大学医学毕业论文 发酵技术在生物制药中的应用 - 副本
微生物发酵技术在药物制造中的应用
微生物发酵技术在药物制造中的应用生物和医疗技术的发展为药物制造带来了革命性的变化。
其中，微生物发酵技术作为一种重要的生物制造方法，被广泛应用于药物的生产过程中。
本文将探讨微生物发酵技术在药物制造中的应用，并介绍其在不同药物类别中的具体案例。
微生物发酵技术是利用微生物（如细菌、真菌等）在特定条件下生长和代谢产生的酶或代谢产物来制造药物的过程。
这种技术具有许多优势，包括高效、可控性强、成本低等。
通过合理设计和优化发酵过程，可以大幅提高药物的产量和纯度，同时减少对环境的污染。
在抗生素制造中，微生物发酵技术发挥着重要作用。
以青霉素为例，青霉菌是一种能够产生青霉素的微生物。
通过合理调节发酵条件，如温度、pH值、营养物质等，可以促进青霉菌的生长和青霉素的产生。
此外，通过基因工程技术的应用，还可以通过改造青霉菌的基因组，提高其产青霉素的能力。
这些技术的应用使得抗生素的生产更加高效和可持续。
除了抗生素，微生物发酵技术在其他药物类别中也有广泛应用。
在生物类似药物制造中，通过将人类基因导入到微生物中，使其能够产生与人体内相似的蛋白质药物，如胰岛素、生长激素等。
这种技术不仅提高了药物的产量，还能够减少使用动物源性原料，降低了生产成本，并避免了传染病的风险。
此外，微生物发酵技术还在疫苗制造中发挥着重要作用。
通过将病原微生物的抗原基因导入到微生物中，使其能够产生与病原微生物相似的抗原，从而诱导人体产生免疫反应。
这种技术不仅能够提高疫苗的产量和纯度，还能够快速应对突发传染病的爆发，为公共卫生安全提供了重要保障。
尽管微生物发酵技术在药物制造中具有广泛应用，但仍面临一些挑战。
其中之一是发酵过程的优化和规模化生产的难题。
发酵过程中涉及到许多复杂的生物化学反应和微生物代谢途径，需要通过不断的实验和优化来提高产量和纯度。
此外，规模化生产需要解决设备的设计和运营等问题，以确保高效和稳定的生产。
总之，微生物发酵技术在药物制造中具有重要的应用价值。
微生物发酵制药技术的应用
微生物发酵制药技术的应用摘要：微生物发酵技术是一种通过精准控制微生物的生存环境并借助微生物的自然发酵过程产生的代谢产物(包括初级代谢产物和最终代谢产物)再进行精制最终得到产品为人所用的技术。
而制药行业作为需要高度复杂化学物质的行业，对于微生物发酵技术的应用也持包容态度，目前正在大力发展。
本研究将从微生物发酵制药技术分析、微生物发酵(代谢)制药的具体品类和微生物发酵制药技术的具体应用三个方面进行有关阐述。
关键词：微生物；发酵制药；技术应用前言：人类社会对微生物的态度从感到未知恐惧到了解认识再到广泛应用。
经过人们长时间对微生物的研究，现如今，微生物被广泛应用到我们生活的各方面，在许多行业中发挥着重要作用。
而作为被人们所发现的微生物发酵过程，即微生物通过自身代谢获得相应产物，目前随时代发展被应用到制药领域，并很大程度上推动了产业的进步。
1.微生物发酵制药技术分析1.1微生物发酵制药技术的发展过程微生物发酵制药技术的发展首先要从微生物开始探讨。
1676年列文虎克根据多年前由一名眼镜工匠发明的显微镜进行改造并用以实验且最终发现了微生物的存在。
之后几百年便是科学家关于因不同微生物而产生的不同现象所做出的研究。
微生物发酵制药技术真正开始蓬勃发展是在20世纪40年代。
第二次世界大战的爆发所带来的刺激使得人们开始寻找快速大量生产青霉素的方法并因此发现了可以通过微生物制造。
之后该项技术不断发展才能带来发酵制药品类丰富，药品功能强大的今天。
1.2微生物发酵制药技术的基本原理与优势微生物发酵制药技术是通过微生物的发酵产生的物质进行一定程度上的加工提纯生成一系列药品的一项技术。
基本原理便是利用微生物的发酵。
