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微生物发酵制药技术探讨

2017-07-06潘荣行

山东工业技术 2017年12期
关键词:发酵微生物

潘荣行

摘 要:微生物包括细菌、真菌和病毒等,是一种难以用肉眼看到的生物,在我们日常生活中微生物随处存在,并且微生物也具有极高的应用价值,比如食品制造、医药卫生等领域都有广泛应用。微生物发酵是利用了微生物的新陈代谢能力帮助人们获得生活中需要的东西。

关键词:微生物;发酵;制药技术

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.249

发酵是指在适当的环境下利用微生物的生命活动生产一定的微生物细胞或者代谢产物的一个过程,而发酵制药技术的出现是借助微生物的生长特性,经过代谢合成以后从中进行提纯,获得药物产品的过程。在我国历史上利用微生物进行治病的经验是非常丰富的,比如说祖先利用生长在豆腐上的霉菌治疗疮疥疾病等,微生物发酵技术已经成为制药方面的重要技术之一。

1 微生物以及微生物药物

1.1 常用于发酵的微生物种类

在发酵工艺中微生物的种类是非常多的,在生活中一些天然微生物都可以成为发酵工艺的原材料。在进行发酵时一般会选用一些自然物的突变株进行催化,主要原因是因为这种原材料比较容易获取,并且成本比较低。比如说细菌、藻类、酵母菌以及病毒等都是当前发酵行业中广泛使用的发酵微生物。

1.2 微生物药物分类

微生物药物是指在微生物的催化作用下并利用生物技术和化学技术制作而成的药物。微生物药物在临床上是可以用于多种疾病防治的,所以微生物发酵技术在制药行业中得到广泛应用。最常见的微生物药物可以说是青霉素,青霉素的出现大大增强了人类抵抗细菌感染的能力,并且日常使用中治理疾病的抗生素大多是微生物药物,微生物发酵技术的出现促进了抗生素产业的發展。

2 微生物发酵制药技术

微生物发酵制药技术是比较多的,要想判断属于哪一类微生物制药技术,可以根据两个标准进行判断,一个是微生物的发酵环境,另一个是存放微生物发酵的设备。通过对微生物发酵环境的分析和判断,还可以将微生物发酵技术分成好氧型、厌氧型、兼性厌氧型三种类别,对这三类发酵技术的判断依据是根据发酵环境是否需要氧气的参与决定的,兼性厌氧型发酵技术对氧气的要求并不高。

通过对存放微生物的设备进行分析,可以将微生物发酵技术进行区分,主要是敞口发酵、密闭发酵、浅盘发酵以及深层发酵四种类型。在应用敞口发酵技术时操作简单,并且对使用的设备没有较高要求。而深层发酵与敞口发酵技术相比就复杂多。在当前现有的发酵工艺中,应用于发酵技术的微生物种类非常丰富,并且很多人工合成的因素或者非人工变异株也被应用到发酵技术中,对这些微生物的应用不仅更加快速获取需要的原材料,同时也大大降低投入成本,促进制药行业快速发展。

3 培养基和发酵工艺简单制作过程

3.1 培养基

培养基是完成发酵工艺的场所,能够在微生物发酵过程中对其提供需要的养料,制药过程中的培养基基本是以人工配置为主,所以其中会含有各种碳水化合物、含氮物质等丰富的适合微生物生长的营养物质。在临床上培养基的种类是非常丰富的,一般大致分为四类,液体培养基、固体培养基、半固体培养基、脱水培养基。固体培养基是按照一定比例配置而成的固态基质,在固体培养基中根据不同的性质又可以分为不同的种类。液体培养基是液态形式,在液态培养中加入一定量的凝固剂就形成半固体培养基。脱水培养基是指培养基中没有水这一因素但是其他因素全部存在。在发酵工艺中经常被使用的培养基是牛肉膏琼脂培养基和马铃薯培养基,这两种培养基的制作方法比较简单,同时更加适合微生物发酵。

3.2 发酵工艺简单操作流程

3.2.1 准备菌种

在进行发酵工艺之前,首先需要对菌种进行选择和纯化,保证菌种制备过程的顺利,在发酵过程中,还需要对菌种进行选育和优化,以保证菌种的发酵质量。

3.2.2 种子培育

种子培育是指对培养基正在休眠的种子进行激活,激活过程首先将放置菌种的设备打开,将其中的菌种放置到试管斜面上的培养基中。其次将试管斜面培养基中的菌种激活,并促使微生物进行繁殖,在这一过程中要注意对微生物的提纯。提纯后所得的种子就是由菌种而来,在进行种子培育过程中,菌种的能力、制备的方式以及提纯的纯度等都会影响发酵物的质量。在对种子进行培养过程中可以选择多种方式进行培养,比如说菌丝进罐培养方法、孢子进罐培养方法,前者是利用摇瓶培养方式,将摇瓶中的液体放到种子罐子内,让菌种进行繁殖。后者是利用种子罐对孢子进行培养。在进行种子培养时应当根据实际环境选择合适的培养方式。

3.2.3 发酵

发酵过程必须在无菌的环境下进行,只有这样才能培育出纯种的微生物,所以在菌种培养之前应当对所需要的设备做好消毒处理。对培养基的消毒可以将其放在温度120摄氏度的饱和蒸汽中保持半小时即可。

3.2.4 游处理

在完成上述微生物发酵流程以后,进入到游处理阶段,这一阶段是发酵流程的最终阶段,在这一阶段中首先将发酵液中的微生物细胞进行提取,得到发酵的产物,其次利用发酵产物进行生物药物制作。

4 结束语

日常生活中存在着很多微生物,这些微生物的存在不只是给人们的生活带来不便,如果对其综合利用可以给人们的生产生活带来非常重要的影响。当前,将微生物应用到制药行业中,利用微生物的发酵作用,生产出有利于人们身体健康的药物。微生物的种类繁多,相应的发酵技术也呈现多样化,在进行微生物发酵过程中基本需要经过四个环节准备菌种、进行种子培育、发酵、游处理,通过这一简单的流程可以制作出不同的药物。发酵技术的广泛应用对人们生产生活产生重大作用,同时不断推进医疗卫生事业的进步和发展。

参考文献:

[1]范宜晓.微生物发酵法生产3-羟基丁酮[D].齐鲁工业大学,2013.

[2]王晓红.微生物制药菌渣处理处置技术风险评价研究[D].哈尔滨工业大学,2012.

[3]王毅.高效微生物处理抗生素废水工程化研究[D].河北科技大学,2010.

[4]丁立孝.脂肽生物表面活性剂的发酵生产及其结构、性质研究[D].浙江大学,2014.

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