CS240342B1 - Sposob fermentačnej výroby tylozínu - Google Patents

Abstract

Riešenie sa týká nového sposobu riadenia fermentačnej výroby tylozínu podía Teologických charakteristik fermentačnej půdy pri aeróbnej kultivácii vysokoprodukčného mikroorganismu Streptomyces fradiae, za intenzívneho miešania v živnej půdě ob· sahujúcej zdroje asimilovatefného dusíka, uhlíka a fosforu a za kontinuálneho alebo semikontinuálneho dávkovania živin a zriedovacieho roztoku. V produkčnej fáze sa kontinuálně alebo semikontinuláne pridávajú NH4+ a NO3- ióny v takom množstve, aby sa udržala koncentrácia amoniakálneho dusíka v rozmedzí 0,02—0,3 % a za účelom udržania optimálnej viskozity sa přidává kontinuálně alebo semikontinuálne sterilná voda a vpriebehu celej kultivácie sa udržuje pH v rozmedzí 6,7—7,1.

Description

Vynález sa týká spósobu riadeniá výroby tylozínu podlá Teologických charakteristik fermentačnej pódy pri aeróbnej kultivácii vysokoprodukčného mikroorganizmu Streptomyces fradiae, za intenzívneho miešania v živnej póde obsahujúcej zdroje asimilovatelného dusíka, uhlíka a fosforu, minerálnych či živných solí, za kontinuálneho alebo semikontinuálneho dávkovania živin a zrieďovacieho roztoku v produkčnej fáze fermentácie.

Zvýšenie priemyselnej výroby tylozínu je možné dosiahnuť zvýšením výrobnej kapacity, alebo zvyšováním produkcie pri jeho biosyntéze. Druhý spůsob nevyžaduje na rozdiel od prvého velké investičně náklady. Je založený na lepšej produkčně) schopnosti kmeňa používaného pre biosyntézu, alebo na lepších fermentačných podmienkach, ktoré sa zabezpečujú dokonalejším riadením fermentácie. Z týchto dovodov sa pomocou mutagénov získavajú nové mutanty mikroorganizmu Streptomyces fradiae a vypracovávají! sa nové sposoby biosyntézy tylozínu. K základným podmienkam pre vysoko produkčnú fermentáciu patria — množstvo a vzájomný poměr živin vo fermentačnej půdě, udržovanie niektorých fyzikálnych, chemických a biochemických veličin na optimálně] úrovni, vzdušnenie a miešanie fermentačného média a pod. V praxi sa často stává, že z technických alebo iných dóvodov nie je možné změnit niektoré podmienky pre optimálny priebeh biosyntézy. Takým neměnným faktorom móže byť například intenzita miešania fermentačnej pódy.

V poslednom období v důsledku energetickej krízy je snaha predlžovať dobu kultivácie, aby sa znížil počet nasadzovaných fermentácií, čím sa ušetří na energiách a surovinách pri biosyntéze a pri chemickej izolácii do finálneho produktu. Z tohto důvodu pri vývoji dlhodobej fermentácie sledujúcej zvyšovanie výťažnosti směroval vývoj ku stále vyššej koncentrácii hlavných zložiek půdy. Zvyšovanie koncentrácie živin je však limitované tým, že nadměrný nárast biomasy sposobuje porušenie optima látkovej výměny. V takom případe dochádza v důsledku nedostatečného miešania k limitách kyslíkom. Limitujúcim faktorom může byť v niektorých prípadoch aj nepriaznivý vplyv zvýšeného osmotického tlaku.

Zvyšováním koncentrácie živin móže dójsť k prekročeniu hraničnej koncentrácie škodlivých faktorov u jednej alebo viacerých zložiek živného prostredia. Táto skutočnosť bola dokázaná aj u biosyntézy tylozínu, a to inhibícia produkcie antibiotika —NH4+ iónmi pri rýchlej spotrebe dusíkatých zdrojov (S. Omura: Control of ammonium ion level in antibiotic fermentation, Fifth Internattional Symposium on Actinomycetes Biology, Oaxtepec, Morelos, Mexico, August 16—19, 1982, Abstracts pp. 71 až 72).

Ak na začiatku kultivácie bola zvýšená koncentrácie —NH4⁺ iónov, dochádzalo pri fermentácií tylozínu kmeňom Streptomyces fradiae k nadměrnému rastu biomasy v produkčnej fáze a tým k limitách kyslíkom. Zároveň sa znížila produkcia tylozínu v živnom médiu,

Zistili sine, že nadměrnému nárastu biomasy, a tým vysokej viskozitě možno zabránit tak, že po ukončení rastovej fázy sa do živného prostredia kontinuálně alebo semikonttinuálne dávkuje sterilná voda. Tým sa udržuje viskozita, pri ktorej nedochádža k limitách kyslíkom. Zároveň sa vytvárajú podmienky pře kontinuálně alebo' semlkontinuálne pridávanie — NH4⁺ iónov a —NO3“ iónov v produkčnej fáze fermentácie. Dávkováním —NH4+ a —NO3- iónov, ktoré sa využívajú pri. metabolizme a kontinuálnym alebo semikontinuálnym udržováním pH v v rozmedzí hodnůt 6,8—7,1 sa udržuje dobrý fyziologický stav kultúry.