基于不同种类微生物的不同发酵方式，发酵制药的技术也可大致分为厌氧、好氧、和兼性厌氧三种。
微生物发酵制药技术相对于传统的纯化工人为制药技术相比有着反应条件更为温和(相比于传统化工通常所需的高温高压的环境)、减少使用甚至于不适用价格高昂的金属催化剂、更易控制反应环境、降低生产成本等众多优势。
微生物发酵在药物生产中的应用
微生物发酵在药物生产中的应用在现代药物生产领域，微生物发酵正发挥着日益重要的作用。
微生物发酵是利用微生物在特定条件下的生长代谢过程，来生产具有药用价值的物质。
这一技术不仅为药物研发和生产提供了新的途径，还在保障人类健康方面展现出巨大的潜力。
微生物发酵在抗生素的生产中具有举足轻重的地位。
以青霉素为例，它是最早被广泛应用的抗生素之一。
青霉素的产生是通过青霉菌的发酵过程实现的。
在适宜的培养基中，青霉菌能够大量生长并分泌青霉素。
这种通过微生物发酵生产的抗生素，有效地治疗了众多细菌感染疾病，拯救了无数生命。
除了青霉素，像链霉素、红霉素等其他抗生素也都依赖微生物发酵技术来大规模生产。
在激素药物的生产中，微生物发酵同样不可或缺。
胰岛素是治疗糖尿病的关键药物，过去胰岛素主要从动物胰腺中提取，不仅产量有限，而且成本高昂。
如今，通过基因工程技术，将人类胰岛素基因导入微生物中，利用微生物发酵可以高效地生产出大量的胰岛素。
这不仅满足了临床需求，还降低了药物成本，提高了患者的治疗可及性。
此外，微生物发酵还在疫苗生产中发挥着关键作用。
疫苗是预防传染病的重要手段，而一些疫苗的生产就借助了微生物发酵技术。
例如，乙肝疫苗的生产常常利用酵母发酵来表达乙肝表面抗原，经过一系列的纯化和处理，最终制成安全有效的疫苗。
微生物发酵在药物生产中的优势十分显著。
首先，微生物具有强大的代谢能力和转化能力，可以将简单的底物转化为复杂的药用化合物。
其次，微生物发酵过程相对容易控制，可以通过调节培养条件，如温度、pH 值、溶氧等，来优化产物的生成。
再者，微生物发酵的生产规模易于扩大，能够满足市场对药物的大量需求。
然而，微生物发酵在药物生产中也面临一些挑战。
微生物的遗传稳定性是一个关键问题，如果微生物在发酵过程中发生基因突变，可能会影响药物的质量和产量。
此外，发酵过程中的污染防控至关重要，一旦受到杂菌污染，不仅会导致生产失败，还可能带来安全隐患。
为了应对这些挑战，科研人员不断进行技术创新和改进。
微生物发酵及应用论文
微生物发酵及应用论文微生物发酵是一种利用微生物代谢产物来生产特定化合物的过程，已经在食品工业、制药工业、能源工业等领域得到广泛应用。
本文将从微生物发酵的原理、应用及前景等方面进行论述。
首先，微生物发酵的原理是基于微生物的代谢活动。
微生物可以利用各种底物（如碳源）通过代谢活动产生所需的产物。
例如，酿造啤酒时，麦芽中的酵母菌通过发酵代谢产生酒精和二氧化碳。
微生物发酵的过程中，通过选择合适的微生物菌种和调控培养条件（温度、pH值、营养物质等），可以优化产物的产量和质量。
微生物发酵在食品工业中的应用广泛。
传统的食品制作过程中，如酸奶、腊肠等，都需要利用微生物的发酵作用来达到所需的品质和口感。
另外，通过微生物发酵还可以生产一些特殊的食品，如味精、酱油等。
此外，微生物发酵还能够用于食品添加剂的生产，如保鲜剂和增甜剂等。
在制药工业中，微生物发酵被广泛应用于药物的生产。
例如，抗生素就是通过微生物发酵生产的，如青霉素、链霉素等。
此外，基因工程技术的发展使得微生物发酵在制药领域有了更广阔的应用前景。
通过基因工程手段，科学家可以改造微生物菌株，使其表达具有医疗价值的蛋白质，如重组人胰岛素等。
能源领域也是微生物发酵的一个重要应用领域。
目前，生物柴油等生物能源的生产已经成为研究的热点。
