，防止逃液和染菌。消沫劑(defoamingagent)90概念：降低泡沫的液膜強(qiáng)度和表面粘度，使泡沫破裂的化合物。91按用途：選擇性、鑒別性、富營養(yǎng)培養(yǎng)基等按物理性質(zhì):固體、半固體、液體培養(yǎng)基按化學(xué)組成：合成、半合成、天然培養(yǎng)基按發(fā)酵過程中所處位置和作用：斜面或平板固體、種子、發(fā)酵和補(bǔ)料培養(yǎng)基。培養(yǎng)基種類91按用途：選擇性、鑒別性、富營養(yǎng)培養(yǎng)基等培養(yǎng)基種類92概念：細(xì)菌和酵母的固體斜面或平板培養(yǎng)基，鏈霉素和絲狀真菌的孢子培養(yǎng)基。制備：液體培養(yǎng)基添加1.0-2.0％瓊脂粉。作用：提供菌體的生長繁殖，形成孢子固體培養(yǎng)基92概念：固體培養(yǎng)基93單細(xì)胞培養(yǎng)基：營養(yǎng)豐富，滿足菌體生長迅速，不能引起變異。孢子培養(yǎng)基：基質(zhì)濃度較低，無機(jī)鹽濃度適量，以利于孢子形成。營養(yǎng)不宜太豐富，否則不易產(chǎn)生孢子。固體培養(yǎng)基－要求93單細(xì)胞培養(yǎng)基：營養(yǎng)豐富，滿足菌體生長迅速，不能引起變異。94概念：供孢子發(fā)芽和菌體生長繁殖，搖瓶和種子罐培養(yǎng)基，液體。作用：使種子擴(kuò)大培養(yǎng)，增加細(xì)胞數(shù)目，生長形成強(qiáng)壯、健康和高活性的種子種子培養(yǎng)基（seedmedium）94概念：種子培養(yǎng)基（seedmedium）95培養(yǎng)基成分必需完全，營養(yǎng)豐富。用速效性、容易利用的碳、氮源和無機(jī)鹽等物質(zhì)，但濃度不宜高。種子培養(yǎng)基要與發(fā)酵培養(yǎng)基相適應(yīng)，主要成分接近，不能差異太大?？s短發(fā)酵的延滯期。種子培養(yǎng)基－要求95培養(yǎng)基成分必需完全，營養(yǎng)豐富。種子培養(yǎng)基－要求96概念：提供微生物生長、目標(biāo)產(chǎn)物生成的生產(chǎn)用培養(yǎng)基作用：不僅要滿足菌體的生長和繁殖，還要滿足菌體合成目標(biāo)產(chǎn)物，是發(fā)酵生產(chǎn)中最關(guān)鍵和最重要的培養(yǎng)基。發(fā)酵培養(yǎng)基的要求：

