CN109321626B - 一种提高金霉素产量的培养基和生产金霉素的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于抗生素生产技术领域，具体涉及一种提高金霉素产量的培养基和利用该培养基生产金霉素的方法。所述培养基为液体培养基，每升培养基中包括花生饼粉20～25 g、黄豆饼粉6～15 g、玉米淀粉100～120 g、酵母粉1～5 g、淀粉酶0.1～0.5 g、0＜硫酸铵≤10 g、碳酸钙5～10 g、0＜三氯化铁≤2 g、0＜氯化钾≤2 g、硫酸镁0.1～0.3 g、豆油0.1～0.2 g；基于一个总的发明构思，本发明还提出利用所述培养基生产金霉素的方法。本发明的有益效果为提高金霉素产量的同时减少了硫酸铵的添加量，从而降低发酵结束硫酸根离子的浓度，减少后续生产污水的处理难度。
Description
技术领域
本发明属于抗生素生产技术领域，具体涉及一种提高金霉素产量的培养基和利用该培养基生产金霉素的方法。
背景技术
金霉素是饲料添加常用的抗生素，具有抑菌、促生长、饲料利用率高及体内残留度低等优点。随着近年来人们对肉类品质要求的提高，畜牧养殖向规模化、集约化方向发展，国内外市场对药物饲料添加剂产品的需求日益增加，目前我国已经是世界上最大的金霉素生产国。
金霉素的生产是从金色链霉菌作为出发菌株，经过纯种培养、三级发酵、提取等步骤制备而成。但是金色链霉菌在发酵过程中不仅产生金霉素，还能够产生一定比例的四环素，其中氯离子是决定性因素，低浓度的氯离子会导致产物向四环素合成方向移动。
常规的金霉素发酵培养基中多使用硫酸铵作为无机氮源，其中的硫酸根在培养过程中并不能被消耗，酸性的硫酸根离子对环境危害大，需要在后续的生产污水处理环节去除。
因此如何既能促进金霉素合成，提高金霉素产量，同时又能减少后期生产污水处理难度是目前需要解决的问题。
发明内容
为了解决现有的技术问题，本发明提出一种提高金霉素产量的培养基和利用该培养基生产金霉素的方法，在提高金霉素产量的同时降低硫酸铵的使用量，从而减少生产污水中硫酸根离子的浓度。
为了实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：
一种提高金霉素产量的培养基，所述培养基每升溶液中包含花生饼粉20～25 g、黄豆饼粉6～15 g、玉米淀粉100～120 g、酵母粉1～5 g、淀粉酶0.1～0.5 g、0＜硫酸铵≤10 g、碳酸钙5～10 g、0＜三氯化铁≤2 g、0＜氯化钾≤2 g、硫酸镁 0.1～0.3 g、豆油 0.1～0.2 g；
所述培养基优化为每升溶液中包含花生饼粉20～25 g、黄豆饼粉6～15 g、玉米淀粉100～120 g、酵母粉1～5 g、淀粉酶0.1～0.5 g、硫酸铵4～6 g、碳酸钙5～10 g、三氯化铁0.25～1.25 g、氯化钾0.25～1.25 g、硫酸镁 0.1～0.3 g、豆油 0.1～0.2 g；
进一步优化，所述培养基为每升溶液中包含花生饼粉20 g、黄豆饼粉12 g、玉米淀粉120 g、酵母粉1.0 g、淀粉酶0.5 g、硫酸铵4.3 g、碳酸钙5.0 g、三氯化铁1.0g、氯化钾1.0g、硫酸镁 0.15 g、豆油 0.1 g。
基于一个总的发明构思，本发明还提出利用所述培养基生产金霉素的方法，主要包括以下步骤：
（1）配制培养基，121℃灭菌30分钟；待温度降至30-35℃，接入培养好的种子液；
（2）发酵过程中基质粘度控制在 1~35 秒，发酵罐压力0.01Mpa—0.04Mpa；发酵过程采用变温培养，菌丝生长温度为28-34 ℃，菌丝长好后将温度调至29±3 ℃直到发酵结束；当发酵液pH值降至5.7-6.0开始通氨，pH值控制范围5.9±0.5；
（3）当发酵液总糖浓度降至4.0 %（w/v）左右开始匀速流加补料，从而将总糖浓度控制在1 %-6.5 %（w/v）范围内；发酵总周期为90-124 小时；
（4）发酵结束后进行金霉素效价测定；发酵液中加入碳酸钙后，经过半框压滤，所得滤饼烘干制成产品。
上述步骤（3）中所述补料的培养基配方为每升溶液中包含玉米淀粉300～400 g、淀粉酶0.3～0.6 g、0＜氯化钠≤4 g、0＜硫酸铵≤6 g、碳酸钙3～5 g、0＜三氯化铁≤2.5g、0＜氯化钾≤2.5 g、玉米浆5～20 g、硫酸镁0.15～0.25 g、0＜氯化钙≤3 g、0＜泡敌≤1g；
