微生物发酵制药技术分析

张明柔

（大连工业大学，辽宁大连 116034）

人们的日常生活中存在很多细小的微生物，如病毒、细菌等，虽然这些微生物微小又不可见，但是还是有一定的作用。通过给微生物进行发酵处理，它们可以被应用在药厂制药的技术中。在微生物进行物质转化的环节中，微生物可以充分的发挥出它的作用与价值，产出治病的药物。下面就来具体论述微生物发酵的相关内容及其制药技术。

1 微生物发酵的应用

微生物实际在人们日常生活中的应用非常广泛，人们常使用的酒、醋、酱油等都是由微生物得来。人们可以将微生物发酵技术应用在生活中的很多方面，这种发酵主要是将微生物放置在一个特殊的环境中，采取一定的技术，让微生物原料进行新陈代谢，从而得到新的产物。1897年，德国的毕西纳最早发现了微生物发酵的价值。此后，人们开始研究其中的发酵原理，并逐渐开始进行微生物的应用。微生物的发酵程度与微生物所在的环境和其自身的遗传特性有关，是一项非常值得研究的技术。

现今为止，在农业、化学工业、食品业等很多产业中都应用到了微生物发酵技术，在医药产业中，微生物的贡献是最大的。经过微生物发酵技术进行制药可以生产用于预防和治疗疾病的有效药物，为人类的生命安全作出突出的贡献。其中最成功，也是最早的例子就是青霉素，人们在微生物发酵后，从里面提取出一些物质，从而研发出了青霉素。在之后的十多年里，人们用酶制剂与氨基酸等微生物进行发酵处理，又研发出很多其他的药物。直到现在，人们还在大规模的利用微生物发酵进行制药，这不仅提高了微生物的利用率，而且也促进了医药产业的发展，为人们的预防疾病作出贡献。

2 微生物发酵制药技术的形式

微生物发酵制药技术有很多种形式，因为不同微生物的发酵形式有所差别，所以具体操作的技术也有不同。可以把该技术按照不同的发酵形式分类，一般其受处理设备和周围环境的影响较大，所以可以按照这两项标准进行分类。当所处环境不同时，可以分为厌氧发酵技术、好氧发酵技术和兼性厌氧发酵技术。不同的发酵技术使用到的原料是不同的，例如，使用好氧发酵技术就要使用好氧菌，这种好氧菌本身属于微生物的一种，要求在有氧环境下生存，如真菌、细菌等。而厌氧菌顾名思义，就是在没有氧气的状态下，其也可以正常生长的菌种。这种厌氧菌的菌种比较复杂，根据其耐氧程度的不同，其又可以被分为多种类型，其中就包括兼性厌氧菌。当发酵中使用的工具不同时，微生物发酵制药技术又可以分为另外四种形式，分别是深层、浅盘、敞口和闭口发酵[1]。在这些发酵技术中，使用工具比较简单的是敞口发酵技术，在具体发酵时，操作环节比较方便。而深层发酵技术的工具比较复杂，其重要是使用大规模的机械进行生产，对生产的技术有一定的要求，而且生产原料还要达到严格的标准，一般要配合专业的营养液进行生产。例如，医疗行业中普遍使用的青霉素就是根据这一制药技术生产出来的。

3 微生物发酵药物

使用微生物发酵制药技术进行药品生产需要对微生物进行合理、科学的选择，并不是所有的微生物都可以用来生产药物。而经过微生物发酵而成的药物目前可以统称为微生物发酵药物，这类药物大多数可以被应用于临床治疗中。例如，人们预防疾病注射的抗生素就属于这类药物。另外，有一些常规的制药工艺并不能对个别药物进行制备，此时，就可以通过微生物发酵的技术手段对该药物操作，从中制取出有用元素，这样制取出来的药物也可以被称作是微生物发酵药物，其中比较常见的是核酸、酶和氨基酸等。

4 微生物发酵制药技术的工艺流程

4.1 确定培养基

微生物发酵技术具有一定的工艺流程，操作人员一定要按照严格的流程进行操作，才能制备出合格的药物。首先在实施微生物发酵技术之前，一定要确定培养基。

4.1.1 常见培养基

培养基是微生物发酵的基础和前提，其主要能为正在发酵的微生物提供出充足的养料。培养基一般都是由人工配制出来的，人们可以在培养基中添加含氮物质等营养成分，以供微生物的吸取。在医药行业中，培养基的种类有很多，其中人们可以根据一定的比例投入液态元素，从而构成液体培养基，也可以用固态元素配制出固态培养基。其中固态培养基又可以进行细致的划分，分为天然固化培养基、滤膜培养基等。当人们在液体培养基中添加进适量的凝固剂之后，就可以使培养基发生变化，变为半固体培养基。还有一种类型的培养基是脱水培养基，这主要是在干燥状态下进行微生物发酵，主要是用于培养不含有水分的产品[2]。

