CN1210393C - 微生物发酵培养基的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微生物发酵培养基的制备工艺，它包括以下步骤：(a)将培养基的固体成分用所需总用水量的40%-65%的水进行溶解、混匀，得到的培养基混悬物用蒸汽进行湿热灭菌；(b)剩余水经过石英砂柱进行预滤，再通过除菌滤器制备为无菌水；(c)用无菌水加入前述步骤(a)中的已灭菌的培养基混悬物，使培养混悬物迅速降温。本发明与现有技术相比，可使灭菌培养基降温时间缩短2-4小时、减少蒸汽用量10-30%、减少冷却水用量50%。同时由于培养基受热时间缩短因而避免了受热时间过长对培养基营养成分造成的不利影响。
Description
本发明涉及制药用培养基的制备工艺，具体地说是微生物发酵培养基的制备工艺。
培养基是维持微生物生长、繁殖和代谢所需要的含有多种物质的液体与固体的混合物。工业微生物发酵多数为纯种发酵。因此，培养基的配制及其灭菌是工业微生物生产中的关键技术之一。现有技术中，工业微生物发酵所用培养基的制备工艺包括有配制和灭菌，通常是采用以下步骤：
在培养基配制罐内加入足够量的水，在搅拌下，加入各种固体、液体或粘稠膏状的各种营养物质将其搅拌均匀，水蒸气湿热灭菌后使用。这种方法由于是将配制的培养基整体进行水蒸气湿热灭菌，故灭菌加热时间长，且需较长时间方可冷却至所需温度，引起培养基中某些营养成分有较大损失、设备利用率低、蒸汽和冷却水消耗大等问题。
本发明的目的就是提供一种制备微生物发酵培养基的新工艺，它可有效降低生产能耗、减少培养基中营养成分的受热损失。
本发明的目的是这样实现的：该工艺包括以下步骤：
(a)将培养基的固体成分用所需总用水量的40％-65％的水进行溶解、混匀，得到的培养基混悬物用蒸汽进行湿热灭菌；
(b)剩余水经过石英砂柱进行预滤，再通过除菌滤器制备为无菌水；
(c)用无菌水加入前述步骤(a)中的已灭菌的培养基混悬物，使培养基混悬物迅速降温。
微生物发酵培养基的主要成分是水，固体成分在培养基中占的比重较小(通常占培养基总量的4％-15％)。故本发明首先将所需总用水分为两部分，一部分水用于配制培养基混悬物，另一部分水通过无菌处理后，用于稀释培养基混悬物。即用所需总用水量的40％-65％的水进行固体营养成分的溶解、混匀，配制成培养基混悬物，对该混悬物采用传统的水蒸汽湿热灭菌方法灭菌，由于培养基混悬物含水量少，故总量也少，湿热灭菌时所需蒸汽量必然也少。灭菌完毕，边冷却边向其中加入另一部分经处理的的无菌水进行稀释。因大量常温无菌水的加入，使培养基混悬物迅速降温，因而不再需要大量冷却水长时间降温。
本发明与现有技术相比，可使灭菌培养基降温时间缩短2-4小时、减少蒸汽用量10-30％、减少冷却水用量50％。同时由于培养基受热时间缩短因而避免了受热时间过长对培养基营养成分造成的不利影响。
本发明中采用的水蒸汽湿热灭菌方法与现有技术基本相同，具体操作方法及参数可参照现有技术。
本发明所使用的除菌滤器其滤膜为微孔滤膜，滤膜孔径为0.1-0.22微米。滤膜最好选择平板式滤膜。除菌滤器的滤膜也可选用超滤膜，其孔径最好在0.01-0.02微米，滤膜的形状最好选用中空纤维状、螺旋卷式状，也可选择褶裙状和管状等。
在生产时，除菌过滤系统及无菌水储罐相连接的管路可采用0.5--1％的次氯酸钠溶液或0.5-1％的二氧化氯溶液，浸泡1-3小时进行消毒。也可通入蒸汽进行湿热灭菌30-60分钟。
实施例1：土霉素发酵培养基的制备