所述补料的培养基配方优化为每升溶液中包含玉米淀粉300～400 g、淀粉酶0.3～0.6 g、氯化钠1～3.5 g、硫酸铵0.1～3 g、碳酸钙3～5 g、三氯化铁0.5～1.5 g、氯化钾0.5～1.5 g、玉米浆5～20 g、硫酸镁0.15～0.25 g、0＜氯化钙≤3 g、0＜泡敌≤1 g；
进一步优化，所述补料的培养基配方为每升溶液中包含玉米淀粉350 g、淀粉酶0.5 g、氯化钠1.25g、硫酸铵0.38 g、碳酸钙4.0 g、三氯化铁1.25g、氯化钾1.25g、玉米浆10g、硫酸镁0.2 g、氯化钙2.0 g、泡敌0.2 g。
通过采用本发明的技术方案，发酵结束金霉素产量提高了9.19 %，说明采用本发明技术方案可以提高金霉素产量。
在常规金霉素生产培养基中使用的氯离子来源为氯化钠，发明人发现，虽然氯离子可以促进金霉素合成，但是较高的钠离子浓度会抑制胞内金霉素的排出，最终影响金霉素的产量。本发明的技术方案用三氯化铁和氯化钾组合代替常规培养基中的氯化钠，提高氯离子浓度的同时降低钠离子浓度，使产物向金霉素方向移动，并促进金霉素从胞内排出；另一方面，添加三氯化铁和氯化钾之后，减少了发酵过程中菌种对硫酸铵的需求量，最终在提高金霉素产量的同时降低发酵液中硫酸根离子的浓度，减轻了后期生产污水处理的压力。
本发明的有益效果是通过采用添加三氯化铁和氯化钾组合的培养基，在提高金霉素产量的同时减少硫酸铵的添加量，从而降低发酵结束硫酸根离子的浓度，减少后续生产污水的处理难度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施例不构成对本发明的限制，基于本发明所做的任何可推导替换和变换，均属于本发明包含的范围。
对比例
金霉素生产的常规培养基为每升培养基中包含花生饼粉20 g、黄豆饼粉12 g、玉米淀粉120 g、酵母粉1.0 g、淀粉酶0.5 g、硫酸铵6.7 g、碳酸钙5.0 g、氯化钠2.0 g、硫酸镁 0.15 g、豆油 0.1 g；
上述培养基使用前121℃灭菌30分钟；当培养基灭菌后温度降至32 ℃时，将培养好的种子液接入发酵罐；
发酵过程中基质粘度控制在 10秒左右，发酵罐压力0.05 Mpa；发酵过程采用变温培养，菌丝生长温度为32 ℃，菌丝长好后调温至29 ℃直至发酵结束；当发酵液pH值降至5.9开始通氨，发酵过程pH值控制范围5.9±0.5；发酵过程采用补料控糖的方式，当发酵液总糖浓度降至4.0 %（w/v）左右开始匀速流加补料，从而将总糖浓度控制在1 %-6.5 %（w/v）范围内；发酵总周期110小时；
所述补料的培养基配方为：每升培养基中包含玉米淀粉350 g、淀粉酶0.5 g、氯化钠3.8g、硫酸铵2.5 g、碳酸钙4.0 g、玉米浆10 g、硫酸镁0.2 g、氯化钙2.0 g、泡敌0.2 g。
发酵结束进行效价测定；发酵液进入提取车间，加入碳酸钙搅拌均匀后，将发酵液送至半框工序进行压滤，所得滤饼烘干制成产品。
实施例1
配制发酵培养基，其中每升培养基中包含花生饼粉20 g、黄豆饼粉12 g、玉米淀粉120 g、酵母粉1.0 g、淀粉酶0.5 g、硫酸铵5.7 g、碳酸钙5.0 g、三氯化铁0.25g、氯化钾0.25g、氯化钠1.5g、硫酸镁 0.15 g、豆油 0.1 g；培养基使用前121℃灭菌30分钟；
金霉素生产方法与对照例相同，具体发酵步骤参照对照例；
其中，所用补料的培养基配方为：每升培养基中包含玉米淀粉350 g、淀粉酶0.5g、氯化钠3.15g、硫酸铵2.13 g、碳酸钙4.0 g、三氯化铁0.75g、氯化钾0.75g、玉米浆10 g、硫酸镁0.2 g、氯化钙2.0 g、泡敌0.2 g。
发酵结束进行效价测定；发酵液进入提取车间，加入碳酸钙搅拌均匀后，将发酵液送至半框工序进行压滤，所得滤饼烘干制成产品。
实施例1和对照例金霉素效价对比见表1
表1 实施例1与对照例金霉素效价对比
| 项目 | 金霉素发酵水平（U/ml） | 发酵总亿（十亿） |
| 实施例 | 19950 | 989 |
| 对照例 | 21210 | 1086 |
实施例2
配制发酵培养基，其中每升培养基中包含花生饼粉20 g、黄豆饼粉12 g、玉米淀粉120 g、酵母粉1.0 g、淀粉酶0.5 g、硫酸铵5.1 g、碳酸钙5.0 g、三氯化铁0.5g、氯化钾0.5g、氯化钠1.0g、硫酸镁 0.15 g、豆油 0.1 g；培养基使用前121℃灭菌30分钟；
