[发明专利]阿维菌素的生产工艺

说明书

本发明公开了一种阿维菌素的生产工艺，包括摇瓶种子培养、种子罐培养、和发酵罐培养步骤，所述摇瓶种子培养与种子罐培养步骤中均使用种子培养基，所述种子培养基的碳源为葡萄糖；所述发酵罐培养步骤中使用发酵培养基，所述发酵培养基的碳源为葡萄糖和山梨醇；所述发酵罐培养步骤中以流加的方式补充碳源，所述碳源为葡萄糖和山梨醇。获得的生产工艺，可以有效改善发酵过程中的溶氧，降低生产的动力成本；并避免因加入过多葡萄糖对微生物代谢产生的反馈抑制，保证放罐时发酵单位的提高；还可减少发酵后提取阶段的除糖步骤，使发酵产生的废水COD明显下降。

技术领域

本发明涉及阿维菌素发酵生产技术领域，尤其涉及一种阿维菌素的生产工艺。

背景技术

阿维菌素Avermectins是具有杀虫、杀螨、杀线虫活性的一簇结构相似的十六元大环内酯类抗生素，由链霉菌中灰色链霉菌Streptomyces avermitilis发酵产生。天然阿维菌素含有结构相近的8个同系物组分，主要4种有A1a、A2a、B1a和B2a，其总含量≥80％；对应的4个比例较小的同系物是A1b、A2b、B1b和B2b，其总含量≤20％。阿维菌素广泛应用于农业，是一种常见的农药制剂，作为杀虫剂，用于防治十字花科小菜蛾、棉铃虫、螨类、菜青虫等。

目前发酵生产阿维菌素使用的基础培养基是以高浓度淀粉为碳源，发酵后期会补充低浓度淀粉、或淀粉与葡萄糖的混合物。在发酵过程中，淀粉在微生物分泌的淀粉酶、糖化酶等生物酶的作用下逐步缓慢转化为葡萄糖，这样培养基中的葡萄糖会一直维持在较低的浓度范围，因而不易产生反馈抑制作用。但由于淀粉料液粘稠，会造成培养基溶氧效果较差，一般在生产放罐单位平均水平6g/L的要求下，放罐系数普遍低于75％；而且淀粉只有先转化为葡萄糖才能够被微生物利用，而发酵过程中会产生其它糖类，这样不仅使淀粉利用率低，发酵结束后的提取过程中还需要加入甲苯来除去因淀粉代谢产生的各种糖类物质，使发酵产生的废水COD很高，给环保造成压力。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种阿维菌素的生产工艺，该工艺以葡萄糖作为种子培养基的碳源，以葡萄糖和山梨醇的混合物作为发酵培养基的碳源，取代了传统碳源淀粉的使用，不仅解决了以淀粉为碳源对发酵生产造成的弊端，提高了阿维菌素的发酵单位，还能够降低生产过程的动力成本，并省去发酵后提取阶段用甲苯去除残留多糖类物质的步骤，降低发酵废水对环保的压力。

为实现上述目的，本发明提供的阿维菌素的生产工艺，包括摇瓶种子培养、种子罐培养、和发酵罐培养步骤，所述摇瓶种子培养与种子罐培养步骤中均使用种子培养基，所述种子培养基的碳源为葡萄糖；所述发酵罐培养步骤中使用发酵培养基，所述发酵培养基的碳源为葡萄糖和山梨醇；所述发酵罐培养步骤中以流加的方式补充碳源，所述碳源为葡萄糖和山梨醇。

本发明的阿维菌素生产工艺，在摇瓶种子培养与种子罐培养阶段均以葡萄糖替代淀粉作为种子培养基的碳源，在发酵培养阶段以葡萄糖和山梨醇的混合物替代淀粉作为发酵培养基的碳源，可以有效改善发酵过程中的溶氧，降低生产的动力成本。因淀粉料液粘稠，发酵过程溶氧较差，为保证溶氧，必须加大通风量和提高搅拌速度，从而显著增加动力成本；而以葡萄糖和山梨醇作为培养基的碳源，料液较稀，不需要很大的风量和搅拌速度即可保证溶氧，节约了动力成本。发酵培养基的碳源选取葡萄糖和山梨醇的混合物，并在发酵过程以流加的方式不断补充该碳源，不仅避免了因加入过多葡萄糖对微生物代谢产生的反馈抑制，还可在整个发酵过程为阿维菌素的代谢提供足够的碳源，以保证放罐时发酵单位的提高。另外，本工艺发酵结束时滤液中不会残留过多糖类物质，还减少了发酵后提取阶段使用甲苯去除残留多糖类物质的除糖步骤，并且使发酵产生的废水COD明显下降。因此，本发明的阿维菌素生产工艺，简单易行，较传统以淀粉为碳源的阿维菌素生产，综合生产成本可以降低20％左右，发酵放罐废水的COD可以降低50％左右，具有显著的生产优势。

作为对上述技术方案的限定，所述种子培养基包括以下重量百分比组分：葡萄糖1.5～2％，玉米浆0.3～0.8％，酵母膏0.3～0.5％，碳酸钙0.1～0.2％，余为自来水，调pH7.0～7.2。