CN101245362A - 发酵法生产多肽类抗生素安来霉素的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的是一种发酵法生产多肽类抗生素安来霉素的方法,属于农业生物技术、工业生物技术、发酵工程领域。其方法为:(1)斜面培养:将链霉菌Strrptomyces sp.NJWGY3665菌种接到葡萄糖营养培养基中,进行斜面培养,培养温度28-37℃,培养时间2-6天;(2)种子培养:用无菌水将斜面上培养的孢子制成单孢子悬液,并接种到种子培养基中培养,温度为28~32℃,转速为200rpm,培养2-6天;(3)发酵培养:将种子液接种到发酵培养基中培养,温度控制在28-37℃,pH控制在6.0-9.0,转速180-220rpm,发酵5-9天,得到链霉菌,采用离心分离的方法将菌丝体用甲醇或乙醇进行提取分离,再采用树脂方法进行精制,获得多肽类抗生素安来霉素。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种发酵法生产多肽类抗生素安来霉素的方法,属于农业生物技术、工业生物技术、发酵工程领域。
背景技术
抗生素添加于饲料中用以促进畜禽生长发育和提高饲料报导已有近60年的历史,许多国家都长期应用抗生素添加剂。然而,伴随着抗生素类促生长剂的广泛使用,一系列问题也逐渐显露,主要是药物残留和耐药性问题。长期、广泛、不加选择地使用抗生素饲料给细菌性疾病的控制和治疗带来了极大的麻烦和困难,同时也给人类的健康带来潜在的威胁。目前虽然关于是否应该在饲料中使用抗生素存在众多的争议,但实践证明,合理地使用抗生素添加剂能促进畜禽生长,提高饲料转化率。同时也有报告显示,禁止在饲料中添加抗生素或其他抗菌促生长剂的国家会造成畜牧业生产成本增加、盈利减少,同时也有可能引发诸如生态环境及国家之间的贸易战等问题。事实上,抗生素添加剂仍在大量使用,只有对它们进行全面的认识及合理的应用,才能充分发挥其有利作用,并避免对人类健康造成危害。当务之急便是针对微生物的耐药性,研究和开发广谱、高效、安全的新型饲料添加剂,这不仅能带来显著的经济效益,还具有极其重要的社会意义。
安来霉素(Enramycin),是一种广谱、高效、安全的新型饲料添加剂。它又名恩来霉素、恩霉素、持久霉素,是由链霉菌发酵产生的一种多肽类抗生素。作为一种全新的饲料专用添加剂,具有以下特点:①饲料中添加微量的安来霉素就能促进对畜禽的增重。②具有对革兰氏阳性菌的强烈的抗微生物活性,特别能够大力抑制肠内的有害菌(梭菌)。③由于不吸收性,只在消化管内发挥其效果,不会残留于畜禽体内。④与临床上现有的抗生素或抗菌药之间不存在交叉耐药性。敏感菌几乎不对安来霉素产生耐药性,在实验条件下,耐药性的产生也非常缓慢,即使出现,耐药性也不稳定,而且极易丢失。因此长期续用时,其效果也不会受到任何影响。⑤在饲料中有良好的稳定性。此外,安来霉素对乙肝病毒(HBV)抗原和乙肝e抗原(HBeAg)也有较好的抑制效果。正因为有如此多的优点,安来霉素已经成为抗菌促生长饲料添加剂的一线产品。
专家预测,作为一种动物专用抗生素,安来霉素还会在相当长的时间内充当促生长剂的主角,因为它既可以满足人们对安全性的要求,又可显著降低动物产品成本。但目前安来霉素工艺过程复杂,发酵时间长,生产成本高,单位效价低。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处,筛选了一株安来霉素生产菌,并提供一种发酵法生产多肽类抗生素安来霉素的方法,根据菌株生长代谢过程中对氧需求量的不同,进行分阶段控制溶氧,这是一个有氧、微氧等多阶段集成发酵,并采用流加碳源的方法,实现了安来霉素生产菌链霉菌的高密度培养。本发明发酵法生产多肽类抗生素安来霉素的方法工艺过程简单,生产成本低,单位体积发酵液中安来霉素效价高。
本发明发酵法生产多肽类抗生素安来霉素的方法中采用链霉菌Streptomyces sp.NJWGY3665,该菌在起始低葡萄糖浓度(1%)发酵、生产过程中通过流加葡萄糖等营养物质,并根据发酵不同阶段对溶氧的需求差异的情况下实现了高效率的发酵,单位体积发酵液中安来霉素效价达6100μg/mL。
