青霉素的發(fā)酵生產(chǎn)經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展歷程。青霉素最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)是在1945年。

第二次世界大戰(zhàn)造成了大量的人員受傷，傷者急需青霉素進(jìn)行救治，這促使科學(xué)家加快了青霉素生產(chǎn)研究的腳步生產(chǎn)青霉素最早采用的是固體表面培養(yǎng)法，即將固體培養(yǎng)基與青霉素生產(chǎn)菌菌液混合，放入淺盤中；再將盛有發(fā)酵物的淺盤擺放在室內(nèi)的架子上，保持室內(nèi)溫度，進(jìn)行發(fā)酵；發(fā)酵結(jié)束后，用水將產(chǎn)生的青霉素從固體培養(yǎng)基中浸提出來，制成干粉。這樣的培養(yǎng)方法存在很多問題，如需要占用大量的場地、需要使用大量的培養(yǎng)基、發(fā)酵過程和產(chǎn)物質(zhì)量難以控制等。因此，人們不斷地改進(jìn)生產(chǎn)青霉素的方法，由固體表面培養(yǎng)發(fā)展為液體深層培養(yǎng)，即使用液體培養(yǎng)基并在固定的容器內(nèi)通入無菌空氣進(jìn)行培養(yǎng)發(fā)酵的方法。半個(gè)多世紀(jì)里，人們利用各種傳統(tǒng)的遺傳學(xué)方法對產(chǎn)生青霉素的菌種進(jìn)行改造，不斷改進(jìn)培養(yǎng)基和發(fā)酵條件，不斷完善發(fā)酵設(shè)備和優(yōu)化發(fā)酵生產(chǎn)工藝等，從而使得青霉素的生產(chǎn)水平不斷提高。

近年來，一些生物技術(shù)的發(fā)展為青霉素發(fā)酵工藝的革新提供了新的思路。科學(xué)家通過對微生物合成青霉素的相關(guān)代謝途徑的研究，發(fā)現(xiàn)了許多控制和調(diào)節(jié)青霉素合成的“閥門”?？茖W(xué)家利用基因工程技術(shù)，將起“閥門”作用的關(guān)鍵酶的基因克隆到生產(chǎn)菌種中，以加強(qiáng)對青霉菌代謝的調(diào)控，使發(fā)酵原料盡可能多地被利用，并減少副產(chǎn)物的產(chǎn)生。與此同時(shí)，科學(xué)家通過對影響青霉素發(fā)酵的各種外部因素的研究以及通過對青霉素發(fā)酵動(dòng)力學(xué)的研究，建立了有效的發(fā)酵動(dòng)力學(xué)模型；發(fā)酵過程采用流加發(fā)酵和變溫發(fā)酵技術(shù)；利用計(jì)算機(jī)對碳源、氮源、前體、pH、攪拌速率、通氣量、罐壓、溫度等諸多參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)檢測和關(guān)聯(lián)控制等，這些都使得青霉素的生產(chǎn)水平進(jìn)一步提高。