项目二微生物发酵制药工艺2.1概述2.2制药微生物生长与生产的关系2.3制药微生物菌种建立2.4制药微生物培养基制备2.5灭菌工艺制药工艺的灭菌•灭菌：指用化学或物理的方法杀灭或去除物料及设备、空间中所有生物的技术或工艺过程。•发酵和细胞车间：无菌培养，培养基和空气无菌•制剂车间：无菌洁净空间，设备无菌，原料无菌；•制药用水：无菌纯净水•相关工艺：需要验证灭菌方法与原理培养基灭菌工艺空气除菌工艺2.5灭菌工艺几个概念杂菌：除生产菌以外的任何微生物。污染：感染杂菌的培养或发酵体系。消毒：杀灭或清除病原微生物，达到无害化程度，杀灭率99.9%以上。杀菌：杀灭或清除一切微生物，达到无活微生物存在的过程，杀灭率99.9999%以上。灭菌：微生物杀灭率99.999999%以上。发酵制药灭菌工艺1、化学灭菌2、物理灭菌2.5.1灭菌方法与原理发酵制药灭菌工艺1、化学灭菌用化学物质杀灭微生物的灭菌操作。化学灭菌剂：氧化剂类等，卤化物类，有机化合物等。机理：与微生物细胞中的成分反应，使蛋白质变性，酶失活，破坏细胞膜透性，细胞死亡。应用：皮肤表面、器具、实验室和工厂的无菌区域的台面、地面、墙壁及空间的灭菌。发酵制药灭菌工艺常用的化学灭菌剂药剂杀菌原理使用浓度高锰酸钾使蛋白质、氨基酸氧化0.1～3％漂白粉在水溶液中分解为新生态氧和氯。1～5%酒精溶液使细胞脱水，蛋白质凝固变性。75％新洁而灭以阳离子形式与菌体表面结合，引起菌体外膜损伤和蛋白质变性。0.25％甲醛强还原剂，与氨基结合。37％过氧乙酸强氧化剂，广谱、高效、速效。戊二酸在碱性条件下具有杀死芽胞的能力2％酚类石炭酸（来苏尔）1～5％2、物理灭菌各种物理条件如高温、辐射、超声波及过滤等进行灭菌辐射灭菌：高能量电磁辐射与菌体核酸的光化学反应造成菌体死亡。局部空间和器皿表面灭菌干热灭菌：高温(140-1801-2h℃或灼烧)氧化、蛋白质变性和电解质浓缩等作用致死微生物。实验室器皿蒸汽灭菌：高温和蒸汽的穿透力，培养基灭菌过滤灭菌：物理截留微生物，无菌空气制备。发酵制药灭菌工艺2.5.2培养基灭菌（1）微生物高温死亡动力学与灭菌的关系微生物受热死亡过程的一级动力学反应：－dX/dt=kdX微生物浓度与灭菌时间成正比，浓度越高，灭菌时间越长。发酵制药灭菌工艺1、灭菌设计)ln(10XXktdkd与微生物种类、生理状态、灭菌温度有关通常：杀死芽孢的温度和时间为指标，X＝0.001。确保彻底灭菌，实际操作中增加50％的保险系数。灭菌时间与比死亡速率之间的关系发酵制药灭菌工艺（2）培养基营养成分破坏动力学与微生物死亡过程类似，营养物降解符合一级动力学：CkdtdCcRTEAKcexpC——营养物浓度t——反应时间kc——降解常数阿伦尼乌斯方程kc与T温度的关系A—比例常数；E—降解活化能R－气体常数T—绝对温度发酵制药灭菌工艺（3）灭菌温度选择原则•实验测定：灭菌的活化能大于营养成分破坏的活化能•每升高2℃，速率常数的增加倍数为Q2：•一般化学反应Q2为1.5～2.0；(营养成分降解)•杀灭芽胞的反应Q2为5～2；（灭菌）•杀灭微生物细胞的反应Q2为35左右。（灭菌）在热灭菌的过程中：同时发生微生物死亡和培养基成分破坏两个过程。灭菌温度选择原则：达到灭菌要求的温度，但营养成分不被破坏的温度发酵制药灭菌工艺（4）影响培养基灭菌的因素•微生物种类：不同的微生物k值不同。•初始菌浓度：灭菌时间与初始菌浓度的对数成正比。•灭菌时间和温度：温度越高，时间越短•培养基成份：油脂、蛋白质增加微生物的耐热性；固体颗粒影响热穿透。•传热与混合状况：泡沫影响受热均匀度。•蒸汽中空气：降低蒸汽分压和灭菌温度。•pH：酸性pH下可加快微生物热死速率。发酵制药灭菌工艺高固形物含量，灭菌温度高环境耐热性大肠杆菌水60～65℃2％糖液70℃，4～6min30％糖液70℃，30min发酵制药灭菌工艺pH的影响温度/℃孢子数/（个/ml）灭菌时间/minpH6.1pH5.3pH5.0pH4.7pH4.5120200087533115200025251213131220007065353024202000740720180150150发酵制药灭菌工艺（5）灭菌高温对培养基质量的影响•破坏营养：成分降解，褐变，有毒害物质•形成沉淀物：多肽类沉淀，磷酸盐和碳酸...
