CN103233052A - 一种用于红霉素发酵的复合有机氮源 - Google Patents

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Abstract

一种用于红霉素发酵的复合有机氮源及培养基，有机氮源由黄豆饼粉、棉籽饼粉、花生饼粉、玉米浆干粉和玉米蛋白粉混合而成，得到的混合物即为复合有机氮源。本发明提供的复合有机氮源，由于在保证总氮平衡的基础上充分搭配了各种氨基酸的含量尤其是在红霉素发酵过程中起重要作用的蛋氨酸、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的含量，可以有效地提高红霉素发酵水平，改善发酵组分，同时也大大降低了发酵氮源成本，具有很好的经济效益。

Description

一种用于红霉素发酵的复合有机氮源
技术领域
本发明属于发酵工程领域，具体涉及一种用于红色糖多胞菌（Saccharopolyspora erythraea）发酵的复合有机氮源。 
背景技术
红霉素（Erythromycin）是由链霉菌属红色糖多胞菌（Saccharopolyapora erythraea）生产的一种十四元环大环内酯类抗生素，具有广谱抗菌作用，其作用机制是与细菌核糖体蛋白的50S亚单位相结合，抑制肽酰基转移酶的活性，从而抑制细菌蛋白质的合成。随着阿奇霉素，克拉霉素等新型半合成红霉素的市场不断扩大，红霉素原料药的生产和销售日趋活跃。 
黄豆饼粉是抗生素发酵工业中常用的有机氮源，尤其是在红霉素发酵过程中扮演着重要的角色，不仅在前期可以作为菌体生长的碳骨架，而且为中后期的菌体维持和产素提供所需的氨基酸。大豆蛋白中氨基酸的组成相对丰富，但是大豆中蛋氨酸、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的含量相对比较少，然而这几种氨基酸在红霉素发酵过程中起着重要的作用（蛋氨酸作为甲基供体S-腺苷甲硫氨酸的前体，对红霉素的后修饰起着积极的促进作用；缬氨酸，亮氨酸和异亮氨酸是丙酰辅酶A前体来源的主要氨基酸）。已有文献报道，在向培养基中或发酵过程中添加合适的氨基酸确实能够对红霉素的发酵过程产生积极的影响，但是真正应用于工业化大生产的少之又少，毕竟氨基酸不菲的价格会大大增加发酵过程的原材料成本，很多实验也仅仅停留在了实验室阶段。 
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于红霉素发酵的复合有机氮源，以利于提高发酵水平、改善发酵组分和降低原料成本。
本发明的目的是这样实现的：一种用于红霉素发酵的复合有机氮源，所述的复合有机氮源由黄豆饼粉、棉籽饼粉、花生饼粉、玉米浆干粉和玉米蛋白粉混合而成，得到的混合物即为复合有机氮源，以重量份计：黄豆饼粉38－42，棉籽饼粉9－11、花生饼粉9－11、玉米浆干粉18－22，玉米蛋白粉18－22，得到的有机氮源中的氨基酸含量如下：
天冬氨酸1.74-5.15%，苏氨酸1.72-2.19%，丝氨酸1.56-2.25%，谷氨酸5.25-8.01%，甘氨酸0.63-1.88%，丙氨酸1.88-2.12%，蛋氨酸0.60-1.31%，缬氨酸2.27-3.81%，异亮氨酸2.14-2.38%，亮氨酸3.50-5.44%，酪氨酸1.33-5.36%，苯丙氨酸2.36-5.62%，赖氨酸1.25-2.78%，精氨酸1.88-3.18%，组氨酸1.20-2.13%，脯氨酸2.32-6.62%。
所述的有机氮源中氨基酸含量如下：天冬氨酸2.84-4.81%，苏氨酸1.93-1.98%，丝氨酸1.87-2.05%，谷氨酸6.34-7.08%，甘氨酸0.95-1.57%，丙氨酸1.97-2.05%，蛋氨酸0.70-1.09%，缬氨酸2.85-3.11%，异亮氨酸2.19-2.21%，亮氨酸3.91-4.84%，酪氨酸2.78-4.15%，苯丙氨酸3.15-4.85%，赖氨酸1.42-2.12%，精氨酸2.18-2.97%，组氨酸1.70-2.03%，脯氨酸3.86-4.89%。
所述的混合中，以重量份计：黄豆饼粉40，棉籽饼粉10、花生饼粉10、玉米浆干粉20，玉米蛋白粉20。
