[发明专利]一种提高中生菌素发酵效价的生产工艺

说明书

本发明涉及一种提高中生菌素发酵效价的生产工艺，通过对种子和发酵培养基的N源进行优化调整，实现菌丝代谢过程细胞内外环境的高效平稳和精细化控制。优化后的生产工艺，菌丝浓度控制在18‑22％之间，实际有效发酵时间可以控制在60‑72h，碳源(总糖计)的利用率由55‑62.5％提高到70％‑85％，发酵平均效价提高了62.5‑65.0％，为后续的产物分离收率和原药质量提供物料基础，有效的降低了中生菌素的生产成本。

技术领域

本发明生物发酵的技术领域，具体涉及一种提高中生菌素发酵效价的生产工艺。

背景技术

中生菌素是一种广谱抗菌素，能抗革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、分枝杆菌、酵母菌及丝状真菌，对人畜中等毒性。主要用于防治苹果轮纹病、黄瓜细菌性角斑病、番茄青枯病等病害，作为一种绿色、低毒、低残留的农用抗生素类杀菌剂，具有良好的市场前景。随着人们对农药安全意识的提高，中生菌素高效、广谱、无公害的生物特性展示了越来越广泛的市场前景。由于其具有显著的抗植物病原真菌活性，在农业上广泛使用。其低毒、安全、高效、对环境友好，是目前最具推广前景的绿色农药之一，也是当前农作物病虫害防治中具有广阔发展前景的农药之一。

中生菌素化学名称为链丝菌素(streptothricins)，化学结构由链里定内酰胺、古洛糖胺和赖氨酸侧链三部分组成，根据侧链赖氨酸的数量从1-7分别命名为链丝菌素F、E、D、C、B、A和X，其活性高低与赖氨酸的数量呈正相关。

中国申请专利202111542644.X公布了一种筛选培养基及其制备方法和应用，采用专利中所述的筛选培养基筛选得到的菌株：淡紫灰链霉菌海南变种，应用于中生菌素产业化发酵生产时，发酵3-10d，产业化发酵生产水平比对照提高50％以上。

目前中生菌素生产采用三级发酵，现有的工艺条件下发酵正常水平在8000-10000U左右，实际生产平均水平不超过12000U，生产过程控制相对粗放，没有把溶氧、pH等关键表征参数作为主要控制参数，生产时间较长，生产稳定性差，发酵液物料质量可控性差，造成原药产品含量参差不齐，生产成本较高。进一步提高中生菌素发酵过程中的效价水平是目前的研究重点，一方面提高中生菌素的含量，保证制剂产品的质量稳定性；另一方面降低产品的生产成本，提高企业效益的同时，扩展产品的市场应用范围。

实际生产中，通过优筛菌种或改变培养基中营养配方，能够有效地提高发酵水平，但在实际生产过程中我们发现，单纯营养的改变，会造成菌丝老化和物料质量的变化，生产稳定性较差，并不能完全实现发酵产量的大幅度提高。发酵级数多，发酵时间长，导致人工成本和染菌成本、动力成本等都较高，另外，工艺粗放，造成代谢效率差，碳源转化率低，发酵液质量差，提取分离效率差。

基于以上因素，本发明在现有生产工艺的基础上，对培养基中的功能性营养和主要物质进行系统调整以及工艺控制理论创新，减少发酵级数，缩短生产周期，同时实现了对代谢流的控制，提高碳源转化率，最大限度的提高菌丝的生产效率，实现发酵水平的突破和生产成本的降低。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种提高中生菌素发酵效价的生产工艺，从提高种子活力和菌丝质量入手，核心工艺是通过对种子和发酵培养基的N源进行优化调整，改变种子和发酵培养基中的C/N比例，实现菌丝代谢过程细胞内外环境的高效平稳和精细化控制，利用代谢流的控制理论，调整发酵代谢不同时期的营养利用效率，提高单罐生产效率，实现发酵效价的提高和生产产量大幅度突破，和生产成本的降低。

本发明采用如下技术方案：一种提高中生菌素发酵效价的生产工艺，采用二级发酵工艺，包括如下步骤：

1)配置中生菌素生产种子培养基、发酵培养基和补料培养基，补水定容后，pH自然；

2)种子培养基实消灭菌后，接种成熟的淡紫灰链霉菌斜面或摇瓶种子，按照种子罐的培养条件，培养周期内取样及镜检，监测菌丝镜检形态和密度、pH、菌浓等各项理化指标，待种子指标合格，按比例移入发酵罐；