CN106337072A

CN106337072A - 一种提高红霉素产量的发酵培养基及方法

Info

Publication number: CN106337072A
Application number: CN201510409234.6A
Authority: CN
Inventors: 周贤龙; 石怀月; 刘静
Original assignee: MUDANJIANG BAIJIAXIN BIOLOGICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: MUDANJIANG BAIJIAXIN BIOLOGICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2015-07-13
Filing date: 2015-07-13
Publication date: 2017-01-18
Anticipated expiration: 2035-07-13
Also published as: CN106337072B

Abstract

一种提高红霉素产量的发酵培养基及方法。本发明涉及微生物领域，具体提供了一种红色糖多孢菌发酵培养基以及利用该培养基制备红霉素的方法。本发明通过向该发酵培养基中添加适量淀粉酶、优化菌种培养基和发酵培养基各具体组分的选择，以及其他培养条件，提高了红霉素的产量。本发明红霉素的产量可高达11200μg/mL，且方案简单、成本低廉，适用于工业化大规模生产。

Description

一种提高红霉素产量的发酵培养基及方法

技术领域

本发明涉及微生物领域，具体提供了一种红色糖多孢菌发酵培养基以及利用该培养基制备红霉素的方法。

背景技术

红霉素(erythromycin)是一类十四元大环内酯类抗生素，具有与青霉素类似的抗菌谱，特别对革兰氏阳性细菌、抗酸杆菌、立克次氏体及大病毒有抗菌活性，是治疗耐药性金黄色葡萄球菌感染和溶血性链球菌感染所引起疾病的首选药物。其作用机制主要是与核糖核蛋白体的50S亚单位相结合，抑制肽酰基转移酶，影响核糖核蛋白体的移位过程，妨碍肽链增长，抑制细菌蛋白质的合成，从而起到抑菌作用。

目前国内拥有红霉素原料药批文的企业近40家，其主要下游产品硫氰酸红霉素的生产厂家已近30家，2007年国内年产硫氰酸红霉素可达8000吨以上。红霉素衍生物阿奇霉素、琥乙红霉素、罗红霉素、克拉霉素等产量逐年增加，销售额不断上升，预计今后仍有广阔的发展空间。随着市场对红霉素衍生品的大量需求，红霉素原药需求量也将逐年增大。

在激烈的市场竞争中，生产菌种本身质量是占据行业优势的决定性因素，因为高产菌种在不增加任何生产成本(原料、动能、人员等)的情况下即可大幅度提高产量。目前国外红霉素发酵水平明显高于国内，我国于1958年开始试制红霉素，1965年开始在上海第三制药厂正式投产，当时发酵单位不足3000μg/mL。后来经过多年的菌种选育及工艺优化，发酵单位逐渐提高，目前国内平均发酵单位可达8000μg/mL，较低的发酵单位仍是限制我国红霉素发酵工业发展的重要因素。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过红色糖多孢菌BJX001发酵生产红霉素的方法。本发明所使用的红色糖多孢菌BJX001，已于2011年4月21日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，(简称CGMCC，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编100101)，保藏编号为CGMCC No.4767，分类命名为红色糖多孢菌(Saccharopolyspora erythraea)。

红色糖多孢菌菌株BJX001形成紧密螺旋形的孢子链，孢子呈球形或卵圆形，表面光滑。在蔗糖硝酸盐琼脂培养基中，气丝厚，白色至淡粉色，基丝微黄色，后变红色，无可溶色素；在营养琼脂培养基中，基丝乳脂色，无可溶色素。

本发明提供了一种通过发酵红色糖多孢菌BJX001制备红霉素的方法，具体包含以下步骤：

步骤(1)：将所述红色糖多孢菌接种于斜面菌种培养基中，培养至孢子成熟，制备种子液，备用；

步骤(2)：将所述种子液接种于含有0.01g/L～0.03g/L淀粉酶的发酵培养基中进行发酵培养，得发酵液；

步骤(3)：从发酵液中提取红霉素。

本发明所述步骤(1)中菌种培养基组份为：玉米淀粉10～14g/L，玉米浆5～7g/L，七水硫酸镁0.8～1.2g/L，碳酸钙2.5～3.5g/L，琼脂粉20～24g/L，余量为水，调节pH至7.0～7.5，优选7.2。

进一步地，本发明优选所述步骤(1)中菌种培养基组份为：玉米淀粉12g/L，玉米浆6g/L，七水硫酸镁0.1g/L，碳酸钙3g/L，琼脂粉22g/L，余量为水。

本发明所述步骤(2)中发酵培养基还包含以下组份：玉米淀粉40～60g/L，黄豆饼粉16～24g/L，玉米浆(其中干物质含量30～60％)8～12g/L，酵母粉4～6g/L，磷酸二氢钾0.4～0.6g/L，氯化钠4～6g/L，豆油4～6g/L，碳酸钙4～6g/L，水，调节pH至6.5～7.5。

