篩選消泡劑方案

1、消泡劑應(yīng)用篩選方案發(fā)酵過程消泡劑應(yīng)用篩選方案多數(shù)發(fā)酵過程產(chǎn)生泡沫，由于泡沫的存在可能導(dǎo)致產(chǎn)量降低、逃液、染菌等不良影 響，因此篩選合適的消泡劑對(duì)發(fā)酵生產(chǎn)的意義重大。一方面要考慮消泡劑的質(zhì)量，不能 為藥品生產(chǎn)引入不可去除的雜質(zhì)，不能引起代謝異常，不能影響后工序，不能引起發(fā)酵 成本的明顯上升等，另一方面要考慮是否能夠提高產(chǎn)量。符合這兩方面要求的消泡劑才 是優(yōu)良的消泡劑。如果在生產(chǎn)水平直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則風(fēng)險(xiǎn)大，成本高，故而不可取，目前從中等發(fā)酵 罐放大到生產(chǎn)水平的技術(shù)已經(jīng)成熟， 50L 規(guī)模發(fā)酵的控制策略和參數(shù)變化已經(jīng)能夠?qū)ι?產(chǎn)應(yīng)用起到指導(dǎo)作用。本方案完成對(duì)消泡劑的篩選，包括小試和中試水平的檢測(cè)在小

2、試水平完成消泡劑加量、消泡效果、成本初步分析、不同消泡劑比較及為中試 放大作準(zhǔn)備。在中試水平完成消泡劑添加策略的研究、消泡效果考察、消泡劑對(duì)代謝影響研究、 成本分析。然后選出最適消泡劑。本方案主要是通過驗(yàn)證消泡劑的消泡效果和驗(yàn)證消泡劑對(duì)代謝過程的影響來實(shí)現(xiàn)的 突出消泡劑對(duì)發(fā)酵過程參數(shù)的影響，用理論和參數(shù)相關(guān)分析來深入說明選擇的依 據(jù)。分析報(bào)表包括 4 項(xiàng)內(nèi)容：（1）表格及分析（2）代謝過程圖及分析（3）不同消泡劑效果比較及原因分析（4）圖片消泡劑應(yīng)用篩選方案小試和中試水平需要檢測(cè)的參數(shù)表 1 檢測(cè)參數(shù)列表：搖瓶過程參數(shù)發(fā)酵罐代謝參數(shù)pHpH氨基氮氨基氮還原糖還原糖菌絲濃度菌絲濃度比生長(zhǎng)速率比生

3、長(zhǎng)速率發(fā)酵單位發(fā)酵單位總糖總糖體積體積菌絲形態(tài)菌絲形態(tài) DOECO2EO2 RQ FKLa 比產(chǎn)率 葡萄糖加率 生物效價(jià) 氨水加率 消泡劑補(bǔ)加量 消泡劑補(bǔ)加速率 RPM 溫度消泡劑應(yīng)用篩選方案具體方案1. 篩選流程D、E更適合發(fā)酵D 最 適 合 發(fā) 酵 過 程如果無(wú)差異調(diào)整參數(shù)B、D、E 比較適合淘汰B圖 1 消泡劑篩選流程消泡劑應(yīng)用篩選方案2. 初篩假如有 A、B、C、D、E 5 種消泡劑。按照表 1 配方配制培養(yǎng)基，然后加入規(guī)定體 積的消泡劑，每組 3 個(gè)平行，第 16 組為對(duì)照不加消泡劑。2 2003 3004 1005 2006 3001002003001011121002003001

