CN103695504A

CN103695504A - 一种新霉素的发酵工艺

Info

Publication number: CN103695504A
Application number: CN201310737547.5A
Authority: CN
Inventors: 沈联兵; 姚明高; 郑兴
Original assignee: YICHANG SANXIA PHARMACEUTICAL CO Ltd
Current assignee: YICHANG SANXIA PHARMACEUTICAL CO Ltd
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2014-04-02

Abstract

本发明提供一种新霉素的发酵工艺，将斜面孢子悬浮液放入预先设置种子培养基的种子罐中培养36~48h得到培养液，所述的种子罐中为含有黄豆粉的种子培养基，将得到的种子培养液送入预先设置发酵培养基的发酵罐中接种并发酵110~130h，发酵过程中经糖料补充，空气用量的阶段控制及发酵液体积的控制实现种子培养液的发酵，终止发酵液的培养，将发酵液放入吸附罐，并向发酵液中加入732树脂，稀释发酵液浓度至13000u/ml以下，中和pH值6.4～7.0制得稀发酵液，完成发酵步骤。该工艺提高发酵水平达15%以上，显著创造经济效益，同时降低发酵成本，可大批应用于工业生产。

Description

一种新霉素的发酵工艺

技术领域

本发明涉及一种新霉素的发酵工艺，属于生物技术领域。

背景技术

国内现有的新霉素发酵使用的氮源类物质其原料种类较多，我公司对其进行了工艺改进，在利用新霉素发酵罐新配方（改进工艺）上罐以来，生产存在以下不稳定因素，难以实现真正的稳定生产。例如，发酵液前期粘度不够，菌体对数生长期时间较长，糖耗速率较慢。分析原因，新霉素发酵进行新配方生产上罐，不能仅仅只是对发酵罐配方进行优化，还要对发酵生产全过程的一系列工艺进行优化，如对种子液质量控制，中间补料控制等工艺进行全面优化，以达到适应新配方生产要求。因此需改进新霉素发酵液生产中工艺控制的方法，从而达到稳定生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新霉素的发酵工艺，解决发酵过程中发酵液的粘度和畸形代谢问题，提高发酵液代谢状况及发酵生产水平均。

本发明是这样实现上述目的：

一种新霉素的发酵工艺，包括如下步骤：

1.将砂土孢子经密封，干燥，于0～4℃贮藏5～10天，再置于28±2℃，4～12天培养制得斜面孢子悬浮液；

2.将斜面孢子悬浮液放入预先设置种子培养基的种子罐中培养36～48h得到培养液，所述的种子罐中黄豆粉的质量含量为种子培养基的1.0～3.3%。

3.将经步骤2得到的种子培养液送入预先设置发酵培养基的发酵罐中接种，并在30-35℃条件下发酵110～130h得到发酵液，种子培养液进入发酵罐后，通入空气，将空气通入流量控制为500～1000m³/h，并通入1～30h；增大空气的通入量，将空气通入流量控制为1600～1700m³/h，并通入15～30h，并补充糖料；进一步增大空气通入量，将空气通入流量控制为2400～3000m³/h，并通入30～50h，并控制发酵液黏度为40～45sPs；降低空气的通入量，将空气通入流量控制为1200～1600m³/h，并通入15～20h。

所述的发酵罐内发酵培养基新老配方工艺改进对比表

在生产实践中，新配方生产中对种子罐转罐种子液的质量要求很高，以往能适应老配方上罐的种子液，如今已不能在新配方上罐后实现正常生产。由于新配方发酵生产中，有物料较稀且含有机速效氮源类物料少特点，处于对数生长期的种子液转入发酵罐后，需要快速消耗易消耗的有机糖、氮源类物质，在发酵生产前期快速生长繁殖，而发酵新配方不能满足此工艺要求。

所述的补料配方中，将原糖料配方中的酵母粉比例由1.25%提升到1.6%；增加蛋白胨，比例1-2%；将糖料配方中的淀粉、米粉比例由25-30%降低到10-16%，具体为：

针对新配方特点，新配方由于物料相对较少，营养物缺少，当种子培养液转入发酵罐后，前期营养物被迅速消耗，发酵生产通过补料来供给持续生长代谢，使发酵前期迅速生长繁殖，对补料培养基的优化控制与调整中，减少碳源类物料如淀粉和米粉，而增加少部分有机速效氮源类物料如酵母粉和蛋白胨，调整后与另一未调整的配方间隔使用，经此工艺优化后发酵液生长代谢更加迅速，发酵过程中间补料量增加更明显，发酵液体积及发酵单罐总亿产出更高，提高生产水平，降低生产成本。

