一種用于提高大觀霉素產量的發酵培養基及其優化方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及生物制藥領域，具體涉及一種用于提高大觀霉素產量的發酵培養基及 其優化方法。
【背景技術】
[0002] 大觀霉素，英文名稱Spectinomycin，是由壯觀鏈霉菌（Streptomyces spectabilis)經有氧發酵后生成的次級代謝產物，為氨基糖苷類抗生素，對革蘭氏陽性菌 和革蘭氏陰性菌均有較強的抑制能力，尤其對淋病奈瑟菌有高度抗菌活性，對耐青霉素、四 環素的淋球菌亦有高度敏感性，對許多腸桿菌科細菌有中度抗菌活性。大觀霉素具有殺菌 譜廣，無過敏現象，副作用小，安全性好等特點。目前，臨床上用于治療淋球菌引起的性病， 同時也可用于動物治療，并能促進動物生長，是良好的動物飼料添加劑。由于大觀霉素獨特 的優點，使其具有良好的社會和環境效益以及廣闊的市場前景。
[0003]目前關于大觀霉素發酵培養基優化的報到較少，于廣成等人研究碳源只用淀粉， 搖瓶發酵單位由747 y g/mL提高到946 y g/mL。通過黃豆餅粉和酵母粉組成氮源代替玉米 漿和魚粉，優化后的發酵單位提高到了 1520 iig/mL(于廣成，郭殿武，邵淑田.大觀霉素發 酵培養基優化.中國醫藥工業雜志1998,29(12))。專利CN103484509A提出了大觀霉素種 子罐和發酵罐的培養基中均含有玉米油、麥芽糖、啤酒酵母干渣和蚯蚓粉，解決了成本的問 題，并最大限度的降低原輔料來源不受環境影響，但是其原材料還是受地域限制，且其培養 基中的蚯蚓粉屬于動物源性原材料，根據獸用及人用GMP管理規定，其在工業生產中難以 實現。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是提供一種用于提高大觀霉素產量的發酵培養基，實現大觀霉素穩 定、尚效的生廣。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：
[0006] -種用于提高大觀霉素產量的發酵培養基，其特征在于：該發酵培養基由下述重 量％數的物質配比而成：口服葡萄糖1. 0-3. 0%、玉米淀粉3. 0-6. 0%、魚粉0. 0-2. 0%、酵 母粉0. 5-2. 0 %、花生餅粉0-2. 0 %、生物氮素0-2. 0 %、磷酸二氫鉀0. 05-0. 25 %、氯化鉀 0. 01-0. 2%、硫酸銨0. 1-1. 0%、巴比妥0. 01-0. 05%、碳酸鈣0. 1-1. 0%，其余為水，pH值 6. 5-7. 0〇
[0007] 進一步的技術方案在于：該發酵培養基的優化組方一由下述重量％數的物質 配比而成：口服葡萄糖1.5%、玉米淀粉5.0%、魚粉2.0%、酵母粉1.2%、磷酸二氫 鉀0. 05 %、氯化鉀0. 2 %、硫酸銨0. 5 %、巴比妥0. 05 %、碳酸鈣1. 0 %，其余為水，pH值 6. 5-7. 0〇
[0008] 進一步的技術方案在于：該發酵培養基的優化組方二由下述重量％數的物質配比 而成：口服葡萄糖1.5 %、玉米淀粉5. 0 %、魚粉1.0 %、花生餅粉1.0 %、酵母粉1.2 %、磷酸 二氫鉀0. 05 %、氯化鉀0. 2 %、硫酸銨0. 5 %、巴比妥0. 05 %、碳酸鈣1. 0 %，其余為水，pH值 6. 5-7. 0〇
[0009] 進一步的技術方案在于：該發酵培養基的優化組方三由下述重量％數的物質配比 而成：口服葡萄糖1. 5%、玉米淀粉5. 0%、魚粉0. 5%、生物氮素1. 5%、酵母粉1. 2%、磷酸 二氫鉀0. 05 %、氯化鉀0. 2 %、硫酸銨0. 5 %、巴比妥0. 05 %、碳酸鈣1. 0 %，其余為水，pH值 6. 5-7. 0〇
