专利名称：一种基于代谢参数rq补糖发酵生产沙利霉素工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及沙利霉素的发酵工艺优化方法，特别是涉及一种基于代谢参数RQ补糖发酵生产沙利霉素工艺。
背景技术：
沙利霉素是一种聚醚类一元羧酸抗生素，具有特殊的环状结构，是典型的离子载体抗生素。沙利霉素是由白色链霉菌(Streptomysis albus)产生的聚醚类离子载体型动物专用抗生素，由于其广谱高效的抗球虫病性能而得到广大饲养者的认可。目前沙利霉素的生产主要通过生物发酵的方法进行，主要以豆油和棕榈油作为其主要的发酵碳源，例如中国专利CN1230596公开的，但是随着近年来油的价格持续上升，沙利霉素的发酵成本相应有了很大的提高；并且由于油的自身特性，发酵基质中过多油的积累会造成发酵体系溶氧的降低，同时其还会附着于菌丝体表面，不利于菌体代谢，甚至还会出现发酵液结块的现象。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于代谢参数RQ补糖发酵生产沙利霉素工艺，以提高沙利霉素效价和降低成本。一种基于代谢参数RQ补糖发酵生产沙利霉素工艺，包括以下工艺步骤
发酵培养将经斜面培养和种子培养所得种子液接种至发酵罐，接种量8-12%，培养温度 30-350C，压力 O. 04-0. 06MPa, DO 控制在 30%-100%,转速 250-500rpm,当 RQ 降至 O. 65时，开始流加补糖，使RQ值控制在O. 68-0. 95，发酵开始后290-310小时后放罐。更为优选，所述斜面培养是将菌株接种到斜面培养基上，26_30°C下培养6-8天。更为优选，所述种子培养是将经斜面培养所得孢子接入种子培养基，在30-35°C、220-260 r/min 的条件下培养 25_30h。更为优选，所述斜面培养基的组成是可溶性淀粉1-3 wt%,硫酸镁O. 02-0. 08wt%，氯化钠 O. 02-0. 08 wt%，牛肉膏 O. 05-0. 2 wt%，硝酸钾 O. 05-0. 2 wt%，磷酸氢二钾O. 02-0. 08 wt%，硫酸亚铁O. 0005-0. 0015 wt%，琼脂l_3wt%，余量的蒸馏水；所述斜面培养基的pH值为6. 8-7. 5。更为优选，所述种子培养基的组成是葡萄糖2-8 wt%，黄豆粉2-4 wt%，酵母粉O. 5-2wt%,轻质碳酸I丐O. 1-0. 4 wt%,余量的蒸懼水。更为优选，所述发酵罐的培养基的组成是蔗糖2-6 wt%，棕榈油2_8wt%，氯化钾O. 1-0. 4wt%，氯化钠 O. 05-0. 2 wt%，豆柏粉 O. 1-0. 8 wt%，胚芽粉 O. 2_lwt%，磷酸氢二钾O. 01-0. 02wt%，硫酸镁 O. 005-0. 02 wt%，乳化剂 O. 02-0. 08wt%，硫酸铵 0.1_lwt%，轻质碳酸钙O. 1-0. 5 wt%，余量的蒸馏水；所述发酵液的pH值为6. 5-7. O。更为优选，所述发酵培养中采用的流加补糖是根据RQ值控制补糖速率，当RQ降至O. 65时，开始以恒定速率流加方式补糖，RQ值升至O. 8-0. 95时降低补糖速率，以控制RQ值、在 O. 68-0. 95 之间。更为优选，所述发酵培养中RQ值控制在O. 68-0. 8。更为优选，所述发酵培养中的糖为葡萄糖、蔗糖、可溶性淀粉的一种或多种。更为优选,所述发酵培养中压力为O. 05MPa。当发酵完成糖油转换阶段后，OUR和CER逐步上升，RQ基本稳定在O. 65，这意味着菌体开始进入产素阶段。随着发酵的进行，OUR和CER由上升期进入稳定阶段，此时，开始流加葡萄糖，并控制RQ维持在O. 68-0. 95，优选O. 68-0. 8。
