井冈霉素规模化生产工艺优化研究

摘要

农用抗生素---井冈霉素，在中国研发生产已有四十多年的历史，至今仍为水稻纹枯病的特效农药，其市场地位依旧无法超越。随着井冈霉素在市场的广度与深度不断地拓广，现已用于小麦、玉米、棉花、油菜等多种农作物，还推广运用于蔬菜和果树，甚至在鱼类的养殖防病也有所涉及。作为性价比高的微生物农药，井冈霉素现在依旧是国内农业种植者使用生物农药时的首选。
　　目前，在井冈霉素的生产中，发酵水平的提高是其生产的瓶颈。本文通过自然选育进行筛选，获得在摇瓶培养中井冈霉素效价达30500μg/mL的高产菌株98＃。通过稳定实验发现，该菌株不仅井冈霉素的产量高，而且具有较高的稳定性。高产菌株98＃，提高规模化生产的发酵水平，降低单罐生产成本，进一步提高井冈霉素的市场竞争力。
　　其次，运用正交试验法分别考察了碳源、氮源等不同因素及其配比在摇瓶以及发酵罐等不同尺度对井冈霉素效价的影响。结果表明：7％的大米粉不但不影响发酵水平，还能分摊企业生产成本。发酵罐尺度考虑原材料的价格、运输便利程度等因素，种子罐培养基为：大米粉3%，花生饼粉2%，酵母粉1%，蚕蛹1%，NaCl0.2%，KH2PO40.0625%，CaCO30.2%，消泡剂0.03%，调pH=7.5，种龄为22-24h；发酵罐培养基培养基为：大米粉7%，花生饼粉1%，酵母粉2%，氨基酸粉1%。在空气流量1:1 V/V·min的条件下，井冈霉素的效价可达24981μg/mL。
　　在此基础上，通过对补料的种类、用量、时机等方面的考察，表明补料工艺可提高井冈霉素的发酵水平。在发酵液中残糖≤3.5%一次性补加2%量的淀粉液化糖，可提高发酵水平达19.0%，效价达到
　　26060μg/mL。另外，后期溶氧控制在一定程度对效价无影响，在用电负荷较大时，此措施可以减轻用电负荷，节约电力成本。
　　最后，通过对井冈霉素分子结构和性状的分析，采用改良的大孔交联离子交换吸附剂对井冈霉素进行分离纯化。初步研究了大孔交联离子交换吸附剂与滤液的物理性状的相关性，试图进一步完善大孔交联离子交换吸附剂对井冈霉素的提纯工艺流程，提高井冈霉素产品纯度，为企业生产七十万单位高浓度井冈霉素粉剂提供合理的理论指导。

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第一章 文献综述

1.1井冈霉素的性质

1.2井冈霉素的生产工艺

1.3井冈霉素的应用领域和开发前景

1.4国内外研究现状与发展趋势

1.5研究课题的提出及设想

第二章 井冈霉素发酵菌种选育及发酵性能研究

2.1引言

2.2材料与方法

2.3结果和讨论

2.4结论

第三章 井冈霉素工厂发酵的研究

3.1前言

3.2设备与药品

3.3方法

3.4结果与讨论

3.5结论

第四章 井冈霉素提取工艺研究

4.1前言

4.2 设备与试剂

4.3方法

4.4 结果与讨论

4.5结论

第五章 结论与展望

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

参考文献