[0010] 進一步的技術方案該發酵培養基的優化組方四由下述重量％數的物質配比而成： 口服葡萄糖1. 5%、玉米淀粉5. 0%、花生餅粉1. 5%、生物氮素1. 0%、酵母粉1%、磷酸二 氫鉀0. 05 %、氯化鉀0. 2 %、硫酸銨0. 5 %、巴比妥0. 05 %、碳酸鈣1. 0 %，其余為水，pH值 6. 5-7. 0〇
[0011] 進一步的技術方案在于：一種用于提高大觀霉素產量的發酵培養基的優化方 法，其特征在于組方一的優化方法如下：在常規培養基，口服葡萄糖1.0-2. 0%、玉米 淀粉4. 0-6. 0 %、魚粉0? 0-2. 0 %、酵母粉0? 5-1. 5 %、磷酸二氫鉀0? 05-0. 25 %、氯化 鉀0. 01-0. 2%、硫酸銨0. 1-1. 0%、巴比妥0. 01-0. 05%、碳酸鈣0. 1-1. 0%，其余為水， pH6. 5-7. 0的基礎上，選擇葡萄糖和玉米淀粉為碳源，魚粉和酵母粉為氮源，以磷酸二氫鉀 為無機鹽，通過響應面優化實驗，發酵條件為：750mL三角瓶中裝液量80mL，接種量10%，在 轉速220r/min，溫度為28°C的恒溫搖床中培養103h，測定大觀霉素的含量，達到8040U/mL， 即得優化組方一。
[0012] 進一步的技術方案在于：一種用于提高大觀霉素產量的發酵培養基的優化方法， 其特征在于組方二的優化方法如下：在優化組方一的基礎上，以花生餅粉部分替代魚粉，確 定花生餅粉的最適添加量，分別以0. l%、〇. 3%、0. 5%、1. 0%、1. 5%和2. 0%共6個水平的 花生餅粉替代魚粉，觀察隨著花生餅粉配比在配方中的變化對大觀霉素產量的影響，最后 確定當花生餅粉添加量為1. 〇%時，大觀霉素產量最高，達到8625U/mL，即得優化組方二。
[0013] 進一步的技術方案在于：一種用于提高大觀霉素產量的發酵培養基的優化方法， 其特征在于組方三的優化方法如下：在優化組方一的基礎上，以生物氮素部分替代魚粉， 確定生物氮素的最適添加量，分別以0. 1 %、〇. 3%、0. 5%、1. 0%、1. 5%和2. 0%共6個水 平的生物氮素替代魚粉，觀察隨著生物氮素配比在配方中的變化對大觀霉素產量的影響， 最后確定當生物氮素添加量為1. 5%時，大觀霉素產量最高，達到8854U/mL，即得優化組方 _? 〇
[0014] 進一步的技術方案在于：一種用于提高大觀霉素產量的發酵培養基的優化方法， 其特征在于組方四的優化方法如下：參照配方2和配方3的過程中花生餅粉和生物氮素各 自對大觀霉素的影響，用組合培養基進行發酵，大觀霉素產量達9273U/mL，即得優化組方 四。
[0015] 進一步的技術方案在于：所述培養基的發酵菌株為鏈霉菌，所述鏈霉菌為經過紫 外和氯化鋰復合誘變的鏈霉菌突變株DC15-01。
[0016] 采用上述技術方案所產生的有益效果在于：
[0017] 本發明提供的發酵培養基，大大提高了以鏈霉菌作為發酵菌株生產大觀霉素的能 力，對于大觀霉素產量的提高效果明顯，適用于大規模穩定、高效的發酵生產大觀霉素。
【具體實施方式】
[0018] 下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例 僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通 技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范 圍。
