发酵工程制药重点
发酵工程在生物制药领域中的应用推广
发酵工程在生物制药领域中的应用推广生物制药是通过利用生物技术手段来制造药物的一种方法，这种方法已经在医疗领域得到广泛应用。
而发酵工程作为生物制药中的重要组成部分，发挥着关键作用。
本文将重点讨论发酵工程在生物制药领域中的应用推广，并探讨其未来发展前景。
发酵工程是一项涉及微生物培养、发酵及相关工艺的综合技术，通过控制温度、pH值、氧气供应等参数，以及添加适当的营养物质，使微生物能够合成所需的产物。
在生物制药领域中，发酵工程广泛应用于生产抗生素、蛋白质药物、疫苗等药品。
首先，发酵工程在生物制药中的应用推广解决了传统制药工艺的一些瓶颈。
传统制药工艺中，大多数药物是通过化学合成方法获得的，但这种方法存在着成本高、产物难纯化等问题。
而发酵工程通过利用微生物的代谢能力，实现了高效、低成本的药物生产。
例如，利用大肠杆菌表达重组蛋白质，可以获得大量高纯度的蛋白质药物。
其次，发酵工程在生物制药中的应用推广提高了药品的质量和效能。
发酵工程可以精确控制微生物的生长环境，从而调节产物的合成和分泌过程。
这种精准调控可以有效减少副产物的生成，提高产物的纯度和活性。
此外，利用发酵工程还可以实现产物的修饰和改良，进一步提高药物的效能和稳定性。
再次，发酵工程在生物制药中的应用推广加快了新药的研发和推广速度。
传统药物研发过程繁琐耗时，而发酵工程可通过高通量筛选技术，快速筛选出具有生物活性的新化合物，并加快其后续开发工作。
此外，发酵工程可以通过优化工艺流程，提高生产效率和产量，进一步加快药物的推广速度，使得药物更快地惠及广大患者。
发酵工程在生物制药领域中的应用推广还面临一些挑战和机遇。
首先，发酵工程需要严格控制生产过程中的微生物污染问题。
微生物的污染会对产物的纯度和稳定性产生不良影响。
因此，建立健全的无菌控制系统和质量管理体系是推广发酵工程的重要保障。
其次，随着生物制药领域的发展，人们对于药物的品质和效用要求越来越高。
因此，发酵工程需要不断创新和优化，以提高产品质量和效能。
发酵工程技术在制药中的应用
发酵工程技术在制药中的应用前言发酵工程技术是一门应用广泛的学科，它将微生物学、化学、生物化学、化工、质量控制等多个学科的理论和实践相结合，旨在发掘和改善自然界中微生物的利用价值，以解决生产、生态环境和能源等问题。
在制药领域，发酵工程技术已经成为一项不可或缺的技术手段。
本文旨在介绍发酵工程技术在制药中的应用。
制药中的发酵工程技术发酵工程技术已经成为制药过程中不可或缺的关键技术之一。
广义上讲，在制药工业中，发酵工程技术包括基于微生物的药品（如抗生素、生物制剂、酶制剂等）的发酵、微生物的培养、发酵过程控制、微生物组学等多方面。
其中，最为关键的是发酵过程的控制和精确的品质控制。
下面将分别从微生物的发掘、药品的开发以及发酵过程的控制和品质控制等方面细述发酵工程技术在制药领域的应用。
微生物的发掘与药品的开发微生物的开发是制药领域的重要前置技术，它决定了药品的开发和性能。
通过发酵工程技术的应用，制药企业可以发掘和改良大量微生物资源，研究微生物生长、代谢、遗传、调控等机理，以及优化和创新微生物酶制剂生产、甜味剂生产、生物合成等生产技术。
这些技术不仅可以提高药品的产量和纯度，减少废料排放和能源消耗，还可以发掘和改良更多的微生物资源，为制药业的创新和可持续发展带来新的希望。
发酵过程的控制发酵过程控制技术是发酵工程技术中最为重要的技术之一。
在制药工业中，发酵过程的控制和管理是制药产品能否达到良好品质和产量的关键因素之一。
当前，发酵过程控制技术主要分为三个方面：微生物处理和培养；发酵过程的控制；产品的分离和精细加工。
其中，微生物处理和培养是发酵过程控制和管理的基础，发酵过程的控制和管理则依赖于先进的传感器、计算机系统和自动化控制技术，产品的分离和精细加工则需要先进的分离技术和纯化技术。
