CN101586133A - 阿维菌素批发酵优化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种阿维菌素批发酵优化工艺，是在传统的利用阿佛曼链霉菌批发酵生产阿维菌素的工艺基础上进行了改进，其中，发酵初期发酵液中碳源比例为8～11％，发酵进行到20～30小时，开始流加含有葡萄糖和淀粉的混合溶液，使发酵液中碳源比例保持在8～11％；发酵50～60小时后，停止流加含有葡萄糖和淀粉的混合溶液，补加无菌水，补加的无菌水的体积为补加前发酵液总体积的2～10％；发酵175～185小时后，带放15％～20％发酵液，剩余发酵液中流加营养液，使发酵液中碳源比例保持在1～4％，完成发酵周期。本发明提供的阿维菌素批发酵优化工艺，主要通过补料工艺的优化，提高了阿维菌素发酵总亿、提高了发酵设备和原料的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及一种阿维菌素批发酵工艺。
背景技术
阿维菌素是一种低毒、高效、高选择、绿色、环保型、生物源的杀虫剂，它完全解决了传统农药存在高毒、抗性和对环境产生影响的问题。作为目前世界上最为有效的杀虫剂之一的阿维菌素，其生产水平的提高关键在于阿维菌素发酵工艺的优化。目前阿维菌素发酵工艺大多采取批发酵方法，以称之为阿佛曼链霉菌的放线菌为生产菌种，在好氧的条件下进行培养，培养中的培养基采用玉米淀粉为主要碳源，配合豆饼粉、花生粉和酵母提取物作为氮源，并添加少量无机盐进行发酵，发酵所得阿维菌素为细胞内产物，经过过滤、浸提、浓缩、精制来获得最终高纯度产品。例如一种常规的阿维菌素批发酵工艺为：按照淀粉14％、氮源4％、无机盐及微量元素1％配料，用水补足(初始装量为65～70％)后用蒸汽消毒灭菌，灭菌后降温至28±0.5℃，然后在无菌情况下接入8～10％的种液，按照通风比1∶0.7，温度28±0.5℃，自然PH，进行发酵操作控制，发酵周期260小时左右，在残糖低于4％且效价日增长低于300ug/ml后放罐，发酵全程不进行任何补料及带放操作。
目前普遍采用的阿维菌素批发酵工艺的配料浓度较高，能够达到14％以上。随着培养基浓度的成倍增加产量虽然也有所递增，但随之而来的还有培养基利用不彻底、单位干物质发酵产率下降、发酵设备利用率降低及发酵污水COD浓度增高、处理难度加大等一系列问题。
目前虽然已有阿维菌素发酵补料工艺的研究，在阿维菌素发酵中后期通过流加或批补葡萄糖液来增加产量，但是效果并不明显，仅能增加部分放罐体积，而培养基利用不彻底、单位干物质发酵产率下降、发酵设备利用率降低等问题仍未得到彻底解决。
所以有必要通过优化阿维菌素批发酵的补料工艺，提高阿维菌素发酵总亿、提高发酵设备和原料的利用率。
发明内容
本发明的目的是提供一种阿维菌素批发酵优化工艺，主要通过补料工艺的优化，提高阿维菌素发酵总亿、提高发酵设备和原料的利用率。
本发明提供的阿维菌素批发酵优化工艺在传统的利用阿佛曼链霉菌批发酵生产阿维菌素的工艺基础上进行改进，其中，发酵初期发酵液中碳源比例为8～11％，发酵进行到20～30小时，开始流加含有葡萄糖和淀粉的混合溶液，使发酵液中碳源比例保持在8～11％；发酵50～60小时后，停止流加含有葡萄糖和淀粉的混合溶液，补加无菌水，补加的无菌水的体积为补加前发酵液总体积的2～10％；发酵175～185小时后，带放15％～20％发酵液，剩余发酵液中流加营养液，使发酵液中碳源比例保持在1～4％，完成发酵周期。
所述含有葡萄糖和淀粉的混合溶液可以为含有8～12重量％的葡萄糖和22～30重量％的淀粉的混合溶液。例如为葡萄糖和淀粉重量比为1∶3，总含量为35重量％的葡萄糖和淀粉混合液。