本发明在发酵中后期以RQ值作为操作指标进行流加补糖，在效价稳定提高的同时，降低沙利霉素的生产成本，解决了发酵基质中过多油的积累造成发酵体系溶氧的降低，以及发酵液结块的技术问题，本发明的技术成熟，适合工业规模化生产。
具体实施例方式下面通过实施例来进一步说明本发明，但不用来限制本发明的范围。本发明中种子罐及发酵罐由上海国强生化工程装备有限公司生产，尾气分析仪为PS6000型生物尾气分析系统分析(重庆哈特曼测量仪器有限公司)，本发明中DO为溶解氧，OUR为菌体摄氧率，CER为二氧化碳(CO2)释放率，RQ为呼吸商，RQ=CER/0UR。本实施例采用的沙利霉素生产菌种为白色链霉菌(Streptomyces albus)。培养基成分I :
配制斜面培养基(wt%):可溶性淀粉1，硫酸镁O. 08，氯化钠O. 02，牛肉膏O. 2，硝酸钾O. 05，磷酸氢二钾O. 08，硫酸亚铁O. 0005，琼脂3，pH 6.8，余量为蒸馏水；并进行灭菌。配制种子培养基(wt%):葡萄糖2，黄豆粉4，酵母粉O. 5，轻质碳酸钙O. 4，余量为蒸馏水；
配制发酵培养基(wt%):蔗糖2，棕榈油8，氯化钾0.1，氯化钠O. 2，豆柏粉0.1，胚芽粉1，磷酸氢二钾O. 01，硫酸镁O. 02，乳化剂O. 02，硫酸铵1，轻质碳酸钙0.1，pH 7.0，余量为蒸馏水；并进行灭菌。培养基成分2
斜面培养基(wt%):可溶性淀粉3，硫酸镁O. 02，氯化钠O. 08，牛肉膏O. 05，硝酸钾
0.2，磷酸氢二钾O. 02，硫酸亚铁O. 0015，琼脂1，余量的蒸馏水；所述斜面培养基的pH值为7.5。种子培养基(wt%):葡萄糖8，黄豆粉2，酵母粉2，轻质碳酸钙0.1，余量为蒸馏水。发酵罐的培养基(wt%):蔗糖6，棕榈油2，氯化钾O. 4，氯化钠O. 05，豆柏粉O. 8，胚芽粉O. 2，磷酸氢二钾O. 02，硫酸镁O. 005，乳化剂O. 08，硫酸铵O. I，轻质碳酸钙O. 5，余量为蒸馏水；所述发酵液的PH值为6. 5。培养基成分3
斜面培养基(wt%):可溶性淀粉2，硫酸镁O. 06，氯化钠O. 04，牛肉膏0.1，硝酸钾
0.1，磷酸氢二钾O. 05，硫酸亚铁O. 001，琼脂2，余量为蒸馏水；所述斜面培养基的pH值为 7. O。种子培养基(wt%):葡萄糖5，黄豆粉3，酵母粉1，轻质碳酸钙O. 3，余量为蒸馏水。发酵罐的培养基(wt%):蔗糖3，棕榈油5，氯化钾O. 3，氯化钠O. 15，豆柏粉
O.5，胚芽粉O. 8，磷酸氢二钾O. 015，硫酸镁O. 01，乳化剂O. 05，硫酸铵O. 5，轻质碳酸钙
O.3，余量为蒸馏水；所述发酵液的pH值为6. 8。实施例I :
使用培养基成分I
(1)斜面培养将白色链霉菌菌株接种到新鲜斜面上，26°C下培养8天；
(2)种子培养将步骤(I)所得孢子接入种子培养基，在30°C、260r/min的条件下培养
30h ；
(3)发酵培养将步骤(2)所得种子液接种至发酵罐(15L罐，灭菌后大概8升发酵培养基)，接种量8%，培养温度30-35°C，压力O. 05MPa, DO控制在30_40%，转速400-500rpm，当RQ降至O. 65时，开始以10ml/H流加方式补加质量百分含量为20%的蔗糖水溶液，当RQ值升至O. 9时以5-8ml/H流加补加质量百分含量为20%的蔗糖，将RQ值控制在O. 85-0. 95。发酵290小时后放 !。实施例2
