头孢菌素C高产菌株选育及发酵工艺研究

论文摘要

头孢菌素C（Cephalosporin C）属β-内酰胺类抗生素,是国际上抗生素类药物之一,在抗生素药物中所占比例也逐年上升。本论文以顶头孢霉HB-2为出发菌株,通过对该菌株进行自然选育、紫外诱变和抗性筛选,并进行相关发酵工艺条件的研究,获得了如下结果:1、采用自然选育、紫外诱变和抗性筛选的方法,选育出一株高产菌株HB-2-8,头孢菌素C发酵单位较出发菌种提高18%。2、采用正交实验法的方法优化了种子瓶和发酵瓶培养基配方。考察了种子瓶转种时间、接种量、发酵瓶溶氧、发酵温度、补料工艺对头孢菌素C发酵单位的影响,在获得的对HB-2-8菌株发酵工艺条件优化的基础上,头孢菌素C发酵单位达到了25g/L。3、实验中观察了发酵过程中菌丝形态的变化,研究了速效碳、氮源、蛋氨酸及无机盐对头孢菌素C发酵的影响。在头孢菌素生物合成过程中,高浓度速效碳、氮源会阻遏产物生成。高浓度磷酸盐抑制产抗。蛋氨酸能促进细胞的呼吸和形态分化,形成不规则、高度断裂的菌丝,从而强化头孢菌素C的生物合成。蛋氨酸的作用机制与其浓度无关,当菌丝高度分化后,对于效价增长没有明显作用。4、以60吨发酵罐为例对头孢菌素C产生菌的半连续发酵工艺进行了改进和优化,并获得成功,头孢菌素C发酵指数较以前提高了20%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 头孢菌素C的概述
• 1.1.1 头孢菌素C的结构式
• 1.1.2 头孢菌素C理化性质
• 1.1.3 头孢菌素C抗菌活性及临床应用
• 1.2 头孢菌素C生产菌种及其选育方法
• 1.2.1 自然选育
• 1.2.2 抗生素诱变选育
• 1.2.3 紫外诱变选育
• 1.2.4 次级代谢产物高产菌株的筛选方法
• 1.2.5 其他生物育种技术
• 1.3 头孢菌素C生物合成途径及其调节
• 1.3.1 头孢菌素C生物合成途径
• 1.3.2 头孢菌素C生物合成调节
• 1.4 头孢菌素C发酵工艺研究
• 1.4.1 头孢菌素C生产流程
• 1.4.2 头孢菌素C半连续发酵工艺研究
• 1.5 本文研究的内容与意义
• 1.5.1 本文研究的内容
• 1.5.2 本文研究的意义
• 第二章 头孢菌素C高产菌种的选育
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 培养基的配置
• 2.1.3 菌种选育方法
• 2.1.4 头孢菌素C的测定方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 出发菌株自然选育
• 2.2.2 紫外诱变育种
• 2.2.3 抗性平皿的头孢菌素C浓度与死亡率的关系
• 2.2.4 高产菌株的复筛
• 2.2.5 HB-2-8 突变菌株的稳定性
• 2.3 小结
• 第三章 摇瓶发酵工艺研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 糖的测定方法
• 3.1.3 氨基氮的测定方法
• 3.1.4 菌体浓度的测定方法
• 3.1.5 摇瓶发酵工艺的优化
• 3.1.6 摇瓶培养基的优化
• 3.1.7 发酵工艺的优化
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 种子培养工艺的优化
• 3.2.2 菌体生物量与培养液黏度
• 3.2.3 菌体的形态
• 3.2.4 发酵培养基的优化
• 3.2.5 发酵过程代谢变化
• 3.2.6 转种时间的确定
• 3.2.7 接种量的确定
• 3.2.8 溶氧对发酵效价的影响
• 3.2.9 发酵温度的确定
• 3.2.10 补料工艺的确定
• 3.2.11 头孢菌素C菌丝形态与头孢菌素C效价的考察
• 3.2.12 发酵培养基灭菌工艺的优化
• 3.2.13 优化前后的摇瓶发酵水平对比
• 3.3 小结
• 第四章 实罐半连续发酵工艺研究
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 实验材料
• 4.1.2 半连续发酵工艺的优化
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 装料系数优化
• 4.2.2 接种量优化
• 4.2.3 补水工艺优化
• 4.2.4 优化工艺的验证
• 4.2.5 培养基主要成分对头孢菌素C产量的影响
• 4.3 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