微生物技術在發(fā)酵制藥生產中發(fā)展與應用研究

吳玄峰

摘要：隨著社會的不斷進步，當前微生物技術的發(fā)展已經逐步成為新技術革命的主要標志，并在多個行業(yè)領域中得到了廣泛應用。本文就微生物技術在發(fā)酵制藥生產中的應用進行了分析，以期能夠為相關醫(yī)療事業(yè)與環(huán)境保護工作提供重要的積極意義。

關鍵詞：微生物技術;發(fā)酵制藥生產;方式;應用

1、關于微生物發(fā)酵制藥生產的過程

微生物在生長與發(fā)育的過程中，需要從外界環(huán)境中不斷汲取營養(yǎng)物質，在自身體內經過一系列反應后轉換為能量物質，這一過程也是微生物乃至生物進行自身生命活動維持的重要特征。其中，微生物的分解代謝又能夠為合成代謝提供充足的原料與能量，合成代謝為分解代謝提供基礎物質，從而促使著生物體繼續(xù)發(fā)育繁衍。在微生物發(fā)生變化過程中，作為生化反應的催化劑與其他催化劑相同，都能夠對反應速度進行提升，但無法轉變反應的平衡點。而微生物中的酶又具備了催化反應效率高、專一性強、調節(jié)控制便利等多項優(yōu)勢。此外，微生物在正常生命活動中都需要借助能量，能量代謝同時也是新陳代謝中的重點問題。在自然界中，能量的體現(xiàn)形式是多樣化的，而微生物自身所進行化學反應需要在一定條件下，通過能量的釋放來進行。

2、發(fā)酵制藥生產工程中的主要發(fā)酵方式

微生物進行發(fā)酵制藥的過程是復雜的，尤其是在進行大規(guī)模工業(yè)發(fā)酵時，為了能夠達到預期目標，需要對發(fā)酵方式與發(fā)酵技術展開全面且深入地探究。

2.1分批式發(fā)酵

對于微生物的分批式發(fā)酵，就是指一次性將全部物料投入到相應的反應器中，經過對微生物的滅菌、接種等長時間的發(fā)酵實際過后，再講發(fā)酵液一次性放出的整個過程。在完成微生物放料工作后，再料、滅菌、接種、發(fā)酵過程。這種分批式的發(fā)酵方式整個過程都處于不夠穩(wěn)定的狀態(tài)，其中微生物的成長變化以及對基質的消耗變化較快，在采用分批發(fā)酵方式時，可以就營養(yǎng)物質具體濃度、溫度以及pH值來對變量進行優(yōu)化與控制。

2.2補料分批式發(fā)酵

微生物補料分批次培養(yǎng)是將種子直接接入在反應器中，經過一段時間的發(fā)酵與培養(yǎng)后，連續(xù)性地對其進行培養(yǎng)基的補加工作，從而促使微生物菌體得以進一步成長發(fā)育。在當前發(fā)展形勢下，補料分批式的發(fā)酵方式得到了廣泛應用，使用這種發(fā)酵方式能夠生產出氨基酸、生長激素、抗生素、維生素等等，在固體發(fā)酵與混合培養(yǎng)工作中也實現(xiàn)了應用。隨著當前發(fā)酵制藥領域的不斷發(fā)展，針對于微生物發(fā)酵工作的研究進一步深入，補料分批發(fā)酵技術也發(fā)揮著自身重要的積極作用。

2.3連續(xù)性發(fā)酵

將物料種子接入發(fā)酵反應容器中，通過攪拌，將其達到一定的濃度后，控制不間斷的進料與出料，并在此過程中確保反應容器中的細胞總數(shù)始終不變，且微生物的發(fā)酵體系處于相對平衡狀況，這整個過程也就是微生物的連續(xù)性發(fā)酵。連續(xù)發(fā)酵的方式在微生物發(fā)酵制藥與工業(yè)生產領域中還未得到普遍應用，其所具備的主要優(yōu)勢是能夠對菌種進行擴大，便于后期培養(yǎng)，通過對發(fā)酵容器的多次滅菌與清洗，使得微生物發(fā)酵周期得到了縮短，有效提升相應設備的利用效率，促使發(fā)酵制藥領域自身經濟效益與市場競爭力得以進一步提升。

2.4固定化發(fā)酵

微生物也可以看作為多種酶的包裹，而制藥生產也是對微生物酶的合理控制與發(fā)酵過程。將酶從微生物自身的細胞中進行提取，并將其與其他底物發(fā)生一系列作用，形成并制造出藥物或其他產品，又可以將所提取出的酶直接用載體實現(xiàn)固定，使其能夠多次反復利用，且不易于散失。此外，對于未固定的酶或細胞，可直接投入工業(yè)生產作業(yè)，通過固定化發(fā)酵，實現(xiàn)固定化酶與固定化西跑得以重復利用，對于藥物產品后期的提純處理工作提供了一定便利。