[0019] 在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是本發明還可以 采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的 情況下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0020] -種用于提高大觀霉素產量的發酵培養基，該發酵培養基由下述重量％數 的物質配比而成：口服葡萄糖1.0-3. 0%、玉米淀粉3. 0-6.0%、魚粉0.0-2. 0%、酵母 粉0. 5-2. 0%、花生餅粉0-2. 0%、生物氮素0-2. 0%、磷酸二氫鉀0. 05-0. 25%、氯化鉀 0. 01-0. 2%、硫酸銨0. 1-1. 0%、巴比妥0. 01-0. 05%、碳酸鈣0. 1-1. 0%，其余為水，pH值 6. 5-7. 0〇
[0021] 進一步優選的：該發酵培養基的優化組方一由下述重量％數的物質配比而成：口 服葡萄糖1. 5 %、玉米淀粉5. 0 %、魚粉2. 0 %、酵母粉1. 2 %、磷酸二氫鉀0. 05 %、氯化鉀 0. 2%、硫酸銨0. 5%、巴比妥0. 05%、碳酸鈣1. 0%，其余為水，pH值6. 5-7. 0。
[0022] 進一步優選的：該發酵培養基的優化組方二由下述重量％數的物質配比而成：口 服葡萄糖1.5%、玉米淀粉5.0%、魚粉1.0%、花生餅粉1.0%、酵母粉1.2%、磷酸二氫 鉀0. 05 %、氯化鉀0. 2 %、硫酸銨0. 5 %、巴比妥0. 05 %、碳酸鈣1. 0 %，其余為水，pH值 6. 5-7. 0〇
[0023] 進一步優選的：該發酵培養基的優化組方三由下述重量％數的物質配比而成：口 服葡萄糖1.5%、玉米淀粉5.0%、魚粉0.5%、生物氮素1.5%、酵母粉1.2%、磷酸二氫 鉀0. 05 %、氯化鉀0. 2 %、硫酸銨0. 5 %、巴比妥0. 05 %、碳酸鈣1. 0 %，其余為水，pH值 6. 5-7. 0〇
[0024] 進一步優選的：該發酵培養基的優化組方四由下述重量％數的物質配比而成：口 服葡萄糖1.5%、玉米淀粉5.0%、花生餅粉1.5%、生物氮素1.0%、酵母粉1%、磷酸二 氫鉀0. 05 %、氯化鉀0. 2 %、硫酸銨0. 5 %、巴比妥0. 05 %、碳酸鈣1. 0 %，其余為水，pH值 6. 5-7. 0〇
[0025] 進一步優選的：組方一的優化方法如下：在常規培養基，口服葡萄糖1. 0-2. 0%、 玉米淀粉4. 0-6. 0 %、魚粉0. 0-2. 0 %、酵母粉0. 5-1. 5 %、磷酸二氫鉀0. 05-0. 25 %、氯化 鉀0. 01-0. 2%、硫酸銨0. 1-1. 0%、巴比妥0. 01-0. 05%、碳酸鈣0. 1-1. 0%，其余為水， pH6. 5-7. 0的基礎上，選擇葡萄糖和玉米淀粉為碳源，魚粉和酵母粉為氮源，以磷酸二氫鉀 為無機鹽，通過響應面優化實驗，發酵條件為：750mL三角瓶中裝液量80mL，接種量10%，在 轉速220r/min，溫度為28°C的恒溫搖床中培養103h，測定大觀霉素的含量，達到8040U/mL， 即得優化組方一。
[0026]進一步優選的：組方二的優化方法如下：在優化組方一的基礎上，以花生餅粉部 分替代魚粉，確定花生餅粉的最適添加量，分別以〇. 1%、〇. 3 %、0. 5%、1.0%、1.5 %和 2. 0%共6個水平的花生餅粉替代魚粉，觀察隨著花生餅粉配比在配方中的變化對大觀霉 素產量的影響，最后確定當花生餅粉添加量為1.0 %時，大觀霉素產量最高，達到8625U/ mL，即得優化組方二。
[0027] 進一步優選的：組方三的優化方法如下：在優化組方一的基礎上，以生物氮素部 分替代魚粉，確定生物氮素的最適添加量，分別以〇. 1%、〇. 3 %、0. 5%、1.0%、