CN105177099B - 一种金霉素的发酵培养基 - Google Patents
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Abstract
一种金霉素的发酵培养基，属于发酵培养的技术领域，所述的发酵培养基的成分和含量为：葡萄糖25‑35g/L、植物油50‑70g/L、黄豆饼粉30‑50g/L、碳酸钙5‑7g/L、玉米浆20‑30g/L、硫酸铵4‑6g/L、氯化钠3‑5g/L、磷酸二氢钾0.2‑0.3g/L、硫酸镁0.2‑0.3g/L。本发明突破了发酵领域的传统观念，在发酵培养基中使用了大量的油，既提高了菌株的碳源利用度，又解决了发酵过程中的产泡沫问题，同时大幅提高了发酵效价，能使金霉素发酵120小时的摇瓶效价达到29000U/mL以上，最高能达到31502U/mL。
Description
技术领域
本发明属于发酵培养的技术领域，涉及到发酵培养基的配置，具体涉及一种金霉素的发酵培养基，本发明的发酵培养基用于生产金霉素可大幅提高效价。
背景技术
金霉素属四环类抗生素,由金色链霉菌两级发酵后干燥制得。金霉素具有广谱抗菌作用，其抗菌谱与四环素相似。金霉素预混料中的主要有效成分为金霉素韩盐,对多数革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有抗菌作用。金霉素预混剂一般添加在家畜的饲料中饲喂，用于抑制细菌的生长,提高饲料转化率。盐酸金霉素具有治疗作用,一般用于家畜的饮水剂中。金霉素的药用机制是主要是干扰蛋白质的合成。金霉素在使用过程中直接添加到动物饲料中,主要用于沙眼、肺炎、败血症、淋巴肉芽肿、斑疫伤寒及其它细菌性感染。
我国是从上世纪50年代开始生产金霉素。上海第三制药厂是我国第一家生产金霉素的企业,当时发酵单位不到lOOOOug/ml。多年来,国内金霉素的发酵单位提高较缓慢,但在产量、生产能力及系列产品的开发等方面发展较快。20世纪80年代后期,国内金霉素平均发酵单位为18000ug/ml,单罐最高发酵单位为20000ug/ml左右,提炼总收率为80-90％。20世纪末期,国内金霉素发酵水平小幅提高,平均达到22000ug/ml。近年来，金霉素平均发酵单位提高到23000ug/ml以上,收率提高到95％以上，但是发酵单位还是远低于其他四环类抗生素的发酵水平。
发明内容
本发明为解决现有技术中金霉素发酵培养基发酵培养金霉素效价低的技术问题，提供了一种可大幅提高发酵效价的金霉素发酵培养基。
本发明为实现其目的采用的技术方案是：
一种金霉素的发酵培养基，所述的发酵培养基的成分和含量为：葡萄糖25-35g/L、植物油50-70g/L、黄豆饼粉30-50g/L、碳酸钙5-7g/L、玉米浆20-30g/L、硫酸铵4-6g/L、氯化钠3-5g/L、磷酸二氢钾0.2-0.3g/L、硫酸镁0.2-0.3g/L。
一种金霉素的发酵培养基，所述的发酵培养基的成分和含量为：葡萄糖28-32g/L、植物油55-65g/L、黄豆饼粉36-44g/L、碳酸钙5.5-6.5g/L、玉米浆21-26g/L、硫酸铵4.5-5.5g/L、氯化钠3.5-4.5g/L、磷酸二氢钾0.23-0.27g/L、硫酸镁0.23-0.27g/L。
一种金霉素的发酵培养基，所述的发酵培养基的成分和含量为：葡萄糖26g/L、植物油53g/L、黄豆饼粉32g/L、碳酸钙6g/L、玉米浆23g/L、硫酸铵4.8g/L、氯化钠3.6g/L、磷酸二氢钾0.22g/L、硫酸镁0.21g/L。
一种金霉素的发酵培养基，所述的发酵培养基的成分和含量为：葡萄糖30g/L、植物油60g/L、黄豆饼粉40g/L、碳酸钙5.7g/L、玉米浆22g/L、硫酸铵5g/L、氯化钠4g/L、磷酸二氢钾0.25g/L、硫酸镁0.25g/L。
一种金霉素的发酵培养基，所述的发酵培养基的成分和含量为：葡萄糖34g/L、植物油68g/L、黄豆饼粉47g/L、碳酸钙6.7g/L、玉米浆28g/L、硫酸铵5.8g/L、氯化钠4.7g/L、磷酸二氢钾0.28g/L、硫酸镁0.29g/L。
