对头孢菌素C发酵工艺的优化研究
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作者: 申雪皎 李秀娟
摘 要：对于目前我国在医学的发展过程中出现的一些药物都能够产生相应的发酵作用，这些药物主要以现在社会上常见的头孢菌素C为主要研究药物，而且注重药物在一定程度上会通过相关的办法分解成现在社会上需要的一种微生物。这种微生物的特点与从玉米中提取出来的微生物的特点有很多相似的地方。但是这种提取方式存在很大的弊端，这就需要通过合适的方法对相应的提取方式进行一定的优化，使其能够更好地提取出对人体有益的微生物。针对于这一相应的要求，本文的重点在于对头孢菌素C发酵工艺的优化进行详细，使得这种药物的发酵能够得到更好的进行，进一步为我国的相应医学研究提供坚实有效的基础。
关键词：头孢菌素C；工艺；优化
在很大的程度上来说现在社会上存在的头孢菌素C这项药物对人体发生病症能够急性非常有效的治疗，但是相应的实验研究发现头孢菌素C这项药物在社会上的作用除了能够对患者的相关疾病进行合理的治疗还能够在很大的程度上能够进行相应的发酵工艺，并且在发酵工艺的进行过程中还能够在很大的程度上提高这项药物的生产能力，进一步使得我国对这项药物的生产有进一步的提高。而且在一定角度上上来说进行相应药物生产能力的提高对我国的医药行业的发展起到非常重要的作用。但是在现在社会的发展过程中这项药物的发酵工艺还存在着很大的问题，这种总问题的存在使得相关的药物不能进行合理的发展，因此以下主要对发酵工艺的优化进行详细的讨论。
1 材料和方法
1.1 菌种。顶头孢霉（华北制药华民公司倍达工厂生产菌种）。
1.2 培养基。玉米浆，花生饼粉，玉米粉，豆油，谷朊粉，DL-蛋氨酸（进口），无机盐等。
1.3 设备。一级种子罐100L，二级种子罐6m3，三级种子罐25m3，发酵罐150m3。
1.4 发酵周期。发酵周期为132h。
1.5 测定菌丝量方法。将均匀的发酵液倒入10mL刻度离心管中，置于离心机中，3000r/min下离心10min。
2 结果与讨论
2.1 接种方式的调整
总的来说头孢菌素C这种药物具有种子生长周期比较长，但是发酵的周期比较短的特点，这种特点的存在导致要想使得这种药物能够进行合理的发酵就必须按照相应的规定选取合适的方法进行发酵，只有这样才能在很大的程度上实现发酵的良好进行。而且在很大的程度上进行发酵的植物或者药品都需要通过合理的方法将这些物体的发育比较良好的三级种子进行移植，主要移植的场所在于实验上常见的发酵罐中，这种容器就是医学行业经常说的移植罐。其移植之后需要40个小时的时间来进行相应的发酵，这种发酵的方式与现在社会上常见的头孢菌素C的发酵方式有很大的相似之处，唯一不同的地方在于头孢菌素C的发酵是需要经过四个阶段才能进行完全的发酵。另外不得不说的事在实际操作的过程中，经常会因为在进行发酵罐和移植罐之间转移的过程中存在较长的时间滞留期，这就在很大的程度上导致发酵的种子受到外界因素的影响，进一步导致了头孢菌素C的发酵程度有一定的下降。因此要想从根本的角度上保证头孢菌素C的发酵时间，就需要在相应的时候缩短转移过程中的滞留期。在相应实验过程中发现将发酵液和种子一起进行转移能够在很大的程度上缩短相应的滞留期，进一步能够在一定的程度上保证相应的发酵数量。除此之外还要求在转移的过程中需要将促进头孢菌素C发酵的活性酶进行一起转移，从根本的角度上使得菌丝量的增长有一定的提高，进一步使得头孢菌素C这种药物的发酵能够符合相应的规定。
对头孢菌素来说导致产生主要是因为在头孢霉菌的初次代谢之后在某一特定的条件下的相应产物，因此要想使得头孢菌素C的发酵能够得到更高效的进行，就需要从根本的角度出发，充分的考虑投保迅速C的出现和头孢霉菌的初次代谢。而且在很大的程度上来说相应的培养基中存在的一些营养物质对整个发酵过程都会产生一定的影响，这就要求对相应培养基内部的营养成分的浓度进行一个合理的分配，从而在很大的程度上确定相应微生物的生长。而且对在发酵过程中经常使用的微量元素也需要进行一个合理的分配，只有这样才能在很大的角度上提高相应的头孢菌素C的生产能力。本文的发酵优化方式主要就是从以上所说的几点进行合理的安排，从而在很大的程度上提高相应的头孢菌素C的发酵状况，进一步使得头孢菌素C能够进行更加良好的发展。
为保障实验误差在最小值，本文进行了10批实验，在这10批实验中，有5批属于正常接种罐，而另外5批属于是移种加倒种罐，从实验的结果可知，移种加倒种罐要比正常的移种罐的发酵整体水平要高。前者比后者的效价要高5%，而且在批总亿上也要高出9%左右。
移种加倒种的罐菌丝量明显比正常移种罐要大，而且在波动程度上，正常移种罐要比移种加倒种罐的波动幅度要大，相对来说移种倒种罐中的菌丝量变化比较平稳，呈现移种平稳增长的态势。
2.2 发酵培养基的调整
头孢菌素C发酵培养基营养十分丰富，尤其是豆油的加量非常大，但是头孢菌素C发酵是高耗氧的发酵，豆油过多使发酵过程中泡沫减少，溶氧偏低，如果发酵过程中溶氧一直偏低，不仅会造成发酵水平低，还会使发酵过程中DOCPC的含量增加，从而给后续的提取增加困难，并且会使提取收率降低。为了弥补溶氧，需要提高搅拌功率或增加通气量，从而增加了动力消耗。由于基础料中油过多，在很长的发酵周期内发酵液中都会存在大量的油，中间带放时这些油就会随发酵液带出，不仅造成营养浪费，而且发酵液中大量的残油会使陶瓷膜的通量下降很快，影响过滤速度和膜的寿命。根据这种情况，通过降低基础料中的油，使发酵罐在第一次带放时残油量已经很低，每批节省豆油4m3，大大降低了基础料的成本。
2.3 碳源的替代
在头孢菌素C发酵过程中要不断地补入葡萄糖和豆油。由于豆油的价格比糖要高数倍，豆油在头孢菌素C的成本中占的比例很大，所以考虑加大葡萄糖的加量，降低豆油的加量。但由于大量的葡萄糖对头孢菌素C发酵有阻遏作用，如果葡萄糖过量就会造成发酵异常，所以葡萄糖又不能完全代替豆油。另外，由于在糖代油工艺调整过程中，糖增加的量大大地超过油降低的量，所以在一定程度上对发酵液进行了稀释，使菌丝浓度降低了8%左右，过滤收率提高了2个百分比，同时由于菌丝量下降，在发酵过程中需要的动力条件降低，从而使动力成本在一定程度上降低。
结束语
通过调种接种方式，移种加倒种罐比正常移种罐效价高5%，批总亿高9%左右；通过降低基料中的油，每批节省豆油4m3，大大降低了基础料的成本；通过稀释发酵液，使过滤收率提高2个百分点，由于菌丝下降，也降低了动力成本。
参考文献
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