发酵冬虫夏草菌粉120吨罐生产工艺研究

摘要：本文通过对江东基地120吨发酵罐的工艺进行摸索与研究，思考工艺放大过程中可能出现的问题，针对产量、质量等关键指标优化生产工艺，将发酵冬虫夏草菌粉120吨罐顺利推上生产，以期生产出合格的虫草原粉并取得良好的经济效益。本文分别从液化料、配料、培养基配比工艺等条件入手，通过对摇瓶小试数据结果进行分析，探究出适合120吨罐使用的发酵工艺，并顺利推上生产。

关键词：冬虫夏草菌粉；120吨罐；工艺研究；经济效益

引言：

百令胶囊是我公司最主要的产品之一，近年来随着销售规模的上升，其原料药--发酵冬虫夏草菌粉的缺口也越来越大，急需扩大现有的生产规模。由于之前我们的工艺技术人员没有120吨发酵的经验，需要从头摸索新的发酵工艺，因此本文拟从120吨罐与祥符桥厂区的工艺对比出发，对液化料、配料、培养基配比等工艺参数进行优化，探究出适合120吨罐生产的发酵工艺，进而达到提高生产水平的目的，为公司创造新的利润点。

一、菌种工艺

菌种的液化需要使用消毒锅，由于江东菌种接种量是祥符桥厂区的3倍，因此使用了大消毒锅进行消毒。而在实际的使用过程中发现，使用大消毒锅后的菌种菌浓和干重均较低，具体数据如下：大消毒锅干重6.9g/L，菌浓16%；小消毒锅9.2g/L，菌浓20%。通过分析大小消毒锅的消毒后液化料的参数发现：大消毒锅pH6.68，总糖0.43%，氨基氮174μg/ml；小消毒锅pH6.61，总糖0.60%，氨基氮193μg/ml.

从实验数据可以看出，使用大消毒锅的液化料其总糖和氨基氮均较低，不利于菌种的生长。经过分析，发现大消毒锅在消毒过程中升温时间较小消毒锅长，会导致营养成分破坏的较多，因此我们选择小消毒锅进行液化。

二、液化料工艺

随着发酵罐吨位数从祥符桥厂区的30吨罐扩展至江东基地的120吨罐，液化罐也从原来的30吨罐放大到了100吨罐。由于设备体积的放大，液化罐在静置过程中散热速度明显减慢，在静置结束后，液化料温度由原来祥符桥厂区的75℃上升至现在的95℃以上。通过摇瓶小试探究不同液化料对于干重的影响。

（一）摇瓶小试

使用不同温度的液化料配置摇瓶进行小试，对比其摇瓶的干重情況如下：95℃保温过夜干重10.045g/L，较对照提高2.97%；75℃保温过夜干重6.88g/L，较对照下降29.47%；65℃保温过夜干重11.365，较对照提高16.50%；自然降温干重10.975g/L，较对照提高12.51%；静置后降温至75℃液化料干重11.855g/L，较对照提高21.53%；对照干重9.755g/L。从实验结果来看，使用静置后降温至75℃液化料的干重提高最多，达到21.53%。因此使用该种工艺进行后续发酵中试。

通过液化料小试的梯度实验结果可以看出，液化料降温至75℃使用的干重表现最好，因此在75℃的条件下继续进行小试。

在实验摇瓶的配制过程中，使用静置后降温至75℃的液化料，结果如下：自然降温液化料使用温度95℃，补料前平均干重4.3g/L，放瓶前平均干重7.0g/L；降温至75℃液化料使用温度75℃，补料前平均干重4.8g/L，较自然降温提升11%，放瓶前平均干重7.6g/L，较自然降温提升8%。

从实验小试的结果来看，使用降温后的液化料其补料前干重和放瓶前干重较对照罐提升11%和8%。使用降温后的液化料在小试的干重上有良好的表现，如能通过设备改造将液化料降温的流程简化，使用静置后降温的液化料，对成品产量有良好的促进作用。

三、配料工艺

祥符桥厂区和江东基地配制补料液情况对比如下：祥符桥厂区补料罐30吨，打料时间40分钟；江东厂区补料罐80吨，打料时间90分钟。

从祥符桥厂区和江东基地的配料工艺对比可以看出，江东基地的打料时间要明显长于祥符桥厂区。主要原因有：1.江东发酵罐体积明显放大，补料罐吨位数是祥符桥的2.5倍多，因此培养基的投料量明显上升；2.江东配料使用自动拆包机，在投料速度上要比祥符桥稍慢一些。因此导致整体打料时间延长。为了防止料罐打料时间过长，我们在配料过程中调整投料方式，具体工艺对比如下：祥符桥厂区将碳源氮源一同在配料池中溶解，同时打入发酵罐，开始加热消毒；江东厂区先投入碳源，完全溶解后打入发酵罐；再投入氮源，完全溶解后打入发酵罐，开始加热消毒。

江东基地使用的这种投料方式，是分别完全溶解碳源和氮源，再打入发酵罐开始消毒。分别采用两种配料工艺配制料罐，具体培养基数据如下：采用祥符桥工艺pH6.81，总糖2.68%，氨基氮569μg/ml；采用江东基地工艺pH6.78，总糖3.31%，氨基氮714μg/ml，总糖和氨基氮含量分别提高了23%和25%，丰富了培养基的成分。

从消后样数据可以看出，使用江东基地新的投料工艺可以减少培养基中碳源和氮源的破坏，碳源和氮源都提高了25%左右，保证培养基的营养成分，有利于产量的提升。

四、实验结论和讨论

通过调整江东基地的各项生产工艺，成品的产量和质量均得到明显提升，从产量质量情况来看，通过菌种、液化料、培养基、投料方式等一系列的工艺调整，在祥符桥厂区的生产经验上进一步细化操作流程，使得江东百令项目顺利上马。江东基地目前整体的产量质量水平均有明显提升，并能稳定在这一水平下稳定生产。

在这一探究和摸索的过程中，我们也走了一些弯路，碰到了很多难题，不过最终还是摸索出了适合120吨罐发酵的工艺，并将之顺利的推上了生产。在这期间，我们的生产技术人员也积累了许多宝贵的生产工艺经验，同时为公司创造了良好的经济效益。后期我们将继续对产量质量等各项工艺参数指标进行升级和优化，力争在产量和质量上取得突破，为虫草规模化生产提供新的思路。

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作者简介：沈剑闻，1987-09，男，汉，杭州人，大学本科，助理工程师