?
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预处理目的：改善发酵液的性质，以利于固液分离。 ? 预处理：常用酸化、加热、加絮凝剂 ? 固液分离：常用过滤、离心
目的产物在胞内：先对细胞进行破碎 ? 实验室方法：机械、生物、化学 ? 工业方法：高压匀浆机、球磨机 ? 细胞碎片分离：离心，两水相萃取
目的产物的环境：存在于滤液或离心上清液中，液体体积很大，浓度 目的：主要是浓缩，也有纯化作用 常用方法： ? 吸附法：大网格聚合物、活性炭等。适用于抗生素等小分子物质 ? 离子交换法：适用于极性化合物，树脂，（精制） ? 沉淀法：广泛用于蛋白质提取，常用盐析、等电点沉淀、有机溶剂沉淀、非离子型聚合物沉淀 ? 萃取法：溶剂萃取、两水相萃取、超临界流体萃取、逆胶束萃取等。（溶剂萃取法仅用于抗生素等小分子生物物质而不能用于蛋白质；两水相萃取法仅适用于蛋白质而不适用于小分子物质） ? 超滤法：利用具有一定截断分子量的超滤膜进行溶质的分离和浓缩。适用于小分子物质提取中去除大分子杂质；大分子提取中的脱盐浓缩等
目的产物的环境：液体体积大大浓缩，浓度较高，但纯度提高不多 目的：去除大部分杂质
目的产物分两类：大分子（蛋白质）和小分子物质
提取
? 很低 ? ?
精制
? ? ?
成品加工
? 根据产品的要求，有时还需要浓缩、无菌过滤和去热原、干燥、加稳定剂、干燥等
加工步骤。
? 浓缩：升膜或降膜式的薄膜蒸发、膜过滤
? 热敏性物质：离心薄膜蒸发 ? 大分子溶液：超滤膜过滤 ? 小分子物质：反渗透膜过滤
（膜孔小时，可去除热原和除菌）
? 干燥：最后一道工序，方法根据物料性质、状况及当地具体情况而定
? 真空干燥、红外线干燥、沸腾干燥、气流干燥、喷雾干燥、冷冻干燥等
第四节 固体发酵
? 定义：某些微生物生长需水很少，可利用疏松而含有必需营养物的固体培养基进行
发酵生产。
? 固体发酵的实例：
? 传统的酿酒、制酱等 ? 蘑菇、奶酪、泡菜等
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固体发酵的实例 例子 蘑菇生产 泡菜 白酒 酱油 大豆发酵食品 干酪 堆肥 花生饼素 金属浸提 有机酸 酶 污水处理 ?
原料 麦秆、粪肥 包心菜 高粱、大米等 黄豆、小麦 大豆 凝乳 混合有机材料 花生饼 低级矿石 蔗糖、废糖蜜 麦麸等 污水成分 所用微生物 双孢蘑菇、埃杜香菇等 乳酸菌 酵母菌 米曲霉 寡孢根霉 娄格法尔特氏青霉 真菌、细菌、放线菌 嗜食链孢霉 硫芽孢杆菌 黑曲霉 黑曲霉 细菌、真菌和原生动物 培养基：一般为经济易得、富含营养物质的工农业中的副、废产品，有的需加入尿素、硫酸铵等作为辅料
? 麸皮、薯粉、大豆饼粉、高粱、玉米粉等
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设备：池、曲盘和曲箱等 根据培养基的厚薄分：
? 薄层发酵：利用木盘或苇帘，上面铺1-2cm厚的物料，接种后在曲室内发酵 ? 厚层发酵：利用深槽（或池），上面竹帘，帘上铺一尺多厚的物料，底部通
气
? 一般为开放式培养，不是纯培养，无菌要求不高。 固体发酵的一般过程
原料预加工 ↓ 蒸煮灭菌 ↓
菌种 培养基
↓ 发酵 出料，下游加工
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?
