CN110846362A - 硫酸新霉素发酵清洁生产方法 - Google Patents

硫酸新霉素发酵清洁生产方法 Download PDF

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Abstract

一种硫酸新霉素发酵清洁生产方法，该方法包括以下步骤：步骤1：制得斜面孢子悬浮液；步骤2：制得种子液；步骤3：制得发酵液，发酵过程中通过补加补料培养基及硫酸铵，使新霉素的积累量达到发酵终点要求后终止发酵，制得发酵液，其中，发酵基础培养基包括2‑10% （W/V）的麦芽糊精，发酵基础培养基中不含有米粉、淀粉及α‑淀粉酶；补料培养基包括20‑45% （W/V）的麦芽糊精，补料培养基中不含有米粉、淀粉及及α‑淀粉酶；步骤4：将发酵液放入吸附罐，然后投入树脂对新霉素进行吸咐，即制得硫酸新霉素成品。本发明提供的硫酸新霉素发酵清洁生产方法，可以解决污染大、能耗高的问题，提高碳源类物质的利用率，实现清洁生产。

Description

硫酸新霉素发酵清洁生产方法
技术领域
本发明涉及生物发酵技术领域，尤其是一种硫酸新霉素发酵清洁生产方法。
背景技术
硫酸新霉素发酵生产中大量使用米粉、淀粉作为发酵碳源，尤其是粮食类原料米粉，虽然营养成分比较丰富，糖类物质占比70-80％，蛋白质及氨基酸占比约10％，但是其粒度较大且不溶于水，微生物菌种利用率低；同时硫酸新霉素生产主要追求发酵水平的提高，大量补加米粉及淀粉水解糖液，很少考虑糖类物质的单耗及其转化率，发酵结束时其残留较多，造成主要污染物指标居高不下，从而导致污水处理压力大、处理成本高。
发酵基础培养基、补料培养基使用米粉、淀粉后，由于固形物含量高，为保证培养基无菌，只能采取实消的灭菌方式，蒸汽使用量较连消灭菌方式大，能耗高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种硫酸新霉素发酵清洁生产方法，可以解决污染大、能耗高的问题，提高碳源类物质的利用率，降低其物料单耗，进而提高发酵单位水平，同时降低生产过程中能耗用量，发酵结束时氨氮排放浓度降低25％左右，实现清洁生产。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种硫酸新霉素发酵清洁生产方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：将沙土孢子接种至斜面，于28±1℃，4～8天培养后制得斜面孢子悬浮液；
步骤2：将斜面孢子悬浮液接入到装有种子培养基的种子罐中，培养35～40h得到种子液；
步骤3：将种子液接入到装有发酵基础培养基的发酵罐中，发酵150～180h得到发酵液，发酵过程中通过补加补料培养基及硫酸铵，使新霉素的积累量达到发酵终点要求后终止发酵，制得发酵液，
其中，发酵基础培养基包括2-10％(W/V)的麦芽糊精，发酵基础培养基中不含有米粉及α-淀粉酶；
麦芽糊精替代米粉及α-淀粉酶后，发酵基础培养基的配方比例变化如表1所示：
表1
补料培养基包括20-45％W/V的麦芽糊精，补料培养基中不含有米粉、淀粉及及α-淀粉酶；
麦芽糊精替代米粉、淀粉及α-淀粉酶后，补料培养基的配方比例变化如表1所示：
表2
Figure BDA0002289555050000022
Figure BDA0002289555050000031
步骤4：将发酵液放入吸附罐，然后投入树脂对新霉素进行吸咐，即制得硫酸新霉素成品。
优选地，步骤3中，发酵基础培养基包括5％(W/V)的麦芽糊精。
优选地，步骤3中，补料培养基包括35％(W/V)的麦芽糊精。
本发明提供的硫酸新霉素发酵清洁生产方法，有益效果如下：
1、培养基使用麦芽糊精替代米粉、淀粉，由于前者含有较多的单糖和二糖，因此容易被微生物利用；特别是在发酵中后期，菌体自身分泌淀粉酶降低的情况下，仍然能够保证新霉素合成代谢需要，因而主要碳源物质单耗降低，降低幅度为10.77％，达到“物尽其用”的目的，如表3所示
