《高職高專教育“十一五”規(guī)劃教材·微生物發(fā)酵制藥技術(shù)》是高職高專教育“十一五”規(guī)劃教材，是生物制藥技術(shù)專業(yè)核心課程教材，主要介紹了微生物發(fā)酵制藥過(guò)程中微生物的營(yíng)養(yǎng)、菌種的分離和擴(kuò)大培養(yǎng)、無(wú)菌空氣的制備、微生物藥物的生物合成、發(fā)酵工藝控制、微生物藥物的分離精制、常見(jiàn)微生物藥物的發(fā)酵生產(chǎn)和發(fā)酵技能實(shí)訓(xùn)等內(nèi)容。
全書(shū)以微生物制藥工藝流程為主線，按微生物制藥工序來(lái)編寫(xiě)各章節(jié)內(nèi)容。為適應(yīng)高職高專教育突出對(duì)學(xué)生技能培養(yǎng)的要求，編寫(xiě)過(guò)程中盡量壓縮抽象的理論，充實(shí)比較多的生產(chǎn)實(shí)際過(guò)程的操作方法，同時(shí)結(jié)合技能實(shí)訓(xùn)進(jìn)行介紹，有利于學(xué)生實(shí)踐技能的提高和處理實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)。
《高職高專教育"十一五"規(guī)劃教材·微生物發(fā)酵制藥技術(shù)》適合高職高專院校生物制藥技術(shù)、生化制藥技術(shù)和生物技術(shù)類等專業(yè)學(xué)生使用，也可供從事生物制藥的教師和生產(chǎn)一線的工程技術(shù)人員參考。
發(fā)酵技術(shù)是利用生物機(jī)體、組織、細(xì)胞或其所產(chǎn)生的酶來(lái)生產(chǎn)傳統(tǒng)的、近代的以至現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)品、生物藥物的一門融現(xiàn)代科學(xué)與工程為一體的科學(xué)技術(shù)，已廣泛用于醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、輕工業(yè)、食品、環(huán)保等領(lǐng)域。其中發(fā)酵技術(shù)在生物制藥領(lǐng)域的應(yīng)用是最有前途和最富有發(fā)展?jié)摿Φ摹?br />
微生物發(fā)酵制藥技術(shù)是生物制藥技術(shù)專業(yè)的一門核心課程。它以微生物學(xué)、生物化學(xué)為基礎(chǔ)，同時(shí)要以一定的工程學(xué)和生化反應(yīng)設(shè)備知識(shí)為支撐。目前，國(guó)內(nèi)外的大量抗生素藥物、酶類藥物、維生素類藥物、氨基酸類藥物、多糖類藥物、生理活性物質(zhì)都實(shí)現(xiàn)了發(fā)酵法生產(chǎn)。因此，學(xué)習(xí)本課程對(duì)于掌握相關(guān)的生物藥物發(fā)酵過(guò)程的基本理論和實(shí)踐技能都是至關(guān)重要的。
本書(shū)是根據(jù)國(guó)家高等職業(yè)教育指導(dǎo)委員會(huì)確定的生物制藥技術(shù)專業(yè)課程設(shè)置要求，在教育部高教司高職高專處的領(lǐng)導(dǎo)下，在多年使用和參照《生物工藝學(xué)》、《抗生素生產(chǎn)工藝》、《發(fā)酵工藝原理》的基礎(chǔ)上，結(jié)合高職高專教育突出對(duì)學(xué)生技能和素質(zhì)培養(yǎng)的要求，參考國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料和生物制藥今后的發(fā)展方向編寫(xiě)的。
本書(shū)主要闡述發(fā)酵過(guò)程的基本原理和參數(shù)控制，對(duì)次級(jí)代謝產(chǎn)物的合成過(guò)程、發(fā)酵動(dòng)力學(xué)、發(fā)酵過(guò)程的參數(shù)和控制等作了比較詳細(xì)的敘述。涉及的發(fā)酵藥物生產(chǎn)過(guò)程有抗生素、維生素、氨基酸、藥用酶等。
