青霉素V發(fā)酵工藝探討

王國信

【摘 要】隨著我國醫(yī)藥事業(yè)的不斷發(fā)展，青霉素作為傳統(tǒng)的抗生素類藥物，需求逐漸加大，我國對于青霉素的發(fā)酵工藝實(shí)現(xiàn)了巨大的進(jìn)步，目前青霉素V作為主要的抗生素藥物需求正在逐漸加大，因此應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注青霉素V的發(fā)酵工藝和方法，實(shí)現(xiàn)青霉素V發(fā)酵流程的優(yōu)化。本文首先分析了青霉素V發(fā)酵工藝的內(nèi)涵，其次分析了青霉素V的發(fā)酵流程和發(fā)酵流程的優(yōu)化，最后進(jìn)行總結(jié)，以期完善青霉素V發(fā)酵流程，實(shí)現(xiàn)發(fā)酵流程的優(yōu)化。

【關(guān)鍵詞】青霉素V;發(fā)酵工藝;流程優(yōu)化

一、青霉素V概述

目前常用的青霉素主要是青霉素V 和青霉素G，根據(jù)不同的方法可以培養(yǎng)出不同種類的青霉素，青霉素的種類不同，他們的用途和功能也不相同，有一些是單純的青霉素，有一些是合成的青霉素。青霉素V比青霉素G的性質(zhì)更加穩(wěn)定，有很多優(yōu)點(diǎn)，青霉素G很容易被胃酸分解，功能和功效都會減輕，而青霉素V不會容易被胃酸分解，具有較強(qiáng)的耐酸性，在人體服用后，并不會被胃酸分解，從而能夠更好的保留青霉素的抗菌消炎的功效，實(shí)現(xiàn)青霉素的作用，因此青霉素V受到了廣泛的應(yīng)用。

二、青霉素V的發(fā)酵工藝

青霉素V的發(fā)酵流程與青霉素的發(fā)酵流程相同，都分為了初級代謝和次級代謝階段，在初級代謝中，碳元素和氮元素和大分子的合成元素主要構(gòu)成了初級代謝的原料。在初級代謝中，所需的營養(yǎng)原料要大于次級代謝的過程，在初級代謝的過程中，營養(yǎng)的消耗以及培養(yǎng)基的濃度或者是產(chǎn)物的產(chǎn)量都大于第二階段，初級代謝階段和次級代謝階段主要的區(qū)別就是依靠營養(yǎng)的消耗量、培養(yǎng)基的消耗量和產(chǎn)物的產(chǎn)量不同，兩次發(fā)酵階段應(yīng)該建立相應(yīng)的聯(lián)系，只有這樣才能夠使得兩個(gè)階段的不同過程相互對應(yīng)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)階段的對應(yīng)關(guān)系。

2.1培養(yǎng)基濃度

培養(yǎng)基的主要營養(yǎng)原料為玉米漿，玉米漿含有豐富的可溶性蛋白、多肽、氦基酸、維生素等，玉米漿的價(jià)格較低，進(jìn)行青霉素發(fā)酵的成本較低，利用玉米漿作為原料能夠在后期很好的控制青霉素的價(jià)格，降低青霉素的成本。玉米漿同時(shí)具有豐富的營養(yǎng)，適合青霉素發(fā)酵過程中所需要的的養(yǎng)分，被廣泛利用與微生物的發(fā)酵行業(yè)，成為了微生物發(fā)酵主要的氮元素養(yǎng)料。但是玉米漿的營養(yǎng)成分含量并不相同，玉米受到了產(chǎn)地、加工工藝和存儲條件的影響，玉米的質(zhì)量和營養(yǎng)成分是不同的，這樣會影響培養(yǎng)基營養(yǎng)成分的濃度，造成培養(yǎng)基濃度的不同。后期通過研究可以通過配合氮元素的營養(yǎng)補(bǔ)給液控制培養(yǎng)基的營養(yǎng)濃度?？梢岳糜衩诐{提取出的氮元素進(jìn)行培養(yǎng)基濃度的配比，同時(shí)還可以用牛肉和蛋白胨有機(jī)氮源代替玉米漿的使用，這一代替的結(jié)果在實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)進(jìn)行了檢驗(yàn)，符合培養(yǎng)基養(yǎng)分的工程，能夠作為青霉素的發(fā)酵原料補(bǔ)給進(jìn)行使用，將玉米漿用其他成分進(jìn)行代替也能夠很好的控制培養(yǎng)基的濃度。

