[发明专利]一种高效培养基及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种高效培养基及其制备方法和应用。

背景技术

我国是世界主要医药原料药生产国家，抗生素、氨基酸、维生素等产品在世界市场 占有重要地位。我国抗生素类原料药年生产总量约为5万吨，这些抗生素原料药的生产大都 采用工业发酵生产，所需培养基总需求量大于20万吨。我国三大发酵制品的产量约100万 吨，酶制剂如淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、糖化酶等发酵生产均需大量的培养基。氨基酸产能 不断扩大，对培养基的需求也增长迅速。

发酵培养基的营养成分对菌种生长、繁殖和合成产物速率有重要影响。它既要使 种子接种后能迅速生长，达到一定的菌丝浓度，又要使长好的菌体能迅速合成目标产物。因 此，要求发酵培养基的组成合理，并且还要有菌体生长所需的生长因子和产物合成所需要 的特定元素、前体和促进剂等。发酵前期为生长阶段，这一阶段以快速繁殖菌体为目的，当 细胞繁殖达到一定数量、底物消耗和代谢产物到一定水平后，发酵过程逐渐迁移到以产物 形成为主的生产阶段，细胞生长处于维持状态，产物以稳定的速率生成，直到底物或产物或 其他某些发酵参数成为限制因素而结束发酵。发酵培养基的设计和生长需要考虑尽可能满 足菌体快速生长繁殖要求；尽可能保持整个发酵过程中工艺参数的平稳性，延长生产期，最 终达到提高发酵产量的目的。不同类型的微生物对营养的需求差异很大，应根据菌种对各 营养要素的不同要求进行配制。营养物配比应恰当，浓度太低，不能满足微生物生长的需 要；浓度太高，会抑制微生物生长。一个适当的培养基配方，对发酵产品的产量和质量有着 极大的影响。

四环素类抗生素作为重要的抗生素种类，多为经发酵法生产出来的抗菌物质，对 革兰氏阳性菌、阴性菌、立克次体、滤过性病毒、螺旋体属乃至原虫类都有很好的抑制作用， 是一种广谱抗菌素。四环素在抗生素类药物中属于相对较老的品种，但近年来其国际采购 逐渐回温。过去10年间，我国四环素生产呈恢复性增长态势，这与四环素被用作动物生长促 进剂的用途有关；更值得关注的是，四环素老药新用也是促成该药“重回江湖”的重要因素， 此外，四环素也是一种重要的饲料添加剂，拥有广阔的市场前景。自2006年以后，国际四环 素市场开始转暖，当年我国出口四环素碱与盐合计数量1.8万吨；2008～2009年期间虽然遭 受国际经济危机冲击，但出口继续保持良好势头；近两年产品销售情况增长态势依然良好。 国内产量和生产规模较大的有宁夏启元药业、华北制药集团、四川制药厂和西安利君药业 等。经过对现有技术的检索发现，国内现有技术方案和本发明有实质性区别。中国专利文献 号CN103602714A，公开日2014-02-26，公开了一种金色链霉菌发酵生产四环素的方法，包括 金色链霉菌的斜面孢子培养、种子培养和发酵培养，其特征在于所述发酵培养采用的发酵 培养基组成为：淀粉30～40g/L，糊精5～10g/L，豆粉6～10g/L，玉米浆15～30g/L，硫酸铵2 ～6g/L，轻质碳酸钙3.5～5g/L，溴化钠0.5～1.5g/L，磷酸二氢钾0.05～0.1g/L，淀粉酶 0.1g/L。该发明提供一种提高利用原料中的营养成分利用率，降低发酵过程中培养基的浓 度，改善溶氧条件，提高发酵单位的金色链霉菌发酵生产四环素的培养基。专利文献号 CN102864202A，公开日2013-01-09，公开了一种发酵生产四环素的方法，该方法包括在发酵 过程中向发酵培养基中添加溴化钠水溶液。该发明所述方法能够增大发酵培养基的KLa，提 高四环素的产率。上述两个发明的培养基缺乏特定元素、前体和促进剂等，对于发酵效价提 高有限，有较大改进空间。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种高效培养基及其制备方法，其通 过引入微量元素、前体和促进剂，能够促进菌体生长，提高发酵产物产量，抑制副产物的生 成，同时能够在稳定发酵生产的基础上促进菌体繁殖，提高细胞生长速率，增加生长期的生 物产量，从而提高目标产物产量和质量。

本发明是通过以下技术方案实现的。一种高效培养基，其由下列组分组成：豆饼 粉、酵母粉、棉籽蛋白肽、淀粉、磷酸二氢钠、溴化钠、乙酰辅酶A、稀土硝酸盐。

优化的，所述稀土硝酸盐采用硝酸铈、硝酸镨、硝酸镧或硝酸钕中的一种或多种。

优化的，培养基中豆饼粉、酵母粉、棉籽蛋白肽、淀粉、磷酸二氢钠的质量比为（3～ 4）：（1～1.5）：（1～2）：（5-8）：（0.05～0.1）。