參加本書(shū)編寫(xiě)的有（以章排列先后為序）：王靜（緒論、第一章）、程有普（第二、三章）、朱海東（第四、五章）、劉春蘭（第六章）、盛貽林（第七章）、吳寧蘋（第八章第一至四節(jié)）、王雪峰（第八章第五節(jié)）、毛小環(huán)（第九章）、楊新建（第十章）、吳楊（第十一章）。
由于生物技術(shù)發(fā)展很快，在編寫(xiě)過(guò)程中難免會(huì)有遺漏，加上編者的水平和時(shí)間所限，錯(cuò)誤和不足之處在所難免，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
最后感謝中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社的大力支持，感謝各位編者為本書(shū)所付出的艱辛努力。
緒論
本章小結(jié)
復(fù)習(xí)思考題
第一章 微生物藥物的產(chǎn)生菌
第一節(jié) 常用藥物產(chǎn)生菌
第二節(jié) 制藥微生物的育種
本章小結(jié)
復(fù)習(xí)思考題
第二章 培養(yǎng)基
第一節(jié) 培養(yǎng)基的成分
第二節(jié) 培養(yǎng)基的類型
第三節(jié) 培養(yǎng)基的設(shè)計(jì)與選擇
第四節(jié) 影響培養(yǎng)基質(zhì)量的因素
本章小結(jié)
復(fù)習(xí)思考題
第三章 滅菌
第一節(jié) 滅菌的原理和方法
第二節(jié) 培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備的滅菌過(guò)程
第三節(jié) 常見(jiàn)滅菌問(wèn)題的分析及處理
本章小結(jié)
復(fù)習(xí)思考題
第四章 種子的擴(kuò)大培養(yǎng)
第一節(jié) 固體孢子制備
第二節(jié) 液體種子制備
第三節(jié) 種子質(zhì)量的控制與分析
第四節(jié) 檸檬酸發(fā)酵生產(chǎn)中的種子擴(kuò)大培養(yǎng)技術(shù)
本章小結(jié)
復(fù)習(xí)思考題
第五章 無(wú)菌空氣的制備
第一節(jié) 過(guò)濾除菌的基本原理
第二節(jié) 常見(jiàn)的過(guò)濾介質(zhì)
第三節(jié) 無(wú)菌空氣的制備過(guò)程
第四節(jié) 無(wú)菌空氣的微生物檢測(cè)
本章小結(jié)
復(fù)習(xí)思考題
第六章 微生物藥物的生物合成
第一節(jié) 微生物的代謝
第二節(jié) 微生物藥物生物合成的基本途徑
第三節(jié) 微生物次級(jí)代謝產(chǎn)物生物合成的調(diào)節(jié)機(jī)制
第四節(jié) 幾種重要抗生素的生物合成途徑
本章小結(jié)
復(fù)習(xí)思考題
第七章 微生物發(fā)酵及工藝控制
第一節(jié) 發(fā)酵過(guò)程原理
第二節(jié) 發(fā)酵條件的影響及其工藝控制
第三節(jié) 發(fā)酵過(guò)程的中間分析
第四節(jié) 發(fā)酵染菌的防止和處理
本章小結(jié)
復(fù)習(xí)思考題
第八章 幾種重要微生物藥物的發(fā)酵工藝
第一節(jié) 青霉素的發(fā)酵工藝
第二節(jié) 紅霉素的發(fā)酵工藝
第三節(jié) 氨基酸的發(fā)酵工藝
第四節(jié) 維生素C的發(fā)酵工藝
第五節(jié) 螺旋霉素的發(fā)酵工藝
本章小結(jié)
復(fù)習(xí)思考題
第九章 微生物藥物的分離與精制
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 發(fā)酵液的預(yù)處理及固液分離
第三節(jié) 微生物藥物的分離和精制
第四節(jié) 微生物藥物的成品加工
本章小結(jié)
復(fù)習(xí)思考題
第十章 微生物產(chǎn)生的生物活性物質(zhì)
