一种用于提高大观霉素产量的发酵培养基及其优化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生物制药领域，具体涉及一种用于提高大观霉素产量的发酵培养基及 其优化方法。
【背景技术】
[0002] 大观霉素，英文名称Spectinomycin，是由壮观链霉菌（Streptomyces spectabilis)经有氧发酵后生成的次级代谢产物，为氨基糖苷类抗生素，对革兰氏阳性菌 和革兰氏阴性菌均有较强的抑制能力，尤其对淋病奈瑟菌有高度抗菌活性，对耐青霉素、四 环素的淋球菌亦有高度敏感性，对许多肠杆菌科细菌有中度抗菌活性。大观霉素具有杀菌 谱广，无过敏现象，副作用小，安全性好等特点。目前，临床上用于治疗淋球菌引起的性病， 同时也可用于动物治疗，并能促进动物生长，是良好的动物饲料添加剂。由于大观霉素独特 的优点，使其具有良好的社会和环境效益以及广阔的市场前景。
[0003]目前关于大观霉素发酵培养基优化的报到较少，于广成等人研究碳源只用淀粉， 摇瓶发酵单位由747 y g/mL提高到946 y g/mL。通过黄豆饼粉和酵母粉组成氮源代替玉米 浆和鱼粉，优化后的发酵单位提高到了 1520 iig/mL(于广成，郭殿武，邵淑田.大观霉素发 酵培养基优化.中国医药工业杂志1998,29(12))。专利CN103484509A提出了大观霉素种 子罐和发酵罐的培养基中均含有玉米油、麦芽糖、啤酒酵母干渣和蚯蚓粉，解决了成本的问 题，并最大限度的降低原辅料来源不受环境影响，但是其原材料还是受地域限制，且其培养 基中的蚯蚓粉属于动物源性原材料，根据兽用及人用GMP管理规定，其在工业生产中难以 实现。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种用于提高大观霉素产量的发酵培养基，实现大观霉素稳 定、尚效的生广。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
[0006] -种用于提高大观霉素产量的发酵培养基，其特征在于：该发酵培养基由下述重 量％数的物质配比而成：口服葡萄糖1. 0-3. 0%、玉米淀粉3. 0-6. 0%、鱼粉0. 0-2. 0%、酵 母粉0. 5-2. 0 %、花生饼粉0-2. 0 %、生物氮素0-2. 0 %、磷酸二氢钾0. 05-0. 25 %、氯化钾 0. 01-0. 2%、硫酸铵0. 1-1. 0%、巴比妥0. 01-0. 05%、碳酸钙0. 1-1. 0%，其余为水，pH值 6. 5-7. 0〇
[0007] 进一步的技术方案在于：该发酵培养基的优化组方一由下述重量％数的物质 配比而成：口服葡萄糖1.5%、玉米淀粉5.0%、鱼粉2.0%、酵母粉1.2%、磷酸二氢 钾0. 05 %、氯化钾0. 2 %、硫酸铵0. 5 %、巴比妥0. 05 %、碳酸钙1. 0 %，其余为水，pH值 6. 5-7. 0〇
[0008] 进一步的技术方案在于：该发酵培养基的优化组方二由下述重量％数的物质配比 而成：口服葡萄糖1.5 %、玉米淀粉5. 0 %、鱼粉1.0 %、花生饼粉1.0 %、酵母粉1.2 %、磷酸 二氢钾0. 05 %、氯化钾0. 2 %、硫酸铵0. 5 %、巴比妥0. 05 %、碳酸钙1. 0 %，其余为水，pH值 6. 5-7. 0〇
[0009] 进一步的技术方案在于：该发酵培养基的优化组方三由下述重量％数的物质配比 而成：口服葡萄糖1. 5%、玉米淀粉5. 0%、鱼粉0. 5%、生物氮素1. 5%、酵母粉1. 2%、磷酸 二氢钾0. 05 %、氯化钾0. 2 %、硫酸铵0. 5 %、巴比妥0. 05 %、碳酸钙1. 0 %，其余为水，pH值 6. 5-7. 0〇
