响应面分析法优化胞苷发酵培养基的研究.pdf

发酵工程研究会 第十；}l坎年会材料 响应面分析法优化胞苷发酵培养基的研究 黄艳辉1魏志强1程远超1徐庆阳1陈宁¨ (1天津科技大学生物工程学院2天津市工业微生物重点实验室天津300222) 摘要：通过响应面分析的方法对发酵生产胞苷的培养基进行优化。利用兰水平正 交试验考察葡萄糖、玉米蛋白粉、玉米浆、K：HP矾、尿素、起始pH值和发酵温度 对发酵生产胞苷的影响。利用极差分析找出主要影响因子：分别为K：HP04、玉米浆和 葡萄糖．利用中心组合设计与响应面分析进一步考察主要影响因子并确定了最佳培 养基的组成。在优化培养基中，胞苷产量增加2倍，达到1．8989／L，实验值与预测值 基本相符。 关键词：胞苷：培养基优化：响应面分析法(RSA) 孢杆菌发酵生产胞苷的报道，本实验 胞苷(Cytidine)又名：胞嘧啶核苷、以枯草芽孢杆菌N0122为出发菌株，通 胞啶、卜B-D-呋喃核苷胞嘧啶。胞苷过对其进行硫酸二已酯(DES)、紫外 主要用于生产抗肿瘤、抗病毒药物的 (UV)诱变处理，筛选到一．株产胞苷菌 中间体，即主要用于制造阿糖胞苷 株TZMl012，在对其发酵特性研究的基 C)、三磷酸 础上，研究了发酵生产胞苷的工艺 (baa-CR)、环胞苷(Cyclo ine)参数，并通过响应面分析的方法对其 胞苷(CTP)、胞二磷胆碱(CDP—Chol 等药物的主要原料。目前胞苷的生产 培养基进行了优化。 方法有RNA水解法、发酵法和合成法 1 材料与方法’ 相结合的方法、，以尿嘧啶为前体经发 1．1材料与仪器 酵生产胞苷【¨、直接发酵法。随着抗病 菌种：本实验室保藏菌株枯草芽 毒、抗肿瘤、治疗艾滋病药物的深入 孢杆菌TZMl012 研究，天然的嘧啶核苷需求量加大， 胞苷标样：纯度99．9％(购自 期望需求廉价的，能大规模生产胞苷 Sigma公司)Agl100液相色谱仪(安捷 的工艺方法。 公司制造)，KromasilC18柱 鉴于目前国内还没有关于枯草芽 (250mmx4．6mm，5ltm，天津市琛航科 技仪器有限公司)。 测定【2】。 。722型分光光度计(上海第三分 2‘实验设计 2．1两水平正交试验 析仪器厂制造) 根据对枯草芽孢杆菌TZMl012发 1．2培养基及培养条件 酵特性的研究，初步确定所要考察的7 1．2．1种子培养基及培养条件 种组分：葡萄糖、玉米蛋白粉、玉米 葡萄糖40，蛋白胨20，酵母膏5，浆、K2HP0,、尿素、起始pH值和发酵 MgS04qH200．5，K2HP040．5，KH2P04温度。若用全因子设计则为七因子两 7．2，0．IMPa灭菌15min。水平的27设计，需128次试验，实现起 1．5，pH 接种后的种子发酵液置于旋转式 来较困难。与全因子实验设计相比， 摇床，转速160r／rain，34℃培养10h。正交试验能在不丢掉主要信息的前提 ● 1．2．2发酵培养基嘲及培养条件 下，大大减少实验次数，根据极差分 ．玉米浆40，玉米蛋白粉5，尿素析能估计因子的主效，且根据实验数 20，碳酸钙5，葡萄糖160 据拟合的一次多项式能有效地确定下 pH7．2， 0．IMPa灭菌15rain