进一步地，本发明优选所述的发酵培养基还包含以下组份：玉米淀粉50g/L，黄豆饼粉20g/L，玉米浆10g/L，酵母粉5g/L，磷酸二氢钾0.5g/L，氯化钠5g/L，豆油5g/L，碳酸钙5g/L，水。

实验表明：发酵培养基组分包含淀粉酶，且控制淀粉酶用量，使其在发酵培养基中的浓度为0.01g/L～0.03g/L时，在淀粉酶与其他发酵培养基组分的综合作用下，可使得红霉素产量达到11200μg/mL，原因之一在于，淀粉酶将原料中的淀粉水解成了菌体容易利用和吸收的葡萄糖。

本发明所述步骤(2)发酵培养为振荡培养，且振荡培养的转速为200～220r/min，发酵时间为180～210h。

作为一个整体的技术方案，本发明提供了更有针对性的方案，具体如下：

本发明提供了一种通过发酵红色糖多孢菌BJX001(保藏编号CGMCC No.4767)制取红霉素的方法，包含以下步骤：

步骤(1)：将红色糖多孢菌BJX001接种于斜面菌种培养基中，所述菌种培养基组份为：玉米淀粉12g/L，玉米浆6g/L，七水硫酸镁1g/L，碳酸钙3g/L，琼脂粉22g/L，余量为水，调节pH至7.2；培养至孢子成熟，制备种子液，备用；

步骤(2)：将所述种子液接种于发酵培养基中进行发酵培养，所述发酵培养基组分为：玉米淀粉50g/L，黄豆饼粉20g/L，玉米浆10g/L，酵母粉5g/L，磷酸二氢钾0.5g/L，氯化钠5g/L，豆油5g/L，碳酸钙5g/L，淀粉酶0.03g/L，余量为水，pH为7.0；发酵培养为振荡培养，且振荡培养的转速为220r/min，旋转半径为50mm，发酵时间为192h，得发酵液；

步骤(3)：从发酵液中提取红霉素。

本发明提供了一种发酵培养基，包含以下组分：玉米淀粉40～60g/L，黄豆饼粉16～24g/L，玉米浆8～12g/L，酵母粉4～6g/L，淀粉酶0.01g/L～0.03g/L，磷酸二氢钾0.4～0.6g/L，氯化钠4～6g/L，豆油4～6g/L，碳酸钙4～6g/L，余量为水。该发酵培养基可以应用于红霉素生产中。

本发明所采用的红色糖多孢菌BJX001菌株遗传稳定性好，连续传代5次后其生产红霉素的能力仍保持原来水平。本发明发酵培养基中正丁醇合理用量的加入能够显著提高生产红霉素的产量，本发明红霉素的产量可高达11200μg/mL，且方案简单、成本低廉。因此，本发明制备红霉素的方法适合于在红霉素的工业生产中推广应用。

本发明所述产品为市售，且浓度皆为质量浓度。

具体实施方式

本发明所使用的红色糖多孢菌BJX001，已于2011年4月21日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，(简称CGMCC，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编100101)，保藏编号为CGMCC No.4767，分类命名为红色糖多孢菌(Saccharopolyspora erythraea)。

实施例中的产品均为市售产品，检测手段为本领域常规检测手段。

实施例1

步骤(3)：从发酵液中提取红霉素。

本实施例所制得红霉素经检测，产量为11200μg/mL。

实施例2

本实施例具体提供了一种通过发酵红色糖多孢菌BJX001制取红霉素的方法。包含以下步骤：

步骤(1)：将红色糖多孢菌BJX001接种于斜面菌种培养基中，所述菌种培养基组份为：玉米淀粉12g/L，玉米浆6g/L，七水硫酸镁1g/L，碳酸钙3g/L，琼脂粉24g/L，余量为水，调节pH至7.5；培养至孢子成熟，制备种子液，备用；

步骤(2)：将所述霉菌菌株的种子液接种于发酵培养基中进行发酵培养，所述发酵培养基组分为：玉米淀粉40g/L，黄豆饼粉24g/L，玉米浆8g/L，酵母粉4g/L，磷酸二氢钾0.4g/L，氯化钠6g/L，豆油4g/L，碳酸钙5g/L，淀粉酶0.01g/L，余量为水，pH为6.5；发酵培养为振荡培养，且振荡培养的转速为200r/min，旋转半径为80mm，发酵时间为210h，得发酵液；

