CN102676618B - 一种发酵生产阿维菌素的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发酵生产阿维菌素的方法，即在发酵培养进行140-180小时开始补加0.5-5%白地霉培养液至发酵培养基中，可使阿维菌素发酵效价提高并降低阿维菌素发酵废液中的COD。
Description
技术领域
本发明涉及阿维菌素的发酵工艺优化方法，特别是涉及一种在发酵培养过程中添加白地霉培养液的方法。
背景技术
阿维菌素是一种农用抗生素，它即可以作为农用杀虫剂，也可用于兽用杀虫剂。在世界范围内已广泛用于农业、林业杀虫和动物驱虫。
阿维菌素是由阿弗曼链霉菌Streptomyces avermitilis经液体发酵生产，工业生产中常使用玉米淀粉作为碳源，在发酵初期，培养基中玉米淀粉含量高，黏度大，但发酵中后期由于碳源消耗，培养基黏度降低，剪切力增大，对阿维菌素发酵产素不利；而且在阿维菌素次级代谢过程中产生的副产物种类繁多，有很多有害有毒物质会对阿维菌素的后期发酵产生抑制作用。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种发酵生产阿维菌素的方法， 具体为：
一种发酵生产阿维菌素的方法，发酵培养开始进行140-180小时时开始补加发酵培养基体积的0.5-5%白地霉培养液至发酵培养基中，发酵培养开始进行270-300小时时放罐。
所述的白地霉培养液是指白地霉菌株在培养基中培养后得到的发酵液。
优选地，所述发酵培养的条件为：将依次经斜面培养和种子培养所得种子液接种至装有培养基的发酵罐，接种量3-10%，培养温度20-30℃,压力0.04-0.06MPa，DO控制在30%-100%,转速200-400rpm，pH 7-8。
优选地，所述白地霉培养液的质量百分数为0.5-2.5%。
更为优选，所述发酵培养条件中的压力为0.05MPa。
更为优选，所述发酵培养条件中的接种量为5-8%。
更为优选，所述发酵培养条件中的DO控制在40-60%。
优选地，发酵培养所用的培养基(g/l)的组成为：玉米淀粉120-160，豆粕粉20-30，酵母粉6-12，钼酸钠0.02-0.03，硫酸锰0.02-0.03，硫酸铵0.2-0.4，氯化钴0.01-0.03，碳酸钙0.5-1，淀粉酶0.01-0.03 , 余量为自来水。
优选地，发酵培养开始进行140-160小时时开始补加白地霉培养液。
优选地，发酵培养开始进行280-295小时时放罐。
优选地，所述白地霉培养液所用的白地霉菌种经过阿维菌素发酵废水培养。
更为优选，所述白地霉培养液通过以下方法制备：
A、 阿维菌素发酵废水的获得：未添加过白地霉培养液的阿维菌素发酵，发酵结束后，通过板框压滤，获得滤液和滤渣，滤液即为阿维菌素发酵废水；
B、 将白地霉菌株接种到阿维菌素发酵废水的平板上进行驯化培养，驯化培养后对白地霉菌种进行扩增培养16-20小时，再深层液体培养20-24小时得到白地霉培养液。
更为优选，深层液体培养20小时。
本发明在发酵培养过程中添加白地霉培养液，可使阿维菌素发酵效价提高的同时降低阿维菌素发酵废液的COD，其白地霉培养液的主要作用为：
1、发酵中后期，玉米淀粉逐渐转化成葡萄糖被利用，培养基的黏度降低了，对菌丝体的剪切力增大了，白地霉在此加入生长后作为支撑物，增加了培养基粘度，但不限制溶氧。
2、在发酵140-180小时，阿维菌素生物合成效率较高，阿维链霉菌次级代谢产物增多，白地霉培养液添加能利用次级代谢产生有害产物并降解有毒有害物质，降低对阿维菌素合成反馈抑制作用。
