專利名稱：縮短金霉素發酵周期的技術的制作方法
技術領域：
本發明涉及利用深層發酵法由金色鏈霉菌生產金霉素技術，特別是針對縮短金霉素發酵周期的技術。
金霉素屬于四環素族抗生素，由金色鏈霉菌(S.aureofaciens)產生。由于對革蘭氏陰性菌(肺炎球菌、溶血性鏈球菌等)和革蘭氏陽性菌(炭疽菌、破傷風菌等)均具有抑菌作用，抗菌范圍較廣，故有廣譜抗生素之稱，廣泛用于醫藥和農業。生產方式主要采用深層發酵法，包括菌體生長和金霉素合成，完成這兩個代謝過程稱發酵周期。技術上，決定成本的高低和發酵時間的長短在于培養基的配方和消泡劑的組成。
從有關資料檢索和市場調查表明金霉素投入工業化生產已有40多年歷史，但其生產發酵周期始終在175-185小時。在合成同一產量水平金霉素的情況下，發酵周期長，意味著耗能大、設備利用率低、管理費用高，成本居高不下。1992年前后，福建師范大學的施巧琴等，發明了金霉素生產新工藝及對相關技術進行改正，并轉讓給山東齊魯制藥廠和上海星火制藥廠等進行實施。這些廠應用該項技術后，金霉素生產水平保持同樣生產力的情況下，發酵周期縮短到140-150小時，比原來發酵周期減少35-45小時，降低一定的成本。該技術所采用的培養基配方(％)為玉米淀粉 6.5酵母粉0.1蛋白胨1.1黃豆餅粉 2.5(NH4)2SO40.3KH2PO40.015
MgSO40.025淀粉酶(20000u/g) 0.03消泡劑方面，公知的技術僅添加單一的豆油。
現有技術中，由于如下原因造成溶氧不足，影響進一步縮短生產發酵周期，其原因(1)培養基組成結構仍不合理，如沒有添加促進菌種生長代謝的玉米漿，而淀粉酶、(NH4)2SO4和KH2PO4用量不足，使培養基中的淀粉液化不徹底，粘度高，氧氣缺乏；(2)用作消泡劑的豆油，在發酵過程，由于氧化作用，與菌體生長和合成代謝爭奪氧氣，造成缺氧，延長了發酵周期。
本發明的目的是在發酵周期為140-150小時的技術基礎上，通過改變培養基的組成、消泡劑的組份和淀粉酶的用量，提出縮短生產發酵周期的相關技術，使發酵周期縮短到90-100小時以內。
為實現上述目的本發明采用的主要技術方案是(1)消泡劑組成水∶豆油∶泡敵＝30-70∶10-40∶7-13，其用量為培養基的0.1-0.3％。
(2)改變培養基的組成結構與濃度改變的原則是減少培養基粘度，改善溶氧。根據菌種特性，合理搭配營養，加速菌種生長，縮短生長階段；對培養基成分結構上，以可溶性、半固態和全固態的發酵原料進行合理搭配；營養成分上包含一定比例的速效性(如(NH4)2SO4、KH2PO4)、半速效性(如玉米漿、蛋白胨、酵母粉)和遲速效性(如黃豆餅粉、玉米淀粉)；提高淀粉酶的加量，加強淀粉的液化程度，降低培養基粘度，改善溶氧，以充分滿足菌體生長代謝和金霉素合成代謝的需要。
本發明通過以下具體的技術內容加以實現1.消泡劑制備分別取水、豆油、泡敵若干，按照水∶豆油∶泡敵＝30-70∶10-40∶7-13的每份單位比例，置于貯罐中，并進行充分的混合，121℃滅菌，備用。
如果是基礎培養基，將配制好的消泡劑直接加入，其量為0.1-0.3％；發酵過程若有泡沫產生，可隨時流加，用量以消除泡沫為準。
2.培養基配方(單位克/100ml)玉米淀粉 6.0-7.5酵母粉 0.1-0.5蛋白胨 1.0-1.8黃豆餅粉 3.0-5.0玉米漿 1.0-1.5(NH4)2SO40.3-0.8KH2PO40.015-0.02MgSO40.02-0.03淀粉酶(20000u/g) 0.08-0.2先將以上基礎料中的固型物如黃豆餅粉和玉米淀粉、酵母粉用少量水混合、攪拌均勻，無結塊，加入無機鹽，并用水稀釋5.5倍，加入淀粉酶和消泡劑，最后定容至100ml。121℃，滅菌，保持25分鐘。
本發明對金霉素工藝采取以上技術后，培養基粘度降低，整個發酵過程增加了溶氧，增強了金霉素產生菌的生長和抗生素合成代謝。強化生長代謝的表現接種后孢子萌發率由58％提高到82％，孢子發芽時間提早，加強了菌體生長代謝同步性，這將為縮短發酵周期打下良好的基礎。培養基組成中可溶性、半固態、全固態原料合理配比，增加了淀粉酶濃度，減少消泡劑中的豆油數量等，使溶氧得到很大改善，營養配比合理。因此，菌體在發酵前期生長加快，同步性加強，提前到20-25小時結束菌體繁殖期，并很快進入金霉素合成期，最后達到保持原有產抗水平的基礎上(21000-22000u/mL)發酵周期由140-150小時縮短到90-100小時。其最終效益表現在大幅度降低能耗，提高設備利用率，減少管理費，成本下降42％。