使用培养基成分2
(1)斜面培养将白色链霉菌菌株接种到新鲜斜面上，30°C下培养6天；
(2)种子培养将步骤(I)所得孢子接入种子培养基，在35°C、220r/min的条件下培养
30h ；
(3)发酵培养将步骤(2)所得种子液接种至发酵罐(30L罐，灭菌后大概16升发酵培养基)，接种量12%，培养温度30-35°C，压力O. 06MPa, DO控制在80_100%，转速250_300rpm，当RQ降至O. 65时，开始以15mL/H流加方式补加质量百分含量为15%的葡萄糖糖水溶液，当RQ值升至O. 8时以12mL/H流加补加质量百分含量为15%的葡萄糖糖水溶液，将RQ值控制在O. 68-0. 8。发酵300小时后放罐。实施例3
使用培养基成分3
(1)斜面培养将白色链霉菌菌株接种到新鲜斜面上，28°C下培养7天；
(2)种子培养将步骤(I)所得孢子接入种子培养基，在32°C、240r/min的条件下培养
30h ；
(3)发酵培养将步骤(2)所得种子液接种至发酵罐(50L罐，灭菌后大概24升发酵培养基)，接种量10%，培养温度30-35°C，压力O. 04MPa, DO控制在60_80%，转速300_400rpm，当RQ降至O. 65时，开始以10mL/H流加方式补加质量百分含量为20%的可溶性淀粉水溶液，当RQ值升至O. 8时以5mL/H流加补加质量百分含量为20%的可溶性淀粉水溶液，将RQ值控制在O. 7-0.8。发酵310小时后放罐。实施例4
使用培养基成分I
(1)斜面培养将白色链霉菌菌株接种到新鲜斜面上，26°C下培养8天；
(2)种子培养将步骤(I)所得孢子接入种子培养基，在30°C、260r/min的条件下培养
30h ；(3)发酵培养将步骤(2)所得种子液接种至发酵罐(15L罐，灭菌后大概8升发酵培养基)，接种量8%，培养温度30-35 °C，压力O. 04MPa, DO控制在30_50%，转速400-500rpm，当RQ降至O. 65时，开始分别以5mL/H流加方式补加质量百分含量为20%的可溶性淀粉水溶液和质量百分含量为20%的蔗糖水溶液，当RQ值升至O. 85时分别以3mL/H流加方式补加质量百分含量为20%的可溶性淀粉水溶液和质量百分含量为20%的蔗糖水溶液，将RQ值控制在O. 75-0. 85。发酵290小时后放罐。实施例5
使用培养基成分2
(1)斜面培养将白色链霉菌菌株接种到新鲜斜面上，30°C下培养6天；
(2)种子培养将步骤(I)所得孢子接入种子培养基，在35°C、220r/min的条件下培养 30h ；
(3)发酵培养将步骤(2)所得种子液接种至发酵罐(30L罐，灭菌后大概16升发酵培养基)，接种量12%，培养温度30-35°C，压力0.05MPa，DO控制在40_60%，转速350_450rpm，当RQ降至O. 65时，开始分别以10mL/H流加方式补加质量百分含量为15%的可溶性淀粉水溶液和质量百分含量为20%的葡萄糖水溶液，当RQ值升至O. 9时分别以5mL/H流加方式补加质量百分含量为15%的可溶性淀粉水溶液和质量百分含量为20%的葡萄糖水溶液，将RQ值控制在O. 8-0. 9。发酵300小时后放罐。实施例6
使用培养基成分3
(1)斜面培养将白色链霉菌菌株接种到新鲜斜面上，28°C下培养7天；
(2)种子培养将步骤(I)所得孢子接入种子培养基，在32°C、240r/min的条件下培养
30h ；