3、白地霉菌体是高蛋白物质（一种单细胞蛋白SCP），可以为发酵后期提供氮源，有利于发酵顺利进行。
4、白地霉可以与其他微生物协同作用降解或转化废液中的有机物，可使废液中COD有所降低。
具体实施方式
本发明中种子罐及发酵罐由上海国强生化工程装备有限公司生产。
本实施例采用的阿维菌素生产菌种为阿弗麦链霉菌(Streptomyces avermitilis)。
白地霉培养液的制备：将白地霉菌株（Ｇｅｏｔｒｉｃｈｕｍｓｐ）用阿维菌素发酵废水配置的LB培养基的平板上进行驯化，驯化后的白地霉菌种进行扩增培养20小时，再配置体积数为阿维菌素发酵培养基体积数2%的白地霉培养基，接种后深层液体培养24小时得到白地霉培养液。
以下培养基均将体积定容到1L。
阿维菌素发酵培养基1（g/L）：玉米淀粉120，豆粕粉30，酵母粉6，钼酸钠0.03，硫酸锰0.02，硫酸铵0.4，氯化钴0.01，碳酸钙1，淀粉酶0.01，余量为自来水。
发酵培养基2（g/L）：玉米淀粉160，豆粕粉20，酵母粉12，钼酸钠0.02，硫酸锰0.03，硫酸铵0.2，氯化钴0.03，碳酸钙0.5，淀粉酶0.03，余量为自来水。
发酵培养基3（g/L）：玉米淀粉140，豆粕粉206，酵母粉8，钼酸钠0.025，硫酸锰0.024，硫酸铵0.3，氯化钴0.02，碳酸钙0.7，淀粉酶0.02，余量为自来水。
实施例1：
将经斜面培养和种子培养所得种子液接种至装有上述阿维菌素发酵培养基1的发酵罐，接种量3%，培养温度25℃,压力0.06MPa，DO控制在60%,转速300rpm,pH 8，发酵培养进行180小时开始补加20ml白地霉培养液至发酵培养基中，发酵270小时放罐。
实施例2
将经斜面培养和种子培养所得种子液接种至装有上述阿维菌素发酵培养基1的发酵罐，接种量8%，培养温度30℃,压力0.04MPa，DO控制在30%,转速400rpm ，pH7，发酵培养进行150小时开始补加5ml白地霉培养液至发酵培养基中，发酵300小时放罐。
实施例3
将经斜面培养和种子培养所得种子液接种至装有上述阿维菌素发酵培养基1的发酵罐，接种量10%，培养温度20℃,压力0.05MPa，DO控制在70%,转速200rpm，pH 7.50，发酵培养进行140小时开始补加50ml白地霉培养液至发酵培养基中，发酵280小时放罐。
实施例4
将经斜面培养和种子培养所得种子液接种至装有上述阿维菌素发酵培养基2的发酵罐，接种量3%，培养温度25℃,压力0.06MPa，DO控制在30%,转速300rpm,pH 8，发酵培养进行160小时开始补加30ml白地霉培养液至发酵培养基中，发酵290小时放罐。
实施例5
将经斜面培养和种子培养所得种子液接种至装有上述阿维菌素发酵培养基2的发酵罐，接种量5%，培养温度30℃,压力0.04MPa，DO控制在100%,转速400rpm ，pH7，发酵培养进行170小时开始补加40ml白地霉培养液至发酵培养基中，发酵280小时放罐。
实施例6
将经斜面培养和种子培养所得种子液接种至装有上述阿维菌素发酵培养基2的发酵罐，接种量8%，培养温度20℃,压力0.05MPa，DO控制在50%,转速200rpm，pH 7.50，发酵培养进行150小时开始补加35ml白地霉培养液至发酵培养基中，发酵295小时放罐。
实施例7
将经斜面培养和种子培养所得种子液接种至装有上述阿维菌素发酵培养基3的发酵罐，接种量3%，培养温度25℃,压力0.06MPa，DO控制在40%,转速300rpm,pH 8，发酵培养进行150小时开始补加15ml白地霉培养液至发酵培养基中，发酵275小时放罐。
实施例8
