一种优化金霉素培养基及利用该培养基的金霉素发酵生产方法

摘要

本发明属于金霉素生产技术领域，尤其涉及一种优化金霉素培养基及利用该培养基的金霉素发酵生产方法，发酵罐中每升培养基水溶液中含有花生饼粉20g、黄豆饼粉10g、小麦淀粉60g、淀粉酶0.1g、氯化钠2g、硫酸铵7.3g、碳酸钙5.7g、酵母粉8.7g、玉米浆13.3g、硫酸镁0.22g、磷酸二氢钾0.1g、硫酸锌0.07g、豆油0.17g，通过在发酵培养基中添加硫酸锌来调整发酵过程培养基的粘度，用小麦淀粉替代玉米淀粉作为碳源的协同调整，该生产方法能稳定和提升金霉素发酵生产水平，最终降低生产成本，提升金霉素产量。

说明书

技术领域

本发明属于金霉素生产技术领域，尤其涉及一种优化金霉素培养基及利用该培养基的金霉素发酵生产方法。

背景技术

金霉素是四环素类抗生素的一种，属于广谱抗生素，在畜禽养殖中经常加入到预混料中，提高畜禽抵抗力，金霉素的发酵生产方法，是由金色链霉菌作为出发菌株，经过纯种培养、二级发酵生成金霉素，发酵过程中微生物的正常生长对发酵培养液的要求很严格，尤其是对碳源和粘度的要求，目前金霉素生产过程中碳源主要是玉米淀粉。随着市场供求变化大，特别是玉米市场受畜禽存栏影响，养殖业需求大时，使玉米需求大幅上升，玉米供给减弱，供需矛盾明显增大；粘度对微生物的生长和代谢产物生成都有很大影响。有的微生物生长繁殖阶段的最适粘度范围与产物生成阶段的是不一致的，这不仅与菌种特性有关，也与产物的化学性质有关。特别是在金霉素的发酵生产过程中，发酵培养基的粘度不仅影响菌体生长趋势，还影响抗生素的产量。发酵培养基的粘度调整一般用配方调整，但是波动过大，发酵培养基营养及代谢规律要求比较严格，难以把握，对金霉素的产量造成一定的影响；因此，在稳定生产的前提下，为了降低生产成本，提高生长效能，通过合适的手段来调整培养基的粘度，以提高金霉素的产量亟待解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种优化金霉素培养基及利用该培养基的金霉素发酵生产方法，通过在发酵培养基中添加硫酸锌来调整发酵过程培养基的粘度，用小麦淀粉替代玉米淀粉作为碳源，协同提升菌体活性，该生产方法能稳定和提升金霉素发酵生产水平，最终降低生产成本，提升金霉素产量。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种优化金霉素培养基，发酵罐中每升培养基水溶液中含有花生饼粉 20g、黄豆饼粉10g、小麦淀粉 60g、淀粉酶 0.1g、氯化钠 2g、硫酸铵 7.3g、碳酸钙 5.7g、酵母粉8.7g、玉米浆 13.3g、硫酸镁 0.22g、磷酸二氢钾 0.1g、硫酸锌 0.07g、豆油 0.17g，培养基中用小麦淀粉替代玉米淀粉，由于小麦淀粉含量与玉米淀粉相似含量约86%，小麦淀粉中支链淀粉和直链淀粉含量与玉米淀粉相似，小麦淀粉不仅生长效果好，成本低，而且能提高金霉素发酵效能，进一步的通过在发酵培养基中添加硫酸锌来调整发酵过程培养基的粘度，因为锌离子是一种补充微生物锌微量元素，稳定发酵培养基粘度；因此，在稳定生产的前提下，为了降低生产成本，提高生长效能。

一种利用优化金霉素培养基的金霉素发酵生产方法，包括以下步骤：

（1）砂土孢子制备工序：将河砂和土按2：1比例混合均匀，分装于试管中，纱布棉塞封口，121-126℃，1小时间歇灭菌三次，烘干无菌后备用，将经过分离筛选的高效价的斜面孢子在无菌条件下接入无染菌的砂土管中，贴上标签，记上砂土名称及埋藏日期，置于放有干燥剂的密封容器中，于0-10℃保存备用；

（2）母瓶斜面孢子制备工序：在无菌条件下从砂土管中挑取砂土接于母瓶斜面培养基上，于32±1℃，湿度40-65%的恒温室培养3-5天，成熟后放于0-10℃保存备用；

（3）子瓶斜面孢子制备工序：从母瓶上挑取孢子丰满、无白点的单菌落4-10 只，于5ml无菌水中搅匀，用玻璃铲挑孢子液接入子瓶斜面培养基上，接好的斜面标识后放于温度32±1℃，湿度40-65%的恒温室培养3-5天，成熟后放于 0-10℃冰箱保藏备用；

（4）一级种子制备工序：在无菌条件下，向子瓶斜面孢子内加蒸馏水，以火焰法接种到一级种子罐中，于26-33℃，罐压0.04-0.06Mpa，搅拌转速 110-140rpm 下在种子液中培养20-26小时；

（5）二级种子制备：将一级种子移入二级种子液中培养20-26小时，将种子移入发酵罐；

（6）发酵制备工序：将培养好的二级种子接种于发酵培养基上，采取变温控制即接种后培养温度28-34℃，菌丝长好后降温至 29±3℃培养，于0.01-0.04Mpa、发酵培养粘度1-35秒，发酵90-124小时即得金霉素发酵液。

