制药发酵技术（徐瑞东）

本书分为两大模块，模块一基础认知由发酵技术概述、工业菌种的选育与保藏、工业培养基的制备与优化、无菌操作技术、工业种子的制备、发酵生产过程的控制、发酵产物的分离与精制、发酵罐的使用及放大和安全生产与环境保护九个项目组成，涵盖了基础知识和必备技能；模块二综合实训设定了十一个实训项目，旨在帮助学生运用知识、掌握技能，提升创新创业的能力。书中通过榜样力量、中国力量等内容，有机融入党的二十大精神，以求提高学生的职业素质和道德素养。
本书可作为高职院校制药类和生物技术类及相关专业的教材，也可作为相关行业技术人员的培训教材。

为了进一步贯彻落实党的二十大报告和《现代职业教育体系建设规划(2014—2020年)》文件精神，在新时代背景下，坚持提倡健康中国建设，以推进人民健康的医药卫生发展和践行社会主义核心价值观为前提，结合我国高等职业教育发展需要和人才培养目标的要求，校企合作共同开发对接专业核心就业岗位的项目式教材《制药发酵技术》。本教材以“岗位为核心，就业为导向，能力为本位”为指导思想和原则，突出知识的实用性和职业性，将职业标准融入其中，及时引入制药行业的新知识、新工艺、新方法和新技术。本书分为两大模块，模块一基础认知，由九个项目组成，涵盖了基础知识和必备技能；模块二综合实训，包括十一个综合实训项目，旨在提升学生运用知识、掌握技能以及创新创业的能力。教材编写特色如下：
1. 校企合作， 双元开发
教材由多年从事发酵类课程教学和科研的教师、制药企业中具有丰富实践经验的专家组成编写团队。企业专家具有参与制定行业、企业标准的丰富经历，教材中项目实施和岗位认知均借鉴、参考相关标准。
2. 教材思政， 培育人格
教材注重健全职业人格的培育，各项目设定了素质目标和榜样力量、中国力量等栏目，目的在于增强学生处理问题的能力，培养学生安全生产和遵纪守法意识，进而提升学生爱岗敬业、创新进取、工匠精神等职业素养，充分体现高等职业教育“立德树人”的教育理念。
3. 融入教法， 易于授课
教材打破传统学科体系，针对发酵生产工作岗位的核心技能，采用模块式的编写思路，以项目为载体，基于工作任务和认知规律遴选项目，组织和序化教材内容；同时为更好地突出产教融合，各项目设定了岗位认知栏目，以满足相关岗位的需求。
4. 形式新颖， 内容精练
坚持理论“必需、够用”，强调实用性、适用性和开放性。书中涵盖基础知识、工具方法，为激发学习兴趣和明确项目重点，设置了“知识链接”；为培养学生实践和创新能力，设置了“项目实施”；为检测学习效果，夯实基础，设置了“项目检测”；此外还设置了“项目拓展”等特色栏目和综合实训项目。
5. 书证融合， 对接标准
教材充分考虑推行“1+X”证书的需要，涵盖了职业资格证书涉及的相关内容，并与《中华人民共和国药典》(2020版)、新版《药品生产质量管理规范》(GMP)和国家职业标准等密切衔接，强化了教材的先进性和规范性。
6. 双色印刷， 数纸融合
教材双色印刷，重点部分单独标注，师生更容易把握知识脉络；嵌入了大量数字化资源，将重点难点制作成微课，扫描二维码即可获得相关教学资源。
本书由黑龙江农垦职业学院徐瑞东担任主编，编写分工如下：项目一杨春燕、林奉儒、李森浩编写；项目二张晓芬、陈琳琳编写；项目三马静媛编写；项目四游文编写；项目五陈琳琳编写；项目六于丽编写；项目七徐瑞东编写；项目八孙佳编写；项目九林奉儒编写；实训一郭建东编写；实训二吕照梅编写；实训三张凤艳编写；实训四、九、十张在国编写；实训五余永红编写；实训六、七郭鸿雁编写；实训八、十一胡莹丹编写。全书由徐瑞东策划、统稿并审定。在编写过程中参考了相关书籍、视频资源和网站的文献资料，在此向文献作者表示感谢! 可能有个别资料由于转载等原因无法列明出处，深表歉意!
本教材适用于高等职业教育制药技术类专业的学生，也可作为化工、食品、生物等相关行业的培训教材。由于生物技术飞速发展、编者水平有限和时间仓促，书中不足之处在所难免，恳请同行专家和读者批评指正，我们一定在今后的修订中加以改之。

编者
2023年4月

模块一 基础认知  001
项目一　发酵技术概述  001
【引例】  002
苏氨酸的发酵生产  002
【知识链接】  003
一、发酵与发酵技术发展历史  003
二、发酵工业的特点及其范围  004
三、工业发酵的类型与工艺流程  005
四、发酵产物的类型  006
五、发酵技术的现状及发展趋势  007
【岗位认知】  008
发酵岗位基本职责及质量自查  008
【项目实施】  011
任务 参观发酵工业的工厂(阿莫西林生产)  011
【项目拓展】  014
基因工程药物简介  014
【项目总结】  016
【项目检测】  016