金霉素生产方法与对照例相同，具体发酵步骤参照对照例；
其中，所用补料的培养基配方为：每升培养基中包含玉米淀粉350 g、淀粉酶0.5g、氯化钠2.52g、硫酸铵1.38 g、碳酸钙4.0 g、三氯化铁1.0g、氯化钾1.0g、玉米浆10 g、硫酸镁0.2 g、氯化钙2.0 g、泡敌0.2 g。
发酵结束进行效价测定；发酵液进入提取车间，加入碳酸钙搅拌均匀后，将发酵液送至半框工序进行压滤，所得滤饼烘干制成产品。
实施例2和对照例金霉素效价对比见表2
表2实施例2与对照例金霉素效价对比
| 项目 | 金霉素发酵水平（U/ml） | 发酵总亿（十亿） |
| 实施例 | 19250 | 968 |
| 对照例 | 20210 | 986 |
实施例3
配制发酵培养基，其中每升培养基中包含花生饼粉20 g、黄豆饼粉12 g、玉米淀粉120 g、酵母粉1.0 g、淀粉酶0.5 g、硫酸铵4.3 g、碳酸钙5.0 g、三氯化铁1.0g、氯化钾1.0g、硫酸镁 0.15 g、豆油 0.1 g；使用前121 ℃灭菌30分钟；
金霉素生产方法与对照例相同，具体发酵步骤参照对照例；
其中，所用补料的培养基配方为：每升培养基中包含玉米淀粉350 g、淀粉酶0.5g、氯化钠1.25g、硫酸铵0.38 g、碳酸钙4.0 g、三氯化铁1.25g、氯化钾1.25g、玉米浆10 g、硫酸镁0.2 g、氯化钙2.0 g、泡敌0.2 g。
发酵结束进行效价测定；发酵液进入提取车间，加入碳酸钙搅拌均匀后，将发酵液送至半框工序进行压滤，所得滤饼烘干制成产品。
实施例3和对照例金霉素效价对比见表3
表3实施例3与对照例金霉素效价对比
| 项目 | 金霉素发酵水平（U/ml） | 发酵总亿（十亿） |
| 实施例 | 24250 | 1300 |
| 对照例 | 22210 | 1140 |
从表1-3的结果可以看出，采用实施例3的技术方案，发酵结束金霉素效价高于对照例的金霉素效价，金霉素产量提高9.19 %。说明采用本发明技术方案可以提高金霉素产量。
Claims (3)
1.一种生产金霉素的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）配制培养基，所述培养基为液体培养基，每升溶液中包含花生饼粉20 g、黄豆饼粉12 g、玉米淀粉120g、酵母粉1.0g、淀粉酶0.5g、硫酸铵4.3g、碳酸钙5.0g、三氯化铁1.0g、氯化钾1.0g、硫酸镁 0.15g、豆油 0.1g，121℃灭菌30分钟；待温度降至30-35℃，接入培养好的种子液；
（2）发酵过程的基质粘度控制在 1~35 秒，发酵罐压力0.01Mpa—0.04Mpa；发酵中菌丝生长温度控制在28-34 ℃，菌丝长好后温度调至29±3 ℃；当发酵液pH值降至5.7-6.0开始通氨，发酵过程pH值控制范围5.9±0.5；
（3）当发酵液总糖浓度降至4.0%（w/v）开始匀速流加补料，所述补料的培养基配方为每升溶液中玉米淀粉300～400g、淀粉酶0.3～0.6g、0＜氯化钠≤4g、0＜硫酸铵≤6g、碳酸钙3～5g、0＜三氯化铁≤2.5g、0＜氯化钾≤2.5g、玉米浆5～20g、硫酸镁0.15～0.25g、0＜氯化钙≤3g、0＜泡敌≤1g将总糖浓度控制在1%-6.5%（w/v）范围内；发酵总周期为90-124 小时；
（4）发酵结束测定金霉素效价；在发酵液中添加碳酸钙后，经过半框压滤，所得滤饼烘干制成产品。
2.如权利要求1所述生产金霉素的方法，其特征在于：所述补料的培养基配方为每升溶液中玉米淀粉300～400 g、淀粉酶0.3～0.6 g、氯化钠1～3.5 g、硫酸铵0.1～3 g、碳酸钙3～5 g、三氯化铁0.5～1.5g、氯化钾0.5～1.5 g、玉米浆5～20 g、硫酸镁0.15～0.25 g、0＜氯化钙≤3 g、0＜泡敌≤1 g。
3.如权利要求1所述生产金霉素的方法，其特征在于：所述补料的培养基配方为每升溶液中玉米淀粉350g、淀粉酶0.5g、氯化钠1.25g、硫酸铵0.38g、碳酸钙4.0g、三氯化铁1.25g、氯化钾1.25g、玉米浆10 g、硫酸镁0.2 g、氯化钙2.0 g、泡敌0.2 g。
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