制藥發(fā)酵技術(shù)（徐瑞東）

本書分為兩大模塊，模塊一基礎(chǔ)認(rèn)知由發(fā)酵技術(shù)概述、工業(yè)菌種的選育與保藏、工業(yè)培養(yǎng)基的制備與優(yōu)化、無菌操作技術(shù)、工業(yè)種子的制備、發(fā)酵生產(chǎn)過程的控制、發(fā)酵產(chǎn)物的分離與精制、發(fā)酵罐的使用及放大和安全生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)九個項目組成，涵蓋了基礎(chǔ)知識和必備技能；模塊二綜合實訓(xùn)設(shè)定了十一個實訓(xùn)項目，旨在幫助學(xué)生運(yùn)用知識、掌握技能，提升創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的能力。書中通過榜樣力量、中國力量等內(nèi)容，有機(jī)融入黨的二十大精神，以求提高學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)和道德素養(yǎng)。
本書可作為高職院校制藥類和生物技術(shù)類及相關(guān)專業(yè)的教材，也可作為相關(guān)行業(yè)技術(shù)人員的培訓(xùn)教材。

為了進(jìn)一步貫徹落實黨的二十大報告和《現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè)規(guī)劃(2014—2020年)》文件精神，在新時代背景下，堅持提倡健康中國建設(shè)，以推進(jìn)人民健康的醫(yī)藥衛(wèi)生發(fā)展和踐行社會主義核心價值觀為前提，結(jié)合我國高等職業(yè)教育發(fā)展需要和人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，校企合作共同開發(fā)對接專業(yè)核心就業(yè)崗位的項目式教材《制藥發(fā)酵技術(shù)》。本教材以“崗位為核心，就業(yè)為導(dǎo)向，能力為本位”為指導(dǎo)思想和原則，突出知識的實用性和職業(yè)性，將職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)融入其中，及時引入制藥行業(yè)的新知識、新工藝、新方法和新技術(shù)。本書分為兩大模塊，模塊一基礎(chǔ)認(rèn)知，由九個項目組成，涵蓋了基礎(chǔ)知識和必備技能；模塊二綜合實訓(xùn)，包括十一個綜合實訓(xùn)項目，旨在提升學(xué)生運(yùn)用知識、掌握技能以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的能力。教材編寫特色如下：
1. 校企合作， 雙元開發(fā)
教材由多年從事發(fā)酵類課程教學(xué)和科研的教師、制藥企業(yè)中具有豐富實踐經(jīng)驗的專家組成編寫團(tuán)隊。企業(yè)專家具有參與制定行業(yè)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的豐富經(jīng)歷，教材中項目實施和崗位認(rèn)知均借鑒、參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
2. 教材思政， 培育人格
