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阿维菌素的生产研究进展 陈洁 生工30902班 15号 【摘要】阿维菌素既可以用作农用杀虫剂，也可以用作兽用杀虫剂。本文简要阐述了阿维菌素的生产工艺，包括培育高产菌种、筛选发酵培养基以及发酵工艺和提取工艺，并对阿维菌素的生产前景进行了展望。 【关键词】阿维菌素；发酵；提取 阿维菌素简介 　阿维菌素(Avermectins)属大环内酯抗生素类杀虫杀螨剂,是土壤微生物灰色链霉菌素(Strentomycesavermitilis)的发酵代谢产物。1975年,日本北里研究所(Kitasato Institute)从日本静冈川奈市的一个土壤样品中分离得到该菌株,研究初期即发现该菌株的发酵液具有很高的驱肠道寄生虫活性。它能有效地防治双翅目、同翅目、鞘翅目和鳞翅目害虫及多种害螨,特别是对常用农药有抗药性的害螨和害虫具有优异效果。近来研究表明,阿维菌素可以提高肿瘤细胞对药物的灵敏度,具有显著的抗癌功能。阿维菌素作为农药于1985年投入市场,巨大的发展潜力使之成为研究的热点。阿维菌素制剂的年产量已达到万吨,是我国微生物农药中年产值最大的品种。国外主要侧重于遗传学的研究,国内的研究主要集中在阿维菌素的菌种改造和发酵方面。本文对阿维菌素培育高产菌种、筛选发酵培养基以及发酵工艺和提取工艺，并对阿维菌素的生产前景进行了展望。 阿维菌素生产工艺 2.1培育高产菌种 在工业生产中,阿维菌素菌株的优劣对生产有很重要的影响。阿维菌素原始菌株发酵单位非常低,最先发现的菌株MA-4680的发酵单位只有9μg/mL,经改变发酵条件后有较大的提高,但也仅为120μg/mL,不适合进行大规模发酵生产。所以首先，我们可以利用高频的电子流来诱变出发菌株，然后进行筛选，从而得到一株有40omg/ml以上的发酵单位的菌株，在改进了发酵培养基后，发酵单位达到了looomg/ml左右。再分3次对菌株进行亚硝基肌的诱变后，发酵单位明显提高到了3500一4o00mg/ml。由于高发酵单位的突变株，大多数不稳定，多培养后很快就会失去高产的特性。所以，在选育菌种时，要选择强壮生长的菌株，并改进发酵培养基，从而提高菌丝体的干重，这样才能实现提高发酵单位的目标。 2.2 筛选发酵培养基 发酵培养基是一个发酵产品工业化中非常重要的一环,其组分直接影响阿维菌素的产量和生产成本。目前用于工业发酵的培养基种类很多,由于各种培养基成分产地不同,特别是天然组分对发酵产量的影响很大,因此选择一种较好的培养基组合及培养条件是非常必要的。 2.2.1　碳源选择 碳源是组成培养基的主要成分之一,常用的碳源有糖类、油脂、有机酸和低碳醇等。汪嵘等在对阿维菌素培养基的选择上,在以(NH4)2SO4、酵母粉、CoCl2·2H2O、番茄浆、pH7·0~7·2为基础培养基的条件下,分别以葡萄糖、蔗糖、可溶性淀粉、小麦粉、黄玉米粉、马铃薯浆作碳源进行发酵培养。当培养基的成分适于菌丝生长时,并不一定同时适合目标产物合成。以葡萄糖作碳源时,虽然能得到最高的发酵产量,菌丝生长量也最大,可以作为最佳碳源,但所得干丝量小于以小麦粉作碳源时的干丝量,因此小麦粉是较理想的碳源。发酵前期葡萄糖会明显抑制阿维菌素的生成,后期加入则能提高菌丝的产量。宋渊等在培养基优化时选择了170多种不同配比的发酵培养基进行发酵实验,选择了淀粉为阿维菌素的最合适碳源物质。 2.2.2　氮源选择 常用的氮源分为两大类:有机氮源和无机氮源。有机氮源有花生饼粉、黄豆饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、蛋白胨、鱼粉、酒糟等。汪嵘等在对氮源进行选择时,分别以(NH4)2SO4、蛋白胨、酵母粉、黄豆粉、牛肉膏、酒糟作为惟一氮源测定产物生成量来选择最佳氮源,认为黄豆粉作为氮源最为合适。 2.2.3　氨基酸的影响 Burg等研究了18种氨基酸对阿维菌素产量的影响,结果表明仅DL-色氨酸具有刺激作用,DL-甲硫氨酸可能有刺激作用,其他氨基酸则无作用。 2.2.4　盐类的影响 微生物在生长时需要某些无机盐类和微量元素,以作为其生理活性物质的组成或生理活性作用的调节物。这些物质一般在低浓度时对微生物生长和产物合成有促进作用,在高浓度时常表现出明显的抑制作用,而各种不同的微生物及同种微生物在不同的生长阶段对这些物质的浓度要求均不相同。CaCO3是在发酵培养基中必须加入的成分,如果在发酵培养基中不加入CaCO3,则阿维菌素合成产低。一般而言,磷酸盐抑制次级代谢产物的合成,但实验中发现,在发酵液中即使加入质量浓度为2·0 g/L的K2HPO4·3H2O,也不会抑制阿维菌素的合成。Burg研究表明,在培养基中加入KH2PO4(质量浓度0·5 mg/mL)及MgSO4·7H2O(质量浓度2·5 mg/mL),对阿维菌素的生成具有抑制作用,加入NaCl (质量浓度1 mg/mL)则无影响,某些微量元素则