截短侧耳素发酵工艺研究

论文摘要

泰妙菌素是截短侧耳素衍生的半合成抗生素,广泛应用于预防和治疗鸡慢性呼吸道病、猪地方性肺炎和猪痢疾,是控制猪支原体感染的首选药物。截短侧耳素是双萜化合物,目前主要通过微生物发酵获得,市场需求很大,而国内生产能力相对较小,因此本论文主要针对截短侧耳素发酵产量的提高展开,目的是开发一套简单、低耗氧、高产量的发酵培养工艺。首先通过诱变选育的方法,筛选2-脱氧-D-葡萄糖抗性菌株,解除葡萄糖对产物积累的抑制。对诱变后的5000多株进行高通量的筛选,得到耐高浓度葡萄糖、低耗氧的高产菌株Pmh4023,截短侧耳素产量达到9423ug/ml,较出发菌株提高了60.6%。在摇瓶上通过单因子实验、PB实验及爬坡实验对培养基进行了系统优化,得到了最优的培养基配方:葡萄糖6%;玉米浆2.5%;黄豆饼粉0.5%;豆油3%;硝酸钙0.08%;复合酵母粉0.4%;磷酸二氢钾0.1%;硫酸镁0.02%;氯化钠0.0125%。系统研究了在工业生产规模条件下通气量与溶氧对产物积累与菌丝生长的影响,新菌种的低耗氧的特性使通风量由原来的2 200 m3/h减少为1600 m3/h,由于风量降低,5发酵罐放罐体积平均增加5%,提高了截短侧耳素产量与设备利用率。脉冲补糖实验发现,起始葡萄糖浓度40 g/l,过程中葡萄糖浓度控制在2040 g/l,最有利于细胞生长和截短侧耳素的积累,在此种培养模式下,截短侧耳素产量迅速增加,240h达到最高17957ug/ml,发酵时间缩短了72h。在上述试验设计的基础上,通过对补料方法的研究,研究出一套新的补料带放发酵工艺,每罐批增加放料体积5m3左右,延长产物积累时间48h,提高了发酵指数。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 截短侧耳素的性质和结构
• 1.2 截短侧耳素的作用机理
• 1.3 截短侧耳素生物合成研究
• 1.4 截短侧耳素衍生物的研究与应用
• 1.5 截短侧耳素的发酵研究
• 1.6 国内截短侧耳素产业发展
• 1.7 立题依据与研究内容
• 1.7.1 立题依据
• 1.7.2 研究内容
• 第二章 截短侧耳素高产菌株的诱变筛选
• 2.1 实验设备与材料
• 2.1.1 主要设备仪器
• 2.1.2 主要材料与试剂
• 2.1.3 菌种
• 2.1.4 培养基
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 截短侧耳素产量的测定
• 2.2.2 pH 测定
• 2.2.3 菌浓测定
• 2.2.4 菌种诱变
• 2.2.5 致死率和正突变率的测定
• 2.2.6 高产菌株的稳定性实验
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 2-脱氧-D-葡萄糖浓度的选择
• 2.3.2 筛选培养基葡萄糖浓度的选择
• 2.3.3 菌株筛选摇瓶装液量的选择
• 2.3.4 诱变选育结果
• 2.3.5 高产菌株Pmh4023 的特征
• 2.3.6 高产菌株Pmh4023 的稳定性
• 2.4 本章小结
• 第三章 截短侧耳素产生菌的摇瓶培养基优化
• 3.1 实验设备与材料
• 3.1.1 主要设备仪器
• 3.1.2 主要原材料与试剂
• 3.1.3 菌种
• 3.1.4 培养基
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 效价的测定
• 3.2.2 pH 测定
• 3.2.3 菌浓测定
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 单因子试验
• 3.3.2 PB 实验
• 3.3.3 爬坡实验
• 3.4 本章小结
• 第四章 通气量与溶氧对截短侧耳素产量的影响
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 试验设备
• 4.1.2 发酵培养
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 摇瓶装液量的选择
• 4.2.2 通气量与溶氧浓度的关系
• 4.2.3 最适DO 浓度及通气量的选择
• 4.3 小结
• 第五章 氮源补加策略对截短侧耳素的影响
• 5.1 主要设备与材料
• 5.1.1 试验设备
• 5.1.2 主要材料与试剂
• 5.1.3 菌种
• 5.1.4 培养基
• 5.2 实验方法
• 5.2.1 发酵培养
• 5.2.2 菌浓测定
• 5.2.3 效价的测定
• 5.2.4 糖含量的测定
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 玉米浆的补加对截短侧耳素产量的影响
• 5.3.2 葡萄糖与玉米浆同时添加对截短侧耳素产量的影响
• 5.3.3 全培养基的补加对截短侧耳素产量的影响
• 5.4 小结
• 第六章 工业规模发酵工艺的优化
• 6.1 主要设备与材料
• 6.1.1 试验设备
• 6.1.2 主要材料与试剂
• 6.1.3 菌种
• 6.1.4 培养基
• 6.2 实验方法
• 6.2.1 发酵培养
• 6.2.2 菌浓测定
• 6.2.3 效价的测定
• 6.2.4 糖含量的测定
• 6.3 结果与分析
• 6.3.1 恒葡萄糖浓度补料对发酵的影响
• 6.3.2 脉冲补糖对发酵的影响
• 6.3.3 脉冲补糖对截短侧耳素产量与菌丝生长的影响
• 6.4 小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