教材注重健全職業(yè)人格的培育，各項目設(shè)定了素質(zhì)目標(biāo)和榜樣力量、中國力量等欄目，目的在于增強(qiáng)學(xué)生處理問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生安全生產(chǎn)和遵紀(jì)守法意識，進(jìn)而提升學(xué)生愛崗敬業(yè)、創(chuàng)新進(jìn)取、工匠精神等職業(yè)素養(yǎng)，充分體現(xiàn)高等職業(yè)教育“立德樹人”的教育理念。
3. 融入教法， 易于授課
教材打破傳統(tǒng)學(xué)科體系，針對發(fā)酵生產(chǎn)工作崗位的核心技能，采用模塊式的編寫思路，以項目為載體，基于工作任務(wù)和認(rèn)知規(guī)律遴選項目，組織和序化教材內(nèi)容；同時為更好地突出產(chǎn)教融合，各項目設(shè)定了崗位認(rèn)知欄目，以滿足相關(guān)崗位的需求。
4. 形式新穎， 內(nèi)容精練
堅持理論“必需、夠用”，強(qiáng)調(diào)實用性、適用性和開放性。書中涵蓋基礎(chǔ)知識、工具方法，為激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和明確項目重點，設(shè)置了“知識鏈接”；為培養(yǎng)學(xué)生實踐和創(chuàng)新能力，設(shè)置了“項目實施”；為檢測學(xué)習(xí)效果，夯實基礎(chǔ)，設(shè)置了“項目檢測”；此外還設(shè)置了“項目拓展”等特色欄目和綜合實訓(xùn)項目。
5. 書證融合， 對接標(biāo)準(zhǔn)
教材充分考慮推行“1+X”證書的需要，涵蓋了職業(yè)資格證書涉及的相關(guān)內(nèi)容，并與《中華人民共和國藥典》(2020版)、新版《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》(GMP)和國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等密切銜接，強(qiáng)化了教材的先進(jìn)性和規(guī)范性。
6. 雙色印刷， 數(shù)紙融合
教材雙色印刷，重點部分單獨標(biāo)注，師生更容易把握知識脈絡(luò)；嵌入了大量數(shù)字化資源，將重點難點制作成微課，掃描二維碼即可獲得相關(guān)教學(xué)資源。
本書由黑龍江農(nóng)墾職業(yè)學(xué)院徐瑞東擔(dān)任主編，編寫分工如下：項目一楊春燕、林奉儒、李森浩編寫；項目二張曉芬、陳琳琳編寫；項目三馬靜媛編寫；項目四游文編寫；項目五陳琳琳編寫；項目六于麗編寫；項目七徐瑞東編寫；項目八孫佳編寫；項目九林奉儒編寫；實訓(xùn)一郭建東編寫；實訓(xùn)二呂照梅編寫；實訓(xùn)三張鳳艷編寫；實訓(xùn)四、九、十張在國編寫；實訓(xùn)五余永紅編寫；實訓(xùn)六、七郭鴻雁編寫；實訓(xùn)八、十一胡瑩丹編寫。全書由徐瑞東策劃、統(tǒng)稿并審定。在編寫過程中參考了相關(guān)書籍、視頻資源和網(wǎng)站的文獻(xiàn)資料，在此向文獻(xiàn)作者表示感謝! 可能有個別資料由于轉(zhuǎn)載等原因無法列明出處，深表歉意!
本教材適用于高等職業(yè)教育制藥技術(shù)類專業(yè)的學(xué)生，也可作為化工、食品、生物等相關(guān)行業(yè)的培訓(xùn)教材。由于生物技術(shù)飛速發(fā)展、編者水平有限和時間倉促，書中不足之處在所難免，懇請同行專家和讀者批評指正，我們一定在今后的修訂中加以改之。