通过微生物的发酵代谢产生可以替代传统石油能源的生物能源，既能解决能源供应问题，又能减少对环境的污染。
此外，微生物还可以用于生物氢能和生物甲烷能的生产，这些都是未来能源发展的重要方向。
微生物发酵在环境保护方面也有很大的潜力。
通过微生物的发酵代谢，可以将某些有害物质转化为无害物质。
例如，通过微生物发酵处理城市垃圾和农业废弃物可以生成沼气，避免了这些废弃物对环境的污染。
总之，微生物发酵技术在食品工业、制药工业、能源工业和环境保护等领域都有广泛的应用前景。
随着科学技术的进步和更深入的研究，微生物发酵技术将进一步提高产量和质量，并且将逐渐应用于更多领域，为人类的生产生活带来更多的便利和益处。
生物发酵技术在制药工业中的应用
生物发酵技术在制药工业中的应用生物发酵技术是一种基于微生物生长代谢特性，利用人工环境培养出所需的微生物进行代谢反应，从而实现生物产物生产的技术。
近年来，随着微生物学、分子生物学的不断发展，生物发酵技术得到了广泛的应用，其中在制药工业中的应用更是引人注目。
药物开发过程中需要大量的药物原料，如果使用化学合成方法生产药物原料，则存在成本高、污染环境、反应废弃物处理等问题。
而生物发酵技术不仅可以生产高纯度的药物原料，而且无污染，具有可持续发展的优势。
下面将具体介绍生物发酵技术在制药工业中的应用。
一、抗生素的生物合成抗生素是一种具有抑制或杀灭某些细菌、真菌和其他微生物的药物。
利用生物发酵技术生产抗生素是制备高纯度抗生素的最佳选择。
常见的生产抗生素的微生物有青霉素的青霉菌属、链霉素的放线菌属、红霉素的链霉菌属等。
这些微生物在适宜的环境下进行生产，可以使抗生素的修饰与合成达到最佳效果。
现在，反问题中也有许多机构和团队致力于探索新的合成抗生素的方式，但是微生物生产仍然是主要方式之一。
二、其他药物的生物合成除了抗生素，许多其他药物的先导化合物也可以通过生物发酵技术生产，例如利用大肠杆菌生产肽类等生物药物。
生物药物因其可重复性、强大的临床效果和较小的不良反应而越来越受到关注。
通过生物发酵技术生产肽类药物可以有效地避免产生蛋白质结构错误，提高产品稳定性和可靠性，在生产过程中可以进行严格的质量控制。
三、工业酵素的生产酶是生物发酵技术在制药工业中的另一个成功领域，工业酵素分为水解酶和合成酶两大类。
水解酶包括淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶等，是化学工业、食品工业、炭黑、造纸、印染、清洗剂、皮革加工、建筑材料、纺织、胶体等行业制造的基础原料和改性剂的重要组成部分。
合成酶用于药物合成、农业化学品合成和其他化学品的合成。
虽然生物发酵技术的应用优势明显，但生物发酵技术仍然面临着许多挑战。
生物发酵过程中因为微生物工程不稳定、酵母菌和大肠杆菌等常用的实验材料容易降解，所以需要优化发酵条件。
微生物发酵技术在制药中的应用
微生物发酵技术在制药中的应用制药，是通过化学和生物学的方法进行药物制备、加工和生产的过程。
随着科技的不断进步，越来越多的新技术被应用到制药中，其中微生物发酵技术是一个非常重要的技术。
本文将从微生物发酵技术的基本原理、在制药中的应用以及其发展前景三个方面，探讨微生物发酵技术在制药中的应用。
一、微生物发酵技术的基本原理微生物发酵技术是指利用微生物代谢物质的过程中，通过控制条件使产生的物质在微生物体内积累和分泌出来，达到制作特定产品的目的。
这是一种生化反应，其基本原理是微生物的代谢分为两个阶段：生长期和产物积累期。
在生长期，微生物繁殖迅速，并利用培养基中的营养物质进行代谢，产生能量和生长分子等。
而在产物积累期，微生物的增殖速率逐渐降低，此时代谢转化方向发生变化，合成一些新的代谢产物，并排出细胞外。