品质控制在制药领域，建立有效的品质控制体系是保障药品质量和可持续发展的重要手段之一。
发酵工程技术在制药中的应用可以帮助制药企业建立有效的品质控制体系，对药品进行准确的评估和测试，从而确保药品的安全有效。
发酵工程知识点总结归纳
发酵工程知识点总结归纳一、发酵工程概述1. 发酵工程的定义发酵工程是一门研究微生物、酶等生物催化剂在工业生产中广泛应用的工程学科。
2. 发酵工程的历史发酵工程的历史可以追溯到几千年前，最早的酿酒技术可以追溯到古代民族。
随着人类对微生物的认识和技术的发展，发酵工程逐渐成为一门系统的学科。
3. 发酵工程的应用领域发酵工程广泛应用于食品、饮料、医药、生物制药、环保等领域，对人类的生活和健康有着重要影响。
二、发酵过程及机理1. 发酵过程发酵过程是利用微生物或酶对有机物进行生物催化反应，产生有机产物或能量的过程。
发酵过程通常包括菌种培养、发酵产物的分离提纯等步骤。
2. 发酵机理发酵的基本机理包括微生物的生长和代谢过程，包括物质的代谢途径、酶的作用、生理生化特性等。
三、发酵工程中的微生物1. 发酵微生物的分类发酵微生物包括细菌、真菌、酵母等。
不同的微生物在发酵过程中起到不同的作用。
2. 发酵微生物的培养发酵微生物的培养包括培养基的配制、发酵罐的设计等环节，培养条件对微生物的生长和代谢具有重要影响。
3. 发酵微生物的选育发酵工程中常用的微生物包括大肠杆菌、酵母菌等，针对不同的产品需要选择适合的微生物用于发酵生产。
四、发酵工程中的酶1. 酶的分类酶是生物催化剂，可以促进化学反应的进行。
按照其作用方式可以分为氧化酶、还原酶、水解酶等。
2. 酶的应用酶在发酵工程中有着广泛的应用，可以用于生产食品、医药、生物燃料等产品。
3. 酶的工程化酶的工程化包括酶的产生、提纯、改良等步骤，使其更好地适用于实际生产。
五、发酵工程中的设备1. 发酵罐发酵罐是用于放置和滋生微生物的设备，包括灭菌、通气、控温等功能。
2. 排气系统排气系统可以有效地排除产生的二氧化碳和其他代谢产物，以保证发酵过程的正常进行。
3. 分离设备分离设备包括离心机、膜分离等，用于分离提纯发酵产物。
六、发酵工程中的工艺控制1. 发酵条件的控制发酵过程中需要控制pH、温度、氧气供应等参数，以保证微生物的生长和产物的产生。
第四章发酵工程制药技术(全)
—— 微生物制药技术
概 述
发酵的定义：利用微生物细胞中酶的作用… 发酵工程制药技术又称为微生物制药技术 微生物发酵制药:是利用微生物进行药物研究、生产 和制剂的综合性应用技术科学。 研究内容包括:微生物制药用菌的选育，发酵以及产 品的分离和纯化工艺等。 研究范围:微生物菌体发酵、微生物酶发酵、微生物 代谢产物发酵、微生物转化发酵
黑曲霉
是制酱、酿酒、制醋的主 要菌种。是生产酶制剂 （蛋白酶、淀粉酶、果胶 酶）的菌种。生产有机酸 （如柠檬酸、葡萄糖酸 等）。农业上用作生产糖 化饲料的菌种。
青霉
可用于生产抗生素、 苯氧甲基青霉素酰化 酶等。
链霉菌
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
是放线菌，生产葡萄糖异构 酶、抗生素等。
酵母菌
主要用于生产转化酶、丙酮酸 脱羧酶、醇脱氢酶；作为基因 工程的宿主菌，表述真核生物 的外源基因。
4.1.1 培养基 1、培养基的种类。 （1）孢子培养基：孢子培养基是供制备孢子用的。 要求此培养基能使微生物形成大量的优质孢子， 但不能引起菌种变异。生产中常用的孢子培养基 有麸皮培养基，大（小）米培养基，由葡萄糖 （或淀粉）、无机盐、蛋白胨等配制的琼脂斜面 培养基等。 （2）种子培养基：种子培养基是供孢子发芽和菌 体生长繁殖用的。培养基的组成随菌种的不同而 改变。 （3）发酵培养基：发酵培养基是供菌体生长繁殖 和合成大量代谢产物用的。