链霉菌Streptomyces sp.NJWGY3665菌株是从南京工业大学江浦校区土壤中分离得到。目前该链霉菌菌种保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,本保藏中心登记入册编号是CGMCCNO.2410,分类命名:链霉菌,菌种的拉丁学名是Streptomyces sp.,参据的微生物(株):NJWGY3665,保藏日期是2008年3月21日。
发酵法生产多肽类抗生素安来霉素的方法是采取以下方式实现:
发酵法生产多肽类抗生素安来霉素的方法为:
1、斜面培养:将链霉菌Streptomyces sp.NJWGY3665菌种接到葡萄糖营养培养基中,进行斜面培养,葡萄糖营养培养基的重量百分配比为葡萄糖0.5~1%、牛肉膏0.5~1%、蛋白胨0.5~1%、NaCl 0.3~0.5%或K2HPO4 0.1~0.2%、琼脂1.5~2%、水余量,pH 6.0-9.0,培养温度28-37℃,培养时间2天-6天;
2、种子培养:用无菌水将斜面上培养的孢子制成单孢子悬液,并接种到50ml种子培养基中培养,种子培养基的重量百分配比为葡萄糖1~3.0%、玉米浆1~3%、CaCO3 1~2%、酵母粉0.5%、NaCl 0.1~0.8%、水余量,pH为6.0-9.0,温度为28~32℃,转速为200rpm,培养2天-6天;
3、发酵培养:将种子液接种到发酵培养基中培养,发酵培养基的重量百分配比为葡萄糖2.0-5.0%、淀粉0.5-2.0%、玉米浆0.5-3.0%、酵母膏0.1~0.5%、黄豆饼粉0.5~2%、NaCl 0.5-1.0%、CaCO3 1~2%、NH4Cl 0.5%、磷酸二氢钾0.2%、硫酸铵0.3%、水余量,温度控制在28-37℃,pH控制在6.0-9.0,转速180-220rpm,发酵5-9天,得到链霉菌Streptomyces sp.NJWGY3665,采用离心分离的方法将菌丝体用甲醇或乙醇进行提取分离,再采用离子交换树脂方法进行精制分离,获得多肽类抗生素安来霉素。
采用HPLC进行定量分析,可以得知样品中安来霉素的浓度。单位体积发酵液中安来霉素为3630μg/ml~6630μg/ml。
链霉菌Streptomyces sp.NJWGY3665在葡萄糖营养琼脂平板上培养后,大量的无色的营养菌丝体平铺于培养基表面,气生菌丝呈现白色至微灰色。
本发明发酵法生产多肽类抗生素安来霉素的方法中采用链霉菌Streptomyces sp.NJWGY3665,该菌在实现了高效率的转化,安来霉素产率为6630μg/mL。链霉菌Streptomyces sp.NJWGY3665菌株是经自主筛选分离到的一株产抗菌物质的菌株,其发酵产物安来霉素具有强烈的抗微生物活性,且敏感菌几乎不对安来霉素产生耐药性。本发明发酵法生产多肽类抗生素安来霉素的方法工艺过程简单,生产成本低,单位效价高。
本发明发酵法生产多肽类抗生素安来霉素的方法生产的多肽类抗生素安来霉素可以作为一种广谱、高效、安全的新型饲料添加剂。
具体实施方式
实施例1:
将链霉菌Streptomyces sp.NJWGY3665菌种接到葡萄糖0.5%,牛肉膏0.5%,蛋白胨0.5%,NaCl 0.5%,琼脂1.5%、水96.5%,pH6.0的葡萄糖营养培养基中,进行斜面培养,在28℃下培养2天。取斜面菌种,加入2-3ml无菌水(每18×180mm的试管斜面菌种),用接种环轻轻将菌苔洗下,制成孢子悬液,取0.5ml孢子悬液接种到含40ml葡萄糖1.0%,玉米浆3%,CaCO3 1%、酵母膏0.5%、NaCl 0.1%、水94.4%,pH7.0的液体种子培养基中培养3天,培养温度为28℃,转速为200rpm。再将5m1种子液接入到装液量为100ml发酵培养基的500ml摇瓶中,在28℃,180rpm,pH6.0的条件下摇床发酵培养5天,得到链霉菌Streptomyces sp.NJWGY3665,采用离心分离的方法将菌丝体用甲醇或乙醇进行提取分离,再采用离子交换树脂方法进行精制分离,获得多肽类抗生素安来霉素。