所述植物油为豆油、葵花籽油、花生油中的一种。
本发明的有益效果是：本发明突破了发酵领域的传统观念，在发酵培养基中使用了大量的油，既提高了菌株的碳源利用度，又解决了发酵过程中的产泡沫问题，同时大幅提高了发酵效价，能使金霉素发酵120小时的摇瓶效价达到29000U/mL以上，最高能达到31502U/mL。
本发明金霉素的发酵培养基用于发酵培养金霉素时，实现发酵效价提高的关键在于加入了大量的植物油，植物油在发酵过程中发挥着多重作用，主要发挥碳源、消沫剂、氧载体等作用，能够有效提高金霉素产量。植物油在微生物代谢的不同阶段发挥不同的作用，不仅能够降低抗生素生产成本,而且能有效提高金霉素的产量。本发明培养基中葡萄糖在发酵前期发挥作用，植物油是在发酵的中后期作为缓效碳源提供能量，此外植物油还起到了消泡作用，其解决了现有技术中淀粉发酵液粘度大，产泡沫等负面影响。
植物油提高金霉素效价的原理可通过两点说明：一是油脂是作为缓慢利用碳源可避免迅速利用碳源引起的分解代谢物的阻遏作用；二是油脂是短链脂肪酸产物的主要来源，可为聚酮体途径抗生素合成提供大量前体物质。具体来说，油脂作为碳源被利用,主要是脂肪酸发挥作用，油脂中的长链脂肪酸先被乙酰辅酶A硫酯活化,进入β-氧化途径,每循环一次脂肪酸链掉下两个碳碎片为乙酰辅酶A,剩余的脂酰辅酶A化合物重新进入降解循环,降解产物乙酰辅酶A可以作为产物合成的前体。
具体实施方式
本发明为解决现有技术中金霉素发酵培养基发酵培养金霉素效价低的技术问题，提供了一种可大幅提高发酵效价的金霉素发酵培养基，下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
培养基配置：按照表1的配方称取各组分，分别加纯化水溶解、定容至1000mL，调节pH至6.8；编号分别为实验组1、2、3、4、5、6、7、8、9、对照组。
表1
分装灭菌：将实验组1-9和对照组中各自的1000mL培养基分别分装到3个容积为250mL的摇瓶中，分别记作摇瓶1、摇瓶2、摇瓶3，每瓶装量50mL，剩余料液弃之，加6g棉塞，两层纱布，一层牛皮纸包头，于121℃灭菌30分钟，冷却至室温，得到发酵培养基。接种：按10％的接种量向本实施例制备的发酵培养基中接入金霉素产生菌金色链霉菌的种子培养物，于温度29-31℃下培养120小时后检测效价，结果见表2。
表2
由表2可知，本发明的发酵培养基发酵的金霉素效价远高于现有技术培养基发酵的金霉素效价，基于此，植物油的大量加入与其他成分的相结合实现了金霉素效价的提高，植物油由于油价格较高和代谢需消耗大量的氧使供养能耗上升等原因,现有技术中植物油的用量的加入只能使植物油作为一种优良的消泡剂，普遍认为植物油的加入量在21g/L,本发明大胆尝试，将植物油的用量提高1倍以上用量，并通过与其他组分的用量和成分的结合解决了供氧能耗的问题，而且使金霉素的发酵效价有了大幅度的提升。
实施例2.
培养基配置：按照表3的配方称取各组分，分别加纯化水溶解、定容至1000mL，调节pH至6.8；编号分别为实验组1、2、3、对照组。
表3
分装灭菌：将实验组1-3和对照组中各自的1000mL培养基分别分装到5个容积为250mL的摇瓶中，每瓶装量50mL，剩余料液弃之，加6g棉塞，两层纱布，一层牛皮纸包头，于121℃灭菌30分钟，冷却至室温，得到发酵培养基。
接种：按10％的接种量向本实施例制备的发酵培养基中接入金霉素产生菌金色链霉菌的种子培养物，于温度29-31℃下培养120小时后检测效价，结果见表4。
表4
| 组数 | 效价1(U/mL) | 效价2(U/mL) | 效价3(U/mL) | 平均效价(U/mL) |
| 1组 | 28244 | 28211 | 28144 | 28200 |
| 2组 | 29111 | 29677 | 29411 | 29400 |
| 3组 | 29310 | 29210 | 29944 | 29488 |
| 对照 | 20410 | 19277 | 19278 | 19655 |
实施例3.
