维吉尼亚霉素发酵培养基及发酵条件优化

摘要

维吉尼亚霉素(virginiamycin)是一种链阳性菌素类抗生素，由Streptomycesvirginiae(维吉尼亚链霉菌)经发酵、纯化制成。维吉尼亚霉素在化学结构上是由两个因子构成：M1因子和S1因子。M1因子因其对金黄色细球菌最有效而得名，其分子式为C28H35N3O7，是一种巨环内脂；S1因子因其对藤黄八叠球菌最有效而得名，其分子式为C43H49N7O10，是一种环状多肽体。M1因子和S1因子间有强大的协同作用，可以对革兰氏阳性菌产生强大的杀菌效果。
　　 本文对维吉尼亚霉素的发酵培养基配方、发酵培养条件及前体添加工艺进行了各种优化，提高维吉尼亚霉素的产量：
　　 以S.virginiae ATCC13161为实验材料，通过单因素实验研究了不同碳源、无机氮源、有机氮源对维吉尼亚霉素发酵结果的影响。并确定发酵培养基采用葡萄糖与可溶性淀粉作为复合碳源，以花生饼粉与酵母膏作为复合有机氮源，以硫酸铵为无机氮源时能够提高维吉尼亚霉素的效价。在单因素试验基础上，采用Plackett-Burman(P-B)设计和响应面试验设计(RSM)进一步进行优化，确定影响产素的主要因素为葡萄糖、酵母膏、硫酸亚铁的添加量，最适浓度为葡萄糖3.139％，酵母膏0.529％，硫酸亚铁0.024％。此时维吉尼亚霉素效价最高，达到673.8μg/mL。
　　 以S.virginiae ATCC13161为实验材料，通过单因素实验研究了不同种龄、接种量、装液量、pH值、摇床转速和温度对维吉尼亚霉素发酵的影响，并确定在装液量35mL/250mL，转速240r/min，pH7.0等条件下，发酵效价最高。在单因素试验的基础上，采用Plackett-Burman(P-B)方法和响应面试验设计(RSM)对产素条件进行优化。影响产素的主要因素为发酵温度、种龄和接种量，最适条件为温度25℃，种龄33h，接种量12.5％。实测三次平均效价为876μg/mL。
　　 通过单因素试验研究在S.virginiae ATCC13161发酵的过程中添加前体物质的种类、时间以及加入量对于维吉尼亚霉素效价的影响。最后确定在发酵12h时添加0.1％的乙酸钠，能够提升效价到960μg/mL。本研究对维吉尼亚霉素的工业化水平提升具有重要意义。