微生物药物的发酵工艺教学文稿.ppt

发酵的影响因素及控制 碳源、氮源的影响和控制： 首选碳源是马铃薯糊精； 可利用碳源：葡萄糖、糊精、可溶性淀粉、玉米淀粉、麦芽糊精等等 有机氮源以黄豆饼粉为佳，无机氮源以硫酸铵和尿素最常用，氨水可用来调节发酵pH。 有机氮源：酵母粉、黄豆粉、黄豆饼粉、玉米浆粉、蛋白胨、棉籽粉 无机氮源：硫酸铵、尿素、硝酸铵、柠檬酸三铵、磷酸氢二铵等 无机盐及微量元素的影响和控制： 磷酸盐对菌体生长和抗生素的合成非常重要，一般采用较低的磷酸盐浓度，15-150 mmol/L（46.5-465 mg/L）； Fe2+一般适用量在20 μg/ml（FeSO4、(NH4)2Fe(SO4)2.6H2O ） 生物素（biotin）、维生素C、维生素B12； 通气和搅拌的影响和控制： 增加通气量，保持一定搅拌速度，避免长期停止搅拌和闷罐。 温度、pH的影响和控制： 玫瑰孢链霉素发酵温度以30℃为宜； 玫瑰孢链霉素菌丝生长的最适pH为7.0左右，适于达托霉素合成的pH为6.5-6.8。 补加葡萄糖、硫酸铵和氨水，不仅为菌体生长和产物合成提供营养物质，还能调节发酵液的pH。 前体物癸酸 对细胞毒性大，很小剂量就可以抑制细胞生长，甚至导致死亡；但是作为达托霉素的侧链，在发酵适当时机加入可以大大提高达托霉素产量（约5~10倍） 由于癸酸对细胞具有毒性，而且其在常温下是呈固体状。所以必须通过溶剂溶解后再由补料的方式流加。一般采用油酸甲酯、乙醇等溶解癸酸，但是溶解在油酸甲酯或乙醇中的癸酸仍然对细胞具有较大毒性，并且温度低时容易结晶析出，影响流加效果。而癸酸盐在常温下能够以液体的形式存在，并且游离癸酸根离子对细胞的毒性相对效价。因此可以作为达托霉素侧链的供体。 补料控制 种子罐为200L，装料70%，培养温度：30±1℃，罐压：0.03-0.05MPa，空气流量：1：1 vvm，搅拌转速150～300rpm，发酵过程用浓氨水调节pH不低于6.5。 菌容达到30%左右，约30h移入2吨二级罐（培养基同发酵罐）装液量为70%，移种量为5%～10%，培养温度：30±1℃，罐压：0.03-0.05MPa，空气流量：1：1 vvm，搅拌转速150～250rpm，发酵过程用浓氨水调节pH不低于6.5。 在培养15hr左右（菌容为20%），移入发酵罐10吨，移种量15%，培养温度：30±1℃，罐压：0.03-0.05MPa，空气流量：1：1 vvm，搅拌转速150～250rpm，发酵过程用浓氨水调节pH不低于6.5。 发酵24h后开始补料流加癸酸盐溶液（癸酸钠、癸酸钾、癸酸铵），流速0.5----3.0ml/L/H至发酵结束时发酵液中达托霉素效价达到1000～1700mg/l左右。 发酵前期控制：原材料、灭菌、种子质量、菌体形态 溶氧对发酵的影响：搅拌、通气、罐压、补水等 菌体比生长速率跟抗生素产量的关系 淀粉酶活性的变化规律 糖氮、溶磷曲线规律 前体物的添加策略：癸酸的组分形式、补料时机、 流加速度、发酵液中残余癸酸浓度等 最大限度的发挥高产菌株的生产性能 连续多批次在100L发酵罐上实现高产，在工厂3吨发酵罐以及10吨生产罐上实现工艺重复。 达托霉素发酵过程控制研究 发酵曲线分析 发酵曲线分析 发酵液预处理：加热、调酸、加絮凝剂、硅藻土 过滤：滤布的孔径、陶瓷膜的孔径 超滤、纳滤 溶媒萃取 树脂分离 分离提炼工艺 本实验室在一株链霉菌NOV-0827产生的次级代谢产物中发现香豆素类抗生素新生霉素（novobiocin），大环内酰胺类抗生素BE-14106（GT-32A）和GT-32B。 （3）新化合物的发现及发酵工艺优化 原始菌株接种于斜面培养基上，培养7天。待菌体发育成熟后，将斜面接入种子培养基，种子在28℃，转速220rpm条件下培养48h后，再以5%的接种量接到装液量60ml发酵培养基中，28℃，220rpm条件下培养144h。 流程为： 斜面 7天，28℃ 种子培养基 48h，28℃ 发酵培养基 144h， 28℃ 发酵液 菌株发酵基本流程 原始菌株经自然