(3)发酵培养将步骤(2)所得种子液接种至发酵罐(30L罐，灭菌后大概24升发酵培养基)，接种量10%，培养温度30-35°C，压力0.06MPa，DO控制在50_70%，转速250_350rpm，当RQ降至O. 65时，开始分别以15L/H流加方式补加质量百分含量为15%的可溶性淀粉水溶液、质量百分含量为20%的葡萄糖水溶液和质量百分含量15%的为蔗糖水溶液，当RQ值升至O. 85时分别以10mL/H流加方式补加质量百分含量为15%的可溶性淀粉水溶液、质量百分含量为20%的葡萄糖水溶液和质量百分含量15%的为蔗糖水溶液，将RQ值控制在
0.7-0.85。发酵310小时后放罐。对比实施例I :
将实施例I中补糖改为补豆油，其余条件不变，290小时后放罐，经分析效价结果见表
I ;
对比实施例2
将实施例2中补糖改为补棕榈油，其余条件不变，300小时后放罐，经分析效价结果见表I ;
对比实施例3
将实施例3中补糖改为补豆油，其余条件不变，310小时后放罐，经分析效价结果见表
I ;
对比实施例4 将实施例4中补糖改为补豆油，其余条件不变，290小时后放罐，经分析效价结果见表
I ;
对比实施例5
将实施例5中补糖改为补棕榈油，其余条件不变，300小时后放罐，经分析效价结果见表I ;
对比实施例6 : 将实施例6补糖改为补油酸甲酯，其余条件不变，310小时后放罐，经分析效价结果见表I ;
表I
"..................................................................[TSicSiypiii.....丽.「「丽................................『■涵面.....| 涵m
比例成本比比《效份比
mm mm
实施例 I .8元/公斤-__65857 u/al "*.060.60
对比实_ I-12.2元/公斤65467 u/mi
实施例 2S. 5.元 /公斤—71530 u/n I -46. 29.13
对比实ISW 2-12.2 元/公斤65543 u/ml
实Ml例 35.2 元/公斤-6225 u/mi -57. SB-2.08
时比实龜两312. 2元/公斤63578 u/ml
实SIiS 4β. 3 元/公斤-6242H u/ml -43, 36-3.50
对比实Ife例4-12,2元/公斤64743 Wiftl
实施例 55.9 元/公斤-66542 u/ml -51,640.84
对比实ItW 5-12, 2元/公斤65987 u/斷I
实tt例 66.8元/公斤-65754 u/ml -44.262.13
_比实施例S-12.2元/公斤64352 u/mi
由以上实施例可以看出，本发明实施例通过一种基于代谢参数RQ补糖发酵生产沙利霉素工艺，来代替现有技术中的补油工艺规模生产沙利霉素，不仅可以使效价增加，同时可以使原料成本大为降低，或者效价略有下降，但原料成本大为降低，所得沙利霉素产品质量稳定可靠，本发明提供的补糖工艺适合大规模工业化生产。
权利要求
1.一种基于代谢参数RQ补糖发酵生产沙利霉素工艺，其特征在于包括以下工艺步骤 发酵培养将经斜面培养和种子培养所得种子液接种至发酵罐，接种量8-12%，培养温度 30-350C，压力 O. 04-0. 06MPa, DO 控制在 30%-100%,转速 250-500rpm,当 RQ 降至 O. 65时，开始流加补糖，使RQ值控制在O. 68-0. 95，发酵开始后290-310小时后放罐。