应用微生物发酵技术，制得的产品包括抗生素、基因工程药物、酶制剂、氨基酸、有机酸、醇类等，同时还可以生产消化系药物、缓释剂、控释剂、维生素等。
二、微生物发酵技术在制药中的应用非常广泛，下面就举几个具体的例子：（一）利用微生物发酵技术制造抗生素抗生素是一种由微生物产生的一类药物，是微生物发酵技术最早应用的领域之一。
抗生素可以有效地抵抗病原体，特别是某些细菌感染，对人类健康起到了至关重要的作用。
（二）基因工程药物的生产基因工程药物的设计和生产需要利用微生物发酵技术，涉及到的步骤有基因克隆及转染、表达优化、发酵、提纯和制剂等。
微生物发酵技术是基因工程药物能够量产的基石。
（三）氨基酸的生产氨基酸作为一种生物化学物质，具有多种用途。
在制药业中能够合成天然的和人工的氨基酸，是利用微生物发酵技术实现的。
（四）酶制剂的生产酶是一种生物催化剂，能够在温和条件下加速某些化学反应的进行。
与传统的化学催化剂相比，酶具有温和的反应条件、高效率、高特异性和易回收等优点。
利用微生物发酵技术可生产出多种酶制剂，包括生物体内酶、生物外酶和微生物发酵培养液中所含的酶等。
微生物发酵技术在医药工业中的应用研究
微生物发酵技术在医药工业中的应用研究微生物发酵技术是一种基于微生物代谢作用来生产有用物质的技术，近年来得到越来越广泛的应用。
在医药工业中，微生物发酵技术也是一个非常重要的生产手段。
本文将从微生物发酵技术的基本原理、在医药工业中的应用、以及未来的发展方向等方面来详细讨论微生物发酵技术在医药工业中的应用研究。
一、微生物发酵技术的基本原理微生物发酵技术是一种利用微生物在合适条件下进行代谢活动，通过生产代谢产物的方法来制备各种有用物质的技术。
其基本原理是将一种有机物转化成另一种快速生长和代谢的微生物，通过微生物的代谢，利用酶的作用将原料转化为所需的产品。
同时，为了维持微生物的活动和代谢，需要提供合适的环境条件，如温度、pH值、营养物质等。
微生物的代谢关系复杂，包括解析、酸化、醇化、脱酸、氧化、还原等环节，这些环节共同构成了微生物代谢途径，从而产生了各种有用的代谢产物。
二、微生物发酵技术在医药工业中的应用随着微生物学的发展，微生物发酵技术在医药工业中得到了广泛的应用，其中最常见的应用是生产各种药物和药品原料。
例如，古吉拉特菌发酵生产的青霉素是目前世界上最主要的抗生素，经常用于感染性疾病的治疗。
此外，利用大肠杆菌、酵母菌、放线菌等微生物进行发酵生产的药物也非常多，如庆大霉素、头孢菌素、万古霉素等，这些药物的生产能够大幅度提高药物的产量和纯度，并降低生产成本。
此外，微生物发酵技术还可以生产各种生物材料，如胶原蛋白、无菌培养基、细胞因子等，这些物质广泛应用于生物医学研究和临床诊疗中。
三、微生物发酵技术在医药工业中的发展趋势随着生物技术的不断发展，微生物发酵技术在医药工业中也将展现出更广泛的应用前景。
其中最有前途的就是微生物的基因重组技术和代谢工程技术。
微生物的基因重组技术可以通过改变微生物的代谢途径、增强或弱化某些酶的活性、增加产物的选择性等手段，来增加目标产物的产量和纯度，并加速药物的研发和生产。
此外，通过代谢工程技术，可以利用微生物代谢产物的性质，通过改变微生物代谢途径、控制细胞内酶的活性、优化营养物质等方式，产生新的代谢产物或改善原有的代谢产物。
生物发酵与合成生物学在药物生产中的应用
生物发酵与合成生物学在药物生产中的应用一、引言近年来，药物的生产工艺发生了革命性的变化。
传统的化学合成方法往往限制了药物的生产效率和品质，而生物发酵与合成生物学的应用则为药物生产带来了新的机遇和挑战。
本文将重点探讨生物发酵与合成生物学在药物生产中的应用。
二、生物发酵在药物生产中的应用生物发酵作为一种既古老又广泛应用的技术，被广泛用于药物生产。
通过合理的发酵工艺和菌种选育，可以大量生产出特定菌种或细胞的代谢产物，从而获得药物的前体物质或纯化的活性物质。
