微生物技术在发酵制药生产中发展与应用研究

吴玄峰

摘要：随着社会的不断进步，当前微生物技术的发展已经逐步成为新技术革命的主要标志，并在多个行业领域中得到了广泛应用。本文就微生物技术在发酵制药生产中的应用进行了分析，以期能够为相关医疗事业与环境保护工作提供重要的积极意义。

关键词：微生物技术;发酵制药生产;方式;应用

1、关于微生物发酵制药生产的过程

微生物在生长与发育的过程中，需要从外界环境中不断汲取营养物质，在自身体内经过一系列反应后转换为能量物质，这一过程也是微生物乃至生物进行自身生命活动维持的重要特征。其中，微生物的分解代谢又能够为合成代谢提供充足的原料与能量，合成代谢为分解代謝提供基础物质，从而促使着生物体继续发育繁衍。在微生物发生变化过程中，作为生化反应的催化剂与其他催化剂相同，都能够对反应速度进行提升，但无法转变反应的平衡点。而微生物中的酶又具备了催化反应效率高、专一性强、调节控制便利等多项优势。此外，微生物在正常生命活动中都需要借助能量，能量代谢同时也是新陈代谢中的重点问题。在自然界中，能量的体现形式是多样化的，而微生物自身所进行化学反应需要在一定条件下，通过能量的释放来进行。

2、发酵制药生产工程中的主要发酵方式

微生物进行发酵制药的过程是复杂的，尤其是在进行大规模工业发酵时，为了能够达到预期目标，需要对发酵方式与发酵技术展开全面且深入地探究。

2.1分批式发酵

对于微生物的分批式发酵，就是指一次性将全部物料投入到相应的反应器中，经过对微生物的灭菌、接种等长时间的发酵实际过后，再讲发酵液一次性放出的整个过程。在完成微生物放料工作后，再料、灭菌、接种、发酵过程。这种分批式的发酵方式整个过程都处于不够稳定的状态，其中微生物的成长变化以及对基质的消耗变化较快，在采用分批发酵方式时，可以就营养物质具体浓度、温度以及pH值来对变量进行优化与控制。

2.2补料分批式发酵

微生物补料分批次培养是将种子直接接入在反应器中，经过一段时间的发酵与培养后，连续性地对其进行培养基的补加工作，从而促使微生物菌体得以进一步成长发育。在当前发展形势下，补料分批式的发酵方式得到了广泛应用，使用这种发酵方式能够生产出氨基酸、生长激素、抗生素、维生素等等，在固体发酵与混合培养工作中也实现了应用。随着当前发酵制药领域的不断发展，针对于微生物发酵工作的研究进一步深入，补料分批发酵技术也发挥着自身重要的积极作用。

2.3连续性发酵

将物料种子接入发酵反应容器中，通过搅拌，将其达到一定的浓度后，控制不间断的进料与出料，并在此过程中确保反应容器中的细胞总数始终不变，且微生物的发酵体系处于相对平衡状况，这整个过程也就是微生物的连续性发酵。连续发酵的方式在微生物发酵制药与工业生产领域中还未得到普遍应用，其所具备的主要优势是能够对菌种进行扩大，便于后期培养，通过对发酵容器的多次灭菌与清洗，使得微生物发酵周期得到了缩短，有效提升相应设备的利用效率，促使发酵制药领域自身经济效益与市场竞争力得以进一步提升。

2.4固定化发酵

微生物也可以看作为多种酶的包裹，而制药生产也是对微生物酶的合理控制与发酵过程。将酶从微生物自身的细胞中进行提取，并将其与其他底物发生一系列作用，形成并制造出药物或其他产品，又可以将所提取出的酶直接用载体实现固定，使其能够多次反复利用，且不易于散失。此外，对于未固定的酶或细胞，可直接投入工业生产作业，通过固定化发酵，实现固定化酶与固定化西跑得以重复利用，对于药物产品后期的提纯处理工作提供了一定便利。

