[发明专利]一种发酵链霉素的发酵培养基

说明书

技术领域

本发明属于链霉素发酵的技术领域，具体涉及一种发酵链霉素的发酵培养基

背景技术

链霉素是1944年由美国的瓦克斯曼教授在灰色链霉菌中首次发现的第一个氨基糖苷类抗生素。其发现之初为结核病的防治做出了巨大的贡献，从1955年开始用于防治由革兰氏阴性细菌引起的感染以来，链霉素在农业和畜牧业上的应用一直沿用至今。尤其是近年来，由于化学农药严重污染环境，国内外对分解快、残留少、选择性强、抗菌谱较广的生物农药的需求量逐年增多，链霉素的应用也得到了很大的扩展。

链霉素是由链霉胍、链霉糖和N-甲基-L葡萄糖胺组成的三糖苷，属于氨基糖苷类抗生素。链霉胍是在1,3-位置上带有2个孤基的1,3-去氧青蟹肌醇，去掉2个脒基后称为链霉胺。链霉糖是带有支链的5’-脱氧五碳糖，在第3碳上有一个醛基。N-甲基-L葡萄糖胺是在第2碳上的-NH₂被甲基化(-CH₃NH)的L-葡萄糖胺。这三糖连接的糖苷键都是α型的糖苷键。

链霉素发酵工业延续至今已有相当长的历史，和其他抗生素生产过程一样，它的菌体生长，产物形成等所涉及的一系列时刻变化着的生物化学和质量、能量传递过使链霉素发酵表现出相当程度的不确定性。同时又由于反应机理复杂，无合适的模型用以描述过程，使人们在其发酵操作上依赖经验甚于理论，这给链霉素生产水平带来了一定的困难。链霉素的获得途径主要是微生物发酵，而微生物的生长、繁殖和产物的合成都需要发酵培养提供必要的营养和能量，所以合适的培养基成分对于链霉素效价的提高尤为重要，但是现有技术中链霉素发酵培养基成分没有针对性，导致链霉素发酵单位偏低等问题。

发明内容

本发明为解决现有技术中依赖经验甚于理论，使得链霉素生产水平难以突破，导致链霉素发酵单位低的技术问题，提供了一种发酵链霉素的发酵培养基。

本发明为实现其目的采用的技术方案是：

一种发酵链霉素的发酵培养基，所述的发酵培养基的成分和含量为：葡萄糖60-70g/L、豆粉10-20g/L、硫酸铵65-70g/L、磷酸二氢钾0.7g/L、甲硫氨酸1-2g/L和精氨酸2.5-6g/L。

所述的发酵培养基的成分和含量为：葡萄糖60g/L、豆粉10g/L、硫酸铵65g/L、磷酸二氢钾0.7g/L、甲硫氨酸1g/L和精氨酸2.5g/L。

所述的发酵培养基的成分和含量为：葡萄糖70g/L、豆粉20g/L、硫酸铵70g/L、磷酸二氢钾0.7g/L、甲硫氨酸2g/L和精氨酸6g/L。

所述的发酵培养基的成分和含量为：葡萄糖64g/L、豆粉13g/L、硫酸铵68g/L、磷酸二氢钾0.7g/L、甲硫氨酸1.3g/L和精氨酸3.2g/L。

所述的精氨酸和甲硫氨酸的摩尔比为1.8-2.5。

所述的精氨酸和甲硫氨酸的摩尔比为2.1。

本发明的有益效果是：突破了人们长期以来依赖经验大于理论的思想，仔细研究分析了反应机理，提高了链霉素发酵的确定性，更有针对性，明显提高链霉素的发酵效价，能使链霉素发酵168小时的摇瓶效价达到23000U/mL以上，最高能达到25219U/mL。

现在由于链霉素发酵培养基没有针对性，同时在链霉素发酵操作上依赖经验甚于理论，基于反应机理复杂、所涉及的一系列时刻变化着的生物化学和质量、能量传递过使链霉素发酵表现出的不确定性的原因，使目前没有人想到直接根据反应机理来制备培养基，更没有人根据反应机理成功的研究出新的培养基，使培养基更具针对性，从而来提高链霉素的发酵效价。根据链霉素的代谢途径，看似只要加入甲硫氨酸，精氨酸，瓜氨酸，丙氨酸，天冬氨酸等氨基酸都可能促进链霉素的合成，然其反应机理复杂并非合成途径那么简单，其关键代谢流的分配对链霉素的代谢有着至关重要的作用，并非添加氨基酸就可以促进链霉素的发酵，通过长期的研究发现只有同时在培养基中添加甲硫氨酸和精氨酸，并严格控制精氨酸和甲硫氨酸的摩尔比控制在1.8-2.5才能实现对链霉素发酵的促进作用，才能最终实现链霉素发酵效价的提高。

添加精氨酸的作用是增加NH3分子转变为精氨酸的脒基的概率，最终增加转移到链霉胺衍生物上的概率。而精氨酸和甲硫氨酸摩尔比的控制是为了代谢流的适配，促使我们提供的碳源、氮源等向我们需要的方向转化，生成我们需要的物质，使生成比例适配的链霉胍、链霉糖和N-甲基-L-葡萄糖的三种物质，因为只有组成链霉素的三种物质链霉胍、链霉糖和N-甲基-L-葡萄糖比例适配才能合成链霉素。

具体实施方式