2.5混合培養(yǎng)物發(fā)酵

混合培養(yǎng)物的發(fā)酵方式又被稱作混合發(fā)酵，是將多種微生物進行混合，采用共同的培養(yǎng)基來進行發(fā)酵。這種混合發(fā)酵的技術在很多傳統(tǒng)微生物工業(yè)生產中就已經得到了普遍應用，例如對酒類產品的制作、對污水的處理等。通過混合培養(yǎng)物發(fā)酵得出的菌種存在著一定未知性，在對其進行培養(yǎng)時，需要根據培養(yǎng)基的組成情況與發(fā)酵具體條件來對其進行科學管控，從而得以滿足發(fā)酵培養(yǎng)目的。混合發(fā)酵通過對多種微生物與菌種的混合，不僅能夠增加發(fā)酵過程中多項基因所具備的功能，同時又能夠通過不同代謝能力的組合，完成復雜的代謝過程，以此來促進微生物自身的生長與代謝，有效提高制藥生產的整體效率。

3、微生物技術在發(fā)酵制藥工程中的應用

當前發(fā)展階段下，現(xiàn)代化的微生物技術已經逐步在各個生產行業(yè)領域得到了應用，不僅在制藥工程中，同時能夠為化工、食品、能源與環(huán)境保護工作提供積極意義?，F(xiàn)代微生物技術的發(fā)酵工程作為新型工業(yè)體系，促進著各個行業(yè)領域的發(fā)展與創(chuàng)新。

3.1發(fā)酵環(huán)境與發(fā)酵技術

通過發(fā)酵環(huán)境的不同，可以對微生物制藥技術進行初步判斷，將其大致分為好氧型、厭氧型、兼性厭氧型這幾種類別。在當前發(fā)展形勢下現(xiàn)有的發(fā)酵工藝技術中，能夠應用于發(fā)酵技術的微生物種類也很豐富，且很多由人工合成的因素，或是人工變異株也能夠直接應用于發(fā)酵制藥中來，對于這些微生物的應用與發(fā)展，能夠有效減少資金成本的投入，提高原材料的采集獲取速度，促使微生物發(fā)酵制藥領域得以進一步發(fā)展。

3.2促使并推動藥物產生發(fā)酵作用

微生物自身在成長過程中會產生各式各樣的活性物質，能夠為藥物工業(yè)化生產提供便利?，F(xiàn)代化的發(fā)酵制藥工程生產中許多藥物產品都是由微生物發(fā)酵而來的，例如酶、抗生素、維生素等。其中，酶時一切生物體得以展開正常生命活動的基礎，它能夠使得復雜繁瑣的化學反應在常溫常壓的環(huán)境下，迅速得到完成，其中酵母在進行發(fā)酵過程中能夠直接產生淀粉酶、蔗糖酶等，這些酶中不僅含有胞內酶，也有胞外酶，又同時擁有分解酶與合成酶。微生物在生長發(fā)育的過程中，會在發(fā)酵培養(yǎng)基中分泌出不同胞外酶，而微生物自身在進行生命活動時所產生的的胞內酶數(shù)量也是非常多地，這些酶系能夠作為物質基礎促使化學反應的發(fā)生，同時又能夠將藥物產品的成分進行分解，轉變并形成新的藥物成分，這些所產生的新成分，也就是新型活性藥物所篩選出的物質基礎，由此能夠看出，微生物技術能夠促使并推動著藥物進行發(fā)酵生產。

3.3微生物次生代謝產物的協(xié)同作用

微生物在發(fā)酵制藥的這一環(huán)節(jié)中存在著發(fā)生新型代謝反應的幾率，藥物自身的物質對于微生物的生長與代謝也起到一些促進或抑制的作用，并改變微生物原有的代謝途徑，從而能夠優(yōu)化干山成分間的比例，或直接形成新的物質成分。微生物的分解作用同樣會對藥物本身成本進行轉變，例如一些微生物在發(fā)酵后可以對藥物中含有的有毒物質進行分解，并促使其更易于被吸收。微生物是容易發(fā)生誘變的，根據實際制藥目的，通過對現(xiàn)代化生物技術的充分技術，可以直接對微生物自身進行改改造，滿足發(fā)酵制藥工程領域的需要。

3.4藥理方面的作用

微生物中存在的活性成分具備了多個方面的功能，也是能夠產生藥物新成分的重要領域。在當前發(fā)展形勢下，除一些現(xiàn)有的抗生素物質外，其他具備了生理活性物質也被發(fā)現(xiàn)。其中，毒菌作為會對人體造成強烈作用效果的微生物，若將其進行發(fā)酵制藥，也會收獲創(chuàng)新型藥物效果，通過對微生物自身所具備的藥理作用進行充分運用，能夠為制藥領域的研制開發(fā)工作提供有力依據。

4、結語

綜上所述，當前生物技術在發(fā)酵制藥中的應用推進著醫(yī)藥領域的發(fā)展與進步，有效擴大藥物治療范圍、實現(xiàn)藥劑的優(yōu)化改進、以及對新型藥物的研制與創(chuàng)新等。相信隨著社會水平的不斷提升，生物技術的發(fā)酵作用也將會得到更加廣泛的應用，造福更多行業(yè)領域。

參考文獻

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