首先，生物发酵可用于生产抗生素类药物。
抗生素类药物是目前临床应用广泛的一类药物，而其生产往往依赖于微生物的代谢活性。
通过合适的菌种选育和发酵工艺条件的优化，可以提高抗生素产量并保证产物的纯度和质量，从而满足临床的需求。
其次，生物发酵还可以应用于产生蛋白质类药物。
蛋白质类药物具有较高的治疗效果，但常常受到制备过程中的困难。
传统的化学合成方法往往无法满足蛋白质的复杂结构和活性要求，而生物发酵则通过调控基因表达和代谢途径，可以实现大规模蛋白质的生产。
此外，生物发酵还可用于制备激素类药物。
激素类药物在临床应用中起到重要的调控作用，然而，其合成过程复杂且成本高昂。
通过利用微生物的代谢能力，可以生产大量的激素前体物质并进行后续的转化，从而提高生产效率和产品纯度。
三、合成生物学在药物生产中的应用合成生物学作为一门新兴的学科，致力于通过工程化的手段重构生物系统，为生物药物的生产提供新的途径。
合成生物学通过合理设计新的代谢途径、酶催化反应和信号传导网络，实现对生物过程的精准调控和优化。
首先，合成生物学可以用于优化代谢途径。
传统的药物生产往往依赖于微生物天然代谢途径中的次要通途，而这些次要通途产生的底物和产物往往不利于最终产物的生产。
通过合成生物学的方法，可以重新设计代谢途径，避免次要通途的产生，从而提高目标产物的产量和选择性。
其次，合成生物学可以应用于酶催化反应的优化。
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发酵技术在生物制药中的应用 学生姓名 班 级 专业名称 系部名称 指导教师 提交日期 答辩日期
河北化工医药职业技术学院 2016年 12 月 目录 摘要 ........................................................... 3 绪论 ........................................................... 4 §1发酵的定义及发展简史 ...................... 错误！未定义书签。 §2微生物发酵在生物制药的基本过程 ............. 错误！未定义书签。 §3发酵在中药中的应用 ........................ 错误！未定义书签。 §4抗生素与酶制剂的生产 ..................... 错误！未定义书签。 §5结束语 .................................... 错误！未定义书签。 参考文献 ..................................... 错误！未定义书签。4 致谢 .......................................................... 25 发酵技术在生物制药中的应用 摘要 发酵工程制药是利用微生物的代谢过程，所生产药物的生物技术。例如人们普遍认知的抗生素、氨基酸以及维生素等。而发酵工程的制药在研究也主要在微生物菌种的筛选和改良上，还有极为重要的产品后处理也就是分离纯化。
关键词 发酵工程制药 菌种筛选 绪论 微生物在生长发育和繁殖过程中，需要不断地从外界环境中摄取营养物质，在体内经过一系列的生化反应，转变成能量和构成细胞的物质，并排出不需要的产物。这一系列的生化过程称为新陈代谢。代谢作用是生物体维持生命活动过程中的一切生化反应的总称。它是生命活动的最基本特征。代谢作用包括分解代谢(异化作用)和合成代谢(同化作用)。分解代谢是指生物体将各种营养物质和细胞物质降解成简单的产物，即由大分子物质降解成小分子物质并产生能量的过程。合成代谢是指将分解代谢所提供的或从环境中所吸收的小分子物质合成大分子物质的过程。