向培养基混悬物配制罐中加入所需总用水量的40％的水(即10吨饮用水)，开启罐内搅拌，边搅拌边加入固体成分(即淀粉800公斤、黄豆饼粉300公斤、硫酸铵110公斤、碳酸钙110公斤、氯化钠18公斤、磷酸二氢钾2公斤、玉米浆150公斤)，搅拌均匀，打开发酵罐物料阀，用泵将全部料液输送到发酵罐内，在打料过程中，打开蒸汽阀，通过蒸汽分布管用蒸汽对发酵罐内的培养基混悬物进行预热，维持罐压在0.03MPa以下。同时用蒸汽对微孔滤膜除菌系统及与发酵罐相连的管路进行灭菌。打料完毕，关闭发酵罐物料阀，由空气分布管、物料管、放料管、取样管和冲视镜等管路进蒸汽，调节排气阀，使罐压达0.12-0.14MPa，温度达121-125℃后，保温、保压30分钟，关闭各路进罐蒸汽，由空气分布管向罐内通入适量无菌空气，使罐内保持正压，灭菌获得培养基混悬物，体积约为15吨。此时，打开蛇管冷却系统阀门通入冷却水进行冷却，打开无菌水阀门，向发酵罐内加入15吨常温无菌水，稀释已灭菌的培养基混悬物，并使其迅速降温到70℃左右，继续用冷却水冷却到发酵培养温度，可开始接种发酵。
其中无菌水的具体制备方法为：饮用水通过石英砂柱预滤，再经过已灭菌的微孔滤膜除菌系统即可得到无菌水。在生产时，储罐及连通管道、除菌过滤系统应为无菌状态。灭菌方法可采用已有技术进行，即向已清洗干净的无菌水储罐内通蒸汽灭菌，灭菌压力为0.12-0.14MPa，温度达121-125℃，保温、保压30分钟，灭菌结束，待罐压降至0.8MPa时通入适量无菌空气以保持罐内正压，即可备用。连通管道及除菌过滤系统用0.5％-1.0％的次氯酸钠溶液浸泡除菌过滤系统及与发酵罐相连的管路1.5小时，用水冲洗5分钟即可备用。
实施例2：链霉素发酵培养基的制备
向培养基混悬物配制罐中加入所需总用水量的60％的水(即18吨饮用水)，开启罐内搅拌，边搅拌边加入固体成分(即黄豆粉960公斤、葡萄糖1600公斤、磷酸二氢钾22公斤、硫酸铵160公斤、玉米浆150公斤、碳酸钙96公斤)，搅拌均匀得到培养基混悬物，该培养基混悬物通过泵进入灭菌塔，同时打开蒸汽阀，向塔内通入0.4MPa-0.5MPa的蒸汽与进入塔中的培养基混悬物混合，使温度达到125-130℃，流量为6m3/h-8m3/h，经灭菌的培养基混悬物由灭菌塔进入维持罐，再以6m3/h-8m3/h流量进入喷淋冷却器，冷却后的培养基混悬物进入已经蒸汽灭菌的发酵罐内，在灭菌培养基混悬物进入发酵罐的同时向发酵罐内加入12吨的无菌水，罐内物料温度迅速降到50℃左右后，再用冷却水降到发酵培养温度，可开始接种。
其中无菌水的具体制备方法为：饮用水通过石英砂柱预滤，经过已灭菌的微孔滤器得到无菌水。
本发明工艺制备的培养基培养出的微生物代谢产物产率高，波动小。
Claims (8)
1、一种微生物发酵培养基的制备工艺，其特征在于它包括以下步骤：
(a)将培养基的固体成分用所需总用水量的40％-65％的水进行溶解、混匀，得到的培养基混悬物用蒸汽进行湿热灭菌；
(b)剩余水经过石英砂柱进行预滤，再通过除菌滤器制备为无菌水；
(c)用无菌水加入前述步骤(a)中的已灭菌的培养基混悬物，使培养混悬物迅速降温。
2、根据权利要求1所述的微生物发酵培养基的制备工艺，其特征在于所说的除菌滤器其滤膜为微孔滤膜。
3、根据权利要求2所述的微生物发酵培养基的制备工艺，其特征在于所说的微孔滤膜其孔径为0.1-0.22微米。
4、根据权利要求2所述的微生物发酵培养基的制备工艺，其特征在于所说的滤膜为平板式滤膜。
5、根据权利要求1所述的微生物发酵培养基的制备工艺，其特征在于所说的除菌滤器其滤膜为超滤膜。
6、根据权利要求5所述的微生物发酵培养基的制备工艺，其特征在于所说的超滤膜其孔径为0.01-0.02微米。
7、根据权利要求5所述的微生物发酵培养基的制备工艺，其特征在于所说的滤膜的形状为中空纤维状。
8、根据权利要求5所述的微生物发酵培养基的制备工艺，其特征在于所说的滤膜的形状为螺旋卷式状。
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