CN106086119A - 一种利用弗氏链霉菌发酵生产新霉素的培养基 - Google Patents

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    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/44—Preparation of O-glycosides, e.g. glucosides
    • C12P19/46—Preparation of O-glycosides, e.g. glucosides having an oxygen atom of the saccharide radical bound to a cyclohexyl radical, e.g. kasugamycin
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Abstract

本发明涉及一种利用弗氏链霉菌发酵生产新霉素的培养基，包括种子培养基及发酵培养基，该培养基中添加了大豆蛋白胨、生物鱼粉、黄米粉、乳酸锌、钼酸铵等物质，有利于菌种生长代谢，有利于提高发酵起步效价，延缓菌丝衰老速度，提高新霉素菌种产素能力，缩短发酵周期，降低发酵成本，实现新霉素高效的生产。

Description

一种利用弗氏链霉菌发酵生产新霉素的培养基
技术领域
本发明属于发酵技术领域，特别是涉及一种利用弗氏链霉菌（Streptomycesfradiae）发酵生产新霉素的培养基。
背景技术
新霉素(Neomycin)是首个被发现的2-DOS(2-脱氧链霉胺)氨基糖苷类抗生素,它是1949年Waksman等从新霉素链霉菌(Streptomyces fradiae)代谢产物中分离得到的混合物, 含有A、B、C三种成分，主要为B、C。化学名称：2-脱氧-4-O-（2,6-二氨基-2,6-二脱氧-α-D-吡喃葡萄糖基）-5-O-[3-O-（2,6-二氨基-2,6-二脱氧-β-L-吡喃艾杜糖基）-β-D-呋喃核糖基]-D-链霉胺硫酸盐。
硫酸新霉素对革兰氏阴性菌和部分革兰氏阳性菌有强效杀菌作用。对放线菌、钩端螺旋体、阿米巴原虫有抑制作用。在碱性溶液中抗菌作用较强。临床上主要用于肠道感染、皮肤感染、五官科疾病的治疗和腹部手术前的消毒等。硫酸新霉素作兽药可用于动物胃肠道感染，新霉素能高饲料的利用率，促进禽畜生长，因此，硫酸新霉素在畜牧业上应用更广泛。
目前，国内新霉素的发酵生产采用二级发酵模式，存在的主要问题有以下几点：
1传统发酵培养基中，用花生饼粉作迟效氮源，受产地、加工工艺影响，原材料质量波动大，影响发酵产素水平。
2发酵原材料成本高。传统发酵培养基中，采用灿米粉作碳源，而灿米粉产自南方早稻，产量少，资源有限，导致原材料价格高，生产成本较高。
3发酵周期长，一般在240h左右，导致能耗较高，增加了生产成本。
发明内容
本发明的目的就在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种有效提高产素水平，缩短发酵周期，降低生产成本的利用弗氏链霉菌发酵生产新霉素的培养基。
为实现上述目的所采取的技术方案为：
一种利用弗氏链霉菌发酵生产新霉素的培养基，其特征在于包括种子培养基和发酵培养基，其中所述种子培养基组成为：可溶解淀粉25～30g/L、大豆蛋白胨12g/L、黄米粉6～8g/L、生物鱼粉3～5g/L、玉米浆3g/L、酵母粉6g/L、玉米粉20 g/L、葡萄糖20g/L、(NH4)2SO4 9g/L、轻质碳酸钙6g/L；
所述发酵培养基组成为：黄豆饼粉11g/L、大豆蛋白胨13g/L、黄米粉60～70g/L、玉米浆4g/L、酵母粉8.8g/L、玉米粉20g/L、可溶性淀粉22～26g/L、(NH4)2SO4 5.5g/L、轻质碳酸钙4g/L、KH2PO4 4.4g/L、NaCL4g/L、钼酸铵0.04～0.08g/L、乳酸锌0.02～0.06g/L、耐高温α-淀粉酶0.05～0.09g/L、聚醚改性硅0.008～0.012g/L。
