一種利用弗氏鏈霉菌發(fā)酵生產(chǎn)新霉素的培養(yǎng)基的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用弗氏鏈霉菌發(fā)酵生產(chǎn)新霉素的培養(yǎng)基，包括種子培養(yǎng)基及發(fā)酵培養(yǎng)基，該培養(yǎng)基中添加了大豆蛋白胨、生物魚粉、黃米粉、乳酸鋅、鉬酸銨等物質(zhì)，有利于菌種生長代謝，有利于提高發(fā)酵起步效價(jià)，延緩菌絲衰老速度，提高新霉素菌種產(chǎn)素能力，縮短發(fā)酵周期，降低發(fā)酵成本，實(shí)現(xiàn)新霉素高效的生產(chǎn)。
【專利說明】
一種利用弗氏鏈霉菌發(fā)酵生產(chǎn)新霉素的培養(yǎng)基
技術(shù)領(lǐng)域
[000?]本發(fā)明屬于發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種利用弗氏鏈霉菌(Streptomycesfradiae)發(fā)酵生產(chǎn)新霉素的培養(yǎng)基。
【背景技術(shù)】
[0002]新霉素(Neomycin)是首個(gè)被發(fā)現(xiàn)的2-D0S(2_脫氧鏈霉胺)氨基糖苷類抗生素，它是1949年Waksman等從新霉素鏈霉菌(Streptomyces fradiae)代謝產(chǎn)物中分離得到的混合物，含有A、B、C二種成分，主要為B、C?；瘜W(xué)名稱:2_脫氧-4-0-(2，6_二氛基_2，6_二脫氧-α-D-吡喃葡萄糖基)-5-0-[3-0-(2，6-二氨基-2，6-二脫氧-0-1^-吡喃艾杜糖基)-0-0-呋喃核糖基]-D-鏈霉胺硫酸鹽。
[0003]硫酸新霉素對(duì)革蘭氏陰性菌和部分革蘭氏陽性菌有強(qiáng)效殺菌作用。對(duì)放線菌、鉤端螺旋體、阿米巴原蟲有抑制作用。在堿性溶液中抗菌作用較強(qiáng)。臨床上主要用于腸道感染、皮膚感染、五官科疾病的治療和腹部手術(shù)前的消毒等。硫酸新霉素作獸藥可用于動(dòng)物胃腸道感染，新霉素能高飼料的利用率，促進(jìn)禽畜生長，因此，硫酸新霉素在畜牧業(yè)上應(yīng)用更廣泛。
[0004]目前，國內(nèi)新霉素的發(fā)酵生產(chǎn)采用二級(jí)發(fā)酵模式，存在的主要問題有以下幾點(diǎn):
I傳統(tǒng)發(fā)酵培養(yǎng)基中，用花生餅粉作遲效氮源，受產(chǎn)地、加工工藝影響，原材料質(zhì)量波動(dòng)大，影響發(fā)酵產(chǎn)素水平。
[0005]2發(fā)酵原材料成本高。傳統(tǒng)發(fā)酵培養(yǎng)基中，采用燦米粉作碳源，而燦米粉產(chǎn)自南方早稻，產(chǎn)量少，資源有限，導(dǎo)致原材料價(jià)格高，生產(chǎn)成本較高。
[0006]3發(fā)酵周期長，一般在240h左右，導(dǎo)致能耗較高，增加了生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種有效提高產(chǎn)素水平，縮短發(fā)酵周期，降低生產(chǎn)成本的利用弗氏鏈霉菌發(fā)酵生產(chǎn)新霉素的培養(yǎng)基。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的所采取的技術(shù)方案為:
一種利用弗氏鏈霉菌發(fā)酵生產(chǎn)新霉素的培養(yǎng)基，其特征在于包括種子培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基，其中所述種子培養(yǎng)基組成為:可溶解淀粉25?30g/L、大豆蛋白胨12g/L、黃米粉6?8g/L、生物魚粉3?5g/L、玉米漿3g/L、酵母粉6g/L、玉米粉20 g/L、葡萄糖20g/L、(NH4) 2S049g/L、輕質(zhì)碳酸 |i56g/L;
所述發(fā)酵培養(yǎng)基組成為:黃豆餅粉llg/L、大豆蛋白胨13g/L、黃米粉60?70g/L、玉米漿4g/L、酵母粉8.8g/L、玉米粉20g/L、可溶性淀粉22?26g/L、(NH4)2S04 5.5g/L、輕質(zhì)碳酸鈣4g/L,KH2PO4 4.4g/L、NaCL4g/L、鉬酸銨0.04?0.08g/L、乳酸鋅0.02?0.06g/L、耐高溫α-淀粉酶0.05?0.09g/L、聚醚改性硅0.008?0.012g/L。