2.根据权利要求I所述的一种基于代谢参数RQ补糖发酵生产沙利霉素工艺，其特征在于所述的斜面培养是将菌株接种到斜面培养基上，26-30°C下培养6-8天。
3.根据权利要求I所述的一种基于代谢参数RQ补糖发酵生产沙利霉素工艺，其特征在于所述的种子培养是将经斜面培养所得孢子接入种子培养基，在30-35°C、220-260 r/min的条件下培养25-30h。
4.根据权利要求2所述的一种基于代谢参数RQ补糖发酵生产沙利霉素工艺，其特征在于斜面培养基的组成是可溶性淀粉1-3 wt%，硫酸镁0.02-0.08 wt%，氯化钠0.02-0.08wt%，牛肉膏 0.05-0.2 wt%，硝酸钾 O. 05-0. 2 wt%，磷酸氢二钾 O. 02-0. 08 wt%4t酸亚铁O. 0005-0. 0015 wt%，琼脂l_3wt%，余量为蒸馏水；所述斜面培养基的pH值为6. 8-7. 5。
5.根据权利要求3所述的一种基于代谢参数RQ补糖发酵生产沙利霉素工艺，其特征在于种子培养基的组成是葡萄糖2-8 wt%，黄豆粉2-4 wt%，酵母粉O. 5-2wt%，轻质碳酸钙O. 1-0. 4 wt%,余量为蒸懼水。
6.根据权利要求I所述的一种基于代谢参数RQ补糖发酵生产沙利霉素工艺，其特征在于发酵罐的培养基的组成是鹿糖2-6 wt%,棕榈油2-8wt%,氯化钾O. 1-0. 4wt%,氯化钠O. 05-0. 2 wt%，豆柏粉 O. 1-0. 8 wt%，胚芽粉 O. 2_lwt%，磷酸氢二钾 O. 01-0. 02wt%，硫酸镁 O. 005-0. 02 wt%，乳化剂 O. 02-0. 08wt%，硫酸铵 O. l_lwt%，轻质碳酸钙 O. 1-0.5 wt%,余量为蒸馏水；所述发酵液的PH值为6. 5-7. O。
7.根据权利要求I所述的一种基于代谢参数RQ补糖发酵生产沙利霉素工艺，其特征在于所述发酵培养中采用的流加补糖是根据RQ值控制补糖速率，当RQ降至O. 65时，开始以恒定速率流加方式补糖，RQ值升至O. 8-0. 95时降低补糖速率，以控制RQ值在O. 68-0. 95之间。
8.根据权利要求I所述的一种基于代谢参数RQ补糖发酵生产沙利霉素工艺，其特征在于所述发酵培养中RQ值控制在O. 68-0. 8。
9.根据权利要求I或7所述的一种基于代谢参数RQ补糖发酵生产沙利霉素工艺，其特征在于所述发酵培养中的糖为葡萄糖、蔗糖、可溶性淀粉的一种或多种。
10.根据权利要求I所述的一种基于代谢参数RQ补糖发酵生产沙利霉素工艺，其特征在于所述发酵培养中压力为O. 05MPa。
全文摘要
本发明公开了一种基于代谢参数RQ补糖发酵生产沙利霉素工艺，包含以下步骤发酵培养将经斜面培养和种子培养所得种子液接种至发酵罐，接种量8-12%，培养温度30-35℃,压力0.04-0.06MPa，DO控制在30%-100%,转速250-500rpm，当RQ降至低于或等于0.65时，开始流加补糖，使RQ值控制在0.68-0.95，发酵开始后290-310小时后放罐。本发明在发酵中后期以RQ值作为操作指标进行流加补糖，在效价稳定提高的同时，降低沙利霉素的生产成本，解决了发酵基质中过多油的积累造成发酵体系溶氧的降低，以及发酵液结块的技术问题，技术成熟，适合工业规模化生产。
文档编号C12R1/47GK102643881SQ201210129749
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者储消和, 姚云泉, 沈建, 王克非, 生英涛, 高圣君, 黄海涛 申请人:内蒙古拜克生物有限公司, 浙江升华拜克生物股份有限公司