所述种子培养基灭菌后的质量要求为：氨基氮60～80mg/100ml、总糖3.2～3.5g/100ml、pH6.2～7.5。
所述发酵培养基灭菌后的质量要求为：氨基氮60～120mg/100ml、总糖3.0～4.0g/100ml、pH6.5～7.5。
本发明的技术优势体现在：
1 本发明确认了利用弗氏链霉菌发酵生产新霉素的种子培养基的碳源、氮源最佳配伍比例。
2 本发明种子培养基中使用了生物鱼粉，富含赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸，提高菌种活力，促进菌丝生长和代谢，提高种子液质量，进而有效提高发酵单位。
3本发明确认了利用弗氏链霉菌发酵生产新霉素的发酵罐培养基的碳源、氮源最佳配伍比例，且培养基中使用了大豆蛋白胨，该大豆蛋白胨中富含氨基酸，尤其含有颉氨酸、色氨酸，有利于新霉素生物合成，提高发酵产素能力。
4本发明种子、发酵培养基中使用了黄米粉，富含蛋白、维生素、微量元素，有利菌丝生长和产素能力提高，而且资源丰富，价格低廉，作发酵原材料，生产成本较小。
5采用本发明的培养基生产新霉素，最终使得新霉素发酵单位（发酵罐186m3）达到31060u/ml以上，同国内技术相比，发酵单位提高了8.5%以上；发酵周期控制在230h以内。
具体实施方式
下面用实例予以说明本发明，应该理解的是，实例是用于说明本发明而不是对本发明的限制。本发明的范围与核心内容依据权利要求书加以确定。
下述实施例的菌种选用种子液的质量要求为：菌体浓度35～40%、pH值6.8～7.6，移种比例为1:0.10～0.12（V/V）。
发酵培养工艺：
发酵温度：35±0.5℃；空气流量1300-1800m3/h；搅拌转速100-120r/min；pH控制在6.5-6.8，菌体浓度25-35%。
发酵补料工艺：
发酵pH6.5～6.8，糖浓度1.0～3.0g/100ml，氨基氮30～60mg/100ml。
发酵培养结束要求：
新霉素发酵单位达到30000u/ml以上，发酵周期控制在180～230h。
下述实施例中，所述乳酸锌质量符合Q/LST001-2004标准，钼酸铵质量符合GB/T657-2011标准。
实施例1
种子培养：种子培养基有效体积2m3。
种子培养基：可溶解淀粉50kg、大豆蛋白胨24kg、黄米粉12kg、生物鱼粉6kg、玉米浆6kg、酵母粉12kg、玉米粉40kg、葡萄糖40kg、(NH4)2SO4 18kg、轻质碳酸钙12kg。
首先，将种子培养基121℃灭菌，保压30分钟，冷却至25℃，用无菌空气保压，种子培养基灭菌后的质量要求为：氨基氮64mg/100ml、总糖3.2g/100ml、pH6.9。然后在火焰保护下，将已经培养好的弗氏链霉素母瓶发酵液按照0.1L的接种量接入种子培养基中进行种子培养，种子培养条件为：罐压0.03～0.05MPa；罐温35±0.5℃；空气流量180m3/h；搅拌转速160r/min。至菌体浓度25.2%、pH值6.6，培养时间36h移种。
发酵培养：发酵培养基有效体积140m3。
黄豆饼粉1540kg、大豆蛋白胨1820kg、黄米粉8400kg、玉米浆560kg、酵母粉1232kg、玉米粉2800kg、可溶性淀粉3080kg、(NH4)2SO4 770kg、轻质碳酸钙560kg、KH2PO4616kg、NaCL560kg、钼酸铵5.6kg、乳酸锌2.8kg、耐高温α-淀粉酶7kg、聚醚改性硅1.12kg。发酵培养基灭菌后的质量要求为：氨基氮90mg/100ml、总糖3.7g/100ml、pH7.2。
发酵过程中，35±0.5℃；空气流量1300-1800m3/h；搅拌转速100-120r/min；pH控制在6.5-6.8，菌体浓度25-35%。
发酵培养结束，新霉素发酵单位30620u/ml，发酵周期226h。
实施例2
种子培养：种子培养基有效体积2m3。