編者
2023年4月

模塊一 基礎(chǔ)認(rèn)知  001
項目一　發(fā)酵技術(shù)概述  001
【引例】  002
蘇氨酸的發(fā)酵生產(chǎn)  002
【知識鏈接】  003
一、發(fā)酵與發(fā)酵技術(shù)發(fā)展歷史  003
二、發(fā)酵工業(yè)的特點及其范圍  004
三、工業(yè)發(fā)酵的類型與工藝流程  005
四、發(fā)酵產(chǎn)物的類型  006
五、發(fā)酵技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢  007
【崗位認(rèn)知】  008
發(fā)酵崗位基本職責(zé)及質(zhì)量自查  008
【項目實施】  011
任務(wù) 參觀發(fā)酵工業(yè)的工廠(阿莫西林生產(chǎn))  011
【項目拓展】  014
基因工程藥物簡介  014
【項目總結(jié)】  016
【項目檢測】  016

項目二　工業(yè)菌種的選育與保藏  018
【引例】  018
核苷酸類藥物的發(fā)酵生產(chǎn)  018
【知識鏈接】  019
一、發(fā)酵工業(yè)常用菌種  019
二、發(fā)酵工業(yè)菌種的分離篩選  021
三、發(fā)酵工業(yè)菌種的鑒定  022
四、發(fā)酵工業(yè)菌種的改良  023
五、發(fā)酵工業(yè)菌種的退化與保藏  025
【崗位認(rèn)知】  027
菌種選育與保藏崗位職責(zé)  027
【項目實施】  029
任務(wù)一 抗生素產(chǎn)生菌的分離篩選  029
任務(wù)二 發(fā)酵工業(yè)菌種冷凍真空干燥保藏  030
【項目拓展】  032
微生物篩選新技術(shù)  032
【項目總結(jié)】  033
【項目檢測】  033

項目三　工業(yè)培養(yǎng)基的制備與優(yōu)化  035
【引例】  035
人生長激素的發(fā)酵生產(chǎn)  035
【知識鏈接】  036
一、發(fā)酵工業(yè)培養(yǎng)基的基本要求和配制原則  036
二、發(fā)酵工業(yè)培養(yǎng)基的成分及來源  038
三、微生物培養(yǎng)基的種類  046
四、發(fā)酵工業(yè)培養(yǎng)基的優(yōu)化方法  047
【崗位認(rèn)知】  048
培養(yǎng)基配制崗位職責(zé)  048
【項目實施】  050
任務(wù)一 培養(yǎng)基的配制及滅菌  050
任務(wù)二 發(fā)酵工業(yè)培養(yǎng)基的優(yōu)化(以芽孢桿菌產(chǎn)β-甘露聚糖酶為例)  054
【項目拓展】  056
考察不同發(fā)酵條件對發(fā)酵產(chǎn)量的影響  056
【項目總結(jié)】  057
【項目檢測】  057

項目四　無菌操作技術(shù)  060
【引例】  060
紅霉素的發(fā)酵生產(chǎn)工藝  060
【知識鏈接】  061
一、無菌操作的基本概念  061
二、空氣除菌方法與流程  061
三、無菌操作技術(shù)  067
四、發(fā)酵培養(yǎng)基及設(shè)備管道滅菌  069
五、發(fā)酵工業(yè)污染的防治策略  073
【崗位認(rèn)知】  078
無菌空氣制備崗位職責(zé)  078
【項目實施】  081
任務(wù)一 發(fā)酵工業(yè)的空氣滅菌  081
任務(wù)二 發(fā)酵工業(yè)的連續(xù)滅菌  082
【項目拓展】  084
CIP清洗系統(tǒng)  084
【項目總結(jié)】  086
【項目檢測】  086

項目五　工業(yè)種子的制備  088
【引例】  088
干擾素的發(fā)酵生產(chǎn)  088
【知識鏈接】  089
一、種子制備原理與技術(shù)  089
二、影響種子質(zhì)量的因素  093
三、種子質(zhì)量控制措施  094
【崗位認(rèn)知】  095
種子制備崗位職責(zé)  095
【項目實施】  096
任務(wù)一 酵母的搖瓶培養(yǎng)  096
任務(wù)二 發(fā)酵工業(yè)的種子質(zhì)量控制及評價  098
【項目拓展】  099
微生物高密度培養(yǎng)技術(shù)  099
【項目總結(jié)】  100
【項目檢測】  100

項目六　發(fā)酵生產(chǎn)過程的控制  102
【引例】  102
林可霉素的發(fā)酵生產(chǎn)  102
【知識鏈接】  103
一、發(fā)酵生產(chǎn)過程控制概述  103
二、溫度對發(fā)酵的影響及其控制  106
三、pH 對發(fā)酵的影響及其控制  109
四、溶解氧對發(fā)酵的影響及其控制  112
五、CO2 對發(fā)酵的影響及其控制  115
六、基質(zhì)濃度對發(fā)酵的影響及其控制  117
七、通氣攪拌對發(fā)酵的影響及其控制  120
八、泡沫對發(fā)酵的影響及其控制  121
九、高密度發(fā)酵及過程控制  124
十、發(fā)酵終點的檢測與控制  125
十一、微生物初級代謝產(chǎn)物的生物合成與調(diào)控  126
十二、微生物次級代謝產(chǎn)物的生物合成與調(diào)控  128
【崗位認(rèn)知】  129
發(fā)酵控制崗位職責(zé)  129
【項目實施】  131
任務(wù)一 蛋白酶發(fā)酵條件的優(yōu)化  131
任務(wù)二 乳酸菌發(fā)酵過程的參數(shù)控制  133
【項目拓展】  135
發(fā)酵崗位主要操作  135
【項目總結(jié)】  137
【項目檢測】  138