Udržovanie optimálnej viskozity a optimálneho pH a dávkovanie —NHi⁺ a —NO3 iónov v produkčnej časti fermentácie vedie nielen k vysokej výťažnosti tylozínu, ale aj k potlačeniu tvorby desmykozínu a dalších rozkladných produktov tylozínu.

P r i k 1 ad 1

Fermentácia v laboratórnych fermentačných tankoch.

Vegetativně inokulum bolo připravené submerzne v 500 ml varných bankách plněných 60 ml inokulačnej pódy (kukuřičný extrakt, kvasničný extrakt, sójová múka, sójový olej a CaC03j. Živná póda po vysterilizovaní bola naočkovaná klučkou spor zo šikmého agaru a inkubovaná na rotačnom trepacom stroji 48 hodin. Takto připraveným vegetatívnym inokulom bol naočkovaný laboratórny fermentor s vysterilizovanou živnou pódou rovnakého zloženia, ako bola použitá v 500 ml varných baničkách. Laboratórny fermentor o celkovom objeme 20 1 bol plněný 10 1 živnej pódy. Kultivácia prebiehala pri teplote 29 °C, za vzdušnenia 6 1 sterilného vzduchu/min. Nárast vegetativneho inokula v laboratórnom fermentore trval 28 hodin.

Připraveným inokulom bolo naočkované 10 1 produkčnej půdy v laboratórnom fermentore o celkovom obsahu 20 1. Produkčná podá obsahovala repnú melasu, sójový olej, rybiu múku, kukuričnú múku, kukuřičný glutén, anorganické soli a CaCOí. Fermentácia prebiehala 9 dní za dodržania kultivačnej teploty 28 °C a s prídavkom vzduchu do 40. hodiny kultivácie 6 1/min. a od 40. hodiny kultivácie 8 1/min.

Za 9 dní sa dosiahla produkcia 5 500 mcg na mililiter.

Příklad 2

Fermentácia v laboratórnych fermentačných tankoch s reguláciou podmienok fermentácie

Vegetativně ínokulum bolo připravené submerzne v 500 ml varných baničkách plněných 60 ml inokulačnej půdy (kukuřičný extrakt, kvasničný extrakt, sójová múka, sójový olej a CaCO3). Živná póda po vysterilizovaní bola naočkovaná Mučkou spór zo šikmého agaru a inkubovaná na rotačnom trepacom stroji 48 hodin. Takto připraveným vegetatívnym inokulom bol naočkovaný laboratórny fermeníor s vysterllizovanou živnou pódou rovnakého zloženia, ako bola použitá v 500 ml varných baničkách. Laboratórny fermentor o celkovom objeme 20 1 bol plněný 10 1 živnej pódy. Kultivácia prebiehala pri teplote 29 °G, za vzdušnenia 6 1 za minutu. Nárast vegetatívneho inokula trval 28 hodin.

Připraveným inokulom boli naočkované laboratorně fermentory o objeme 20 1 plnene 10 1 živnej pódy. Živná póda obsahovala repnú melasu, sójový olej, rybiu múku, kukuričnú múku, kukuřičný glutén, anorganické soli a CaCO3. Ferihentácia prebiehala 9 dní pri kultivačnej teplote 28 °C a s prídavkom sterilného-vzduchu od 0. do 40. hodiny kultivácie 6 Ι/min a od 40. h. k. do konca fermentácie 8 1/min.

Od 50. hodiny až do konca kultivácie sa přidávala semikontinuálne sterilná voda a to v množstve 0,1 % za hodinu a od 80. hodiny kultivácie do konca kultivácie sa přidával 25 % roztok NH4NO3 a to v množstve 0,01 % za hodinu. V priebehu kultivácie sa udržovalo pH v rozmedzí 6,8-6,9.

Vo fermentácii prebiehajúcej za uvedených podmienok 9 dní sa dosiahla produkcia 7 500 mcg/ml.

Claims (1)

1. Sposob fermentačnej výroby tylozínu pri aeróbnej kultivácii vysokoprodukčných mutantov mikroorganizmu Streptomyces fradiae za intenzívneho miešania, v živnej pode obsahujúcej zdroje asimilovaterného uhlíka, dusíka a fosforu a minerálně živné soli, vyznačujúci sa tým, že v priebehu kultivácie sa kontinuálně alebo semikontinuálne udržuje pH v rozmedzí 6,7—7,1, s výhoVYNALEZU dou 6,8—7,0, v produkčnej fáze sa kontinuálně alebo semikontinuálne pridávajú —NH4⁺ a —NO3~ ióny v takom množstve, aby sa udržala koncentrácia amoniakálneho dusíka v rozmedzí 0,02—0,30 % s výhodou 0,03—0,20% a za účelom udržania optimálnej viskozity sa přidává kontinuálně alebo semikontinuálne sterilná voda a to od ukončenia rastovej fázy.