固体发酵的优点：
? 设备简单，操作容易
? 可以因地制宜的利用当地资源生产
固体发酵的缺点： ? 劳动强度大
? 不便于机械化操作 ? 微生物品种少、生长慢 ? 产品有限
浓香型大曲酒生产
? 大曲酒：以大曲为糖化发酵剂生产的各种香型的白酒的总称 ? 浓香型大曲酒的酒体特征：窖香浓郁，绵软甘洌，香味协调，尾净余
长
? 典型代表：泸州老窖 ? ? 酿造工艺的基本特点：
? 以高粱为制酒原料，以优质小麦、大麦和豌豆等为制曲原料制得
中、高温曲
? 泥窖固态发酵，续糟（或渣）配料，混蒸混烧 ? 量质摘酒，原酒贮存，精心勾兑
第五节 青霉素生产工艺
? 概述 ? 青霉素生产菌的特性 ? 青霉素的发酵工艺 ? 青霉素的提炼工艺
一、概述
? 1929: Fleming在葡萄球菌培养皿中，污染的霉菌周围出现透明的抑
菌圈。
? Penicillin是发现最早、最卓越的一种β－内酰胺类抗生素（β－lactam） ? 最早产生菌音符型青霉菌，单位只有几十个U ? 产黄青霉（深层），单位100U ? 1000～1500U
? 10000U（不产色素） ? 66000～70000U（我国）；100000U（国外）
1、青霉素的作用机理@
? 抑制肽聚糖合成的第三阶段 ? 生长中的细胞有效，静止细胞无效
2、青霉素的应用
? 主要治疗金黄色葡萄球菌、链球菌、肺炎双球菌、淋球菌、脑膜炎双
球菌、螺旋体等引起的感染
? 对大多数G＋和某些G－及螺旋体有抗菌作用 ? 高效、安全的抗细菌感染药物（毒性小），但首先需要皮试 ? 是各种半合成青霉素、半合成头孢菌素的原料，如氨苄，磺苄等
4、青霉素的物理化学性质
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? 青霉素是有机酸，易溶于醇酸醚酯类 ? 在水中溶解度很小，而且很快失去活性 ? 青霉素G的pK值为2.76,能与碱成盐 ? 青霉素遇酸、碱和金属离子都不稳定 ? 青霉素盐极易溶于水，几乎不溶于乙醚、氯仿、乙酸戊酯等 ? 青霉素盐的干燥纯品很稳定，水中不稳定 ? 青霉素盐在低温下稳定，高温易失活 ? 青霉素盐在pH5-7较稳定，在pH6-6.5最稳定
二、青霉素生产菌的特性 1、生物学特性
? 产黄青霉（Penicillium chrosogenum）菌株按孢子形态分绿色孢子和黄
色孢子
? 深层培养中菌丝形态分球状和丝状 ? 生产上使用的是绿色丝状菌株 ? 菌落为平坦或皱褶，圆形，边沿整齐或锯齿或扇形 ? 气生菌丝形成大小梗，上生
分生孢子，链状，似毛笔， 称青霉穗
? 孢子圆形或圆柱形
2、发酵条件下的生长过程
第1期：分生孢子萌发，形成芽管，原生质未分化，具有小泡 第2期：菌丝繁殖，原生质体具有嗜碱性，类脂肪小颗粒
第3期：形成脂肪包含体，积累储藏物，没有空泡，嗜碱性很强
第4期：脂肪包含体形成小滴并减少，中小空泡，原生质体嗜碱性减弱，开始产生
抗生素
第5期：形成大空泡，有中性染色大颗粒，菌丝呈桶状，脂肪包含体消失，青霉素
产量最高
第6期：出现各别自溶细胞，细胞内无颗粒，仍然桶状。释放游离氨，pH上升 第7期：菌丝完全自溶，仅有空细胞壁
1～4期为菌丝生长期，3期的菌体适宜为种子；4～5期为生产期，生产能力最强，
延长此期；在第6期到来之前结束发酵
青霉素生产流程框图
三、青霉素的发酵工艺过程
青霉素工业生产采用二级种子培养，属于三级发酵，一般流程包括孢子制备、种子制备、发酵培养、提取和精制
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1、发酵工艺过程
? 生产孢子的制备
? 冷冻管孢子活化（两次）：25-26℃,培养6-8d，形成绿色斜面孢
子
? 米孢子：孢子制成悬液，接到大小米培养基上，25℃,相对湿度
50%，培养7d，制成米孢子
? 注意：每批孢子必须进行严格摇瓶试验，测定效价及杂菌情况
? 种子罐培养工艺
? 目的：产生大量的健壮的菌丝体
? 要求：培养基中应加入比较丰富的易利用的碳源和有机氮源 ? 一级种子发酵：（发芽罐或小罐）
? 目的：孢子萌发，形成菌丝 ? 培养基：葡萄糖、玉米浆、碳酸钙、玉米油、消泡剂等 ? 工艺参数：pH自然，通气比1:3，搅拌300-350r/min，
27℃，培养40-50h
? 指标：菌丝浓度达40%以上，菌体正常
? 二级种子发酵：（繁殖罐或中罐）
? 目的：大量繁殖菌体 ? 培养基：玉米浆、葡萄糖等 ? 工艺参数：pH自然，通气比1:(1-1.5)，搅拌
250-280r/min，25 ℃，培养14h
? 指标：菌丝浓度40%以上，残糖1.0%左右，无杂菌
? 发酵罐培养工艺
? 目的：生产目的产物－－青霉素
? 培养基：花生饼粉、麸质粉、玉米浆、葡萄糖、尿素、硫酸铵、
硫酸钠、硫代硫酸钠、磷酸二氢钠、苯乙酰胺及消泡剂、碳酸钙等
? 工艺参数：接种量12-15%，通气比0.7-1.8,搅拌150-200r/min，
罐压0.04-0.05MPa，周期200h左右；前60h，pH5.7-6.3，温度26 ℃ ；以后pH6.3-6.6，温度24 ℃ ；
? 指标：发酵单位66000-70000U/ml
2、发酵过程控制：
补料分批发酵，100m3发酵罐，装料80m3,带放6-10次，间隔24h，带放量10% 发酵过程需连续流加葡萄糖、硫酸铵以及前体物质苯乙酸盐
流加的葡萄糖浓度过低使青霉素合成速度减慢或停止，过高则导致呼吸活性下降，
甚至引起菌体自溶
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