[0010] 进一步的技术方案该发酵培养基的优化组方四由下述重量％数的物质配比而成： 口服葡萄糖1. 5%、玉米淀粉5. 0%、花生饼粉1. 5%、生物氮素1. 0%、酵母粉1%、磷酸二 氢钾0. 05 %、氯化钾0. 2 %、硫酸铵0. 5 %、巴比妥0. 05 %、碳酸钙1. 0 %，其余为水，pH值 6. 5-7. 0〇
[0011] 进一步的技术方案在于：一种用于提高大观霉素产量的发酵培养基的优化方 法，其特征在于组方一的优化方法如下：在常规培养基，口服葡萄糖1.0-2. 0%、玉米 淀粉4. 0-6. 0 %、鱼粉0? 0-2. 0 %、酵母粉0? 5-1. 5 %、磷酸二氢钾0? 05-0. 25 %、氯化 钾0. 01-0. 2%、硫酸铵0. 1-1. 0%、巴比妥0. 01-0. 05%、碳酸钙0. 1-1. 0%，其余为水， pH6. 5-7. 0的基础上，选择葡萄糖和玉米淀粉为碳源，鱼粉和酵母粉为氮源，以磷酸二氢钾 为无机盐，通过响应面优化实验，发酵条件为：750mL三角瓶中装液量80mL，接种量10%，在 转速220r/min，温度为28°C的恒温摇床中培养103h，测定大观霉素的含量，达到8040U/mL， 即得优化组方一。
[0012] 进一步的技术方案在于：一种用于提高大观霉素产量的发酵培养基的优化方法， 其特征在于组方二的优化方法如下：在优化组方一的基础上，以花生饼粉部分替代鱼粉，确 定花生饼粉的最适添加量，分别以0. l%、〇. 3%、0. 5%、1. 0%、1. 5%和2. 0%共6个水平的 花生饼粉替代鱼粉，观察随着花生饼粉配比在配方中的变化对大观霉素产量的影响，最后 确定当花生饼粉添加量为1. 〇%时，大观霉素产量最高，达到8625U/mL，即得优化组方二。
[0013] 进一步的技术方案在于：一种用于提高大观霉素产量的发酵培养基的优化方法， 其特征在于组方三的优化方法如下：在优化组方一的基础上，以生物氮素部分替代鱼粉， 确定生物氮素的最适添加量，分别以0. 1 %、〇. 3%、0. 5%、1. 0%、1. 5%和2. 0%共6个水 平的生物氮素替代鱼粉，观察随着生物氮素配比在配方中的变化对大观霉素产量的影响， 最后确定当生物氮素添加量为1. 5%时，大观霉素产量最高，达到8854U/mL，即得优化组方 _? 〇
[0014] 进一步的技术方案在于：一种用于提高大观霉素产量的发酵培养基的优化方法， 其特征在于组方四的优化方法如下：参照配方2和配方3的过程中花生饼粉和生物氮素各 自对大观霉素的影响，用组合培养基进行发酵，大观霉素产量达9273U/mL，即得优化组方 四。
[0015] 进一步的技术方案在于：所述培养基的发酵菌株为链霉菌，所述链霉菌为经过紫 外和氯化锂复合诱变的链霉菌突变株DC15-01。
[0016] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
[0017] 本发明提供的发酵培养基，大大提高了以链霉菌作为发酵菌株生产大观霉素的能 力，对于大观霉素产量的提高效果明显，适用于大规模稳定、高效的发酵生产大观霉素。
【具体实施方式】
[0018] 下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例 仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范 围。