（4）生长因子：菌体自身不能合成，但对维持其 正常生长又不可缺少的物质，如：维生素、氨基 酸、嘌呤和嘧啶的衍生物、脂肪酸等。 （5）水：构成菌体细胞的主要成分、营养物质的 传递介质、参与许多代谢反应。 （6）产物形成的诱导物、前体和促进剂：某些胞 外酶的合成需要诱导物，前体被菌体直接用于合 成产物，促进剂能刺激菌株生长，提高发酵产量， 缩短发酵周期。
发酵制药知识点归纳总结
发酵制药知识点归纳总结一、发酵制药概述1. 发酵制药的定义：发酵制药是利用微生物、酶或细胞等生物体的代谢活动，生产生物制药品的一种方法。
2. 发酵制药的历史：发酵制药起源于古代，但现代发酵制药始于19世纪末20世纪初，随着生物工程和分子生物学的发展，发酵制药技术得到了新的发展。
二、发酵制药的生物体1. 微生物：包括细菌、真菌、酵母等，广泛应用于发酵制药中。
2. 酶：可由微生物或动植物中分离提取，用于生产特定的药物。
3. 细胞：包括细菌、酵母、哺乳动物细胞等，用于生产重组蛋白等生物制药品。
三、发酵制药的基本工艺1. 发酵基质：包括碳源、氮源、微量元素、 pH 调节剂等，在发酵过程中提供必要的营养物质。
2. 发酵设备：发酵罐、搅拌器、通气设备等，用于提供生物体生长所需的条件。
3. 发酵条件：包括温度、 pH、氧气供应、营养物质浓度等，对生物体的生长和代谢有重要影响。
四、发酵制药的产品1. 生物制药品：包括重组蛋白、抗体、疫苗等，由生物体代谢活动产生的药物。
2. 发酵中间体：包括抗生素、激素、酶等，常用于制药过程中的中间体合成。
五、发酵制药的应用1. 医学：生产治疗癌症、糖尿病、风湿性关节炎等疾病的生物制药品。
2. 工业：生产纤维素、乳酸、醋酸等工业产品，用于化工、食品等领域。
六、发酵制药的发展趋势1. 高效发酵技术：包括批次发酵、连续发酵、固定化发酵等技术，提高发酵产物的产量和纯度。
2. 基因工程：通过基因修饰、基因克隆等技术，设计高产菌株、高表达蛋白等。
3. 生物反应器的智能化和自动化：利用先进的控制技术，提高生产效率和质量。
以上是关于发酵制药的一些知识点归纳总结，希望对你有所帮助。
如果对发酵制药还有其他疑问，欢迎随时与我交流。
第二章 发酵工程制药(1-2)
一些有纪念意义的或按抗生素产生菌的发现命名及习惯上已经采用的俗名仍可继续使用
三、抗生素的分类
（一）根据抗生素的来源分类
青霉素、头孢菌素、灰黄菌素等
1、真菌产生的抗生素
杆菌肽、多粘菌素等
2、细菌产生的抗生素
链霉素、新生霉素、红霉素等
3、放线菌产生的抗生素
地衣酸、绿藻素、蒜素鱼素等
4、植物及动物产生的抗生素
4、抑制核酸的合成
①有些抗生素能和细菌DNA结合，使DNA失去 有些抗生素能和细菌DNA结合， DNA失去 DNA结合 模扳功能，从而抑制它的复制和转录。 模扳功能，从而抑制它的复制和转录。 这些抗生素起着DNA模板功能的抑制剂作用。 DNA模板功能的抑制剂作用 这些抗生素起着DNA模板功能的抑制剂作用。 放线菌素、丝裂霉素(自力霉素) 如，放线菌素、丝裂霉素(自力霉素)、光 神霉素(光辉霉素) 亚德里亚霉素(ahamyon) (ahamyon)和 神霉素(光辉霉素)、亚德里亚霉素(ahamyon)和 色霉素A3等。 色霉素A3等 A3
严格灭菌
设备密封性好
（三）提炼工艺的特点与要求
特点 要求 化学 环境 提炼 工艺
洁净无 菌概念
提炼工艺
质量 监控 安全防 护意识
序
三 、 发 酵 工 程 药 物 研 究 开 发 的 一 般 程
第二节 抗生素类药物概述
抗生素是生物在其生命活动过 程中所产生的，或经其他方法（生 物化学或半合成）衍生的，在低浓 度下，具有选择性地抑制或杀灭其 他微生物或肿瘤细胞的有机物质。