4.终止发酵液的培养，控制发酵液的体积为发酵罐总体积的3/4～5/6；将发酵液放入吸附罐，并向发酵液中加入732树脂，稀释发酵液浓度至13000u/ml以下，中和pH值6.4～7.0制得稀发酵液，完成发酵步骤。

本发明提供的一种新霉素发酵生产工艺控制的方法，有益效果如下：

本项发明中工艺优化控制产生的直接经济效益如下：

1、进行工艺优化后，发酵罐新配方生产顺利实现。

2、进行工艺优化后，取得经济效益主要表现以下几个方面。

（1）、发酵生产水平提高，平均效价提高15％，发酵液产量大幅增加，在工艺优化前生产平均每月发酵液产量为108000十亿，而进行工艺优化后产量可达到112000十亿～115000十亿，按每月至少增加5000十亿产量计，则每月可纯经济效益60万元以上。（销售价120元/十亿计），每年可创纯经济效益720万元以上。

（2）、补料控制的糖料配方改进工艺运用的成本节约：

每月平均上糖料总计120批：50T糖料55批，25T糖料65批。

每月改进糖料配方数：

50T糖料27批（折合25T糖料为55批），25T糖料32批，全部按25T糖料计，则每月用改进配方糖料为：55+32＝87(批)以上。

原配方糖料1成本：17616元

优化改进配方糖料1成本：14053元

优化后每批可节约成本：17616-14053=3563（元）

每月则可节约生产补料成本：3563*87＝309981（元）

每年至少节约309981*12＝3719772元＝372万元。

具体实施方式

实施例1

1.将砂土孢子经密封，干燥，于4℃贮藏10天，再置于28±2℃，10天培养制得斜面孢子悬浮液；

2.将斜面孢子悬浮液放入预先设置种子培养基的种子罐中培养48h得到培养液，所述的种子罐中黄豆粉的质量含量为种子培养基的3.3%。

3.将经步骤2得到的种子培养液送入预先设置发酵培养基的发酵罐中接种，其中葡萄糖的质量含量为发酵培养基质量的1.0%，玉米浆的质量含量为发酵培养基质量的0.18%，在30-35℃条件下发酵得到发酵液；种子培养液在进入发酵罐后，通入空气，将空气通入流量控制为500³/h，控制通入9h；将空气通入流量控制为1600m³/h，控制通入时间29h，并补充糖料；进一步增大空气通入量，将空气通入流量控制为2400m³/h，控制通入时间为48h，持续检测并控制发酵液黏度为40sPs；降低空气的通入量，将空气通入流量控制为1200m³/h，控制通入时间为20h。

4.终止发酵液的培养，控制发酵液的体积为发酵罐总体积的3/4；将发酵液放入吸附罐，并向发酵液中加入732树脂，稀释发酵液浓度至13000u/ml以下，中和pH值6.4～7.0制得稀发酵液，完成发酵步骤。

所述步骤3发酵培养基中，葡萄糖的质量含量为发酵培养基质量的1.1%，玉米浆的质量含量为发酵培养基质量的0.2%，米粉的质量含量为发酵培养基质量的4.3%，黄豆粉的质量含量为发酵培养基质量的2.25%，氯化钠的质量含量为发酵培养基质量的0.38%，碳酸钙的质量含量为发酵培养基质量的0.35%，硫酸铵的质量含量为发酵培养基质量的0.42%，磷酸二氢钾的质量含量为发酵培养基质量的0.01%，磷酸氢二钠的质量含量为发酵培养基质量的0.02%。

所述的步骤3糖料补充中，黄豆饼粉的质量含量为糖料质量的0.2%，淀粉的质量含量为糖料质量的10%，米粉的质量含量为糖料质量的10%，酵母粉的质量含量为糖料质量的1.6%，蛋白胨的质量含量为糖料质量的1%，花生饼的质量含量为糖料质量的1.8%，碳酸钙的质量含量为糖料质量的1.1%，磷酸氢二钠的质量含量为糖料质量的0.02%，磷酸二氢钾的质量含量为糖料质量的0.1%，a-淀粉酶的质量含量为糖料质量的0.1%，硅油的质量含量为糖料质量的0.1%。