培养基配置：按照表5的配方称取各组分，分别加纯化水溶解、定容至1000mL，调节pH至6.8；编号分别为实验组1、2、3、对照组。
表5
分装灭菌：将实验组1-3和对照组中各自的1000mL培养基分别分装到3个容积为250mL的摇瓶中，每瓶装量50mL，剩余料液弃之，加6g棉塞，两层纱布，一层牛皮纸包头，于121℃灭菌30分钟，冷却至室温，得到发酵培养基。
接种：按10％的接种量向本实施例制备的发酵培养基中接入金霉素产生菌金色链霉菌的种子培养物，于温度29-31℃下培养120小时后检测效价，结果见表6。
表6
| 组数 | 效价1(U/mL) | 效价2(U/mL) | 效价3(U/mL) | 平均效价(U/mL) |
| 1组 | 29444 | 29144 | 29110 | 29232 |
| 2组 | 29210 | 29344 | 29511 | 29355 |
| 3组 | 29146 | 29311 | 29344 | 29267 |
| 对照 | 19943 | 19777 | 19577 | 19765 |
实施例4.
培养基配置：按照表7的配方称取各组分，分别加纯化水溶解、定容至1000mL，调节pH至6.8；编号分别为实验组1、2、3、对照组。
表7
分装灭菌：将实验组1-3和对照组中各自的1000mL培养基分别分装到3个容积为250mL的摇瓶中，每瓶装量50mL，剩余料液弃之，加6g棉塞，两层纱布，一层牛皮纸包头，于121℃灭菌30分钟，冷却至室温，得到发酵培养基。
接种：按10％的接种量向本实施例制备的发酵培养基中接入金霉素产生菌金色链霉菌的种子培养物，于温度29-31℃下培养120小时后检测效价，结果见表8。
表8
| 组数 | 效价1(U/mL) | 效价2(U/mL) | 效价3(U/mL) | 平均效价(U/mL) |
| 1组 | 29277 | 29743 | 29033 | 29351 |
| 2组 | 29611 | 29744 | 29578 | 29644 |
| 3组 | 29378 | 29178 | 29745 | 29434 |
| 对照 | 19944 | 19444 | 19577 | 19655 |
实施例5.
培养基配置：按照表9的配方称取各组分，分别加纯化水溶解、定容至1000mL，调节pH至6.8；编号分别为实验组1、2、3、4、5、6、对照组。
表9
培养基配置：按照表9的配方称取各组分，分别加纯化水溶解、定容至1000mL，调节pH至6.8；编号分别为实验组1、2、3、4、5、6、对照组。
分装灭菌：将实验组1-6和对照组中各自的1000mL培养基分别分装到3个容积为250mL的摇瓶中，每瓶装量50mL，剩余料液弃之，加6g棉塞，两层纱布，一层牛皮纸包头，于121℃灭菌30分钟，冷却至室温，得到发酵培养基。
接种：按10％的接种量向本实施例制备的发酵培养基中接入金霉素产生菌金色链霉菌的种子培养物，于温度29-31℃下培养120小时后检测效价，结果见表10。
将本发明实施例1-6的培养基与对比实施例的培养基，相同条件下进行金霉素的发酵培养，检测效价，结果显示见
表10
实施例6.