分解代谢为合成代谢提供原料和能量，而合成代谢又为分解代谢提供物质基础，两者相互对立而又统一，在生物体内偶联着进行，使生命繁衍不息。 ⒈发酵的定义及发展简史 发酵现象早巳被人们所认识，但了解它的本质却是近200年来的事。英语中发酵一词fermentation是从拉丁语fervere派生而来的，原意为“翻腾”，它描述酵母作用于果汁或麦芽浸出液时的现象。沸腾现象是由浸出液中的糖在缺氧条件下降解而产生的二氧化碳所引起的。也就是说，发酵是在厌氧条件下，原料糖经酵母菌等生物细胞的作用进行分解代谢、向菌体提供能量，从而得到原料风界产物酒精和二氧化碳。然而不同的对象有不同的意义: (1)微生物生理学严格定义的发酵 有机物被生物体氧化降解成氧化产物并释放能量的过程统称为生物氧化. 微生物生理学把生物氧化区分为呼吸和发酵，因此，发酵是生物氧化的一种方式,即在没有外源最终电子受体的条件下，化能异养型微生物细胞对能源有机化合物的氧化与内源的（已经经过该细胞代谢的）有机化合物的还原相耦合，一般并不发生经包含细胞色素等的电子传递链上的电子传递和电子传递磷酸化，而是通过底物（激酶的底物）水平磷酸化来获得代谢能ATP；能源有机化合物释放的电子的一级电子载体NAD，以NADH的形式直接将电子交给内源的有机电子受体而再生成NAD，同时将后者还原成发酵产物（不完全氧化的产物）。细胞中的NAD是有限的，如果作为一级电子载体的辅酶NAD不能得到再生，就不能被回用，有效的电子载体就会愈来愈少，脱氢反应就不能持续进行下去了。因此辅酶NAD的再生是生物氧化（包括发酵）继续进行下去的必要条件。 (2)工业生产上定义的发酵 工业微生物学家把发酵扩展到利用微生物来制得产物的需氧和厌氧的任何过程。工业生产上笼统地把一切依靠微生物的生命活动而实现的工业生产均称为“发酵”。并广泛应用于发酵工艺，形成了各类型的微生物发酵工业，生产出不同类型的代谢产物，如医药、食品等的发酵产品 。近百年来，随着科学技术的进步，发酵技术发生了划时代的变革，已经从利用自然界中原有的微生物进行发酵生产的阶段进入到，按照人的意愿改造成具有特殊性能的微生物以生产人类所需要的发酵产品的新阶段。 (3) 专业词汇“发酵（fermentation）” “发酵”作为专业词汇其含义不但覆盖发面制作大饼、油条、馒头、包子，更重要的是指用发酵的手段工业化生产酒及酒精饮料。饲料及饲料添加剂、药品、化工材料等等。 ⒉发酵工业的发展 在 A.van列文虎克用自制的显微镜发现微生物之前，古代巴比伦人（公元前6000）早已会制造类似现代啤酒的饮料，古代埃及人（公元前4000）早已会利用酵母菌所产生的二氧化碳来发面。中国龙山文化时期（公元前2000）出现大量酒器，表明当时酿酒技术已很发达。贾思勰的《齐民要术》(533～544)详细记载了中国古代酿酒、制曲、制酱、沤麻和制取靛蓝等多种利用微生物的生产技术。1887年，挪威细菌学家G.H.A.汉森将纯种酵母菌用于生产啤酒，随后，便有人设计制造了便于灭菌的密闭式发酵罐。由于应用R.科赫所创立的微生物纯培养技术，人们能够利用控制特定微生物发酵生产特定产品。19世纪末，E.毕希纳证明微生物发酵是由酶催化的化学反应。第一次世界大战时期建立了生产丙酮、丁醇和甘油的发酵工厂，加速了工业微生物学的发展。 20世纪40年代,开始生产青霉素,这是人类在利用工业微生物方面的又一重大成就。此后，发酵工业中广泛采用了深层培养法进行青霉素的工业化生产并大量制出酶制剂、柠檬酸、维生素、甾体激素及其他抗生素。中国现代工业微生物学是从20世纪20年代开始发展的。50年代以后，传统的微生物发酵产品有了明显的改良和发展，并逐渐形成比较完善的现代化发酵工业体系。有机酸、酶制剂、氨基酸和维生素等的发酵生产。现代微生物工程不仅使用微生物细胞，也可以使用动物和植物的细胞来进行发酵，以生产出对人类有用的各种生物产品。例如利用培养罐可以大量培养出杂交瘤细胞，生产出用于疾病诊断和治疗的单克隆抗体等生物工程药品。 2 微生物发酵在生物制药的基本过程