步骤(3)：从发酵液中提取红霉素。

本实施例所制备得红霉素经检测，产量为11000g/mL。

实施例3

步骤(1)：将红色糖多孢菌BJX001接种于斜面菌种培养基中，所述菌种培养基组份为：玉米淀粉14g/L，玉米浆7g/L，七水硫酸镁1.2g/L，碳酸钙3.5g/L，琼脂粉24g/L，余量为水，调节pH至7.0；培养至孢子成熟，制备种子液，备用；

步骤(2)：将所述霉菌菌株的种子液接种于发酵培养基中进行发酵培养，所述发酵培养基组分为：玉米淀粉60g/L，黄豆饼粉24g/L，玉米浆12g/L，酵母粉6g/L，磷酸二氢钾0.6g/L，氯化钠6g/L，豆油6g/L，碳酸钙6g/L，淀粉酶0.02g/L，余量为水，pH为7.5；发酵培养为振荡培养，且振荡培养的转速为210r/min，旋转半径为60mm，发酵时间为180h，得发酵液；

步骤(3)：从发酵液中提取红霉素。

本实施例所制备得红霉素经检测，产量为10900/mL。

实施例4

本实施例提供了一种发酵培养基，包含以下组分：玉米淀粉40g/L，黄豆饼粉16g/L，玉米浆8g/L，酵母粉4g/L，淀粉酶0.01g/L，磷酸二氢钾0.4g/L，氯化钠4g/L，豆油4g/L，碳酸钙4g/L，余量为水。

实施例5

本实施例提供了一种发酵培养基，包含以下组分：玉米淀粉50g/L，黄豆饼粉20g/L，玉米浆10g/L，酵母粉5g/L，淀粉酶0.03g/L，磷酸二氢钾0.5g/L，氯化钠5g/L，豆油5g/L，碳酸钙5g/L，余量为水。

对比例1

与实施例1相比，区别点仅在于，本实施例发酵培养基不包含淀粉酶，其他条件均相同。

本实施例所制备得到的红霉素经检测，产量为10000μg/mL。

对比例2

与实施例1相比，区别点仅在于，本实施例步骤(2)中淀粉酶用量为0.1g/L。

本实施例所制备得到的红霉素经检测，产量为9700μg/mL。

对比例3

与实施例1相比，区别点仅在于，本实施例步骤(2)中采用正丙醇替代所述淀粉酶，其他均相同。

本实施例所制备得到的红霉素经检测，产量为10000μg/mL。

实验表明：发酵培养基组分包含淀粉酶，且控制淀粉酶用量，使其在发酵培养基中的浓度为0.01g/L～0.03g/L时，在淀粉酶与其他发酵培养基组分的综合作用下，有效提高红霉素的产量。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种利用红色糖多孢菌制备红霉素的方法，其特征在于，包含以下步骤:

步骤(1)：将保藏编号为CGMCC No.4767的红色糖多孢菌(Saccharopolyspora erythraea)BJX001接种于斜面菌种培养基中，培养至孢子成熟，制备种子液，备用；

步骤(3)：从发酵液中提取红霉素。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中菌种培养基组份为：玉米淀粉10～14g/L，玉米浆5～7g/L，七水硫酸镁0.8～1.2g/L，碳酸钙2.5～3.5g/L，琼脂粉20～24g/L，余量为水，调节pH至7.0～7.5，优选7.2。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中菌种培养基组份为：玉米淀粉12g/L，玉米浆6g/L，七水硫酸镁1g/L，碳酸钙3g/L，琼脂粉22g/L，余量为水。

4.如权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中发酵培养基还包含以下组分：玉米淀粉40～60g/L，黄豆饼粉16～24g/L，玉米浆8～12g/L，酵母粉4～6g/L，磷酸二氢钾0.4～0.6g/L，氯化钠4～6g/L，豆油4～6g/L，碳酸钙4～6g/L，水，调节pH至6.5～7.5。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的发酵培养基还包含以下组分：玉米淀粉50g/L，黄豆饼粉20g/L，玉米浆10g/L，酵母粉5g/L，磷酸二氢钾0.5g/L，氯化钠5g/L，豆油5g/L，碳酸钙5g/L，水。

6.如权利要求1～5任一项所述的方法，所述步骤(2)发酵培养为振荡培养，且振荡培养的转速为200～220r/min，旋转半径为50～80mm，发酵时间为180～210h。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤(3)：从所述发酵液中提取红霉素。

8.一种发酵培养基，其特征在于，包含以下组分：玉米淀粉40～60g/L，黄豆饼粉16～24g/L，玉米浆8～12g/L，酵母粉4～6g/L，淀粉酶0.01～0.03g/L，磷酸二氢钾0.4～0.6g/L，氯化钠4～6g/L，豆油4～6g/L，碳酸钙4～6g/L，余量为水。

9.如权利要求8所述的发酵培养基在红霉素生产中的应用。