一种金霉素的发酵培养基，所述的发酵培养基的成分和含量为：葡萄糖26g/L、植物油53g/L、黄豆饼粉32g/L、碳酸钙5g/L、玉米浆23g/L、硫酸铵4.8g/L、氯化钠3.6g/L、磷酸二氢钾0.22g/L、硫酸镁0.21g/L。
实施例7
一种金霉素的发酵培养基，所述的发酵培养基的成分和含量为：葡萄糖34g/L、植物油68g/L、黄豆饼粉47g/L、碳酸钙6g/L、玉米浆28g/L、硫酸铵5.8g/L、氯化钠4.7g/L、磷酸二氢钾0.28g/L、硫酸镁0.29g/L。
实施例8
一种金霉素的发酵培养基，所述的发酵培养基的成分和含量为：葡萄糖28g/L、植物油58g/L、黄豆饼粉36g/L、碳酸钙5.7g/L、玉米浆24g/L、硫酸铵4.5g/L、氯化钠3.5g/L、磷酸二氢钾0.23g/L、硫酸镁0.23g/L。
实施例9
一种金霉素的发酵培养基，所述的发酵培养基的成分和含量为：葡萄糖29g/L、植物油61g/L、黄豆饼粉38g/L、碳酸钙6.7g/L、玉米浆21g/L、硫酸铵4.7g/L、氯化钠3.8g/L、磷酸二氢钾0.24g/L、硫酸镁0.24g/L。
实施例10
一种金霉素的发酵培养基，所述的发酵培养基的成分和含量为：葡萄糖31g/L、植物油62g/L、黄豆饼粉42g/L、碳酸钙5.5g/L、玉米浆26g/L、硫酸铵5.3g/L、氯化钠4.3g/L、磷酸二氢钾0.26g/L、硫酸镁0.26g/L。
实施例11
一种金霉素的发酵培养基，所述的发酵培养基的成分和含量为：葡萄糖32g/L、植物油64g/L、黄豆饼粉44g/L、碳酸钙6.5g/L、玉米浆27g/L、硫酸铵5.5g/L、氯化钠4.5g/L、磷酸二氢钾0.27g/L、硫酸镁0.27g/L。
对比实施例
培养基配方为：玉米淀粉5％，黄豆饼粉3％，碳酸钙0.7％，酵母粉0.9％，玉米浆0.5-1.5％，硫酸铵0.6％，氯化钠0.2％，硫酸镁0.02％，硫酸二氢钾0-0.01％，高温淀粉酶0.03％，玉米油0.09％，泡敌0.011％。
将本发明实施例5-10的培养基与对比实施例的培养基，相同条件下进行金霉素的发酵培养，检测效价，结果显示如表11
表11
Claims (6)
1.一种金霉素的发酵培养基，其特征在于，所述的发酵培养基的成分和含量为：葡萄糖25-35g/L、植物油50-70g/L、黄豆饼粉30-50g/L、碳酸钙5-7g/L、玉米浆20-30g/L、硫酸铵4-6g/L、氯化钠3-5g/L、磷酸二氢钾0.2-0.3g/L、硫酸镁0.2-0.3g/L。
2.根据权利要求1所述的一种金霉素的发酵培养基，其特征在于，所述的发酵培养基的成分和含量为：葡萄糖28-32g/L、植物油55-65g/L、黄豆饼粉36-44g/L、碳酸钙5.5-6.5g/L、玉米浆21-26g/L、硫酸铵4.5-5.5g/L、氯化钠3.5-4.5g/L、磷酸二氢钾0.23-0.27g/L、硫酸镁0.23-0.27g/L。
3.根据权利要求1所述的一种金霉素的发酵培养基，其特征在于，所述的发酵培养基的成分和含量为：葡萄糖26g/L、植物油53g/L、黄豆饼粉32g/L、碳酸钙6g/L、玉米浆23g/L、硫酸铵4.8g/L、氯化钠3.6g/L、磷酸二氢钾0.22g/L、硫酸镁0.21g/L。
4.根据权利要求1所述的一种金霉素的发酵培养基，其特征在于，所述的发酵培养基的成分和含量为：葡萄糖30g/L、植物油60g/L、黄豆饼粉40g/L、碳酸钙5.7g/L、玉米浆22g/L、硫酸铵5g/L、氯化钠4g/L、磷酸二氢钾0.25g/L、硫酸镁0.25g/L。
5.根据权利要求1所述的一种金霉素的发酵培养基，其特征在于，所述的发酵培养基的成分和含量为：葡萄糖34g/L、植物油68g/L、黄豆饼粉47g/L、碳酸钙6.7g/L、玉米浆28g/L、硫酸铵5.8g/L、氯化钠4.7g/L、磷酸二氢钾0.28g/L、硫酸镁0.29g/L。
6.根据权利要求1所述的一种金霉素的发酵培养基，其特征在于，所述植物油为豆油、葵花籽油、花生油中的一种。
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