[发明专利]一种提高维吉尼亚霉素产量的发酵生产方法

说明书

本发明涉及一种提高维吉尼亚霉素产量的发酵生产方法。本发明根据微生物在不同的生长代谢阶段对营养物质的需求不同，采用分级发酵的方式，将发酵培养中后期的维吉尼亚霉素生产菌株的发酵菌体转入第二级发酵，并通过优化发酵分级时间和不同发酵培养阶段的培养基组分和条件，满足菌体不同阶段生长代谢和维吉尼亚霉素合成对碳氮源等营养物质和能量的需求，显著提高了维吉尼亚霉素的发酵产量。本发明提供的发酵生产方法的原料成本低廉、操作工艺简单，从而可以在实践上用于微生物发酵生产维吉尼亚霉素。

技术领域

本发明涉及发酵工程领域，具体涉及一种提高维吉尼亚霉素产量的发酵生产方法。

背景技术

维吉尼亚霉素(virginiamycin)属于多肽类抗生素，其分子结构中有内酯环，是从链霉菌属细菌发酵产物中提取而来。维吉尼亚霉素在结构上由M(约占70％)和S(约占30％)两个因子构成，两者的结构和抗菌范围均不相同。M因子是一种巨环内酯，分子式为C₂₈H₃₅N₃O₇，S因子是一种环状多肽，分子式为C₄₃H₄₉N₇O₁₀。S和M混合，使其抗菌活性增强，而且不容易产生抗药性，主要对革兰氏阳性菌有显著的抑菌作用。美国Smith Lklinr药厂研发了维吉尼亚霉素产品Stafac(速大肥)，它由70％的M因子和30％的S因子构成。由于维吉尼亚霉素在动物肠道内不易被吸收，残留量小，毒性小，有较好的生物降解性，而且维吉尼亚霉素结构非常稳定，在室温下保存3年其作用效果不发生变化，在饲料生产过程中仍十分稳定，因此，维吉尼亚霉素被誉为最有前景的抗生素之一。然而，目前维吉尼亚霉素发酵生产的产品效价较低，直接制约了维吉尼亚霉素的应用推广。

目前报道的提高维吉尼亚发酵产量的方法主要包括培养基的优化、添加前体物质或其它真菌的菌粉等，然而其对于维吉尼亚霉素发酵产量的提高效果十分有限，且存在原料成本高、发酵工艺复杂等问题，因此，优化维吉尼亚霉素的发酵生产方法对于提高菌株的发酵生产性能、降低生产成本具有重要意义。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种提高维吉尼亚霉素产量的发酵生产方法。

本发明提供一种提高维吉尼亚霉素产量的方法，采用微生物分级发酵生产维吉尼亚霉素，所述分级发酵为在发酵的中后期将第一级发酵的菌体转接至第二级发酵的培养基中继续进行发酵。

在抗生素等次级代谢产物的合成过程中，微生物对于营养物质、温度和pH环境等外界条件的要求会随着不同的生长代谢阶段发生变化。此外，随着发酵的不断进行，发酵培养体系中可能会积累一些已知或未知的有毒代谢产物，影响的微生物生长代谢。本发明经过大量的对比和优化试验发现，采用分级发酵进行维吉尼亚霉素的发酵生产，根据不同发酵阶段微生物对于环境条件的需求不同，调整各阶段的发酵条件，通过发酵分级解除可能的有毒代谢产物的积累对微生物生长代谢的不利影响，能够显著提高维吉尼亚霉素的产量。

现有技术中常用的抗生素发酵生产方法主要包括连续补料和分批补料发酵。连续补料发酵中微生物对营养物质的利用率比较低、对加料设备的精确性要求比较高、且产物利用率和转化率都比较低；分批补料发酵随着发酵时间的延长发酵体积逐渐增大，导致发酵指标计算的准确性有偏差；而本发明提供的分级发酵方法可以克服连续补料发酵和分批补料发酵的缺点，在保证发酵结果准确性的基础上，提高发酵原料的利用率，且发酵过程中发酵参数趋于恒定，便于自动化控制。

本领域技术人员应当理解，所述分级发酵的第一级发酵和第二级发酵的分界点为转接发酵菌体的时间点，即发酵中后期，对于发酵中后期时间点的判断，发酵中后期的时间点可能由于选择的具体菌株不同、种子生长状态和接种量的不同而改变，本领域技术人员可以利用常规技术手段，根据具体的发酵培养周期和在发酵过程中监测的菌体生长、碳源和氮源的消耗等菌体生长代谢状态指标进行判断。