2.2菌體的代謝

補(bǔ)料是青霉素發(fā)酵過程的又一個(gè)重要環(huán)節(jié)，而補(bǔ)料濃度的調(diào)控是控制發(fā)酵液基質(zhì)濃度的關(guān)鍵因素。發(fā)酵液的養(yǎng)分和前體不僅以不同速度被消耗并且需要維持在適當(dāng)?shù)臐舛龋?，補(bǔ)料速度需要根據(jù)微生物的代謝速度即對營養(yǎng)的消耗速度及能夠維持微生物生長的限制濃度而確定。補(bǔ)料的原則就在于調(diào)整培養(yǎng)基營養(yǎng)成份在亞適量范圍，利于積累更多產(chǎn)物。補(bǔ)水配合補(bǔ)料工藝，可以更加靈活地調(diào)控基質(zhì)濃度，解除代謝阻遏;還可以調(diào)控不同發(fā)酵階段的青霉菌比生長速率，結(jié)合發(fā)酵生產(chǎn)過程能提供的動力條件，使溶氧達(dá)到滿足青霉菌菌體生長代謝的平衡;還能夠達(dá)到增大發(fā)酵過程的帶放體積，提高發(fā)酵液產(chǎn)量得率的目的。

2.3原料的補(bǔ)給

補(bǔ)料環(huán)節(jié)對于青霉素V的發(fā)酵過程起到了重要的作用，發(fā)酵的初期階段，由于發(fā)酵的速度較快，就會造成培養(yǎng)基中的濃度下降，在此時(shí)就應(yīng)該對培養(yǎng)基進(jìn)行營養(yǎng)成分的補(bǔ)給，因此在發(fā)酵的初級階段就應(yīng)該實(shí)現(xiàn)首次的補(bǔ)料。前期在補(bǔ)料之前，菌絲的代謝較慢，導(dǎo)致菌絲的分枝較少，對于營養(yǎng)成分的吸收較慢，在補(bǔ)料之后就會加快菌絲對于營養(yǎng)成分的消耗量，加速青霉素的發(fā)酵過程。在中后期，由于培養(yǎng)基的濃度降低，菌體就會產(chǎn)生自融現(xiàn)象，青霉素的產(chǎn)量降低，為了保證青霉素的產(chǎn)量，就必須在中后期保證培養(yǎng)基的濃度，加強(qiáng)對于培養(yǎng)基原料的補(bǔ)給數(shù)量，實(shí)現(xiàn)青霉素的產(chǎn)量和質(zhì)量。

2.4水分和空氣的補(bǔ)給

青霉素V的發(fā)酵過程不僅需要原料的補(bǔ)給，同樣也需要水分和空氣的補(bǔ)給，在正常的微生物分解過程中，都會需要一定的水分和空氣?？諝庵械乃趾坑捎谑艿江h(huán)境中溫度、濕度的影響，都是不同的。在青霉素實(shí)際的發(fā)酵過程中，需要用到空壓機(jī)，空壓機(jī)去除水分的效果不同，也會導(dǎo)致水分的含量不相同。在青霉素的實(shí)際發(fā)酵過程中，應(yīng)該根據(jù)周圍環(huán)境的變化、空壓機(jī)的工作效果不同進(jìn)行水分的補(bǔ)給數(shù)量的改變，根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行水分補(bǔ)給次數(shù)的調(diào)整，所有水分和空氣的補(bǔ)給次數(shù)和數(shù)量并不是統(tǒng)一的，也不是一成不變的，需要根據(jù)實(shí)際的發(fā)酵環(huán)境以及發(fā)酵的實(shí)際進(jìn)度情況進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整改變，以便能夠?qū)崿F(xiàn)青霉素發(fā)酵流程的優(yōu)化。

總結(jié)

綜上所述，青霉素V的功能更加穩(wěn)定，耐酸性更強(qiáng)，青霉素V 的功效更能夠?qū)崿F(xiàn)有效的發(fā)揮，因此對于青霉素V發(fā)酵過程的優(yōu)化具有更加重要的作用，實(shí)現(xiàn)青霉素V發(fā)酵的工藝和流程，應(yīng)該在選料、培養(yǎng)基濃度和原料的補(bǔ)給方面進(jìn)行優(yōu)化，選擇適合的菌種，進(jìn)行培養(yǎng)基濃度的科學(xué)配比，實(shí)現(xiàn)后期的原料補(bǔ)給和供應(yīng)，只有這樣才能夠優(yōu)化青霉素V的發(fā)酵流程，培養(yǎng)更加優(yōu)質(zhì)的青霉素V產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)醫(yī)藥行業(yè)的快速發(fā)展。

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（作者單位：河北華北制藥華恒藥業(yè)有限公司）