实施例2

1.将砂土孢子经密封，干燥，于0℃贮藏5天，再置于28±2℃，12天培养制得斜面孢子悬浮液；

2.将斜面孢子悬浮液放入预先设置种子培养基的种子罐中培养36h得到培养液，所述的种子罐中黄豆粉的质量含量为种子培养基的1.3%。

3.将经步骤2得到的种子培养液送入预先设置发酵培养基的发酵罐中接种，并在30-35℃条件下发酵得到发酵液，种子培养液进入发酵罐后，通入空气，将空气通入流量控制为680m³/h，并通入16h；增大空气的通入量，将空气通入流量控制为16000m³/h，并通入22h，并补充糖料；进一步增大空气通入量，将空气通入流量控制为3000m³/h，并通入42h，并控制发酵液黏度为40sPs；降低空气的通入量，将空气通入流量控制为1600m³/h，并通入18h。

4.终止发酵液的培养，控制发酵液的体积为发酵罐总体积的4/5；将发酵液放入吸附罐，并向发酵液中加入732树脂，稀释发酵液浓度至13000u/ml以下，中和pH值6.4～7.0制得稀发酵液，完成发酵步骤。

所述步骤3发酵培养基中，葡萄糖的质量含量为发酵培养基质量的1.7%，玉米浆的质量含量为发酵培养基质量的0.3%，米粉的质量含量为发酵培养基质量的5.2%，黄豆粉的质量含量为发酵培养基质量的3.6%，氯化钠的质量含量为发酵培养基质量的0.45%，碳酸钙的质量含量为发酵培养基质量的0.45%，硫酸铵的质量含量为发酵培养基质量的0.7%，磷酸二氢钾的质量含量为发酵培养基质量的0.04%，磷酸氢二钠的质量含量为发酵培养基质量的0.08%，硅油的质量含量为发酵培养基质量的0.1%，a-淀粉酶的质量含量为发酵培养基质量的0.03%。

所述的步骤3糖料补充中，黄豆饼粉的质量含量为糖料质量的0.2%，淀粉的质量含量为糖料质量的13%，米粉的质量含量为糖料质量的13%，酵母粉的质量含量为糖料质量的0.3%，蛋白胨的质量含量为糖料质量的1.5%，花生饼的质量含量为糖料质量的1.8%，碳酸钙的质量含量为糖料质量的1.5%，磷酸氢二钠的质量含量为糖料质量的0.05%，磷酸二氢钾的质量含量为糖料质量的0.3%，a-淀粉酶的质量含量为糖料质量的0.15%，硅油的质量含量为糖料质量的0.3%。

实施例3

1.将砂土孢子经密封，干燥，于2℃贮藏7天，再置于28±2℃，8天培养制得斜面孢子悬浮液；

2.将斜面孢子悬浮液放入预先设置种子培养基的种子罐中培养40h得到培养液，所述的种子罐中黄豆粉的质量含量为种子培养基的2.4%。

3.将经步骤2得到的种子培养液送入预先设置发酵培养基的发酵罐中接种，并在30-35℃条件下发酵得到发酵液，种子培养液进入发酵罐后，通入空气，将空气通入流量控制为500m³/h，并通入30h；增大空气的通入量，将空气通入流量控制为1500m³/h，并通入30h，并补充糖料；进一步增大空气通入量，将空气通入流量控制为2800m³/h，并通入50h，并控制发酵液黏度为40～45sPs；降低空气的通入量，将空气通入流量控制为1700m³/h，并通入20h。

4.终止发酵液的培养，控制发酵液的体积为发酵罐总体积的5/6；将发酵液放入吸附罐，并向发酵液中加入732树脂，稀释发酵液浓度至13000u/ml以下，中和pH值6.4～7.0制得稀发酵液，完成发酵步骤。

所述步骤3发酵培养基中，葡萄糖的质量含量为发酵培养基质量的2.0%，玉米浆的质量含量为发酵培养基质量的0.4%，米粉的质量含量为发酵培养基质量的8.0%，黄豆粉的质量含量为发酵培养基质量的5.0%，氯化钠的质量含量为发酵培养基质量的0.6%，碳酸钙的质量含量为发酵培养基质量的0.6%，硫酸铵的质量含量为发酵培养基质量的0.9%，磷酸二氢钾的质量含量为发酵培养基质量的0.05%，磷酸氢二钠的质量含量为发酵培养基质量的0.1%，硅油的质量含量为发酵培养基质量的0.05%，a-淀粉酶的质量含量为发酵培养基质量的0.05%。

