CN102864202A

CN102864202A - 一种发酵生产四环素的方法

Info

Publication number: CN102864202A
Application number: CN2012103987228A
Authority: CN
Inventors: 张宝荣; 吴飞; 魏伟
Original assignee: HEBEI SHENGXUE DACHENG PHARMACEUTICAL CO Ltd
Current assignee: HEBEI SHENGXUE DACHENG PHARMACEUTICAL CO Ltd
Priority date: 2012-10-19
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2032-10-19
Also published as: CN102864202B

Abstract

本发明提供了一种发酵生产四环素的方法，该方法包括在发酵过程中，向发酵培养基中添加溴化钠水溶液。采用本发明所述方法能够增大发酵培养基的KLa，提高四环素的产率。

Description

一种发酵生产四环素的方法

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体地说，涉及一种发酵生产四环素的方法。

背景技术

四环素（Tetracycline），化学名为 6-甲基-4-(二甲氨基)-3,6,10,12,12α-五羟基-1,11-二氧代-1,4,4α,5,5α,6,11,12α-八氢-2-并四苯甲酰胺。它是一种对抗立克次体、多种革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌等病原体的 “广谱”抗生素。另外，四环素也是一种重要的饲料添加剂，拥有广阔的市场前景。

四环素的工业生产通常采用发酵法，该方法以金色链霉菌（Streptomyces aureus）为发酵菌株。发酵过程中，发酵液的溶氧量对金色链霉菌菌株的生长代谢有很大的影响。而该溶氧量与发酵液的传质系数（KLa）成正比。影响KLa的主要因素包括搅拌速度、通气量、发酵液的粘度、发酵液的表面张力、发酵液的离子强度等。随着发酵过程的进行，发酵液中菌株浓度不断增大，发酵液粘度也随之不断上升，从而导致KLa下降，进而导致溶氧量下降，而溶氧量的过度降低会对菌株的生长代谢产生不利影响。为避免上述情况，目前大多采用以下方法提高发酵液的KLa：1）加大搅拌速度；2）加大通气流量；3）添加水分。上述方法虽然在一定程度上缓解了KLa的下降趋势，然而这些方法存在诸多不尽如人意的地方，例如：加大搅拌速度会对菌株造成不同程度的损伤，这是因为金色链霉菌对剪切力十分敏感；而加大通气流量不仅会增加发酵液的蒸发损失，还会带走一些挥发性的代谢中产物，从而导致能耗增加、产率降低；添加水分虽然能降低发酵液的粘度，但会导致发酵液的渗透压迅速降低，从而干扰菌株正常的生长代谢。

发明内容

本发明的目的是提供一种发酵生产四环素的方法，用以解决现有发酵生产中四环素发酵液的KLa变化大导致发酵水平低的问题

为实现本发明目的，本发明提供了一种发酵生产四环素的方法，它包括在发酵过程中，向发酵培养基中添加溴化钠水溶液。

采用本发明的方法，通过向发酵培养基中添加溴化钠水溶液，一方面，能够减少由于菌株浓度增大产生的泡沫和滞留液膜，降低发酵培养基的粘度，从而提高其流变特性、 KLa和溶氧水平，进而有利于菌株的发酵；另一方面，添加溴化钠水溶液，还能增加发酵培养基中的电解质浓度，进一步降低泡沫的产生，同时能够使发酵培养基维持适宜菌株生长的渗透压。

本发明所述溴化钠水溶液，其添加时刻最好为发酵开始后60-160h期间，其加入量以体积单位计，最好为发酵培养基体积的2-20%。上述时间段内，发酵过程进入中期，菌株大量繁殖，因此导致发酵培养基的粘度升高，此时添加溴化钠水溶液，能够降低发酵培养基的粘度，提高其KLa值和溶氧水平，促进菌株的生长繁殖和四环素的产生。

本发明所述溴化钠水溶液，优选分两次添加至发酵培养基中，第一次添加的时刻为发酵过程开始后74-96h，第一次添加的体积为发酵培养基体积的2-5%；第二次添加的时刻为发酵过程开始后120-160h，第二次添加的体积为发酵培养基体积的5-10%。