mRNA是蛋白质合成的模板，核糖体是蛋白质合 是蛋白质合成的模板， 是蛋白质合成的模板 成的场所。 成的场所。 原核细胞的核糖体和真核细胞的核糖体有所 不同，所以两者的蛋白质合成系统是有所不同的。 两者的蛋白质合成系统是有所不同的 不同，所以两者的蛋白质合成系统是有所不同的。 （线粒体与叶绿体的蛋白质合成与原核细胞更 为相似）。 为相似）。 有许多抗生素都能抑制细菌蛋白质生物合成。 有许多抗生素都能抑制细菌蛋白质生物合成。 链霉素、 如:链霉素、庆大霉素、新霉素、卡那霉素、巴 链霉素 庆大霉素、新霉素、卡那霉素、 龙霉素、四环素、氯霉素等。 龙霉素、四环素、氯霉素等。
发酵工程制药
• ①.调节好基础料的pH。基础料中若含有玉 米浆，pH呈酸性，必须调节pH。 • ②.使基础配方有适当的配比，发酵过程中 pH变化在合适的范围内，如CaCO3 ，或具 有缓冲能力的试剂，如磷酸缓冲液等 • ③.当补料与调pH发生矛盾时，加酸碱调 pH，如(NH4)2SO4和NH3 • ④.通过补料调节pH
二、温度的影响及其控制
• (2)温度的控制 • 冷却水
三、溶氧的影响及其控制
四、pH的影响及其控制
• 1.pH值对发酵的影响：最适生长pH、最适 生产pH • 2.pH的变化：随菌种、培养基成分和培养 条件而变 • 3.发酵pH的确定和控制 • （1）发酵pH的确定：5—8，根据实验结 果确定 • （2）pH的控制
第七节 发酵设备
第八节 发酵工程产品的制造实例
• • • • 一、青霉素 1.种子 2.培养基 3.培养条件控制
第七章 发酵工程制药
二、微生物发酵生产药物的分类来自三、发酵工程制药特点及发展趋势
（2）诱变育种
(3)原生质体融合
第三节 发酵的基本过程
一、菌种
• 三、发酵 • 四、产物提取
第四节 微生物的发酵方式
三、连续培养
第五节 发酵工艺控制
一、培养基的影响及其控制
发酵工程及其应用知识点
发酵工程及其应用知识点发酵工程及其应用知识点1. 发酵工程的定义发酵工程是一门综合性的学科，它研究微生物在合适培养基条件下生长和代谢所产生的产物，通过合适的发酵工艺控制微生物的生长和代谢，从而获得所需要的产物。
2. 发酵工程的基本原理发酵工程主要利用微生物的生长、代谢特性，以及合适的发酵工艺控制，来实现所需产物的生产。
其基本原理包括：- 微生物生长与代谢特性：包括微生物的生长曲线、生长速率、代谢产物的合成途径等。
- 发酵工艺控制：包括发酵培养基的选择和优化、气体供应和搅拌的控制、温度、pH 值等环境因素的控制。
- 发酵工程设备：包括发酵罐、气体供应系统、温度、pH 值控制系统等。
3. 发酵工程的应用领域发酵工程广泛应用于食品、制药、化工等领域，主要包括以下几个方面：- 食品工业：发酵工程用于葡萄酒、啤酒、面包、味精等食品的生产，通过微生物的代谢产生的产物，提高产品品质。
- 制药工业：发酵工程用于抗生素、维生素、酶、多肽等药物的生产，通过微生物大规模培养来获得药物原料。
- 化工工业：发酵工程用于合成某些化学品，如有机酸、氨基酸等，在提高产量和降低成本的同时，减少了对传统化工工艺的依赖。
- 环境保护：发酵工程利用微生物的代谢能力，对有机废水、有机废气等进行处理，达到净化环境的目的。
4. 发酵工程中的微生物发酵工程中常用的微生物有细菌、真菌、酵母、嗜热菌等。
根据不同的生产需求和工艺特点，选择不同的微生物进行培养。
其中，酵母菌在食品工业和酒精工业中应用广泛，细菌如大肠杆菌在制药工业中应用较多。
5. 发酵培养基的选择和优化发酵培养基是微生物生长的营养物质来源，其组成的选择和优化对发酵工程的成功至关重要。
发酵培养基的组成包括碳源、氮源、无机盐、微量元素等。
优化发酵培养基的目的是提高产量、降低生产成本。
常用的优化方法包括统计优化方法、响应面法等。
6. 发酵工艺的控制发酵工艺的控制包括温度、pH 值、气体供应和搅拌等方面。