[0009]所述種子培養(yǎng)基滅菌后的質(zhì)量要求為:氨基氮60?80mg/100ml、總糖3.2?3.5g/100ml、pH6.2?7.5。
[0010]所述發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌后的質(zhì)量要求為:氨基氮60?1201^/1001111、總糖3.0?4.(^/100ml、pH6.5?7.5。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在:
I本發(fā)明確認(rèn)了利用弗氏鏈霉菌發(fā)酵生產(chǎn)新霉素的種子培養(yǎng)基的碳源、氮源最佳配伍比例。
[0012]2本發(fā)明種子培養(yǎng)基中使用了生物魚粉，富含賴氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸，提高菌種活力，促進(jìn)菌絲生長和代謝，提高種子液質(zhì)量，進(jìn)而有效提高發(fā)酵單位。
[0013]3本發(fā)明確認(rèn)了利用弗氏鏈霉菌發(fā)酵生產(chǎn)新霉素的發(fā)酵罐培養(yǎng)基的碳源、氮源最佳配伍比例，且培養(yǎng)基中使用了大豆蛋白胨，該大豆蛋白胨中富含氨基酸，尤其含有頡氨酸、色氨酸，有利于新霉素生物合成，提高發(fā)酵產(chǎn)素能力。
[0014]4本發(fā)明種子、發(fā)酵培養(yǎng)基中使用了黃米粉，富含蛋白、維生素、微量元素，有利菌絲生長和產(chǎn)素能力提高，而且資源豐富，價(jià)格低廉，作發(fā)酵原材料，生產(chǎn)成本較小。
[0015]5采用本發(fā)明的培養(yǎng)基生產(chǎn)新霉素，最終使得新霉素發(fā)酵單位(發(fā)酵罐186m3)達(dá)到31060u/ml以上，同國內(nèi)技術(shù)相比，發(fā)酵單位提高了8.5%以上;發(fā)酵周期控制在230h以內(nèi)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面用實(shí)例予以說明本發(fā)明，應(yīng)該理解的是，實(shí)例是用于說明本發(fā)明而不是對(duì)本發(fā)明的限制。本發(fā)明的范圍與核心內(nèi)容依據(jù)權(quán)利要求書加以確定。
[0017]下述實(shí)施例的菌種選用種子液的質(zhì)量要求為:菌體濃度35?40%、pH值6.8?7.6，移種比例為1:0.10?0.12(V/V)。
[0018]發(fā)酵培養(yǎng)工藝:
發(fā)酵溫度:35 ±0.5°C ;空氣流量1300-1800m3/h；攪拌轉(zhuǎn)速100_120r/min ；pH控制在6.5-6.8,菌體濃度 25-35%。
[0019]發(fā)酵補(bǔ)料工藝:
發(fā)酵pH6.5?6.8，糖濃度 1.0?3.0g/100ml，氛基氣30?60mg/100ml。
[0020]發(fā)酵培養(yǎng)結(jié)束要求:
新霉素發(fā)酵單位達(dá)到30000u/ml以上，發(fā)酵周期控制在180?230h。
[0021]下述實(shí)施例中，所述乳酸鋅質(zhì)量符合Q/LST001-2004標(biāo)準(zhǔn)，鉬酸銨質(zhì)量符合GB/T657-2011 標(biāo)準(zhǔn)。
[0022]實(shí)施例1
種子培養(yǎng):種子培養(yǎng)基有效體積2m3。
[0023]種子培養(yǎng)基:可溶解淀粉50kg、大豆蛋白胨24kg、黃米粉12kg、生物魚粉6kg、玉米楽6kg、酵母粉12kg、玉米粉40kg、葡萄糖40kg、(順4)2SO4 18kg、輕質(zhì)碳酸|丐12kg。
