一种降低新霉素发酵中有害杂质的培养基及培养方法与流程

allin2025-02-10  60


本发明属于生物发酵,具体涉及一种降低新霉素发酵中有害杂质的培养基及培养方法。


背景技术:

1、新霉素是由弗氏链霉菌(streptomycesy fradiae)发酵产生的一种氨基糖苷类抗生素,其主要成分有新霉素a、新霉素b、新霉素c三种,其中以新霉素b为主要有效成分,新霉素c、新霉素a为杂质。药典中对新霉素的各个成分含量进行了要求,其中新霉素a的含量要求不大于2%,新霉素c的含量不大于15%。目前的发酵工艺得到的新霉素产品中,新霉素a的含量基本都不会超过标准范围,但是由于新霉素b和新霉素c二者互为立体异构体,且新霉素b是新霉素b合成的必须前体,无法通过技术手段绕过新霉素c。而目前生产新霉素的发酵液中新霉素b的含量一般在70-80%,新霉素c的含量一般在20-25%,超过了药典的规定。

2、检测发现,新霉素b的抗菌活性是新霉素c的60倍,新霉素c几乎无抗菌活性,但其毒性却是新霉素b的300倍,因此,新霉素c被列为主要的受控杂质,因此如何降低新霉素c的含量已经成为目前生产高质量新霉素生产中亟待解决的问题。

3、中国专利cn104558068b公开了一种提取高质量新霉素的方法及所用装置,其通过测量新霉素解析液不同阶段的新霉素b和c的含量,分段收集解析液,然后将新霉素c含量较低的部分进行高质量成品的制备,新霉素c含量偏高的部分制备低质量成品的制备。但工艺较为复杂,且易超声生产成本的增加。

4、中国专利cn107557413b公开了一种提高硫酸新霉素生产质量的方法,其主要是通过在发酵培养过程中添加酵母粉和/或半胱氨酸和/或s-腺苷-l-蛋氨酸和/或硫酸铵和/或硫酸亚铁和/或硫酸镁和/或硫酸锰,得到了新霉素c含量比较低的发酵液,但该方法无形之中增加了硫酸新霉素的生产成本。

5、中国专利cn111394412a公开了一种降低新霉素发酵过程中新霉素c含量的方法,其提供了一种发酵培养基,配方为籼米粉65-75g/l、淀粉酶0.25-0.35g/l、花生饼粉26-30g/l,黄豆饼粉4-6g/l,大豆蛋白胨8-12g/l,葡萄糖15-25g/l,酵母粉6-10g/l,磷酸二氢钾0.3-0.5g/l,硫酸铵5-7g/l,碳酸钙3.5-4.5g/l,消泡剂0.4-0.6g/l,并且在发酵培养过程中分阶段控制溶氧降低新霉素c含量的方法,从而得到效价高、新霉素c含量低的发酵液。但是其对溶氧的控制要求高,且相比较统一控制溶氧量,分阶段控制溶氧得到的发酵液中放罐效价和新霉素b的含量均有所降低,新霉素的含量也保持在10%左右。

6、因此有必要开发一种能在发酵合成过程中直接完成降低新霉素c含量的发酵培养基及培养方法,从而提高新霉素b的收率和产品的质量,降低工艺的成本和复杂程度。


技术实现思路

1、针对上述技术问题,本发明提供一种降低新霉素发酵中有害杂质的培养基及培养方法,在发酵培养基中添加植物蛋白胨,并在发酵培养的中后期采用流加的方式继续补充植物蛋白胨,在保持高效价的同时有效降低了有害杂质——新霉素b的合成,提高了新霉素的生产质量。

2、为了实现上述目的,本发明提供一种降低新霉素发酵中有害杂质的培养基,所述培养基的配方包括以下重量百分数原料:黄豆饼粉3-5%,米粉5-10%,酵母粉0.1-0.5%,氯化钠0.1-1%,碳酸钙0.05-0.5%,硫酸铵0.1-1%,磷酸氢二钠0.01-0.1%,磷酸二氢钾0.003-0.03%,消泡剂0.1-1%,α-淀粉酶0.01-0.1%,玉米浆0.1-1%,植物蛋白胨0.1-1%,余量为水。

3、优选的,所述培养基的配方包括以下重量百分数原料:黄豆饼粉3%,米粉5%,酵母粉0.1%,氯化钠0.3%,碳酸钙0.35%,硫酸铵0.4%,磷酸氢二钠0.05%,磷酸二氢钾0.015%,消泡剂0.1%,α-淀粉酶0.02%,玉米浆0.4%,植物蛋白胨0.1%。

4、进一步优选的,所述植物蛋白胨为小麦蛋白胨。

5、进一步优选的,所述消泡剂为有机硅消泡剂;更进一步的,有机硅消泡剂为硅油。

6、本发明还提供一种降低新霉素发酵中有害杂质的培养方法,包括以下步骤:

7、(1)孢子悬浮液培养:将砂土孢子经密封、干燥、培养后制得斜面孢子悬浮液;

8、(2)种子液培养:将斜面孢子悬浮液置于种子罐中,培养28-48h得到种子液;