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发 酵 工 程 第一节 概述 Fermentation Engineering
1
微生物发酵技术
1857年法国化学家、微生物家巴斯德提出了著名的
发酵理论：“一切发酵过程都是微生物作用的结果。” 巴斯德认为，酿酒是发酵，是微生物在起作用；酒 变质也是发酵，是另一类微生物在作祟；随着科学技 术的发展，可以用加热处理等方法来杀死有害的微生 物，防止酒发生质变。 同时，也可以把发酵的微生物分离出来，通过人工培 养，根据不同的要求去诱发各种类型的发酵，获得所 需的发酵产品。
CIVBP 中国兽医药品监察所
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中国微生物菌种保藏管理委员会组织机构
中国微生物菌种保藏管理委员会办事处(CCCCM): 中国科学院微生物研究所内,北京(AS),100080 1. 普通微生物菌种保藏管理中心(CCGMC) 中国科学院微生物研究所,北京(AS),100080:真菌、细菌 中国科学院武汉病毒研究所,武汉(AS-IV),430071:病毒 2.农业微生物菌种保藏管理中心(ACCC) 中国农业科学院土壤肥料研究所,北京(ISF),100081 3.工业微生物菌种保藏管理中心(CICC) 轻工业部食品发酵工业科学研究所,北京(IFFI),100027 4.医学微生物菌种保藏管理中心(CMCC) 中国医学科学院皮肤病研究所,南京(ID),210042:真菌 中国药品生物制品检定所,北京(NICPBP),100050:细菌 中国医学科学院病毒研究所,北京(IV),100052:病毒 5.抗菌素菌种保藏管理中心(CACC) 中国医学科学院抗菌素研究所,北京(IA),100050 四川抗菌素工业研究所,成都(SIA),610051:新抗菌素菌种 华北制药厂抗菌素研究所,石家庄(IANP),050015:生产用抗菌素菌种 6.兽医微生物菌种保藏管理中心(CVCC) 农业部兽医药品监察所,北京(CIVBP),100081 7.林业微生物菌种保藏管理中心(CFCC)
5
3、工业上的发酵
泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程 包括： 1.厌氧培养的生产过程，如酒精，乳酸等。 2.通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基 酸、酶制剂等。
产品有细胞代谢产物，也包括菌体细胞、酶等。
6
发酵工程定义
发酵工程是渗透有工程学的微生物学。 它是一门将微生物学、生物化学和化学工程学的基本 原理有机的结合起来，利用微生物的生长和代谢活动 来生产各种有用物质的工程技术。由于它以培养微生 物为主，所以又称微生物工程。 是将传统发酵技术与DNA重组、细胞融合、分子修饰 和改造等新技术结合并发展起来的现代发酵技术。
用特点及现有条件等进行综合考虑。 对于一些比较重要的微生物菌株，则要尽可能
多的采用各种不同的手段进行保藏，以免因某种方 法的失败而导致菌种的丧失。
18
国际重要菌种保藏机构
缩写 名称 ATCC 美国标准菌种保藏所，美国马里兰州，罗克维尔市 CBS 真菌中心收藏所，荷兰，巴尔恩市 NCT 国立标准菌种保藏所，英国，伦敦 C
CFCC 林业微生物菌种保藏管理中心
中国林业科学院菌种保藏管 CICC 工业微生物菌种保藏管理中心 理中心 轻工业部食品发酵工业科学 CMCC 医学微生物菌种保藏管理中心 研究所 中国医学科学院皮肤病研究 NICPB 卫生部药品生物制品监察所 所 中国医学科学院病毒研究所 CVCC 兽医微生物菌种保藏管理中心 YM 云南省微生物研究所