[0024]首先，將種子培養(yǎng)基121°C滅菌，保壓30分鐘，冷卻至25°C，用無菌空氣保壓，種子培養(yǎng)基滅菌后的質(zhì)量要求為:氨基氮64mg/100ml、總糖3.2g/100ml、pH6.9。然后在火焰保護(hù)下，將已經(jīng)培養(yǎng)好的弗氏鏈霉素母瓶發(fā)酵液按照0.1L的接種量接入種子培養(yǎng)基中進(jìn)行種子培養(yǎng)，種子培養(yǎng)條件為:罐壓0.03?0.05MPa ；罐溫35 ± 0.5 °C ;空氣流量180m3/h ；攪拌轉(zhuǎn)速160r/min。至菌體濃度25.2%、pH值6.6，培養(yǎng)時(shí)間36h移種。
[0025]發(fā)酵培養(yǎng):發(fā)酵培養(yǎng)基有效體積140m3。
[0026]黃豆餅粉1540kg、大豆蛋白胨1820kg、黃米粉8400kg、玉米楽560kg、酵母粉1232kg、玉米粉2800kg、可溶性淀粉3080kg、(NH4)2SO4 770kg、輕質(zhì)碳酸鈣560kg、KH2P〇4616kg、NaCL560kg、鉬酸錢5.61^、乳酸鋅2.81^、耐高溫€[-淀粉酶71^、聚醚改性娃1.12kg。發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌后的質(zhì)量要求為:氨基氮90mg/100ml、總糖3.7g/100ml、pH7.2。
[0027]發(fā)酵過程中，35± 0.5 °C ;空氣流量 1300-1800m3/h ；攪拌轉(zhuǎn)速 100_120r/min ； pH控制在6.5-6.8，菌體濃度25-35%。
[0028]發(fā)酵培養(yǎng)結(jié)束，新霉素發(fā)酵單位30620u/ml，發(fā)酵周期226h。
[0029]實(shí)施例2
種子培養(yǎng):種子培養(yǎng)基有效體積2m3。
[0030]種子培養(yǎng)基:可溶解淀粉54kg、大豆蛋白胨24kg、黃米粉14kg、生物魚粉8kg、玉米楽6kg、酵母粉12kg、玉米粉40kg、葡萄糖40kg、(順4)2SO4 18kg、輕質(zhì)碳酸|丐12kg。
[0031]首先，將種子培養(yǎng)基121°C滅菌，保壓30分鐘，冷卻至25°C，用無菌空氣保壓，種子培養(yǎng)基滅菌后的質(zhì)量要求為:氨基氮69mg/100ml、總糖3.4g/100ml、pH7.3。然后在火焰保護(hù)下，將已經(jīng)培養(yǎng)好的弗氏鏈霉素母瓶發(fā)酵液按照0.1L的接種量接入種子培養(yǎng)基中進(jìn)行種子培養(yǎng)，種子培養(yǎng)條件為:罐壓0.03?0.05MPa ；罐溫35 ± 0.5 °C ;空氣流量180m3/h ；攪拌轉(zhuǎn)速160r/min。至菌體濃度28.6%、pH值6.9，培養(yǎng)時(shí)間34h移種。
[0032]發(fā)酵培養(yǎng):發(fā)酵培養(yǎng)基有效體積140m3。
[0033]黃豆餅粉1540kg、大豆蛋白胨1820kg、黃米粉8680kg、玉米楽560kg、酵母粉1232kg、玉米粉2800kg、可溶性淀粉3220kg、(NH4)2S04 770kg、輕質(zhì)碳酸鈣560kg、KH2P046161^、他(^5601^、鉬酸錢7.01^、乳酸鋅4.21^、耐高溫€[-淀粉酶8.41^、聚醚改性娃1.26kg。發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌后的質(zhì)量要求為:氨基氮lOOmg/lOOml、總糖4.0g/100ml、pH6.5。
[0034]發(fā)酵過程中，35± 0.5 °C ;空氣流量 1300-1800m3/h ；攪拌轉(zhuǎn)速 100_120r/min ； pH控制在6.5-6.8，菌體濃度25-35%。
[0035]發(fā)酵培養(yǎng)結(jié)束，新霉素發(fā)酵單位30790u/ml，發(fā)酵周期222h。
[0036]實(shí)施例3
種子培養(yǎng):種子培養(yǎng)基有效體積2m3。
[0037]種子培養(yǎng)基:可溶解淀粉58kg、大豆蛋白胨24kg、黃米粉16kg、生物魚粉10kg、玉米楽6kg、酵母粉12kg、玉米粉40kg、葡萄糖40kg、(NH4)2SO4 18kg、輕質(zhì)碳酸|丐12kg。