以下結合實施例對本發明作進一步說明。
實施例1(按投料量20噸計)1.消泡劑制備按照水∶豆油∶泡敵＝30-70∶10-40∶7-13的每份單位比例，分別取水15L、豆油5L、泡敵3.5L，置于貯罐中，進行充分的混合，量取30L消泡劑用于基礎料，于121℃滅菌，用于發酵過程消泡。
2.培養基的制備分別取玉米淀粉1200kg、黃豆餅粉600kg、蛋白胨360kg、酵母粉20kg、玉米漿200kg、(NH4)2SO4160kg、KH2PO43kg、MgSO44kg、預先配制好的消泡劑3OL、淀粉酶16kg備用。
首先將以上固形物用少量水調勻，無結塊，再將無機鹽加入，攪拌，自來水加至19.5噸，攪拌均勻，加淀粉酶和消泡劑，攪拌均勻，最后加水定容至20噸，121℃滅菌25分鐘。
實施例2(按投料量20噸計)1.消泡劑制備按照水∶豆油∶泡敵＝30-70∶10-40∶7-13的每份單位比例，分別取水25L、豆油15L、泡敵10L，置于貯罐中，進行充分的混合，其中40L消泡劑用于基礎料，剩余的10L于121℃滅菌，用于發酵過程消泡。
2.培養基的制備分別取玉米淀粉1400kg、黃豆餅粉800kg、蛋白胨220kg、酵母粉50kg、玉米漿230kg、(NH4)2SO4145kg、KH2PO43.5kg、MgSO45kg、消泡劑40L、淀粉酶28kg備用。
首先將上述配方中固形物用少量水調勻，無結塊，再將無機鹽加入，自來水加至19.5噸，攪拌均勻，加淀粉酶和消泡劑，攪拌均勻，最后加水定容20噸，121℃滅菌25分鐘。
實施例3(按投料量20噸計)1.消泡劑制備按照水∶豆油∶泡敵＝30-70∶10-40∶7-13的每份單位比例，分別取水20L、豆油15L、泡敵12L，置于貯罐中，進行充分的混合，其中35L消泡劑用于基礎料，剩余的于121℃滅菌25分鐘，用于發酵過程消泡。
2.培養基的制備分別取玉米淀粉1500kg、黃豆餅粉1000kg、蛋白胨220kg、酵母粉100kg、玉米漿300kg、(NH4)2SO4110kg、KH2PO44kg、MgSO46kg、CaCO3100kg、消泡劑35L、淀粉酶40kg備用。
首先將以上配方中固形物用少量水調勻，無結塊，再將無機鹽加入，自來水加至19.5噸，攪拌均勻，加淀粉酶和消泡劑，攪拌均勻，最后加水定容20噸，121℃滅菌25分鐘。
權利要求
1.發明涉及深層發酵法生產金霉素技術，特別是針對縮短金霉素發酵周期的技術，其特征是I、培養基中增加和提高了玉米漿、(NH4)2SO4、KH2PO4，并增加淀粉酶用量，其配方為(單位克/100ml)玉米淀粉6.0-7.5酵母粉 0.1-0.5蛋白胨 1.0-1.8黃豆餅粉3.0-5.0玉米漿 1.0-1.5(NH4)2SO40.3-0.8KH2PO40.015-0.02MgSO40.02-0.03淀粉酶(20000u/g)0.08-0.2II、用水、豆油、泡敵組成的消泡劑，水∶豆油∶泡敵＝30-70∶10-40∶7-13(每份單位)。
2.根據權利要求1所述的技術，其特征是分別取水、豆油、泡敵每份單位比例，置于貯罐中，并進行充分的混合，121℃ 25分鐘滅菌，備用。
3.根據權利要求1所述的技術，其特征是先將以上基礎料中的固型物如黃豆餅粉和玉米淀粉、酵母粉用少量水攪拌均勻，無結塊，再加入無機鹽，并用水稀釋5.5倍，加入淀粉酶和消泡劑，最后定容，121℃，滅菌，保持25分鐘。
全文摘要
本發明涉及發酵法生產四環素族金霉素技術，特別是針對縮短金霉素發酵周期的技術。(1)培養基玉米淀粉6－7.5、酵母粉0.1－0.5、蛋白胨1.0－1.8、黃豆餅粉3－5、玉米漿1－1.5、(NH
文檔編號C12P15/00GK1542137SQ20031011397
公開日2004年11月3日 申請日期2003年11月4日 優先權日2003年11月4日
發明者吳松剛, 施巧琴, 陳松生 申請人:福建師范大學