一种利用上述复合有机氮源制成的发酵培养基，所述的发酵培养基组成如下：淀粉3.5-4.0%、复合有机氮源4.0-4.5%、硫酸铵0.1-0.3%、豆油0.2-0.6%、碳酸钙0.1-0.5%、消泡剂0.01-0.02%、余量为水。
本发明提供的用于红霉素发酵的复合有机氮源，弥补了黄豆饼粉中某些氨基酸含量的不足，又避免添加氨基酸造成的成本增加，通过各原料的的氨基酸组成和含量进行分析，得到了适合红霉素发酵的复合有机氮源。
本发明提供的复合有机氮源，由于在保证总氮平衡的基础上充分搭配了各种氨基酸的含量尤其是在红霉素发酵过程中起重要作用的蛋氨酸、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的含量，可以有效地提高红霉素发酵水平，改善发酵组分，同时也大大降低了发酵氮源成本，具有很好的经济效益。
具体实施方式
实施例1：取黄豆饼粉38－42Kg，棉籽饼粉9－11 Kg、花生饼粉9－11 Kg、玉米浆干粉18－22 Kg，玉米蛋白粉18－22 Kg充分粉碎混合，得到的有机氮源中的氨基酸含量如下：
天冬氨酸1.74-5.15%，苏氨酸1.72-2.19%，丝氨酸1.56-2.25%，谷氨酸5.25-8.01%，甘氨酸0.63-1.88%，丙氨酸1.88-2.12%，蛋氨酸0.60-1.31%，缬氨酸2.27-3.81%，异亮氨酸2.14-2.38%，亮氨酸3.50-5.44%，酪氨酸1.33-5.36%，苯丙氨酸2.36-5.62%，赖氨酸1.25-2.78%，精氨酸1.88-3.18%，组氨酸1.20-2.13%，脯氨酸2.32-6.62%。
实施例2：黄豆饼粉40 Kg，棉籽饼粉10 Kg、花生饼粉10 Kg、玉米浆干粉20 Kg，玉米蛋白粉20 Kg充分粉碎混合，得到的有机氮源中的氨基酸含量如下：
天冬氨酸2.84-4.81%，苏氨酸1.93-1.98%，丝氨酸1.87-2.05%，谷氨酸6.34-7.08%，甘氨酸0.95-1.57%，丙氨酸1.97-2.05%，蛋氨酸0.70-1.09%，缬氨酸2.85-3.11%，异亮氨酸2.19-2.21%，亮氨酸3.91-4.84%，酪氨酸2.78-4.15%，苯丙氨酸3.15-4.85%，赖氨酸1.42-2.12%，精氨酸2.18-2.97%，组氨酸1.70-2.03%，脯氨酸3.86-4.89%。
  复合有机氮源用于红霉素发酵：
一、培养方法和参数检测方法
菌种：红色糖多胞菌Q8（Saccharopolyapora erythraea Q8）
培养基：发酵培养基：淀粉3.5-4.0%、复合有机氮源4.0-4.5%、硫酸铵0.1-0.3%、豆油0.2-0.6%、碳酸钙0.1-0.5%、泡敌0.01-0.02%、水90.20-91.60%。
对照配方：淀粉3.5-4.0%、黄豆饼粉4.0-4.5%、硫酸铵0.1-0.3%、豆油0.2-0.6%、碳酸钙0.1-0.5%、泡敌0.01-0.02%、水90.20-91.60%。
培养方法：采用三级发酵方式，挖取新鲜斜面（1cm×1cm）接种到装有50mL培养基的500mL种子摇瓶中，220r/min转速下34℃培养40h后转入15L种子罐，过程维持溶氧40%以上，34℃培养40h移入50L发酵罐，34℃在线培养185h，过程维持溶氧30%以上。
参数检测方法：化学效价：硫酸水解法。
发酵液中红霉素组分：采用HPLC分析法，Waters Xbridge C18色谱柱(4.6mm×250mm,5μm, Waters Corporation)。流动相0.025mol/L磷酸二氢钾溶液：乙腈=60:40，流速1ml/min，柱温35℃，检测波长215nm，进样量20μl。
实验结果：申请人对对氮源调整前后的发酵液组分进行了测定和分析，结果见表1。相比对照，有效组分EryA提高了3.3%，杂质组分EryB、EryC分别下降了29.2%和29.4%。
表1 优化氮源后红霉素发酵组分的变化
Figure 2013101248014100002DEST_PATH_IMAGE001
本发明设计的复合氮源来源于大宗农副产品，价格便宜、质量稳定、来源广泛，完全可以应用于工业规模的生产。这种复合氮源不仅仅适用于红霉素生产，对其他大环内酯类的抗生素生产也具有一定的可操作性。  