營養(yǎng)物質(zhì)濃度和粘度適中，組成上豐富完整。不同菌種和不同產(chǎn)物，對(duì)培養(yǎng)基的要求差異很大，組成和配方需要優(yōu)化。發(fā)酵培養(yǎng)基（fermentationmedium)96概念：發(fā)酵培養(yǎng)基（fermentationmedium97概念：發(fā)酵過程中添加補(bǔ)充的培養(yǎng)基。作用：穩(wěn)定工藝條件，延長發(fā)酵周期，提高目標(biāo)產(chǎn)物產(chǎn)量。組成：各種必要的營養(yǎng)物質(zhì)，碳源、氮源、前體制備：按單一成分配制，各自獨(dú)立控制，或按一定比例制成復(fù)合補(bǔ)料培養(yǎng)基補(bǔ)料培養(yǎng)基97概念：發(fā)酵過程中添加補(bǔ)充的培養(yǎng)基。補(bǔ)料培養(yǎng)基98控制發(fā)酵培養(yǎng)基的質(zhì)量98控制發(fā)酵培養(yǎng)基的質(zhì)量9999100100101101102培養(yǎng)基設(shè)計(jì)一般原則102培養(yǎng)基設(shè)計(jì)一般原則103二、滅菌操作工藝103二、滅菌操作工藝104由于各種發(fā)酵過程所用的微生物菌種、培養(yǎng)基以及發(fā)酵的條件、產(chǎn)物的性質(zhì)不同，染菌造成的危害程度也不同。不管是對(duì)于哪種發(fā)酵過程，一旦發(fā)生染菌，都會(huì)由于培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分被消耗或代謝產(chǎn)物被分解，嚴(yán)重影響到產(chǎn)物的生成，使發(fā)酵產(chǎn)品的產(chǎn)量大為降低。一）、染菌對(duì)不同發(fā)酵過程的影響104由于各種發(fā)酵過程所用的微生物菌種、培養(yǎng)基以及發(fā)酵的條件1051）青霉素發(fā)酵過程：由于許多雜菌都能產(chǎn)生青霉素酶，因此不管染菌是發(fā)生在發(fā)酵前期、中期或后期，都會(huì)使青霉素迅速分解破壞，使目的產(chǎn)物得率降低，危害十分嚴(yán)重。2）核苷或核苷酸發(fā)酵過程：由于所用的生產(chǎn)菌種是多種營養(yǎng)缺陷型微生物，其生長能力差，所需的培養(yǎng)基營養(yǎng)豐富，因此容易受到雜菌的污染，且染菌后，培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分迅速被消耗，嚴(yán)重抑制了生產(chǎn)菌的生長和代謝產(chǎn)物的生成。1051）青霉素發(fā)酵過程：由于許多雜菌都能產(chǎn)生青霉素酶，因此1063）檸檬酸等有機(jī)酸發(fā)酵過程：一般在產(chǎn)酸后發(fā)酵液的pH值比較低，雜菌生長十分困難，在發(fā)酵中、后期不太會(huì)發(fā)生染菌，主要是要預(yù)防發(fā)酵前期染菌。4）谷氨酸發(fā)酵：周期短，生產(chǎn)菌繁殖快，培養(yǎng)基不太豐富，一般較少污染雜菌，但噬菌體污染對(duì)谷氨酸發(fā)酵的影響較大。1063）檸檬酸等有機(jī)酸發(fā)酵過程：一般在產(chǎn)酸后發(fā)酵液的pH值107種子培養(yǎng)期染菌染菌發(fā)生的不同時(shí)間對(duì)發(fā)酵的影響種子培養(yǎng)主要是使微生物細(xì)胞生長與繁殖，此時(shí)，微生物菌體濃度低，培養(yǎng)基營養(yǎng)十分豐富，比較容易染菌。若將污染的種子帶入發(fā)酵罐，則危害極大，因此應(yīng)嚴(yán)格控制種子染菌的發(fā)生。一旦發(fā)現(xiàn)種子受到雜菌的污染，應(yīng)經(jīng)滅菌后棄去，并對(duì)種子罐、管道等進(jìn)行仔細(xì)檢查和徹底滅菌。由于接種量較小，生產(chǎn)菌生長一開始不占優(yōu)勢(shì)，因而它防御雜菌能力低，容易污染雜菌。107種子培養(yǎng)期染菌染菌發(fā)生的不同時(shí)間對(duì)發(fā)酵的影響種子培養(yǎng)主108發(fā)酵前期染菌在發(fā)酵前期，微生物菌體主要是處于生長、繁殖階段，此時(shí)期代謝的產(chǎn)物很少，相對(duì)而言這個(gè)時(shí)期也容易染菌。染菌后的雜菌將迅速繁殖，與生產(chǎn)菌爭奪培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)，嚴(yán)重干擾生產(chǎn)菌的正常生長、繁殖及產(chǎn)物的生成。原因：發(fā)酵前期菌量不很多，與雜菌沒有競爭優(yōu)勢(shì)；且還未合成產(chǎn)物（抗生素）或產(chǎn)生很少，抵御雜菌能力弱。在這個(gè)時(shí)期要特別警惕以制止染菌的發(fā)生。染菌補(bǔ)救措施：可以用降低培養(yǎng)溫度，調(diào)整補(bǔ)料量，用酸堿調(diào)pH值，縮短培養(yǎng)周期等措施予以補(bǔ)救。如果前期染菌，且培養(yǎng)基養(yǎng)料消耗不多，可以重新滅菌，補(bǔ)加一些營養(yǎng)，重新接種再用。108發(fā)酵前期染菌在發(fā)酵前期，微生物菌體主要是處于生長、繁殖109發(fā)酵中期染菌發(fā)酵中期染菌將會(huì)導(dǎo)致培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)大量消耗，并嚴(yán)重干擾生產(chǎn)菌的代謝，影響產(chǎn)物的生成。有的染菌后雜菌大量繁殖，產(chǎn)生酸性物質(zhì)，使pH值下降，糖、氮等的消耗加速；菌體自溶，致使發(fā)酵液發(fā)粘，產(chǎn)生大量的泡沫，有時(shí)也會(huì)使發(fā)酵液發(fā)臭，代謝產(chǎn)物的積累減少或停止；有的染菌后會(huì)使已生成的產(chǎn)物被利用或破壞。措施降溫培養(yǎng)，減少補(bǔ)料，密切注意代謝變化情況。如果發(fā)酵單位到達(dá)一定水平可以提前放罐，或者抗生素生產(chǎn)中可以將高單位的發(fā)酵液輸送一部分到染菌罐，抑制雜菌。109發(fā)酵中期染菌發(fā)酵中期染菌將會(huì)導(dǎo)致培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)大量110發(fā)酵后期染菌由于發(fā)酵后期培養(yǎng)基中的糖等營養(yǎng)物質(zhì)已接近耗盡，且發(fā)酵的產(chǎn)物也已積累較多，如果染菌量不太多，對(duì)發(fā)酵影響相對(duì)來說就要小一些，可繼續(xù)進(jìn)行發(fā)酵。對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物來說，發(fā)酵后期染菌對(duì)不同的產(chǎn)物的影響也是不同的，如抗生素、檸檬酸的發(fā)酵，染菌對(duì)產(chǎn)物的影響不大；肌苷酸、谷氨酸等地發(fā)酵，后期染菌也會(huì)影響產(chǎn)物的產(chǎn)量、提取和產(chǎn)品的質(zhì)量。發(fā)酵后期發(fā)酵液內(nèi)已積累大量的產(chǎn)物，特別是抗生素，對(duì)雜菌有一定的抑制或殺滅能力。因此如果染菌不多，對(duì)生產(chǎn)影響不大。如果染菌嚴(yán)重，又破壞性較大，可以提前放罐。110發(fā)酵后期染菌由于發(fā)酵后期培養(yǎng)基中的糖等營養(yǎng)物質(zhì)已接近耗111發(fā)酵過程污染雜菌是發(fā)酵工業(yè)的致命傷。造成大量原材料的浪費(fèi)，在經(jīng)濟(jì)上造成巨大損失擾亂生產(chǎn)秩序，破壞生產(chǎn)計(jì)劃。遇到連續(xù)染菌，特別在找不到染菌原因往往會(huì)影響人們的情緒和生產(chǎn)積極性。影響產(chǎn)品外觀及內(nèi)在質(zhì)量111發(fā)酵過程污染雜菌是發(fā)酵工業(yè)的致命傷。112顯微鏡檢查法二）、染菌的檢查和判斷