9、(3)初期发酵培养:将种子液置于上述发酵培养基中,发酵培养;

10、(4)中后期发酵培养:发酵培养60h后流加植物蛋白胨,培养至100-160h得到发酵液;

11、优选的,步骤(2)中的培养温度为35±1℃。

12、优选的,步骤(3)所述的发酵温度为35±1℃,罐压为0.02-0.06mpa;发酵过程中根据还原糖浓度不断上述的培养基保持还原糖的浓度为0.8-1.2g/100ml,从而保证发酵的碳源供给。

13、优选的,步骤(4)所述的流加水解植物蛋白胨的浓度为0.5-2%,流加速度为200l/h。

14、进一步优选的,所述的植物蛋白胨为小麦蛋白胨。

15、本发明的有益效果在于:

16、1、在发酵培养基中添加了植物蛋白胨——小麦蛋白胨,并在发酵的中后期采用流加的方式进一步补充小麦蛋白胨,有效的促进了新霉素b的合成,在发酵合成阶段直接完成了降低新霉素c含量,提高了新霉素发酵液的质量,从而减轻了后续提取、精制工艺过程的压力、成本和工艺要求,提高了新霉素产品的收率和质量。

17、2、本发明仅通过植物蛋白胨用法用量的调控实现了对新霉素c和新霉素b含量的调控,既能保证有充足的新霉素c作为前体供给新霉素b的合成,又能保证在发酵结束时新霉素c的含量保持在10%以下,处于一个较低的水平,突破了现有认知中难以通过单因素变量的改造而同时实现新霉素b产量的升高和新霉素c含量的降低的观点。

18、3、本发明的培养基及培养方法可以与高产菌株、高效提取工艺相结合,进一步提高新霉素产品的质量。

19、4、本发明的培养基配方简单、培养方法简单易控,且产品效价高、新霉素b含量高,可以进行大规模的推广应用。



技术特征:

1.一种降低新霉素发酵中有害杂质的培养基,其特征在于:所述培养基的配方包括以下重量百分数原料:黄豆饼粉3-5%,米粉5-10%,酵母粉0.1-0.5%,氯化钠0.1-1%,碳酸钙0.05-0.5%,硫酸铵0.1-1%,磷酸氢二钠0.01-0.1%,磷酸二氢钾0.003-0.03%,消泡剂0.1-1%,α-淀粉酶0.01-0.1%,玉米浆0.1-1%,植物蛋白胨0.1-1%,余量为水。

2.根据权利要求1所述的一种降低新霉素发酵中有害杂质的培养基,其特征在于:所述培养基的配方包括以下重量百分数原料:黄豆饼粉3%,米粉5%,酵母粉0.1%,氯化钠0.3%,碳酸钙0.35%,硫酸铵0.4%,磷酸氢二钠0.05%,磷酸二氢钾0.015%,消泡剂0.1%,α-淀粉酶0.02%,玉米浆0.4%,植物蛋白胨0.1%。

3.根据权利要求1或2所述的一种降低新霉素发酵中有害杂质的培养基,其特征在于:所述植物蛋白胨为小麦蛋白胨。

4.根据权利要求1或2所述的一种降低新霉素发酵中有害杂质的培养基,其特征在于:所述消泡剂为有机硅消泡剂。

5.一种降低新霉素发酵中有害杂质的培养方法,其特征在于:包括以下步骤:

6.根据权利要求5所述的一种降低新霉素发酵中有害杂质的培养方法,其特征在于:步骤(2)中的培养温度为35±1℃。

7.根据权利要求4所述的一种降低新霉素发酵中有害杂质的培养方法,其特征在于:步骤(3)所述的发酵温度为35±1℃,罐压为0.02-0.06mpa;发酵过程中根据还原糖浓度不断补充如权利要求1-3任一项所述的培养基。

8.根据权利要求5所述的一种降低新霉素发酵中有害杂质的培养方法,其特征在于:步骤(4)所述的流加水解植物蛋白胨的浓度为0.5-2%,流加速度为200l/h。


技术总结
本发明公开了一种降低新霉素发酵中有害杂质的培养基及培养方法,所述培养基包括以下重量百分数原料:黄豆饼粉3‑5%,米粉5‑10%,酵母粉0.1‑0.5%,氯化钠0.1‑1%,碳酸钙0.05‑0.5%,硫酸铵0.1‑1%,磷酸氢二钠0.01‑0.1%,磷酸二氢钾0.003‑0.03%,消泡剂0.1‑1%,α‑淀粉酶0.01‑0.1%,玉米浆0.1‑1%,植物蛋白胨0.1‑1%,余量为水;所述培养方法为将新霉素种子液接种于上述发酵培养基中进行发酵培养,在发酵培养的中后期流加植物蛋白胨。本发明可以促进新霉素B的合成,在发酵合成阶段直接完成新霉素C含量的降低,有助于提高产品收率,从而降低生产成本。

技术研发人员:向继武,刘铭,龙锐,覃拥华,郑新,王翀,舒玉婷
受保护的技术使用者:三峡制药(湖北宜昌猇亭)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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