2.5混合培养物发酵

混合培养物的发酵方式又被称作混合发酵，是将多种微生物进行混合，采用共同的培养基来进行发酵。这种混合发酵的技术在很多传统微生物工业生产中就已经得到了普遍应用，例如对酒类产品的制作、对污水的处理等。通过混合培养物发酵得出的菌种存在着一定未知性，在对其进行培养时，需要根据培养基的组成情况与发酵具体条件来对其进行科学管控，从而得以满足发酵培养目的。混合发酵通过对多种微生物与菌种的混合，不仅能够增加发酵过程中多项基因所具备的功能，同时又能够通过不同代谢能力的组合，完成复杂的代谢过程，以此来促进微生物自身的生长与代谢，有效提高制药生产的整体效率。

3、微生物技术在发酵制药工程中的应用

当前发展阶段下，现代化的微生物技术已经逐步在各个生产行业领域得到了应用，不仅在制药工程中，同时能够为化工、食品、能源与环境保护工作提供积极意义。现代微生物技术的发酵工程作为新型工业体系，促进着各个行业领域的发展与创新。

3.1发酵环境与发酵技术

通过发酵环境的不同，可以对微生物制药技术进行初步判断，将其大致分为好氧型、厌氧型、兼性厌氧型这几种类别。在当前发展形势下现有的发酵工艺技术中，能够应用于发酵技术的微生物种类也很丰富，且很多由人工合成的因素，或是人工变异株也能够直接应用于发酵制药中来，对于这些微生物的应用与发展，能够有效减少资金成本的投入，提高原材料的采集获取速度，促使微生物发酵制药领域得以进一步发展。

3.2促使并推动药物产生发酵作用

微生物自身在成长过程中会产生各式各样的活性物质，能够为药物工业化生产提供便利。现代化的发酵制药工程生产中许多药物产品都是由微生物发酵而来的，例如酶、抗生素、维生素等。其中，酶时一切生物体得以展开正常生命活动的基础，它能够使得复杂繁琐的化学反应在常温常压的环境下，迅速得到完成，其中酵母在进行发酵过程中能够直接产生淀粉酶、蔗糖酶等，这些酶中不仅含有胞内酶，也有胞外酶，又同时拥有分解酶与合成酶。微生物在生长发育的过程中，会在发酵培养基中分泌出不同胞外酶，而微生物自身在进行生命活动时所产生的的胞内酶数量也是非常多地，这些酶系能够作为物质基础促使化学反应的发生，同时又能够将药物产品的成分进行分解，转变并形成新的药物成分，这些所产生的新成分，也就是新型活性药物所筛选出的物质基础，由此能够看出，微生物技术能够促使并推动着药物进行发酵生产。

3.3微生物次生代谢产物的协同作用

微生物在发酵制药的这一环节中存在着发生新型代谢反应的几率，药物自身的物质对于微生物的生长与代谢也起到一些促进或抑制的作用，并改变微生物原有的代谢途径，从而能够优化干山成分间的比例，或直接形成新的物质成分。微生物的分解作用同样会对药物本身成本进行转变，例如一些微生物在发酵后可以对药物中含有的有毒物质进行分解，并促使其更易于被吸收。微生物是容易发生诱变的，根据实际制药目的，通过对现代化生物技术的充分技术，可以直接对微生物自身进行改改造，满足发酵制药工程领域的需要。

3.4药理方面的作用

微生物中存在的活性成分具备了多个方面的功能，也是能够产生药物新成分的重要领域。在当前发展形势下，除一些现有的抗生素物质外，其他具备了生理活性物质也被发现。其中，毒菌作为会对人体造成强烈作用效果的微生物，若将其进行发酵制药，也会收获创新型药物效果，通过对微生物自身所具备的药理作用进行充分运用，能够为制药领域的研制开发工作提供有力依据。

4、结语

综上所述，当前生物技术在发酵制药中的应用推进着医药领域的发展与进步，有效扩大药物治疗范围、实现药剂的优化改进、以及对新型药物的研制与创新等。相信随着社会水平的不断提升，生物技术的发酵作用也将会得到更加广泛的应用，造福更多行业领域。

参考文献

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