50T发酵罐清洁生产工艺情况与现有工艺情况对比如表3所示：
表3
Figure BDA0002289555050000032
2、平均发酵水平提高4.56％，单罐发酵液平均产量提高10.86％，提高了劳动生产效率；在生产周期不变的情况下，单位能耗水平随之降低。
3、发酵结束时，发酵液中氨氮指标比较稳定，其平均水平较现行工艺大幅下降25.03％，缓解了企业的环保压力，降低了污染物处理成本。
4、成品质量稳定，所有指标达到或优于新霉素EP9.0药典标准(表4)
表4
Figure BDA0002289555050000041
5、能耗成本下降明显：硫酸新霉素传统生产工艺中大量使用米粉，虽然经过粉碎和过筛，但其粒度仍然较大且不溶于水，为保证培养基无菌，只能采用实消的灭菌方式灭菌，蒸汽使用量大，成本高。清洁生产工艺使用麦芽糊精替代米粉后，由于前者易容易水，培养基中固形物含量降低明显，因此采用连消的灭菌方式，节约30％左右的蒸汽用量。
6、培养基物料数量减少，降低了配料出现差错的风险；配制过程中不需要进行保温液化，简化了配料的过程，同时大幅度降低了粉尘污染，提高了配料的效率。
7、麦芽糊精作为工业化产品，其质量有明确的国家标准，质量较农副产品米粉更加容易控制，有利于生产稳定。
具体实施方式
实施例一
一种硫酸新霉素发酵清洁生产方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：将沙土孢子接种至斜面，于28±1℃，4～8天培养后制得斜面孢子悬浮液；
步骤2：将斜面孢子悬浮液接入到装有种子培养基的种子罐中，培养35～40h得到种子液；
步骤3：将种子液接入到装有发酵基础培养基的发酵罐中，发酵150～180h得到发酵液，发酵过程中通过补加补料培养基及硫酸铵，使新霉素的积累量达到发酵终点要求后终止发酵，制得发酵液，
其中，发酵基础培养基包括2％(W/V)的麦芽糊精，发酵基础培养基中不含有米粉及α-淀粉酶；
补料培养基包括20％(W/V)的麦芽糊精，补料培养基中不含有米粉、淀粉及及α-淀粉酶；
步骤4：将发酵液放入吸附罐，然后投入树脂对新霉素进行吸咐，即制得硫酸新霉素成品。
麦芽糊精替代米粉及α-淀粉酶后，发酵基础培养基的配方比例变化如表5所示：
表5
原材料种类 本发明配方％(W/V)
麦芽糊精 2.0
口服糖 1.0
玉米浆 0.1
硫酸铵 0.3
氯化钠 0.3
碳酸钙 0.3
磷酸二氢钾 0.01
磷酸氢二钠 0.02
黄豆饼粉 2.0
硅油 0
麦芽糊精替代米粉、淀粉及α-淀粉酶后，补料培养基的配方比例变化如表6所示：
表6
原材料种类 本发明配方％(W/V)
麦芽糊精 20.0
黄豆饼粉 0
花生饼粉 1.4
酵母粉 1.0
碳酸钙 1.0
磷酸二氢钾 0.1
磷酸氢二钠 0.02
硅油 0.1
按照上述配方发酵制得的新霉素质量情况如下表7所示：
表7
Figure BDA0002289555050000061
鉴别项检测结果，呈正反应用“+”表示。
由上表可知，生产出的新霉素质量合格。
实施例二
一种硫酸新霉素发酵清洁生产方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：将沙土孢子接种至斜面，于28±1℃，4～8天培养后制得斜面孢子悬浮液；
步骤2：将斜面孢子悬浮液接入到装有种子培养基的种子罐中，培养35～40h得到种子液；
步骤3：将种子液接入到装有发酵基础培养基的发酵罐中，发酵150～180h得到发酵液，发酵过程中通过补加补料培养基及硫酸铵，使新霉素的积累量达到发酵终点要求后终止发酵，制得发酵液，
其中，发酵基础培养基包括5％(W/V)的麦芽糊精，发酵基础培养基中不含有米粉及α-淀粉酶；
补料培养基包括35％(W/V)的麦芽糊精，补料培养基中不含有米粉、淀粉及及α-淀粉酶；