[0038]首先，將種子培養(yǎng)基121°C滅菌，保壓30分鐘，冷卻至25°C，用無菌空氣保壓，種子培養(yǎng)基滅菌后的質(zhì)量要求為:氨基氮75mg/100ml、總糖3.5g/100ml、pH7.4。然后在火焰保護(hù)下，將已經(jīng)培養(yǎng)好的弗氏鏈霉素母瓶發(fā)酵液按照0.1L的接種量接入種子培養(yǎng)基中進(jìn)行種子培養(yǎng)，種子培養(yǎng)條件為:罐壓0.03?0.05MPa ；罐溫35 ± 0.5 °C ;空氣流量180m3/h ；攪拌轉(zhuǎn)速160r/min。至菌體濃度27.6%、pH值6.9，培養(yǎng)時(shí)間34h移種。
[0039]發(fā)酵培養(yǎng):發(fā)酵培養(yǎng)基有效體積140m3。
[0040]黃豆餅粉1540kg、大豆蛋白胨1820kg、黃米粉8960kg、玉米楽560kg、酵母粉1232kg、玉米粉2800kg、可溶性淀粉3360kg、(NH4)2S04 770kg、輕質(zhì)碳酸鈣560kg、KH2P04616kg、NaCL560kg、鉬酸錢8.4kg、乳酸鋅5.6kg、耐高溫α-淀粉酶9.8kg、聚醚改性娃1.40kg。發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌后的質(zhì)量要求為:氨基氮120mg/100ml、總糖3.5g/100ml、pH7。
[0041 ]發(fā)酵過程中，35 ± 0.5 °C ;空氣流量 1300-1800m3/h ；攪拌轉(zhuǎn)速 100_120r/min ； pH控制在6.5-6.8，菌體濃度25-35%。
[0042]發(fā)酵培養(yǎng)結(jié)束，新霉素發(fā)酵單位30310u/ml，發(fā)酵周期225h。
[0043]實(shí)施例4
種子培養(yǎng):種子培養(yǎng)基有效體積2m3。
[0044]種子培養(yǎng)基:可溶解淀粉60kg、大豆蛋白胨24kg、黃米粉14kg、生物魚粉8kg、玉米楽6kg、酵母粉12kg、玉米粉40kg、葡萄糖40kg、(順4)2SO4 18kg、輕質(zhì)碳酸|丐12kg。
[0045]首先，將種子培養(yǎng)基121°C滅菌，保壓30分鐘，冷卻至25°C，用無菌空氣保壓，種子培養(yǎng)基滅菌后的質(zhì)量要求為:氨基氮69mg/100ml、總糖3.4g/100ml、pH7.3。然后在火焰保護(hù)下，將已經(jīng)培養(yǎng)好的弗氏鏈霉素母瓶發(fā)酵液按照0.1L的接種量接入種子培養(yǎng)基中進(jìn)行種子培養(yǎng)，種子培養(yǎng)條件為:罐壓0.03?0.05MPa ；罐溫35 ± 0.5 °C ;空氣流量180m3/h ；攪拌轉(zhuǎn)速160r/min。至菌體濃度37.5%、pH值6.8，培養(yǎng)時(shí)間33h移種。
[0046]發(fā)酵培養(yǎng):發(fā)酵培養(yǎng)基有效體積140m3。
[0047]黃豆餅粉1540kg、大豆蛋白胨1820kg、黃米粉9520kg、玉米楽560kg、酵母粉1232kg、玉米粉2800kg、可溶性淀粉3500kg、(NH4)2S04 770kg、輕質(zhì)碳酸鈣560kg、KH2P04616kg、NaCL560kg、鉬酸錢9.8kg、乳酸鋅7.0kg、耐高溫α-淀粉酶11.2kg、聚醚改性娃1.54kg。發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌后的質(zhì)量要求為:氨基氮80mg/100ml、總糖4.0g/100ml、pH7.5。
[0048]發(fā)酵過程中，35± 0.5 °C ;空氣流量 1300-1800m3/h ；攪拌轉(zhuǎn)速 100_120r/min ； pH控制在6.5-6.8，菌體濃度25-35%。
[0049]發(fā)酵培養(yǎng)結(jié)束，新霉素發(fā)酵單位31920u/ml，發(fā)酵周期226h。
[0050]實(shí)施例5
種子培養(yǎng):種子培養(yǎng)基有效體積2m3。