进一步的，所述步骤（1）中河沙需用10%盐酸浸泡水洗后烘干过 60 目筛，土用水浸泡烘干后过 80 目筛。

进一步的，所述种子液中每6000升培养基水溶液中含有花生饼粉 100Kg、玉米淀粉 200Kg、氯化钠 4Kg、硫酸铵10Kg、碳酸钙 20Kg、酵母粉 60Kg、硫酸镁1.5Kg、磷酸二氢钾2Kg、豆油 1Kg。

本发明具有的优点是：本发明通过优化培养基碳源和控制其粘度，在培养基中用小麦淀粉替代玉米淀粉，由于小麦淀粉含量与玉米淀粉相似含量约86%，小麦淀粉中支链淀粉和直链淀粉含量与玉米淀粉相似，小麦淀粉不仅生长效果好，成本低，而且能提高金霉素发酵效能，进一步的通过在发酵培养基中添加硫酸锌来调整发酵过程培养基的粘度，因为锌离子是一种补充微生物锌微量元素，稳定发酵培养基粘度；因此，在稳定生产的前提下，为了降低生产成本，提高生长效能。

微生物的粘度对菌体生长及产抗至关重要，反应出微生物的菌体增长量和生长活性，体现出微生物的最佳生长状态，满足最佳状态的调控下才能更好的利用好碳源物质，促进糖酵解和磷酸戊糖途径，更好的提升金霉素的产量；所以硫酸锌促进和优化微生物粘度，协同小麦淀粉碳源调整，更好的促进菌体的代谢，提升金霉素的产量，降低成本，提升企业竞争力。

具体实施方式

实施例

本发明的金霉素发酵生产方法，是由金色链霉菌作为出发菌株，经过纯种培养、二级发酵生成金霉素，具体工艺步骤包括砂土孢子制备工序、母瓶斜面孢子制备工序、子瓶斜面孢子制备工序、一级、二级种子制备工序、发酵制备工序，具体包括以下步骤：

（1）砂土孢子制备工序：将河沙用 10% 盐酸浸泡水洗后烘干过 60 目筛，将土用水浸泡，烘干后过 80 目筛，河砂和土按2：1比例混合均匀，分装于12×100mm 小试管中，装量约1cm，纱布棉塞封口，121-126℃，1小时间歇灭菌三次，烘干无菌试验检查，无菌后备用。将经过分离筛选的高效价的斜面孢子在无菌条件下接入经检查无染菌的砂土管中，贴上标签，记上砂土名称及埋藏日期，置于放有干燥剂的容器中，盖紧密封，置于 0-10℃冰箱中保存备用。

（2）母瓶斜面孢子制备工序：在无菌条件下从砂土管中挑取适量砂土接于母瓶斜面培养基上，要求菌落分布稍稀，标识后，放于温度32±1℃，湿度40-65%的恒温室培养3—5天，成熟后放于 0--10℃冰箱保存备用。

（3）子瓶斜面孢子制备工序 ：从母瓶上挑取孢子丰满、无白点的单菌落 4-10 只，于约 5ml 无菌水中，搅匀，用玻璃铲挑孢子液接入子瓶斜面培养基上，要求菌落分布较密，同时做露碟和肉汤无试检查。接好的斜面标识后放于温度 32±1℃，湿度 40-65% 的恒温室培养 3-5 天，成熟后放于 0--10℃冰箱保藏备用。

（4）一级种子制备工序 ：种子罐中每6000升培养基水溶液中含有 ：花生饼粉100Kg、玉米淀粉 200Kg、氯化钠 4Kg、硫酸铵10Kg、碳酸钙 20Kg、酵母粉 60Kg、硫酸镁1.5Kg、磷酸二氢钾 2Kg、豆油 1Kg。在无菌条件下，在合格的 4-6 瓶子瓶斜面孢子内加150ml 无菌蒸馏水，以火焰法接种到一级种子罐中，温度控制在 26-33℃，罐压控制在0.04—0.06Mpa，搅拌转速在 110-140rpm 条件下进行培养，培养时间 20—26 小时，二级种子液培养时间 20--26 小时，种子生长良好可移入发酵罐。

（5）发酵制备工序：发酵罐中 30000升培养基水溶液中含有：花生饼粉 600Kg、黄豆饼粉300 Kg、玉米淀粉1800 Kg、淀粉酶3 Kg、氯化钠60 Kg、硫酸铵220 Kg、碳酸钙170Kg、酵母粉260 Kg、玉米浆400 Kg、硫酸镁6.6 Kg、磷酸二氢钾3 Kg、硫酸锌2 Kg、豆油 5Kg。当基础培养基灭菌完成温度降至30-35℃时，将培养好的二级种子移入发酵罐，移种后发酵生产采取变温控制，接种后培养温度控制在28-34℃，菌丝长好后降温至29±3℃培养，培养压力控制在0.01Mpa—0.04Mpa，发酵培养粘度控制在1-35 秒，发酵周期为 90-124 小时，发酵完成后送到提炼车间进行提取。

实验例

选取不加硫酸锌和采用玉米淀粉的发酵培养基进行金霉素发酵作为对照组，对其培养的金霉素和实施例制备的金霉素进行效价、产量、放罐粘度、种子周期进行对比，具体结果见下表：

通过以上数据分析，使用小麦淀粉替代玉米淀粉，使用硫酸锌调整发酵培养基粘度的金霉素发酵生产方法，金霉素种子周期缩短2hr，放罐效价提高9.5%，产量平均提高466Kg/罐，比改进前提高了5.5%，本发明提高了产量，降低了原料成本，效果良好，稳定提高了发酵生产水平。