9
发酵工程的生产流程
发酵工业的生产过程： ④ 无菌空气的制备 ① 原料预处理 ⑤ 菌种的制备和扩大培 养 ② 培养基配置 ③ 发酵设备和培养基的灭菌 ⑥ 发酵（微生物培养） ⑦ 发酵产品的分离和纯 化
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菌种制备
11
12
工艺特点与要求
A.菌种制备 品系纯正、生产能力高、遗传稳定 无污染、生命力强、保存期短 严格消毒灭菌 定期分离复壮 冷冻干燥管或液氮管保存菌种
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一、微生物菌种保藏
基本要求：
在一定时间内使菌种不死、不变、不乱
培养基传代培养 生活态 寄主传代培养 冷冻
液氮、低温冰箱 斜面、平板
基本方法：
休眠态
干燥
沙土管、冷冻真空干燥
17
由于微生物的多样性，不同的微生物往往对不 同的保藏方法有不同的适应性，因此，在具体选择 保藏方法时必须对被保藏菌株的特性、保藏物的使
19
中国菌种保藏单位
缩写 ACCC SH IA 名称 中国农业微生物菌种保藏管 理中心 缩写 ISF 名称 中国农业科学院土壤肥料研究 所
上海市农业科学院食用菌研 CACC 抗菌素菌种保藏管理中心 究所 中国医学科学院抗菌素研究 所 SIA AS 四川抗菌素工业研究所 中国科学院微生物研究所
CCGM 普通微生物菌种保藏管理中 C 心 AS-IV 中国科学院武汉病毒研究所 CAF IFFI ID IV
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发酵工程制药的研究范畴
1、抗生素 2、维生素 3、氨基酸 4、核苷或核苷酸 5、药用酶和辅酶 6、其它药理活性物质
8
维生素
发酵生产的维生素，1982年世界产量为6万吨左 右，六种维生累的总销额为6.7亿美元。在1969— 1980年间，每年销售量递增10×，1981—1991 年间仍以7一8％的速率递增。 目前，全球范围内使用最为普遍的是VA、VC 和 VE，三都每年市场销售额近20亿美元，其中VE 超过10亿美元，其余为VB族，每个品种都有0.51.5亿美元的市值。在各种用途中，维生素作为动 物饲料的市场正以每年2-3％速度增长，在药用和 食品领域都以4-5％的速度增酵 2、生化和生理学意义的发酵 3、工业上的发酵
3
1、传统发酵
最初发酵是用来描述酵母菌作用于果汁或麦芽 汁产生气泡的现象，或者是指酒的生产过程。
4
2、生化和生理学意义的发酵
指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量 的一种方式，或者更严格地说，发酵是以有机物作为 电子受体的氧化还原产能反应。 如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出 CO2。
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菌种筛选
发酵罐试验
纯种培养
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摇瓶试验
微生物菌种保藏技术
在生产发酵中，具有高产有重要经济价值的某一期 待代谢产物主能力的微生物菌种的保存和长期保藏，对 于一成功的工业发酵过程极为重要。
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一、理想的菌种保藏方法应具备的条件
(1) 经长期保藏后菌种存活健在； (2) 保证高产突变株不改变表型和基因型，特别是不改变 初级代谢产物和次级代谢产物生产的高产能力。 (3) 菌种保藏的基本措施是低温、干燥、真空。