項目七　發(fā)酵產(chǎn)物的分離與精制  140
【引例】  140
紫杉醇的發(fā)酵生產(chǎn)  140
【知識鏈接】  141
一、發(fā)酵產(chǎn)物提取與精制的一般工藝流程  141
二、發(fā)酵液的預(yù)處理及固液分離  142
三、發(fā)酵產(chǎn)物提取技術(shù)  145
四、發(fā)酵產(chǎn)物精制技術(shù)  151
五、發(fā)酵產(chǎn)品加工技術(shù)  154
【崗位認(rèn)知】  159
發(fā)酵液提取崗位職責(zé)及質(zhì)量自查  159
【項目實施】  161
任務(wù)一 1，6-二磷酸果糖(FDP)的生產(chǎn)  161
任務(wù)二 頭孢霉素發(fā)酵液的分離與精制  162
【項目拓展】  164
藥物分離與純化過程的設(shè)計  164
【項目總結(jié)】  166
【項目檢測】  166

項目八　發(fā)酵罐的使用及放大  168
【引例】  168
氨基酸的發(fā)酵生產(chǎn)  168
【知識鏈接】  169
一、發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)與類型  169
二、機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐的設(shè)計與放大  174
三、新型生物反應(yīng)器在發(fā)酵過程中的應(yīng)用  176
【崗位認(rèn)知】  177
發(fā)酵罐操作安全須知  177
【項目實施】  182
任務(wù)一 發(fā)酵罐的安裝與使用  182
任務(wù)二 酵母菌的擴(kuò)大培養(yǎng)  185
【項目拓展】  187
全自動發(fā)酵罐簡介  187
【項目總結(jié)】  189
【項目檢測】  189

項目九　安全生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)  191
【引例】  192
發(fā)酵企業(yè)中毒致人死亡安全事故及惡臭污染擾民環(huán)保事故  192
【知識鏈接】  192
一、安全生產(chǎn)知識  192
二、環(huán)境保護(hù)知識  197
【崗位認(rèn)知】  202
崗位安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)職責(zé)  202
【項目實施】  205
任務(wù)一 發(fā)酵工業(yè)廢水的生化處理技術(shù)  205
任務(wù)二 廢菌渣的處理  209
【項目拓展】  210
發(fā)酵工業(yè)的職業(yè)健康管理  210
【項目總結(jié)】  213
【項目檢測】  213


模塊二 綜合實訓(xùn)  216
實訓(xùn)一 青霉素的發(fā)酵生產(chǎn)  216
實訓(xùn)二 鏈霉素的發(fā)酵生產(chǎn)  222
實訓(xùn)三 賴氨酸的發(fā)酵生產(chǎn)  226
實訓(xùn)四 胰島素的發(fā)酵生產(chǎn)  229
實訓(xùn)五 甘露醇的發(fā)酵生產(chǎn)  233
實訓(xùn)六 輔酶Q10 的發(fā)酵生產(chǎn)  237
實訓(xùn)七 肌苷的發(fā)酵生產(chǎn)  242
實訓(xùn)八 維生素C的發(fā)酵生產(chǎn)  247
實訓(xùn)九 氫化可的松的發(fā)酵生產(chǎn)  252
實訓(xùn)十 白細(xì)胞介素-2的發(fā)酵生產(chǎn)  255
實訓(xùn)十一 卡介苗的發(fā)酵生產(chǎn)  258
項目檢測答案

附錄  263

參考文獻(xiàn)  264