4、3100142001530016在發(fā)酵 48h、96h 取樣和 144h 放瓶測(cè)定 pH、發(fā)酵單位、還原糖、總糖、氨基氮、PMV 等參數(shù)。然后對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行分析，推測(cè)出 5 個(gè)品種消泡劑對(duì)發(fā)酵的影響，并分 析：對(duì)生長(zhǎng)是否有影響；對(duì)代謝過程是否有影響；對(duì)發(fā)酵結(jié)果是否有影響。結(jié)論： AE5 種消泡劑中，哪種消泡劑促進(jìn)產(chǎn)量、抑制產(chǎn)素，并根據(jù)代謝情況作出初步判斷。假如 B、D、E是適合的，則在初篩實(shí)驗(yàn)中就確定 B、D、E的合適初始濃度：B 300ppm、D 100ppm、 E 200ppm。消泡劑應(yīng)用篩選方案3. 搖瓶復(fù)篩 搖瓶復(fù)篩的目的是找到消泡效果好，而且對(duì)生產(chǎn)無(wú)影響或有促進(jìn)作用的消泡劑，并 初步

5、獲得發(fā)酵罐補(bǔ)加或流加方案。3.1 消沫效果的考察取某發(fā)酵后期 100ml 發(fā)酵液置于 200ml量筒中，充空氣鼓泡， 然后加入相同體積的 消泡劑 B、D、E、X、Y，觀察消泡效果，根據(jù)初篩情況，從 B、D、E 中選出 2個(gè)消泡 劑（如 D 和E），進(jìn)行搖瓶復(fù)篩。（X，Y 為其它常用的 2種消泡劑）。3.2 搖瓶考察 按照配方配制培養(yǎng)基，然后加入規(guī)定體積的消泡劑 D、E，每組 3 個(gè)平行，第 15組 為對(duì)照不加消泡劑。表 3 搖瓶培養(yǎng)基配制策略消泡劑組號(hào)DE XY15021003150415052006250730083509100102001130012100132001430015在發(fā)酵 4

6、8h、96h、 144h測(cè)定 pH、發(fā)酵單位、還原糖、總糖、氨基氮、 PMV 等參然后對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行分析，推測(cè)出2 個(gè)品種（ D 、E）消泡劑對(duì)發(fā)酵的影響，并與其它 2 個(gè)常用的消泡劑進(jìn)行比較。根據(jù)合適的初始加量進(jìn)行成本合算。 再根據(jù)發(fā)酵過程參數(shù)變化情況和成本情況得出 進(jìn)一步的結(jié)論： D、E 之中哪種消泡劑是最適合的，并確定合適初始濃度。消泡劑應(yīng)用篩選方案4. 確定發(fā)酵過程補(bǔ)加策略配制培養(yǎng)基，然后添加規(guī)定量的初始消泡劑，然后消毒 30 分鐘，接種后開始培養(yǎng)， 發(fā)酵過程記錄各種一次參數(shù)和二次參數(shù)，這些參數(shù)包括： pH、DO、ECO2、EO2、RQ、 KLa 等，檢測(cè)生化參數(shù)，并完成不同參數(shù)相關(guān)性

7、分析，以便得出這種消泡劑是否適合發(fā) 酵罐發(fā)酵過程。有些品種后期一般泡沫很大，因此下一步還要確定補(bǔ)加的方案，一般情況下，加入 消泡劑后會(huì)使 DO 降低，如果加入超量的消沫劑后，會(huì)使發(fā)酵受到擾動(dòng)，代謝途徑可能 發(fā)生變化，因此過程中加入消泡劑的原則是：量要少，不影響代謝途徑，并保持一定的 泡沫量。這就要求將泡沫的控制也納入總體的發(fā)酵控制方案之中，而不能僅僅以控制泡 沫為目的。參數(shù)相關(guān)性分析是控制泡沫方案的基礎(chǔ)， 對(duì)工藝過程進(jìn)行細(xì)致分析后才能夠得出適 合的策略。5. 異常情況加入消泡劑后，發(fā)酵單位可能會(huì)降低。這種現(xiàn)象要認(rèn)真分析參數(shù)變化情況，不可直 接認(rèn)為是因?yàn)榧尤肓讼輨┲髮?dǎo)致的。如果出現(xiàn)了這種現(xiàn)象要進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，或調(diào)整 方案后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如果加入消泡劑后，發(fā)酵單位有明顯提高，可能是因?yàn)檫@種消泡劑對(duì)代謝起到了