所述的步骤3糖料补充中，黄豆饼粉的质量含量为糖料质量的0.2%，淀粉的质量含量为糖料质量的16%，米粉的质量含量为糖料质量的16%，酵母粉的质量含量为糖料质量的1.6%，蛋白胨的质量含量为糖料质量的2%，花生饼的质量含量为糖料质量的1.8%，碳酸钙的质量含量为糖料质量的2%，磷酸氢二钠的质量含量为糖料质量的0.08%，磷酸二氢钾的质量含量为糖料质量的0.5%，a-淀粉酶的质量含量为糖料质量的0.2%，硅油的质量含量为糖料质量的0.5%。

Claims

1.一种新霉素的发酵工艺，包括如下步骤：

将砂土孢子经密封，干燥，于0～4℃贮藏5~10天，再置于28±2℃，4～12天培养制得斜面孢子悬浮液；

将斜面孢子悬浮液放入预先设置种子培养基的种子罐中培养36~48h得到培养液，所述的种子罐中黄豆粉的质量含量为种子培养基的1.0~3.3%；

将经步骤2）得到的种子培养液送入预先设置发酵培养基的发酵罐中接种并发酵110~130h得到发酵液，发酵过程中经糖料补充，空气用量的阶段控制及发酵液体积的控制实现种子培养液的发酵；

终止发酵液的培养，将发酵液放入吸附罐，并向发酵液中加入732树脂，稀释发酵液浓度至13000 u /ml 以下，中和pH值6.4～7.0制得稀发酵液，完成发酵步骤。

2.根据权利要求1所述的新霉素的发酵工艺，其特征在于：步骤2）中所述的种子培养基包括葡萄糖、花生粉、淀粉、玉米浆及酵母粉，按质量百分数计，葡萄糖为2.0~3.0%，花生粉为0.8~1.5%，淀粉为0.8~1.5%，玉米浆为0.8~1.5%，酵母粉为2.0~2.5%。

3.根据权利要求1所述的新霉素的发酵工艺，其特征在于步骤3）中所述发酵培养基包括：质量含量为发酵培养基质量的1.0~2.0%的葡萄糖，质量含量为发酵培养基质量的的0.1~0.4%玉米浆。

4.根据权利要求1所述的新霉素的发酵工艺，其特征在于：步骤3）中所述发酵培养基中，葡萄糖的质量含量为发酵培养基质量的1.8%，玉米浆的质量含量为发酵培养基质量的0.25%。

5.根据权利要求1所述的新霉素的发酵工艺，其特征在于：步骤3）糖料补充中，黄豆饼粉的质量含量为糖料质量的0.1~0.4%，淀粉的质量含量为糖料质量的10~16%，米粉的质量含量为糖料质量的10~16%，酵母粉的质量含量为糖料质量的1.6%，蛋白胨的质量含量为糖料质量的1~2%。

6.根据权利要求1所述的新霉素的发酵工艺，其特征在于：步骤3）糖料补充中，黄豆饼粉的质量含量为糖料质量的0.2%，淀粉的质量含量为糖料质量的13%，米粉的质量含量为糖料质量的15%，酵母粉的质量含量为糖料质量的1.6%，蛋白胨的质量含量为糖料质量的1.8%。

7.根据权利要求1所述的新霉素的发酵工艺，其特征在于：所述的发酵过程中空气用量的控制是在30-35℃条件下，种子培养液进入发酵罐后，通入空气，将空气通入流量控制为500~1000m³/h，并通入1~30h；增大空气的通入量，将空气通入流量控制为1600~1700m³/h，并通入15~30h，并补充糖料；进一步增大空气通入量，将空气通入流量控制为2400~3000m³/h，并通入30~50h，并控制发酵液黏度；降低空气的通入量，将空气通入流量控制为1200~1600m³/h，并通入15~20h。

8.根据权利要求7所述的新霉素的发酵工艺，其特征在于：发酵液的黏度控制为40~45sPs。

9.根据权利要求1所述的新霉素的发酵工艺，其特征在于：步骤3）中控制发酵液的体积为发酵罐总体积的3/4~5/6。