采用HPLC进行定量分析,可以得知样品中安来霉素的浓度。单位体积发酵液中安来霉素为3630μg/ml。
所述的发酵培养基的配比为葡萄糖4.0%,淀粉2.0%,玉米浆2.0%、酵母膏0.1%、黄豆饼粉2%、NaCl 0.5%、CaCO3 1.5%、NH4Cl 0.5%、磷酸二氢钾0.2%、硫酸铵0.3%、水86.9%。
链霉菌Streptomyces sp.NJWGY3665在葡萄糖营养琼脂平板上培养后,大量的无色的营养菌丝体平铺于培养基表面,气生菌丝呈现白色至微灰色。
实施例2:
将链霉菌Streptomyces sp.NJWGY3665菌种接到葡萄糖0.5%,牛肉膏0.8%、蛋白胨0.8%、K2HPO4 0.1%、琼脂1.8%、水96%,pH7.0的葡萄糖营养培养基中,进行斜面培养,在37℃下培养3天。取斜面菌种,加入2-3ml无菌水(每18×180mm的试管斜面菌种),用接种环轻轻将菌苔洗下,制成孢子悬液,取0.5ml孢子悬液接种到孢子悬液接种到含40ml葡萄糖2.0%、玉米浆2.0%、CaCO3 1.5%、酵母粉0.5%、NaCl 0.5%、水93.5%,pH7.0的液体种子培养基中培养4天,培养温度为30℃,转速为200rpm。再将10ml种子液接入到装液量为100ml发酵培养基的500ml摇瓶中,在32℃,220rpm,pH7.0的条件下摇床发酵培养6天,得到链霉菌Streptomyces sp.NJWGY3665,采用离心分离的方法将菌丝体,用乙醇进行提取分离,再采用离子交换树脂方法进行精制分离,获得多肽类抗生素安来霉素。
采用HPLC进行定量分析,可以得知样品中安来霉素的浓度。单位体积发酵液中安来霉素为4630μg/ml。
所述的发酵培养基的配比为葡萄糖2.0%,淀粉1.5%,玉米浆0.5%、酵母膏0.3%、黄豆饼粉1.5%、NaCl 0.8%、CaCO3 1.5%、NH4Cl 0.5%、磷酸二氢钾0.2%、硫酸铵0.3%、水90.9%。
链霉菌Streptomyces sp.NJWGY3665在葡萄糖营养琼脂平板上培养后,大量的无色的营养菌丝体平铺于培养基表面,气生菌丝呈现白色至微灰色。
实施例3:
采用肉汤培养基将链霉菌Streptomyces sp.NJWGY3665菌种接到葡萄糖1%,牛肉膏1%,蛋白胨1%,NaCl 0.5%,琼脂2%、水94.5%,pH9.0的葡萄糖营养培养基中,进行斜面培养,在32℃下培养5天。取斜面菌种,加入2-3ml无菌水(每18×180mm的试管斜面菌种),用接种环轻轻将菌苔洗下,制成孢子悬液,取1ml孢子悬液接种到含50ml葡萄糖3.0%,玉米浆1%,CaCO3 2%、酵母粉0.5%、NaCl 0.8%、水92.7%,pH 9.0的液体种子培养基中培养4天,培养温度为32℃,转速为200rpm。再将将50ml种子液接种到装液量为1.5L发酵培养基的2L发酵罐中,在37℃,空气以总流速为1.0L/min流入,并以400rpm搅拌混合,维持溶氧浓度(DO)为60-100%。用20%(w/v)NaOH将pH值维持在8.5-9.0,适量补糖,当细胞浓度光密度(O.D.)水平达到32时,转入微氧,维持溶氧浓度(DO)为5-10%,发酵培养9天,得到链霉菌Streptomyces sp.NJWGY3665,采用离心分离的方法将菌丝体,用乙醇进行提取分离,再采用树脂进行精制,获得多肽类抗生素安来霉素。
采用HPLC进行定量分析,可以得知样品中安来霉素的浓度。单位体积发酵液中安来霉素为5630μg/ml。
所述的发酵培养基的配比为葡萄糖5.0%,淀粉0.5%,玉米浆3.0%、酵母膏0.5%、黄豆饼粉0.5%、NaCl 1.5%、CaCO3 1.5%、NH4Cl 0.5%、磷酸二氢钾0.2%、硫酸铵0.3%、水95%。
链霉菌Streptomyces sp.NJWGY3665在葡萄糖营养琼脂茄子瓶上培养后,大量的无色的营养菌丝体平铺于培养基表面,气生菌丝呈现白色至微灰色。
实施例4:
采用肉汤培养基将链霉菌Streptomyces sp.NJWGY3665菌种接到葡萄糖0.8%,牛肉膏1%、蛋白胨1%、K2HPO4 0.2%、琼脂2%、水95%,pH 8.0的葡萄糖营养培养基中,进行斜面培养,在37℃下培养6天。取斜面菌种,加入2-3ml无菌水(每18×180mm的试管斜面菌种),用接种环轻轻将菌苔洗下,制成孢子悬液,取0.5ml孢子悬液接种到孢子悬液接种到含50ml葡萄糖3.0%、玉米浆3.0%、CaCO3 2%、酵母粉0.5%、NaCl 0.8%、水90.7%,pH9.0的液体种子培养基中培养48h,培养温度为32℃,转速为200rpm。将50ml种子液接种到装液量为1.5L发酵培养基的2L发酵罐中,在33℃,空气以总流速为1.5L/min流入,并以350rpm搅拌混合,维持溶氧浓度(DO)为60-100%。20%(w/v)NaOH将pH值维持在8.0-8.5,流加葡萄糖等营养物,当细胞浓度光密度(O.D.)水平达到38时,转入微氧,维持溶氧浓度(DO)为5-10%,发酵培养9天,得到链霉菌Streptomyces sp.NJWGY3665,采用离心分离的方法将菌丝体,用乙醇进行提取分离,再采用树脂方法进行精制,获得多肽类抗生素安来霉素。
可以采用HPLC进行定量分析,可以得知样品中安来霉素的浓度。单位体积发酵液中安来霉素为6630μg/ml。
所述的发酵培养基的配比为葡萄糖5.0%,淀粉2%,玉米浆1.5%、酵母膏0.5%、黄豆饼粉2%、NaCl 0.8%、CaCO3 1.5%、NH4Cl 0.5%、磷酸二氢钾0.2%、硫酸铵0.3%、水85.7%。
链霉菌Streptomyces sp.NJWGY3665在葡萄糖营养琼脂茄子瓶上培养后,大量的无色的营养菌丝体平铺于培养基表面,气生菌丝呈现白色至微灰色。
Claims (3)
1、一种发酵法生产多肽类抗生素安来霉素的方法,其特征在于方法为:
(1)斜面培养:将链霉菌Streptomyces sp.NJWGY3665菌种接到葡萄糖营养培养基中,进行斜面培养,葡萄糖营养培养基的重量百分配比为葡萄糖0.5~1%、牛肉膏0.5~1%、蛋白胨0.5~1%、NaCl 0.3~0.5%或K2HPO4 0.1~0.2%、琼脂1.5~2%、水余量,pH 6.0-9.0,培养温度28-37℃,培养时间2天-6天;
(2)种子培养:用无菌水将斜面上培养的孢子制成单孢子悬液,并接种到40ml种子培养基中培养,种子培养基的重量百分配比为葡萄糖1~3.0%、玉米浆1~3%、CaCO3 1~2%、酵母粉0.5%、NaCl 0.1~0.8%、水余量,pH为6.0-9.0,温度为28~32℃,转速为200rpm,培养时间2天-6天;
(3)发酵培养:将种子液接种到发酵培养基中培养,发酵培养基的重量百分配比为葡萄糖2.0-5.0%、淀粉0.5-2.0%、玉米浆0.5-3.0%、酵母膏0.1~0.5%、黄豆饼粉0.5~2%、NaCl 0.5-1.5%、CaCO3 1.5%、NH4Cl 0.5%、磷酸二氢钾0.2%、硫酸铵0.3%、水余量,温度控制在28-37℃,pH控制在6.0-9.0,转速180-220rpm,发酵5-9天,得到链霉菌Streptomyces sp.NJWGY3665,采用离心分离的方法将菌丝体用甲醇或乙醇进行提取分离,再采用树脂方法进行精制分离,获得多肽类抗生素安来霉素。
2、根据权利要求1所述的发酵法生产多肽类抗生素安来霉素的方法,其特征在于所述的链霉菌菌种保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,本保藏中心登记入册编号是CGMCC NO.2410,分类命名:链霉菌,菌种的拉丁学名是Streptomyces sp.,参据的微生物(株):NJWGY3665,保藏日期是2008年3月21日。
3、根据权利要求1所述的发酵法生产多肽类抗生素安来霉素的方法,其特征在于所述的链霉菌Streptomyces sp.NJWGY3665在葡萄糖营养琼脂平板上培养后,大量的无色的营养菌丝体平铺于培养基表面,气生菌丝呈现白色至微灰色。
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