[发明专利]一种降低庆大霉素C1a发酵液黏度的补料方法在审
申请号: | 201710133495.9 | 申请日: | 2017-03-08 |
公开(公告)号: | CN106591400A | 公开(公告)日: | 2017-04-26 |
发明(设计)人: | 程国政 | 申请(专利权)人: | 河南仁华生物科技有限公司 |
主分类号: | C12P19/48 | 分类号: | C12P19/48 |
代理公司: | 洛阳公信知识产权事务所(普通合伙)41120 | 代理人: | 程茗 |
地址: | 467500 河南*** | 国省代码: | 河南;41 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 降低 庆大霉素 c1a 发酵 黏度 方法 | ||
技术领域
本发明属于发酵工程技术领域,具体涉及庆大霉素的发酵生产,特别是涉及一种降低庆大霉素C1a发酵液黏度的补料方法。
背景技术
庆大霉素C1a作为一种重要的氨基糖苷类抗生素,是国内首创、具备独立知识产权的一类半合成新药衣替米星的母核。传统制备C1a的方法是采用树脂分离技术从多组份庆大霉素中提取C1a单组份,由于各组分之间结构类似,物理化学性质相近,导致了提取成本居高不下,市场上高纯度C1a售价居高不下。
由于多组份庆大霉素发酵工艺较多,目前单组份庆大霉素C1a发酵工艺主要借鉴了多组份庆大霉素发酵工艺,在大工艺不变的前提下,调整小工艺参数,以提高庆大霉素C1a的产量。然而在实际工艺控制过程中由于大量使用了有机氮源和淀粉、玉米粉等黏性较大原材料,导致了发酵后期黏度过大,黏度是培养基物性的重要指标之一,它直接影响氧的传递、营养成分、无机盐、生长因子等的扩散,从而影响细胞的呼吸、营养成分的吸收,最终导致影响目标产物的形成。因此需在庆大霉素发酵过程中采取措施以降低发酵液黏度,提高生产效率。庆大霉素实际发酵工艺中常采用补水补碳等被动措施来改善中后期黏度增加导致的氧限制,但是会产生抑制产物合成等问题。例如,常规补碳采用单一组分的葡萄糖,在庆大霉素碳代谢研究文献报道中,高浓度的葡萄糖对庆大霉素合成有强烈的抑制作用,但是葡萄糖虽然对抗生素合成有抑制作用,但同时也是细胞生长的必需碳源,研究者试图通过添加庆大霉素支路代谢的前体来解除抑制,在尝试了之后,发现尽管这些物质能被细胞有效吸收,但仍然不能解除葡萄糖的阻抑作用。类似种种问题,在发酵生产庆大霉素C1a的过程中,因为发酵液黏度过大严重影响着庆大霉素C1a的产量,如何改善发酵工艺,使之在不影响发酵水平的前提下,降低后期黏度,提高产量,是亟待解决的问题。
发明内容
针对上述庆大霉素发酵生产中的问题和不足,本发明提供一种降低庆大霉素C1a发酵液黏度的补料方法,该方法通过改变原料和控制工艺方法改善了发酵液黏度,进而改善中后期氧的传递提高发酵效价。
一种降低庆大霉素C1a发酵液黏度的补料方法, 其特征在于:整个发酵过程只进行补碳和补氮两种补料控制:
补碳控制:发酵罐中还原糖浓度控制在1-20g/L,当测定发酵罐中还原糖浓度低于5g/L时采用连续流加补料方式开始补充碳源,当还原糖浓度高于20g/L时停止补充碳源;其中,补碳速率根据实时离线测定的还原糖浓度值和发酵液黏度值进行调整:
当还原糖浓度值高于5g/L时,,速率单位以kg/h计;
当还原糖浓度值低于5g/L时, ,速率单位以kg/h计;
补氮控制:发酵罐中氨基氮控制在20-60mg/mL,当测定发酵罐中氨基氮浓度低于30mg/mL时采用连续流加补料方式开始补充氮源,氨基氮浓度高于60mg/mL时停止补充氮源;其中,补氮速率根据实时离线测定的氨基氮浓度值和发酵液黏度值进行调整:
当氨基氮浓度值高于30mg/mL时,,速率单位以kg/h计;
当氨基氮浓度值低于30 mg/mL时, ,速率单位以kg/h计。
进一步的,所述碳源的成分及其质量百分数分别为:葡萄糖30-40%、麦芽糖5-10%和D-木糖0.5-2.0%,其余为水。
进一步的,所述氮源的成分及其质量百分数分别为:尿素10-15%,硫酸铵15-20%,玉米浆0.5-1.5%和酵母浸出粉1-3%,其余为水。
进一步的,所述氮源是将尿素、硫酸铵、玉米浆和酵母浸出粉溶于无菌水中,配制成溶液,再用氢氧化钠调整溶液pH至8.0-9.0,过滤灭菌后制得。
本发明的有益效果:
1、本发明在整个发酵过程中只采用补碳和补氮两种补料控制,相对常规补料方式,本发明工艺简单有效,通过调整碳源和氮源的成分比例、补料时间和补料速率等参数,一方面缓解了因营养供应不足和中间产物积累等导致的菌体生长代谢受到抑制的现象,为菌体生长提供了能量,维持了菌体活性;另一方面,本发明所述补料方法,降低了发酵液黏度,发酵液中发酵液黏度降低了1倍,效价平均增加260u/mL,改善了氧的混合传递效果,控制和引导产生菌的培养过程,使中后期的生化代谢活动向着有利于产物积累的方向发展,产量最高提高了63%,生物效价最高提高了40%,是一种行之有效的补料方法。
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