(1)抗生素發(fā)酵的特點
①好氧發(fā)酵:目前抗生素的生產(chǎn)菌一般都是好氧菌,在發(fā)酵過程中需提供足夠的氧氣,以保證抗生素生產(chǎn)菌進行新陳代謝的需要。
②深層發(fā)酵:在大型發(fā)酵罐內(nèi)進行,可進行大規(guī)模生產(chǎn)。
③純種發(fā)酵:要防止雜菌及噬菌體污染。發(fā)酵液若遭受污染,輕者會影響到產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量,重者造成發(fā)酵失敗,徹底倒罐,損失慘重。
(2)抗生素發(fā)酵的流程
發(fā)酵法生產(chǎn)抗生素的主要流程和其他發(fā)酵產(chǎn)品差不多,包括菌種制備、發(fā)酵培養(yǎng)和產(chǎn)品提取等步驟。
(3)抗生素發(fā)酵實例———青霉素發(fā)酵
以青霉素發(fā)酵為例,來介紹抗生素的發(fā)酵生產(chǎn)。
①菌種制備:目前青霉素的生產(chǎn)菌種主要是產(chǎn)黃青霉。發(fā)酵生產(chǎn)青霉素的菌種種子包括試管斜面、扁瓶孢子、搖瓶種子和種子罐種子。制備菌種的目的是為了獲得豐富的孢子或大量的菌絲體。通常在培養(yǎng)基中加入營養(yǎng)豐富且易代謝的碳源(如葡萄糖等)、氮源(如玉米漿)、調(diào)節(jié)pH的碳酸鈣和生長必需的無機鹽,在合適的條件下培養(yǎng)生長,以備發(fā)酵之用。
②發(fā)酵培養(yǎng)工業(yè)上普遍采用的碳源是將淀粉經(jīng)過酶水解得到的葡萄糖糖化液。所需氮源則選用玉米漿、花生餅、棉籽餅、尿素等。另外還應(yīng)加入起pH緩沖作用的碳酸鈣以及生長所必需的無機鹽,pH一般控制在6.4—6.6,發(fā)酵前期溫度一般控制在26攝氏度,后期為23攝氏度,以減少后期發(fā)酵液中青霉素的降解破壞。發(fā)酵過程中要充分通氣、攪拌,一般發(fā)酵液中的溶劑氧量不低于飽和溶解氧的30%,通氣比每分鐘一般為1:0.8,并用天然油脂,如豆油、玉米油等或用化學合成消沫劑來消除發(fā)酵過程中產(chǎn)生的大量泡沫。
②產(chǎn)品提取培養(yǎng)液經(jīng)過6—7天的發(fā)酵,經(jīng)測定后決定放罐時間。首先采用鼓式真空過濾器將發(fā)酵液進行過濾。然后調(diào)pH至2,用醋酸丁酯溶劑萃取,分離純化,再用活性炭進行脫色,最后采用丁醇共沸結(jié)晶法獲得產(chǎn)品。