[0019] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以 采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的 情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0020] -种用于提高大观霉素产量的发酵培养基，该发酵培养基由下述重量％数 的物质配比而成：口服葡萄糖1.0-3. 0%、玉米淀粉3. 0-6.0%、鱼粉0.0-2. 0%、酵母 粉0. 5-2. 0%、花生饼粉0-2. 0%、生物氮素0-2. 0%、磷酸二氢钾0. 05-0. 25%、氯化钾 0. 01-0. 2%、硫酸铵0. 1-1. 0%、巴比妥0. 01-0. 05%、碳酸钙0. 1-1. 0%，其余为水，pH值 6. 5-7. 0〇
[0021] 进一步优选的：该发酵培养基的优化组方一由下述重量％数的物质配比而成：口 服葡萄糖1. 5 %、玉米淀粉5. 0 %、鱼粉2. 0 %、酵母粉1. 2 %、磷酸二氢钾0. 05 %、氯化钾 0. 2%、硫酸铵0. 5%、巴比妥0. 05%、碳酸钙1. 0%，其余为水，pH值6. 5-7. 0。
[0022] 进一步优选的：该发酵培养基的优化组方二由下述重量％数的物质配比而成：口 服葡萄糖1.5%、玉米淀粉5.0%、鱼粉1.0%、花生饼粉1.0%、酵母粉1.2%、磷酸二氢 钾0. 05 %、氯化钾0. 2 %、硫酸铵0. 5 %、巴比妥0. 05 %、碳酸钙1. 0 %，其余为水，pH值 6. 5-7. 0〇
[0023] 进一步优选的：该发酵培养基的优化组方三由下述重量％数的物质配比而成：口 服葡萄糖1.5%、玉米淀粉5.0%、鱼粉0.5%、生物氮素1.5%、酵母粉1.2%、磷酸二氢 钾0. 05 %、氯化钾0. 2 %、硫酸铵0. 5 %、巴比妥0. 05 %、碳酸钙1. 0 %，其余为水，pH值 6. 5-7. 0〇
[0024] 进一步优选的：该发酵培养基的优化组方四由下述重量％数的物质配比而成：口 服葡萄糖1.5%、玉米淀粉5.0%、花生饼粉1.5%、生物氮素1.0%、酵母粉1%、磷酸二 氢钾0. 05 %、氯化钾0. 2 %、硫酸铵0. 5 %、巴比妥0. 05 %、碳酸钙1. 0 %，其余为水，pH值 6. 5-7. 0〇
[0025] 进一步优选的：组方一的优化方法如下：在常规培养基，口服葡萄糖1. 0-2. 0%、 玉米淀粉4. 0-6. 0 %、鱼粉0. 0-2. 0 %、酵母粉0. 5-1. 5 %、磷酸二氢钾0. 05-0. 25 %、氯化 钾0. 01-0. 2%、硫酸铵0. 1-1. 0%、巴比妥0. 01-0. 05%、碳酸钙0. 1-1. 0%，其余为水， pH6. 5-7. 0的基础上，选择葡萄糖和玉米淀粉为碳源，鱼粉和酵母粉为氮源，以磷酸二氢钾 为无机盐，通过响应面优化实验，发酵条件为：750mL三角瓶中装液量80mL，接种量10%，在 转速220r/min，温度为28°C的恒温摇床中培养103h，测定大观霉素的含量，达到8040U/mL， 即得优化组方一。
[0026]进一步优选的：组方二的优化方法如下：在优化组方一的基础上，以花生饼粉部 分替代鱼粉，确定花生饼粉的最适添加量，分别以〇. 1%、〇. 3 %、0. 5%、1.0%、1.5 %和 2. 0%共6个水平的花生饼粉替代鱼粉，观察随着花生饼粉配比在配方中的变化对大观霉 素产量的影响，最后确定当花生饼粉添加量为1.0 %时，大观霉素产量最高，达到8625U/ mL，即得优化组方二。
[0027] 进一步优选的：组方三的优化方法如下：在优化组方一的基础上，以生物氮素部 分替代鱼粉，确定生物氮素的最适添加量，分别以〇. 1%、〇. 3 %、0. 5%、1.0%、