微生物在生长发育和繁殖过程中，需要不断地从外界环境中摄取营养物质，在体内经过一系列的生化反应，转变成能量和构成细胞的物质，并排出不需要的产物。这一系列的生化过程称为新陈代谢。代谢作用是生物体维持生命活动过程中的一切生化反应的总称。它是生命活动的最基本特征。代谢作用包括分解代谢(异化作用)和合成代谢(同化作用)。分解代谢是指生物体将各种营养物质和细胞物质降解成简单的产物，即由大分子物质降解成小分子物质并产生能量的过程。合成代谢是指将分解代谢所提供的或从环境中所吸收的小分子物质合成大分子物质的过程。分解代谢为合成代谢提供原料和能量，而合成代谢又为分解代谢提供物质基础，两者相互对立而又统一，在生物体内偶联着进行，使生命繁衍不息。生物体内的化学反应几乎都要依靠酶的催化才能进行。酶是由生物细胞合成的，以蛋白质为主要成分的生物化学反应催化剂。从化学组成来看，可分为简单蛋白和结合蛋白两种酶。根据酶在细胞中的活动部位，也可将酶分为胞外酶和胞内酶两种。作为生化反应的催化剂和其他的催化剂一样，能显著改变反应的速度，但不能改变反应的平衡点。酶有以下几个特点：催化反应的效率高、具有高度的专一性、容易失活、活性受调节控制等。 所有生物进行生命活动都需要能量，因此，能量代谢成了新陈代谢中的核心问题。自然界中的能量以多种形式存在，但生物只能利用光能或化学能，而光能也必须在一定的生物体（光合生物）内转化成化学能后，才能被生物利用。一个化学反应只有在一定条件下，当有能量放出时才能自由地进行，即自由能的变化为负值时，反应才能进行，这种反应称为放能反应；如果产物的自由能大于反应物的自由能时，必须供给能量才能进行反应，称为吸能反应。生物体内，吸能反应所需要的能量是由放能反应来供给的，两者是偶联进行的。其中的能量载体主要是ATP。ATP是腺嘌呤核甘三磷酸（简称腺三磷）的缩写， ATP的生成和利用是微生物能量代谢的核心。在生物体内，ATP主要由ADP的磷酸化生成。生成ATP的过程需要供应能量，能量来自光能或化能。以光能生成ATP的过程称为光合磷酸化作用，这种转变需要光和色素作媒介。 利用化合物氧化过程中释放的能量进行磷酸化生成ATP的过程称为氧化磷酸化作用，它为一切生物所共有，微生物的氧化作用可根据最终电子受体的性质不同而分为：呼吸作用、无氧呼吸作用和发酵作用。ATP主要用于供应合成细胞物质（包括贮藏物质）所需的能量。此外，细胞对营养物的吸收，鞭毛菌的运动，发光细菌的发光等所消耗的能量也要由ATP供给。组成细胞的物质主要是蛋白质、核酸、类脂和多糖，合成这些物质都需要ATP。 目前利用代谢调节理论已经用来指导实际工作和进行微生物发酵的生产控制。 1、培养菌种：培养基（Medium）是供微生物、植物和动物组织生长和维持用的人工配制的养料，一般都含有碳水化合物、含氮物质、无机盐（包括微量元素）以及维生素和水等。有的培养基还含有抗菌素和色素。其基本成分有能源、碳源、氮源、矿质元素、生长因子，水等。根据原料来源不同，可将培养基分为合成培养基、半合成培养基与天然培养基。在制药工业中通过摇床、培养皿不断选育优质菌种，以免菌种退化。 2、中试：通过小规模的试生产，修正合理的生产工艺指标，并对生产的样品进行检验。 3、大量生产：通过大批生产，按照最适合菌种生产的条件，给以原料，通过一个生产周期，培养出含大量抗生素的产品 4、萃取：将成品采用萃取的方法，提纯 5、浓缩；将萃取的原液进行浓缩。 6、成型：将浓缩后的的母液与相应的配料制成相应的形状，再进行有效包装 7、在生产必须报批，生产中、生产后进行多次严格检验，在无菌条