所述营养液可以含有65～75重量份水、18～22重量份葡萄糖、5～10重量份淀粉、2～3重量份乙酸钠、0.2～0.8重量份氨基酸、0.1～0.5重量份淀粉酶。例如为含有70重量份水、20重量份葡萄糖、7重量份淀粉、2.5重量份乙酸钠、0.5重量份氨基酸(赖氨酸和L-异亮氨酸)和少量的淀粉酶。
所述氨基酸可以为赖氨酸和L-异亮氨酸。
较佳地，流加含有葡萄糖和淀粉的混合溶液时，使发酵液的pH值保持在5.8～6.2。
可以通过控制流加含有葡萄糖和淀粉的混合溶液的流量和/或利用碳酸钙调节pH值。
较佳地，所述带放部分发酵液为带放10～20％发酵液。
本发明的重点在于补料工艺的优化，除了以上描述的操作步骤和操作条件外，其它条件可以参照常规的阿维菌素批发酵工艺进行。
本发明提供的阿维菌素批发酵优化工艺，主要通过补料工艺的优化，提高了阿维菌素发酵总亿、提高了发酵设备和原料的利用率。可延长发酵周期(发酵周期可由传统的260小时延长至290小时左右)、增大放罐体积(放罐总体积可达发酵罐全容积的80％左右，而传统工艺仅为70％)、提高发酵罐的利用率、降低发酵液残糖浓度、将单罐总亿提高20％左右。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行进一步说明。
本发明使用的生产菌种为从中国农业大学引进的阿弗曼链霉菌菌种，菌种摇床效价为5500ug/ml以上；初始发酵液的配方为：淀粉10％，氮源4％、无机盐及微量元素1％配料，用水补足，初始装量为70m3。发酵设备为：100m3不锈钢发酵罐。
传统批发酵工艺中碳源(总糖)比例为14％左右，而本发明将初始培养基中碳源浓度降低到10％左右，降低碳源浓度不但不会对菌体产生不良影响，而且由于解除了葡萄糖抑制会促使菌体更快的生长；之后在发酵进行到20～30小时，菌体生长进入比生长速率衰减期时，通过流加葡萄糖和淀粉混合溶液(35％，其中葡萄糖和淀粉比例为1∶3)的方法，来增强菌体比生长速率，最终达到增加发酵液菌体浓度的目的。通过此方法，菌体浓度可由40％左右升至50％以上，为以后的增产打下良好的基础。表1为一些主要时点的参数(总糖和菌浓)对照表。总糖的测定方法为：先将发酵液经酸催化水解生成单糖后，再采用常规的菲林试剂标准葡萄糖溶液滴定法测定总糖含量。菌浓测定方法为：离心机(型号LD5-2A)于3500～4000转/分钟的转速离心15分钟，根据上清液量计算出发酵液中菌丝的百分含量。
表1
通过发酵初期降低碳源比例，使发酵液变的稀薄，移种之后表层机械泡沫较少易于控制，由上表1可知，降低碳源后前期生长过程中，菌体生长加速，菌浓增加和碳源消耗都明显快于对比。在20~30小时开始大量流加补充碳源后，由于葡萄糖和淀粉的补充，特别是葡萄糖以流加形式的补充，使菌体初级代谢更为快速和持久，增强了菌体比生长速率，最终达到了增加发酵液菌体浓度的目的。但在补料过程中要特别注意发酵液的pH情况，如发现pH有快速走低趋势则应适当减小补糖量或用碳酸钙将pH调至6.5~7.2。
在发酵中前期(50~60小时)，菌体初级代谢开始转向次级代谢时，补入适量无菌水，促使菌体代谢快速转到次级代谢；具体操作和各参数见下表2。
表2
发酵50~60小时流加补入无菌水后，发酵液菌浓有明显降低，而发酵起步效价(72小时左右)方面则本发明补料工艺明显要高于传统发酵工艺，平均高近20％左右，效果较为明显。效价测定采用GB19336-2003高效液相色谱法测定。
发酵后期(180小时左右)效价积累减缓后，根据各项代谢参数适当带放部分(15％~20％)发酵液，剩余发酵液根据菌体碳源及前提物质消耗速率来控制流加补料，以维持菌体次级代谢活力，维持效价积累速率。具体操作和各参数见下表3。