项目二　工业菌种的选育与保藏  018
【引例】  018
核苷酸类药物的发酵生产  018
【知识链接】  019
一、发酵工业常用菌种  019
二、发酵工业菌种的分离筛选  021
三、发酵工业菌种的鉴定  022
四、发酵工业菌种的改良  023
五、发酵工业菌种的退化与保藏  025
【岗位认知】  027
菌种选育与保藏岗位职责  027
【项目实施】  029
任务一 抗生素产生菌的分离筛选  029
任务二 发酵工业菌种冷冻真空干燥保藏  030
【项目拓展】  032
微生物筛选新技术  032
【项目总结】  033
【项目检测】  033

项目三　工业培养基的制备与优化  035
【引例】  035
人生长激素的发酵生产  035
【知识链接】  036
一、发酵工业培养基的基本要求和配制原则  036
二、发酵工业培养基的成分及来源  038
三、微生物培养基的种类  046
四、发酵工业培养基的优化方法  047
【岗位认知】  048
培养基配制岗位职责  048
【项目实施】  050
任务一 培养基的配制及灭菌  050
任务二 发酵工业培养基的优化(以芽孢杆菌产β-甘露聚糖酶为例)  054
【项目拓展】  056
考察不同发酵条件对发酵产量的影响  056
【项目总结】  057
【项目检测】  057

项目四　无菌操作技术  060
【引例】  060
红霉素的发酵生产工艺  060
【知识链接】  061
一、无菌操作的基本概念  061
二、空气除菌方法与流程  061
三、无菌操作技术  067
四、发酵培养基及设备管道灭菌  069
五、发酵工业污染的防治策略  073
【岗位认知】  078
无菌空气制备岗位职责  078
【项目实施】  081
任务一 发酵工业的空气灭菌  081
任务二 发酵工业的连续灭菌  082
【项目拓展】  084
CIP清洗系统  084
【项目总结】  086
【项目检测】  086

项目五　工业种子的制备  088
【引例】  088
干扰素的发酵生产  088
【知识链接】  089
一、种子制备原理与技术  089
二、影响种子质量的因素  093
三、种子质量控制措施  094
【岗位认知】  095
种子制备岗位职责  095
【项目实施】  096
任务一 酵母的摇瓶培养  096
任务二 发酵工业的种子质量控制及评价  098
【项目拓展】  099
微生物高密度培养技术  099
【项目总结】  100
【项目检测】  100

项目六　发酵生产过程的控制  102
【引例】  102
林可霉素的发酵生产  102
【知识链接】  103
一、发酵生产过程控制概述  103
二、温度对发酵的影响及其控制  106
三、pH 对发酵的影响及其控制  109
四、溶解氧对发酵的影响及其控制  112
五、CO2 对发酵的影响及其控制  115
六、基质浓度对发酵的影响及其控制  117
七、通气搅拌对发酵的影响及其控制  120
八、泡沫对发酵的影响及其控制  121
九、高密度发酵及过程控制  124
十、发酵终点的检测与控制  125
十一、微生物初级代谢产物的生物合成与调控  126
十二、微生物次级代谢产物的生物合成与调控  128
【岗位认知】  129
发酵控制岗位职责  129
【项目实施】  131
任务一 蛋白酶发酵条件的优化  131
任务二 乳酸菌发酵过程的参数控制  133
【项目拓展】  135
发酵岗位主要操作  135
【项目总结】  137
【项目检测】  138

项目七　发酵产物的分离与精制  140
【引例】  140
紫杉醇的发酵生产  140
【知识链接】  141
一、发酵产物提取与精制的一般工艺流程  141
二、发酵液的预处理及固液分离  142
三、发酵产物提取技术  145
四、发酵产物精制技术  151
五、发酵产品加工技术  154
【岗位认知】  159
发酵液提取岗位职责及质量自查  159
【项目实施】  161
任务一 1，6-二磷酸果糖(FDP)的生产  161
任务二 头孢霉素发酵液的分离与精制  162
【项目拓展】  164
药物分离与纯化过程的设计  164
【项目总结】  166
【项目检测】  166

项目八　发酵罐的使用及放大  168
【引例】  168
氨基酸的发酵生产  168
【知识链接】  169
一、发酵罐的结构与类型  169
二、机械搅拌通风发酵罐的设计与放大  174
三、新型生物反应器在发酵过程中的应用  176
【岗位认知】  177
发酵罐操作安全须知  177
【项目实施】  182
任务一 发酵罐的安装与使用  182
任务二 酵母菌的扩大培养  185
【项目拓展】  187
全自动发酵罐简介  187
【项目总结】  189
【项目检测】  189

项目九　安全生产与环境保护  191
【引例】  192
发酵企业中毒致人死亡安全事故及恶臭污染扰民环保事故  192
【知识链接】  192
一、安全生产知识  192
二、环境保护知识  197
【岗位认知】  202
岗位安全生产和环境保护职责  202
【项目实施】  205
任务一 发酵工业废水的生化处理技术  205
任务二 废菌渣的处理  209
【项目拓展】  210
发酵工业的职业健康管理  210
【项目总结】  213
【项目检测】  213


模块二 综合实训  216
实训一 青霉素的发酵生产  216
实训二 链霉素的发酵生产  222
实训三 赖氨酸的发酵生产  226
实训四 胰岛素的发酵生产  229
实训五 甘露醇的发酵生产  233
实训六 辅酶Q10 的发酵生产  237
实训七 肌苷的发酵生产  242
实训八 维生素C的发酵生产  247
实训九 氢化可的松的发酵生产  252
实训十 白细胞介素-2的发酵生产  255
实训十一 卡介苗的发酵生产  258
项目检测答案

附录  263

参考文献  264