本发明所述溴化钠水溶液，其中溴化钠的浓度为0.005-0.095 g/L，优选0.025-0.035 g/L。

本发明发酵所采用的菌株优选市售的金色链霉菌（Streptomyces aureus）。

本发明所述发酵，其工艺参数优选：通气比1:0.5~2，搅拌转速200-900r/min，温度30-36℃，发酵时间180-200h。

本发明所述发酵培养基，其配方为8 g/L淀粉，2.5 g/L黄豆饼粉，2 g/L玉米浆，5 g/L硫酸铵，0.015 g/L磷酸二氢钾，0.008 g/L硫酸锰，0.15 g/L溴化钠，0.002 g/L M-促进剂，0.6 g/L碳酸钙，0.008 g/L淀粉酶。所述M-促进剂是市售的2-硫醇基苯骈噻唑。

本发明所述发酵生产四环素的方法，采用简便易行的方式增大发酵培养基的KLa值，效果良好。试验表明，采用本发明所述方法，四环素的产率提高16%以上。

具体实施方式

下面用具体实施例来进一步说明本发明的内容，但并不以任何方式意味着对本发明进行限制。

下述实施例所采用的金色链霉菌（Streptomyces aureus）菌株购自中国普通微生物保藏管理中心，编号为4.769。

实施例1

采用发酵法制备四环素，步骤如下：

（1）斜面培养：取上述金色链霉菌（Streptomyces aureus）菌株在无菌条件下接种于预先制备好的固体斜面培养基上，在35℃下恒温培养5天。

上述固体斜面培养基是按照常规方法制备的，其配方为3.2 g/L麸皮，2.5 g/L琼脂，0.16 g/L磷酸铵，0.1 g/L磷酸氢二钾，0.05 g/L硫酸镁。

（2）种子培养：将斜面培养后的菌株在无菌条件下接种到预先制备好的种子培养基中，在33℃、300 r/min的条件下培养22-25 h，得到种液。

上述种子培养基是按照常规方法制备的，其配方为3.4 g/L葡萄糖，2.9 g/L黄豆饼粉，0.6 g/L玉米浆，0.5 g/L硫酸铵，0.01 g/L磷酸二氢钾，0.02 g/L硫酸镁，0.15 g/L溴化钠，0.4 g/L碳酸钙，0.6 g/L酵母粉。

（3）发酵培养：将（2）步骤所得种液在无菌条件下接种到预先制备好的发酵培养基中，在30℃，搅拌转速200r/min的条件下进行发酵，发酵过程的通气比为1:0.5。发酵开始后60h，向发酵培养基中添加溴化钠水溶液。所述溴化钠水溶液，其体积为发酵培养基体积的2%，其中溴化钠的浓度为0.005g/L。发酵开始后180h，停止发酵，测定所得发酵液中四环素的效价，结果为30000U/mL。

上述发酵培养基是按照常规方法制备的，其配方为8 g/L淀粉，2.5 g/L黄豆饼粉，2 g/L玉米浆，5 g/L硫酸铵，0.015 g/L磷酸二氢钾，0.008 g/L硫酸锰，0.15 g/L溴化钠，0.002 g/L M-促进剂，0.6 g/L碳酸钙，0.008 g/L淀粉酶。

实施例2

取实施例1中（2）步骤所得种液接种到实施例1所述方法制备的发酵培养基中，在33℃，搅拌转速500r/min的条件下进行发酵，发酵过程的通气比为1:1。发酵开始后72h，向发酵培养基中添加溴化钠水溶液。所述溴化钠水溶液，其体积为发酵培养基体积的4%，其中溴化钠的浓度为0.025g/L，测定KLa值为521h^-1。发酵开始后180h，停止发酵，测定所得发酵液中四环素的效价，结果为31000U/mL。