步骤4：将发酵液放入吸附罐，然后投入树脂对新霉素进行吸咐，即制得硫酸新霉素成品。
麦芽糊精替代米粉及α-淀粉酶后，发酵基础培养基的配方比例变化如表8所示：
表8
原材料种类 本发明配方％(W/V)
麦芽糊精 5.0
口服糖 2.0
玉米浆 0.4
硫酸铵 0.9
氯化钠 0.6
碳酸钙 0.6
磷酸二氢钾 0.05
磷酸氢二钠 0.10
黄豆饼粉 5.0
硅油 0.3
麦芽糊精替代米粉、淀粉及α-淀粉酶后，补料培养基的配方比例变化如表9所示：
表9
原材料种类 本发明配方％(W/V)
麦芽糊精 35.0
黄豆饼粉 0.5
花生饼粉 2.0
酵母粉 2.0
碳酸钙 1.5
磷酸二氢钾 0.5
磷酸氢二钠 0.08
硅油 0.5
按照上述配方发酵制得的新霉素质量情况如下表10所示：
表10
Figure BDA0002289555050000081
鉴别项检测结果，呈正反应用“+”表示。
由上表可知，生产出的新霉素质量合格。
实施例三
一种硫酸新霉素发酵清洁生产方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：将沙土孢子接种至斜面，于28±1℃，4～8天培养后制得斜面孢子悬浮液；
步骤2：将斜面孢子悬浮液接入到装有种子培养基的种子罐中，培养35～40h得到种子液；
步骤3：将种子液接入到装有发酵基础培养基的发酵罐中，发酵150～180h得到发酵液，发酵过程中通过补加补料培养基及硫酸铵，使新霉素的积累量达到发酵终点要求后终止发酵，制得发酵液，
其中，发酵基础培养基包括10％(W/V)的麦芽糊精，发酵基础培养基中不含有米粉及α-淀粉酶；
补料培养基包括45％(W/V)的麦芽糊精，补料培养基中不含有米粉、淀粉及及α-淀粉酶；
步骤4：将发酵液放入吸附罐，然后投入树脂对新霉素进行吸咐，即制得硫酸新霉素成品。
麦芽糊精替代米粉及α-淀粉酶后，发酵基础培养基的配方比例变化如表11所示：
表11
Figure BDA0002289555050000082
Figure BDA0002289555050000091
麦芽糊精替代米粉、淀粉及α-淀粉酶后，补料培养基的配方比例变化如表12所示：
表12
原材料种类 本发明配方％(W/V)
麦芽糊精 45.0
黄豆饼粉 0.3
花生饼粉 1.8
酵母粉 1.5
碳酸钙 1.2
磷酸二氢钾 0.3
磷酸氢二钠 0.05
硅油 0.3
按照上述配方发酵制得的新霉素质量情况如下表13所示：
表13
鉴别项检测结果，呈正反应用“+”表示。
由上表可知，生产出的新霉素质量合格。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种硫酸新霉素发酵清洁生产方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤1：将沙土孢子接种至斜面，于28±1℃，4～8天培养后制得斜面孢子悬浮液；
步骤2：将斜面孢子悬浮液接入到装有种子培养基的种子罐中，培养35～40h得到种子液；
步骤3：将种子液接入到装有发酵基础培养基的发酵罐中，发酵150～180h得到发酵液，发酵过程中通过补加补料培养基及硫酸铵，使新霉素的积累量达到发酵终点要求后终止发酵，制得发酵液，
其中，发酵基础培养基包括2-10% W/V的麦芽糊精，发酵基础培养基中不含有米粉及α-淀粉酶；
补料培养基包括20-45% W/V的麦芽糊精，补料培养基中不含有米粉、淀粉及及α-淀粉酶；
步骤4：将发酵液放入吸附罐，然后投入树脂对新霉素进行吸咐，制得硫酸新霉素成品。
2.根据权利要求1所述的硫酸新霉素发酵清洁生产方法，其特征在于：步骤3中，发酵基础培养基包括5% W/V的麦芽糊精。
3.根据权利要求1所述的硫酸新霉素发酵清洁生产方法，其特征在于：步骤3中，补料培养基包括35% W/V的麦芽糊精。
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