第一節(jié) 抗腫瘤抗生素
第二節(jié) 微生物產(chǎn)生的酶抑制劑
第三節(jié) 微生物產(chǎn)生的受體拮抗劑
第四節(jié) 微生物產(chǎn)生的免疫調(diào)節(jié)劑
第五節(jié) 微生物產(chǎn)生的其他生物活性物質(zhì)
本章小結(jié)
復(fù)習(xí)思考題
第十一章 發(fā)酵技能實(shí)訓(xùn)
實(shí)訓(xùn)一 青霉素的發(fā)酵生產(chǎn)
實(shí)訓(xùn)二 四環(huán)素的發(fā)酵生產(chǎn)
實(shí)訓(xùn)三 維生素C的發(fā)酵生產(chǎn)
實(shí)訓(xùn)四 谷氨酸的發(fā)酵生產(chǎn)
實(shí)訓(xùn)五 黑曲糖化酶的發(fā)酵生產(chǎn)
參考文獻(xiàn)
一、菌種的選育
微生物的種類和數(shù)量雖然龐大，但不是所有的微生物都可以作為菌種用來(lái)進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)。只有那些遺傳性狀穩(wěn)定，易于基因操作，安全性高，發(fā)酵周期短且產(chǎn)量高，對(duì)所用培養(yǎng)基要求低，代謝產(chǎn)物便于分離的微生物才能作為菌種使用。對(duì)制藥微生物的選育包括自然選育和人工選育，其中人工選育又可分為誘變育種、雜交育種和基因工程育種。
1.自然選育
自然選育在生產(chǎn)過(guò)程中利用微生物自然突變而進(jìn)行優(yōu)良品種的選育。對(duì)于自然選育來(lái)說(shuō)，菌種的自發(fā)突變頻率極低，變異過(guò)程緩慢，所以獲得優(yōu)良菌種的可能性較小。為了獲得新的菌種，開(kāi)始從一些特殊環(huán)境（被污染的水域、一些極端環(huán)境、海洋等）中分離微生物。分離微生物新種的具體過(guò)程大體可分為采樣、增殖、純化和性能測(cè)定等步驟。
從土壤中分離微生物的具體步驟：①取離地面5～15 cm處的土壤；②取土樣1 g，放入帶有玻璃珠的99 mL無(wú)菌水中，振蕩5～10 min，使土樣充分打散，制成10土壤懸液；③用無(wú)菌移液管吸取土壤懸液1 mL，放人9 mL無(wú)菌水中，即為10。稀釋液，如此重復(fù)，可依次制成10～10的稀釋液；④取10-4，10，10-8三個(gè)稀釋度的稀釋液各1 mL，分別接入平皿中；⑤將培養(yǎng)基倒入培養(yǎng)皿中，輕輕搖動(dòng)，使培養(yǎng)液與菌液充分混勻，待瓊脂凝固后即可；⑥將接種好的平板倒置，于28～30℃恒溫培養(yǎng)。
自然選育的主要作用是對(duì)菌種進(jìn)行分離純化，淘汰衰退的菌株。一般菌種的自然選育流程為：將斜面菌種制成懸液，懸液倒人平皿培養(yǎng)，挑取單菌落，單菌落培養(yǎng)（初篩），搖瓶發(fā)酵，菌種保藏，將保藏菌種接種在培養(yǎng)基上進(jìn)行復(fù)篩，搖瓶種子培養(yǎng)，搖瓶培養(yǎng)，高產(chǎn)菌株復(fù)選，高產(chǎn)菌株驗(yàn)證，放大實(shí)驗(yàn)，得到的菌株保藏并進(jìn)行再次選育。
2.誘變育種
誘變育種是指利用物理或化學(xué)誘變劑處理均勻分散的微生物細(xì)胞群，使其突變率大幅度提高，然后采用簡(jiǎn)便、快速和高效的篩選方法，從中挑選少數(shù)符合育種目的的突變株。誘變育種雖然能提高誘變效果，但要想獲得一株理想的菌株則需要經(jīng)過(guò)多次誘變篩選。
誘變育種中常用的誘變劑種類及其性質(zhì)、作用機(jī)理和主要生物學(xué)效應(yīng)見(jiàn)表1-3。
近年來(lái)，除了使用傳統(tǒng)的誘變劑之外，還開(kāi)發(fā)出一些新型的誘變劑，如激光、微波、高能電子流等，這些誘變劑在誘變育種中均取得了良好的效果。
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