将经斜面培养和种子培养所得种子液接种至装有上述阿维菌素发酵培养基3的发酵罐，接种量6%，培养温度30℃,压力0.04MPa，DO控制在60%,转速400rpm ，pH7，发酵培养进行155小时开始补加45ml白地霉培养液至发酵培养基中，发酵295小时放罐。
实施例9
将经斜面培养和种子培养所得种子液接种至装有上述阿维菌素发酵培养基3的发酵罐，接种量5%，培养温度20℃,压力0.05MPa，DO控制在80%,转速200rpm，pH 7.50，发酵培养进行145小时开始补加25ml白地霉培养液至发酵培养基中，发酵270小时放罐。
对比实施例1
同实施例1，不同的是发酵培养时不添加白地霉培养液。
对比实施例2
同实施例2，不同的是发酵培养时不添加白地霉培养液。
对比实施例3
同实施例3，不同的是发酵培养时不添加白地霉培养液。
对比实施例4
同实施例4，不同的是发酵培养时不添加白地霉培养液。
对比实施例5
同实施例5，不同的是发酵培养时不添加白地霉培养液。
对比实施例6
同实施例6，不同的是发酵培养时不添加白地霉培养液。
对比实施例7
同实施例7，不同的是发酵培养时不添加白地霉培养液。
对比实施例8
同实施例8，不同的是发酵培养时不添加白地霉培养液。
对比实施例9
同实施例9，不同的是发酵培养时不添加白地霉培养液。
表1
由以上实施例和对比实施例可以看出，在发酵培养过程中添加一定量的白地霉培养液，可使阿维菌素发酵效价提高的同时降低了阿维菌素发酵废液的COD。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (9)
1.一种发酵生产阿维菌素的方法，其特征在于：发酵培养开始进行140-180小时时开始补加发酵培养基体积的0.5-5%白地霉培养液至发酵培养基中，发酵培养开始进行270-300小时时放罐；
所述白地霉培养液的制备方法是：将白地霉菌株接种到阿维菌素发酵废水的平板上进行培养，培养后的白地霉菌株进行扩增培养16-20小时，再深层液体培养20-24小时得到白地霉培养液。
2.根据权利要求1所述的一种发酵生产阿维菌素的方法，其特征在于：所述发酵培养的条件为：将依次经斜面培养和种子培养所得种子液接种至装有培养基的发酵罐，接种量3-10%，培养温度20-30℃,压力0.04-0.06MPa，溶解氧浓度DO控制在30%-100%,转速200-400rpm，pH 7-8。
3.根据权利要求1或2所述的一种发酵生产阿维菌素的方法，其特征在于：发酵培养所用的培养基(g/l)的组成为：玉米淀粉120-160，豆粕粉20-30，酵母粉6-12，钼酸钠0.02-0.03，硫酸锰0.02-0.03，硫酸铵0.2-0.4，氯化钴0.01-0.03，碳酸钙0.5-1，淀粉酶0.01-0.03， 余量为自来水。
4.根据权利要求1所述的一种发酵生产阿维菌素的方法，其特征在于：发酵培养开始进行140-160小时时开始补加白地霉培养液。
5.根据权利要求1所述的一种发酵生产阿维菌素的方法，其特征在于：所述白地霉培养液的体积为发酵培养基体积的0.5-2.5%。
6.根据权利要求1所述的一种发酵生产阿维菌素的方法，其特征在于：发酵培养开始进行280-295小时时放罐。
7.根据权利要求3所述的一种发酵生产阿维菌素的方法，其特征在于：所述发酵培养条件中的压力为0.05MPa。
8.根据权利要求3所述的一种发酵生产阿维菌素的方法，其特征在于：所述发酵培养条件中的接种量为5-8%。
9.根据权利要求3所述的一种发酵生产阿维菌素的方法，其特征在于：所述发酵培养条件中的溶解氧浓度DO控制在40-60%。
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