种子培养基：可溶解淀粉54kg、大豆蛋白胨24kg、黄米粉14kg、生物鱼粉8kg、玉米浆6kg、酵母粉12kg、玉米粉40kg、葡萄糖40kg、(NH4)2SO4 18kg、轻质碳酸钙12kg。
首先，将种子培养基121℃灭菌，保压30分钟，冷却至25℃，用无菌空气保压，种子培养基灭菌后的质量要求为：氨基氮69mg/100ml、总糖3.4g/100ml、pH7.3。然后在火焰保护下，将已经培养好的弗氏链霉素母瓶发酵液按照0.1L的接种量接入种子培养基中进行种子培养，种子培养条件为：罐压0.03～0.05MPa；罐温35±0.5℃；空气流量180m3/h；搅拌转速160r/min。至菌体浓度28.6%、pH值6.9，培养时间34h移种。
发酵培养：发酵培养基有效体积140m3。
黄豆饼粉1540kg、大豆蛋白胨1820kg、黄米粉8680kg、玉米浆560kg、酵母粉1232kg、玉米粉2800kg、可溶性淀粉3220kg、(NH4)2SO4 770kg、轻质碳酸钙560kg、KH2PO4616kg、NaCL560kg、钼酸铵7.0kg、乳酸锌4.2kg、耐高温α-淀粉酶8.4kg、聚醚改性硅1.26kg。发酵培养基灭菌后的质量要求为：氨基氮100mg/100ml、总糖4.0g/100ml、pH6.5。
发酵过程中，35±0.5℃；空气流量1300-1800m3/h；搅拌转速100-120r/min；pH控制在6.5-6.8，菌体浓度25-35%。
发酵培养结束，新霉素发酵单位30790u/ml，发酵周期222h。
实施例3
种子培养：种子培养基有效体积2m3。
种子培养基：可溶解淀粉58kg、大豆蛋白胨24kg、黄米粉16kg、生物鱼粉10kg、玉米浆6kg、酵母粉12kg、玉米粉40kg、葡萄糖40kg、(NH4)2SO4 18kg、轻质碳酸钙12kg。
首先，将种子培养基121℃灭菌，保压30分钟，冷却至25℃，用无菌空气保压，种子培养基灭菌后的质量要求为：氨基氮75mg/100ml、总糖3.5g/100ml、pH7.4。然后在火焰保护下，将已经培养好的弗氏链霉素母瓶发酵液按照0.1L的接种量接入种子培养基中进行种子培养，种子培养条件为：罐压0.03～0.05MPa；罐温35±0.5℃；空气流量180m3/h；搅拌转速160r/min。至菌体浓度27.6%、pH值6.9，培养时间34h移种。
发酵培养：发酵培养基有效体积140m3。
黄豆饼粉1540kg、大豆蛋白胨1820kg、黄米粉8960kg、玉米浆560kg、酵母粉1232kg、玉米粉2800kg、可溶性淀粉3360kg、(NH4)2SO4 770kg、轻质碳酸钙560kg、KH2PO4616kg、NaCL560kg、钼酸铵8.4kg、乳酸锌5.6kg、耐高温α-淀粉酶9.8kg、聚醚改性硅1.40kg。发酵培养基灭菌后的质量要求为：氨基氮120mg/100ml、总糖3.5g/100ml、pH7。
发酵过程中，35±0.5℃；空气流量1300-1800m3/h；搅拌转速100-120r/min；pH控制在6.5-6.8，菌体浓度25-35%。
发酵培养结束，新霉素发酵单位30310u/ml，发酵周期225h。
实施例4
种子培养：种子培养基有效体积2m3。
种子培养基：可溶解淀粉60kg、大豆蛋白胨24kg、黄米粉14kg、生物鱼粉8kg、玉米浆6kg、酵母粉12kg、玉米粉40kg、葡萄糖40kg、(NH4)2SO4 18kg、轻质碳酸钙12kg。
首先，将种子培养基121℃灭菌，保压30分钟，冷却至25℃，用无菌空气保压，种子培养基灭菌后的质量要求为：氨基氮69mg/100ml、总糖3.4g/100ml、pH7.3。然后在火焰保护下，将已经培养好的弗氏链霉素母瓶发酵液按照0.1L的接种量接入种子培养基中进行种子培养，种子培养条件为：罐压0.03～0.05MPa；罐温35±0.5℃；空气流量180m3/h；搅拌转速160r/min。至菌体浓度37.5%、pH值6.8，培养时间33h移种。