4.1.2 确定培养基的方法

在利用微生物制药的前期，确定培养基的方法非常重要，工作人员可以合理选择现有的培养基，也可以重新配制针对性的培养基。由于制药工程规模比较大，所以一般选择合适的培养基即可。在选择方面，要求制药的工作人员要注意几点问题。（1）在选择之前要科学地开展调研工作，研究好微生物各个方面内容。例如，菌种的来源、微生物的状态、生长习惯、生理特性等，然后根据这些特性确定适合的培养基。（2）要充分地了解微生物的新陈代谢过程，尤其要明确其分子成分与化学结构，只有了解充分，才能采取合适的方式进行发酵制药。（3）工作人员还要准备出充足的培养基原料，比如玉米浆、植物淀粉等，以供产物在培养基中健康地成长。（4）在培养基确定下来之后，工作人员还要留心观察pH值的变化，并适当地进行记录。（5）如果要对培养环节或者细小部分进行调整的话，注意每次只可以调动一个因素，以免影响发酵的过程。

4.2 菌种制备

在确定培养基的同时，还可以进行菌种的制备，因为菌种在微生物制药技术中发挥着非常重要的作用，其像一个媒介一样，对于制作出来的药物质量有着重要的影响。如果菌种制备操作不当，那么药品的功效就会受到影响，无法有效地发挥出治疗疾病的作用。所以工作人员一定要注意菌种制备的科学性，要选择合适的菌种，之后进行物质分离与提纯操作。有一点要特别注意的是，即便是在微生物发酵的过程中，工作人员还要注意观察，选择固定的时间段，对已经发酵的菌种继续进行选育与纯化，这样才可以使发酵之后的产物纯度高，质量优。

4.3 种子培养

微生物发酵制药中不可缺少的还有种子培养这一环节，这环节的主要目的是激活菌种。这里的种子主要指临床意义的菌种，在激活菌种之前，大多数的菌种都是被放置在干燥管或沙土管中储存，当要进行微生物发酵制药时，就要将种子激活。具体可以先将菌种放置在培养基内，在培养到成熟时期之后，要将其转移到种子罐中，继续使用种子提纯技术进行操作，合适的种子罐不仅利于操作，而且利于种子的繁殖，可以提高产量，培育出更多有效的药物。种子的培养也会影响制药的质量，所以工作人员在培养种子的时候，一定要耐心、细致。种子的具体培养方式有很多种，其中在发酵制药方面比较常用到的有两种培养方式。其中之一是菌丝进罐培养，这种方式主要是从摇瓶培养开始进行培育。另一种方式是孢子进罐培养，这种培养方式要将孢子放置在种子罐中，通过培养技术，可以将种子放大，以供细致地对其进行培养[3]。工作人员在选择种子的培养方式时，要着重考虑到菌种的性质，按性质选择不同的培养方式。同时，不同的种子的培养级数也有所不同，一定要将种子培养成熟，才能开展下一流程。

4.4 发酵

通过以上的保存、培育等环节之后，终于到了制药技术中最重要也是最核心的环节，就是发酵环节。一般在应用微生物发酵技术进行制药时，都要在无菌环境中对微生物进行处理，所以这就要求工作人员在进行工艺之前，对实验室周围环境和相关实验设备进行严格的消毒处理，以达到无菌状态。例如，在对培养基灭菌的时候，可以利用饱和蒸汽处理，让蒸汽达到120℃，之后在培养基中持续维持半个小时，这样培养基就可以达到无菌效果了。

4.5 游处理

在微生物完全发酵以后，就可以进入微生物发酵制药环节中的最后一个步骤——游处理技术。经过发酵之后的微生物通过新陈代谢发展成为新的微生物细胞，游处理技术就是将这种微生物细胞从发酵液中提取出来，之后工作人员将其再进行分离处理，提取出药物中的有效物质，这样就完成了微生物发酵制药技术的全部环节，其中提取出来的有效物质可以用于进一步的配药、制药，从而得到微生物发酵药物。

5 结语

现阶段微生物发酵的应用领域十分广泛，而根据其研发出的微生物发酵制药技术不仅可以研制出预防及治疗疾病的药物，而且还为我国医药开辟了新路径，为医药事业作出了贡献。制药人员一定要掌握该技术的各项环节，耐心、科学地运用微生物发酵技术进行制药，而相关研究人员也要对微生物的发酵继续做深层次的研究，争取创新出应用的新途径。