用革蘭氏染色法對(duì)樣品進(jìn)行涂片染色，顯微鏡下觀察微生物的形態(tài)特征，根據(jù)生產(chǎn)菌和雜菌的特征進(jìn)行區(qū)別、判斷是否染色。如發(fā)現(xiàn)了與生產(chǎn)菌形態(tài)特征不一樣的其他微生物存在，就可判斷為發(fā)生了染菌。此法檢查雜菌最為簡單、直接，也是常用的方法之一。必要時(shí)還可進(jìn)行芽孢染色或鞭毛染色。112顯微鏡檢查法二）、染菌的檢查和判斷用革蘭氏染113肉湯培養(yǎng)法

通常用葡萄糖酚紅肉湯作為培養(yǎng)基，將待檢樣品直接接入經(jīng)完全滅菌后的肉湯培養(yǎng)基中，分別于37°C進(jìn)行培養(yǎng)，隨時(shí)觀察微生物的生長情況，并取樣進(jìn)行鏡檢，判斷是否染菌。肉湯培養(yǎng)法常用于檢查培養(yǎng)基和無菌空氣是否帶菌，同時(shí)此法也用于噬菌體的檢查。113肉湯培養(yǎng)法通常用葡萄糖酚紅肉湯作為培養(yǎng)基，將待114平板培養(yǎng)

將待檢樣品在無菌平板上劃線，分別于37°C、27°C進(jìn)行培養(yǎng)，一般24h后即可進(jìn)行鏡檢觀察，檢查是否染菌。有時(shí)為了提高平板培養(yǎng)法的靈敏度，也可以將需要檢查的樣品先置于37°C條件下培養(yǎng)6h，使雜菌迅速增值后再劃線培養(yǎng)。

無菌實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果肉湯連續(xù)三次發(fā)生變色反應(yīng)（由紅色變?yōu)辄S色）或產(chǎn)生渾濁，或平板培養(yǎng)連續(xù)三次發(fā)現(xiàn)有異常菌落的出現(xiàn)，即可判斷為染菌。114平板培養(yǎng)將待檢樣品在無菌平板上劃線，分別于37°115抗生素發(fā)酵染菌原因分析（日本工業(yè)技術(shù)院發(fā)酵研究所）項(xiàng)目百分率%種子帶菌或懷疑種子帶菌9.64接種時(shí)罐壓跌零0.19培養(yǎng)基滅菌不透0.79總空氣系統(tǒng)有菌19.96泡沫冒頂0.48夾套穿孔12.36盤管穿孔5.89接種管穿孔0.39閥門滲漏1.45攪拌軸密封滲漏2.09罐蓋漏1.54其它設(shè)備滲漏10.13操作原因10.15原因不明24.94115抗生素發(fā)酵染菌原因分析（日本工業(yè)技術(shù)院發(fā)酵研究所）116

滅菌方法

化學(xué)滅菌116

滅菌方法

化學(xué)滅菌117物理滅菌117物理滅菌118培養(yǎng)基滅菌的操作方式118培養(yǎng)基滅菌的操作方式119分批操作的滅菌過程冷卻降溫：依次關(guān)閉排氣、進(jìn)氣閥。罐壓低于空氣壓力后，通入無菌空氣，夾套通冷卻水降溫通入蒸汽，加熱升溫：空氣管、夾套通入蒸汽，升溫至70℃，取樣管、放料管通入蒸汽維持保溫：120℃，罐壓0.1MPa，排氣。調(diào)節(jié)進(jìn)氣和排氣量，維持30min。119分批操作的滅菌過程冷卻降溫：依