发酵培养：发酵培养基有效体积140m3。
黄豆饼粉1540kg、大豆蛋白胨1820kg、黄米粉9520kg、玉米浆560kg、酵母粉1232kg、玉米粉2800kg、可溶性淀粉3500kg、(NH4)2SO4 770kg、轻质碳酸钙560kg、KH2PO4616kg、NaCL560kg、钼酸铵9.8kg、乳酸锌7.0kg、耐高温α-淀粉酶11.2kg、聚醚改性硅1.54kg。发酵培养基灭菌后的质量要求为：氨基氮80mg/100ml、总糖4.0g/100ml、pH7.5。
发酵过程中，35±0.5℃；空气流量1300-1800m3/h；搅拌转速100-120r/min；pH控制在6.5-6.8，菌体浓度25-35%。
发酵培养结束，新霉素发酵单位31920u/ml，发酵周期226h。
实施例5
种子培养：种子培养基有效体积2m3。
种子培养基：可溶解淀粉60kg、大豆蛋白胨24kg、黄米粉14kg、生物鱼粉8kg、玉米浆6kg、酵母粉12kg、玉米粉40kg、葡萄糖40kg、(NH4)2SO4 18kg、轻质碳酸钙12kg。
首先，将种子培养基121℃灭菌，保压30分钟，冷却至25℃，用无菌空气保压，种子培养基灭菌后的质量要求为：氨基氮71mg/100ml、总糖3.4g/100ml、pH7.4。然后在火焰保护下，将已经培养好的弗氏链霉素母瓶发酵液按照0.1L的接种量接入种子培养基中进行种子培养，种子培养条件为：罐压0.03～0.05MPa；罐温35±0.5℃；空气流量180m3/h；搅拌转速160r/min。至菌体浓度39.6%、pH值6.9，培养时间35h移种。
发酵培养：发酵培养基有效体积140m3。
黄豆饼粉1540kg、大豆蛋白胨1820kg、黄米粉9800kg、玉米浆560kg、酵母粉1232kg、玉米粉2800kg、可溶性淀粉3640kg、(NH4)2SO4 770kg、轻质碳酸钙560kg、KH2PO4616kg、NaCL560kg、钼酸铵11.2kg、乳酸锌8.4kg、耐高温α-淀粉酶12.6kg、聚醚改性硅1.68kg。发酵培养基灭菌后的质量要求为：氨基氮60mg/100ml、总糖3.0g/100ml、pH6.5。
发酵过程中，35±0.5℃；空气流量1300-1800m3/h；搅拌转速100-120r/min；pH控制在6.5-6.8，菌体浓度25-35%。
发酵培养结束，新霉素发酵单位31660u/ml，发酵周期228h。

Claims (3)

1.一种利用弗氏链霉菌发酵生产新霉素的培养基，其特征在于包括种子培养基和发酵培养基，其中所述种子培养基组成为：可溶解淀粉25～30g/L、大豆蛋白胨12g/L、黄米粉6～8g/L、生物鱼粉3～5g/L、玉米浆3g/L、酵母粉6g/L、玉米粉20 g/L、葡萄糖20g/L、(NH4)2SO4 9g/L、轻质碳酸钙6g/L；
所述发酵培养基组成为：黄豆饼粉11g/L、大豆蛋白胨13g/L、黄米粉60～70g/L、玉米浆4g/L、酵母粉8.8g/L、玉米粉20g/L、可溶性淀粉22～26g/L、(NH4)2SO4 5.5g/L、轻质碳酸钙4g/L、KH2PO4 4.4g/L、NaCL4g/L、钼酸铵0.04～0.08g/L、乳酸锌0.02～0.06g/L、耐高温α-淀粉酶0.05～0.09g/L、聚醚改性硅0.008～0.012g/L。
2.按照权利要求1所述的利用弗氏链霉菌发酵生产新霉素的培养基，其特征在于所述种子培养基灭菌后的质量要求为：氨基氮60～80mg/100ml、总糖3.2～3.5g/100ml、pH6.2～7.5。
3.按照权利要求1所述的利用弗氏链霉菌发酵生产新霉素的培养基，其特征在于所述发酵培养基灭菌后的质量要求为：氨基氮60～120mg/100ml、总糖3.0～4.0g/100ml、pH6.5～7.5。
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