[0051]種子培養(yǎng)基:可溶解淀粉60kg、大豆蛋白胨24kg、黃米粉14kg、生物魚粉8kg、玉米楽6kg、酵母粉12kg、玉米粉40kg、葡萄糖40kg、(NH4)2SO4 18kg、輕質(zhì)碳酸|丐12kg。
[0052]首先，將種子培養(yǎng)基121°C滅菌，保壓30分鐘，冷卻至25°C，用無菌空氣保壓，種子培養(yǎng)基滅菌后的質(zhì)量要求為:氨基氮71mg/100ml、總糖3.4g/100ml、pH7.4。然后在火焰保護(hù)下，將已經(jīng)培養(yǎng)好的弗氏鏈霉素母瓶發(fā)酵液按照0.1L的接種量接入種子培養(yǎng)基中進(jìn)行種子培養(yǎng)，種子培養(yǎng)條件為:罐壓0.03?0.05MPa ；罐溫35 ± 0.5 °C ;空氣流量180m3/h ；攪拌轉(zhuǎn)速160r/min。至菌體濃度39.6%、pH值6.9，培養(yǎng)時(shí)間35h移種。
[0053 ]發(fā)酵培養(yǎng):發(fā)酵培養(yǎng)基有效體積140m3。
[°°54] 黃豆餅粉1540kg、大豆蛋白胨1820kg、黃米粉9800kg、玉米楽560kg、酵母粉1232kg、玉米粉2800kg、可溶性淀粉3640kg、(NH4)2SO4 770kg、輕質(zhì)碳酸鈣560kg、KH2P〇4616kg、NaCL560kg、鉬酸錢11.2kg、乳酸鋅8.4kg、耐高溫α-淀粉酶12.6kg、聚醚改性娃1.68kg。發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌后的質(zhì)量要求為:氨基氮60mg/100ml、總糖3.0g/100ml、pH6.5。
[0055]發(fā)酵過程中，35± 0.5 °C ;空氣流量 1300-1800m3/h ；攪拌轉(zhuǎn)速 100_120r/min ； pH控制在6.5-6.8，菌體濃度25-35%。
[0056]發(fā)酵培養(yǎng)結(jié)束，新霉素發(fā)酵單位31660u/ml，發(fā)酵周期228h。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用弗氏鏈霉菌發(fā)酵生產(chǎn)新霉素的培養(yǎng)基，其特征在于包括種子培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基，其中所述種子培養(yǎng)基組成為:可溶解淀粉25?30g/L、大豆蛋白胨12g/L、黃米粉6?8g/L、生物魚粉3?5g/L、玉米漿3g/L、酵母粉6g/L、玉米粉20 g/L、葡萄糖20g/L、(NH4)2S049g/L、輕質(zhì)碳酸 |i56g/L; 所述發(fā)酵培養(yǎng)基組成為:黃豆餅粉llg/L、大豆蛋白胨13g/L、黃米粉60?70g/L、玉米漿4g/L、酵母粉8.8g/L、玉米粉20g/L、可溶性淀粉22?26g/L、(NH4)2S04 5.5g/L、輕質(zhì)碳酸鈣4g/L,KH2PO4 4.4g/L、NaCL4g/L、鉬酸銨0.04?0.08g/L、乳酸鋅0.02?0.06g/L、耐高溫α-淀粉酶0.05?0.09g/L、聚醚改性硅0.008?0.012g/L。2.按照權(quán)利要求1所述的利用弗氏鏈霉菌發(fā)酵生產(chǎn)新霉素的培養(yǎng)基，其特征在于所述種子培養(yǎng)基滅菌后的質(zhì)量要求為:氨基氮60?80mg/100ml、總糖3.2?3.5g/100ml、pH6.2?7.5。3.按照權(quán)利要求1所述的利用弗氏鏈霉菌發(fā)酵生產(chǎn)新霉素的培養(yǎng)基，其特征在于所述發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌后的質(zhì)量要求為:氨基氮60?120mg/100ml、總糖3.0?4.0g/100ml、pH6.5?7.5。
【文檔編號(hào)】C12P19/52GK106086119SQ201610719923
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月25日
【發(fā)明人】裴立忠, 郭佳, 張江飛, 尤永福
【申請(qǐng)人】寧夏泰益欣生物科技有限公司