Claims (4)

1.一种用于红霉素发酵的复合有机氮源，其特征在于：所述的复合有机氮源由黄豆饼粉、棉籽饼粉、花生饼粉、玉米浆干粉和玉米蛋白粉充分粉碎混合而成，得到的混合物即为复合有机氮源，以重量份计：黄豆饼粉38－42，棉籽饼粉9－11、花生饼粉9－11、玉米浆干粉18－22，玉米蛋白粉18－22，得到的有机氮源中的氨基酸含量如下：
天冬氨酸1.74-5.15%，苏氨酸1.72-2.19%，丝氨酸1.56-2.25%，谷氨酸5.25-8.01%，甘氨酸0.63-1.88%，丙氨酸1.88-2.12%，蛋氨酸0.60-1.31%，缬氨酸2.27-3.81%，异亮氨酸2.14-2.38%，亮氨酸3.50-5.44%，酪氨酸1.33-5.36%，苯丙氨酸2.36-5.62%，赖氨酸1.25-2.78%，精氨酸1.88-3.18%，组氨酸1.20-2.13%，脯氨酸2.32-6.62%。
2.根据权利要求1所述的用于红霉素发酵的复合有机氮源，其特征在于：所述的有机氮源中氨基酸含量如下：天冬氨酸2.84-4.81%，苏氨酸1.93-1.98%，丝氨酸1.87-2.05%，谷氨酸6.34-7.08%，甘氨酸0.95-1.57%，丙氨酸1.97-2.05%，蛋氨酸0.70-1.09%，缬氨酸2.85-3.11%，异亮氨酸2.19-2.21%，亮氨酸3.91-4.84%，酪氨酸2.78-4.15%，苯丙氨酸3.15-4.85%，赖氨酸1.42-2.12%，精氨酸2.18-2.97%，组氨酸1.70-2.03%，脯氨酸3.86-4.89%。
3.根据权利要求1所述的用于红霉素发酵的复合有机氮源，其特征在于：所述的混合中，以重量份计：黄豆饼粉40，棉籽饼粉10、花生饼粉10、玉米浆干粉20，玉米蛋白粉20。
4.一种采用权利要求1－4中任一权利要求所述的复合有机氮源制成的发酵培养基，其特征在于：所述的发酵培养基组成如下：淀粉3.5-4.0%、复合有机氮源4.0-4.5%、硫酸铵0.1-0.3%、豆油0.2-0.6%、碳酸钙0.1-0.5%、消泡剂0.01-0.02%、余量为水。
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