表3
发酵进行180小时以后，由于培养基中营养成分的减少、代谢产物的大量累计和菌体代谢活力的衰退，菌体出现了衰老甚至死亡的现象，而随着菌丝自溶的增多，发酵液泡沫加大，菌体比生产速率也大幅降低。这时通过带放15％发酵液，可缓解发酵泡沫大及顶罐问题。
对于剩余发酵液，则根据其培养基碳源及前提物质消耗速率，来控制流加补料速率，通常采用测定单位时间内总糖消耗速率乘以一定的系数来计算单位时间内的补料量。本案例中补充的30％营养液配方为：20％葡萄糖、7％淀粉、2.5％乙酸钠、0.5％氨基酸(赖氨酸和L-异亮氨酸)、少量的淀粉酶及70％水。通过补料来维持菌体次级代谢活力，维持效价积累速率。但在补料过程中要密切关注PH和菌丝镜检形态，如出现pH急剧下降和“返青”现象，则要适当的调减补糖速率。“返青”为菌丝重新二次生长，菌体代谢由次级代谢转为初级代谢的一种现象，出现该现象将严重影响发酵产物的积累，必须严加控制。
本实施例通过补料工艺优化阿维菌素发酵过程后：1、延长了发酵周期，提高了发酵罐的利用率；2、增大了放罐体积，放罐总体积达到发酵罐全容积的80％(传统工艺放罐体积为70％左右)；3、提高了培养基的利用率，将传统工艺中发酵液残糖浓度降低了1.1％，降低了废水处理难度；4、成功将单罐总亿提高了22％，达到了增产增效的目的。
Claims (7)
1、阿维菌素批发酵优化工艺，利用阿佛曼链霉菌批发酵生产阿维菌素，其特征在于：发酵初期发酵液中碳源比例为8～11％，发酵进行到20～30小时，开始流加含有葡萄糖和淀粉的混合溶液，使发酵液中碳源比例保持在8～11％；发酵50～60小时后，停止流加含有葡萄糖和淀粉的混合溶液，补加无菌水，补加的无菌水的体积为补加前发酵液总体积的2～10％；发酵175～185小时后，带放部分发酵液，剩余发酵液中流加营养液，使发酵液中碳源比例保持在1～4％，完成发酵周期。
2、根据权利要求1所述的阿维菌素批发酵优化工艺，其特征在于，所述含有葡萄糖和淀粉的混合溶液含有8～12重量％的葡萄糖和22～30重量％的淀粉。
3、根据权利要求1所述的阿维菌素批发酵优化工艺，其特征在于，所述营养液含有65～75重量份水、18～22重量份葡萄糖、5～10重量份淀粉、2～3重量份乙酸钠、0.2～0.8重量份氨基酸、0.1～0.5重量份淀粉酶。
4、根据权利要求1所述的阿维菌素批发酵优化工艺，其特征在于，所述氨基酸为赖氨酸和L-异亮氨酸。
5、根据权利要求1所述的阿维菌素批发酵优化工艺，其特征在于，流加含有葡萄糖和淀粉的混合溶液时，使发酵液的pH值保持在6.5～7.2
6、根据权利要求1所述的阿维菌素批发酵优化工艺，其特征在于，通过控制流加含有葡萄糖和淀粉的混合溶液的流量和/或利用碳酸钙调节pH值。
7、根据权利要求1所述的阿维菌素批发酵优化工艺，其特征在于，所述带放部分发酵液为带放10～20％发酵液。
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| CN104651432A (zh) * | 2015-03-10 | 2015-05-27 | 齐鲁制药（内蒙古）有限公司 | 一种提高阿维菌素发酵水平的补料方法 |
| CN106381321A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-02-08 | 齐鲁制药（内蒙古）有限公司 | 一种提高阿维菌素发酵生产水平的控制方法 |
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