实施例3

取实施例1中（2）步骤所得种液接种到实施例1所述方法制备的发酵培养基中，在33℃，搅拌转速850r/min的条件下进行发酵，发酵过程的通气比为1:1。发酵开始后115h，向发酵培养基中添加溴化钠水溶液。所述溴化钠水溶液，其体积为发酵培养基体积的5%，其中溴化钠的浓度为0.035g/L，测定KLa值为672h^-1。发酵开始后180h，停止发酵，测定所得发酵液中四环素的效价，结果为35000U/mL。

实施例4

取实施例1中（2）步骤所得种液接种到实施例1所述方法制备的发酵培养基中，在36℃，搅拌转速900r/min的条件下进行发酵，发酵过程的通气比为1:2。发酵开始后160h，向发酵培养基中添加溴化钠水溶液。所述溴化钠水溶液，其体积为发酵培养基体积的20%，其中溴化钠的浓度为0.095g/L，测定KLa值为572h^-1。发酵开始后180h，停止发酵，测定所得发酵液中四环素的效价，结果为30000U/mL。

实施例5

取实施例1中（2）步骤所得种液接种到实施例1所述方法制备的发酵培养基中，在35℃，搅拌转速600r/min的条件下进行发酵，发酵过程的通气比为1:1.5。发酵开始后74-96h，向发酵培养基中添加第一份溴化钠水溶液。所述第一份溴化钠水溶液，其体积为发酵培养基体积的2-5%，其中溴化钠的浓度为0.03g/L，测定KLa值为714h^-1；发酵开始后120-160h，向发酵培养基中添加第二份溴化钠水溶液，其体积为发酵培养基体积的5-10%，测定KLa值为633h^-1，发酵开始后180h，停止发酵，测定所得发酵液中四环素的效价，结果为36000U/mL。

对比实施例

取实施例1中（2）步骤所得种液接种到实施例1所述方法制备的发酵培养基中，在35℃，搅拌转速600r/min的条件下进行发酵，发酵过程的通气比为1:1.5，发酵开始后180h，停止发酵，所得发酵液的KLa值为321h^-1；测定其中四环素的效价，结果为25000U/mL；将此结果与实施例1~5中所得发酵液中四环素的效价对比，可见本发明所述方法有效地提高了四环素的产率，提高幅度大于16%。

Claims

1.一种发酵生产四环素的方法，其特征在于：在发酵过程中，向发酵培养基中添加溴化钠水溶液。

2.根据权利要求1所述的一种发酵生产四环素的方法，其特征在于：所述溴化钠水溶液，其添加时刻为发酵过程开始后60-160h，其体积为发酵培养基体积的2-20%。

3.根据权利要求2所述的一种发酵生产四环素的方法，其特征在于：所述溴化钠水溶液，分两次添加至发酵培养基中，第一次添加的时刻为发酵过程开始后74-96h，第一次添加的体积为发酵培养基体积的2-5%；第二次添加的时刻为发酵过程开始后120-160h，第二次添加的体积为发酵培养基体积的5-10%。

4.根据权利要求2或3所述的一种发酵生产四环素的方法，其特征在于：所述溴化钠水溶液，其中溴化钠的浓度为0.005-0.095 g/L。

5.根据权利要求4所述的一种发酵生产四环素的方法，其特征在于：发酵所采用的菌株是金色链霉菌（Streptomyces aureus）。

6.根据权利要求5所述的一种发酵生产四环素的方法，其特征在于：所述发酵，其工艺参数为：通气比1:0.5~2，搅拌转速200-900r/min，温度30-36℃，发酵时间180-200h。

7.根据权利要求6所述的一种发酵生产四环素的方法，其特征在于：所述发酵培养基，其配方为8 g/L淀粉，2.5 g/L黄豆饼粉，2 g/L玉米浆，5 g/L硫酸铵，0.015 g/L磷酸二氢钾，0.008 g/L硫酸锰，0.15 g/L溴化钠，0.002 g/L M-促进剂，0.6 g/L碳酸钙，0.008 g/L淀粉酶。