多氧霉素發(fā)酵條件的研究

李忠?！￡悂喢?/p>

摘要：隨著綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展，多氧霉素作為重要的無公害生物農(nóng)藥（Bio-PestiClde）具有重要的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用價值。和日本相比我國的多氧霉素生產(chǎn)水平無論在發(fā)酵單位還是產(chǎn)品質(zhì)量上還有很大差距。本文對多氧霉素發(fā)酵過程中的溫度、pH、轉(zhuǎn)速、配方等多因素進行了研究，希望能有助于多氧霉素產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：發(fā)酵控制因素[1] 多氧霉素

0 引言

多氧霉素做為重要的無公害生物農(nóng)藥，對多種真菌病害有效，而且在自然界中可降解對人畜環(huán)境非常安全。

1 材料和方法

1.1 供試菌株：金色產(chǎn)色鏈霉菌(Streptomyces aur eochromoge nes)3297

1.2 培養(yǎng)基

1.2.1 母瓶培養(yǎng)基(％)：黃豆餅粉1.0，玉米粉1.0，葡萄糖1.0，KH₂PO₄0.1，NaC1 0.1，CaCO₃0.3，甘露醇0.5，蒸餾水配制，pH6.5。

1.2.2 發(fā)酵培養(yǎng)基(％)：玉米粉1.5，黃豆餅粉2.0，飴糖2.0，KH₂PO₄0.1，NaCl 0.1，CaCO₃0.3，MgSO₄0.1自來水配制，pH6.5。

1.3 培養(yǎng)條件

1.3.1 母瓶種子：在無菌室內(nèi)取培養(yǎng)好的斜面孢子接人母瓶中，于28℃，裝量30ml/150ml三角瓶中，搖床轉(zhuǎn)速190-210r/min，振蕩培養(yǎng)48h。

1.3.2 發(fā)酵搖瓶：取培養(yǎng)好的母瓶液5.0-10％接人發(fā)酵液中，于28℃恒溫，裝量30ml/150ml三角瓶中，搖床轉(zhuǎn)速180r/min，振蕩培養(yǎng)72h。

1.4 實驗主要儀器 搖床：HZQ-Y東聯(lián)電子技術(shù)開發(fā)有限公司；

電子天平：AE240梅特勒；酸度計：S20梅特勒。

1.5 實驗方法

1.5.1 發(fā)酵培養(yǎng)基碳源改良[3] 原配方中碳源玉米粉和飴糖以一種碳源替代，其它組分不變，按1.3條件進行搖瓶實驗，重復(fù)三次。

1.5.2 發(fā)酵培養(yǎng)基氮源改良[3] 原配方中氮源以一種碳源替代，其它組分不變，按1.3條件進行搖瓶實驗，重復(fù)三次。

1.5.3 L18(37)正交實驗 獲得最佳碳源、氮源基礎(chǔ)上，對最佳碳源、氮源、無機鹽用量進行七因子，三水平的正交實驗。其它組分不變，按1.3條件進行搖瓶發(fā)酵實驗，確定最佳配比。

1.5.4 搖瓶發(fā)酵條件優(yōu)選 在最佳發(fā)酵配方基礎(chǔ)上，對發(fā)酵條件pH、轉(zhuǎn)速、溫度、裝料量等進行優(yōu)選。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同碳源對多樣霉素合成的影響 原配方中碳源以一種碳源替代（三水平），其它組分不變，按1.3條件進行搖瓶實驗。在6種不同碳源的發(fā)酵培養(yǎng)基條件下，發(fā)酵單位從高到低依次為玉米粉、可溶淀粉、馬鈴薯淀粉、蔗糖、麥芽糖、甘油。

2.2 不同氮源對多樣霉素合成的影響 原配方中氮源以一種氮源替代（三水平），其它組分不變，按1.3條件進行搖瓶實驗。在8種不同碳源的發(fā)酵培養(yǎng)基條件下，發(fā)酵單位最高的為冷榨黃豆粉。

2.3 L18(37)正交實驗 正交實驗中設(shè)計七個因子玉米粉、冷榨黃豆粉、飴糖、KH₂PO₄、NaCl、CaCO₃、MgSO₄，每個因子三個水平。綜和分析可初選出較佳配方為；玉米粉3.0，冷榨黃豆餅粉2.5，飴糖 1.0，KH₂PO₄0.1，NaCl 0.1，CaCO₃0.2，MgSO₄0.3。

2.4 裝料量的探索 通過設(shè)計不同的裝料量探索溶氧量和發(fā)酵單位間的關(guān)系。在500ml的三角瓶中分別裝入40ml，60ml， 80ml，100ml，120ml。用十二層紗布棉塞封口，按1.3條件進行搖瓶發(fā)酵實驗。

實驗結(jié)果根據(jù)差異顯著性分析得出：裝料量40ml時效價最高，但水分揮發(fā)嚴重，搖瓶的上端聚集大量的菌絲體；裝料量的多少影響效價的高低，40ml的裝料量時效價最高，說明多氧霉素液體發(fā)酵對溶氧要求很高。

3 討論

3.1 培養(yǎng)基配方改良 經(jīng)過正交設(shè)計試驗得到優(yōu)化配方為：玉米粉3.0，冷榨黃豆餅粉2.5，飴糖1.0，KH₂PO₄0.1，NaCl 0.1，CaCO₃0.2，MgSO₄0.3，配后pH7.0，效價較原配方提高了24%。原始配方中的主要氮源冷榨黃豆粉由于價格較貴且不易購買，在生產(chǎn)中可用相近的豆餅粉替代。如進一步調(diào)整各因素水平再次經(jīng)過L18(3')正交試驗進一步篩選配方效果會更好。

3.2 溫度對發(fā)酵的影響 通過對多氧菌株在不同溫度下發(fā)酵效價的測定發(fā)現(xiàn)，孢子萌發(fā)、菌絲生長都十分正常，但當(dāng)發(fā)酵溫度到30℃以上時效價顯著降低，溫度升到32℃以上幾乎沒有新多氧霉素產(chǎn)生。分析其原因有：①多氧菌株在溫度較高的環(huán)境下可能會產(chǎn)生有害物質(zhì)對生產(chǎn)抗生素有阻礙作用；②多氧菌株體內(nèi)一種或幾種與產(chǎn)抗有關(guān)的酶對溫度非常敏感，較高溫度下會導(dǎo)致其活性降低或者完全失活，使抗生素的合成變得很慢甚至停止，從而導(dǎo)致效價降低或沒有效價。

參考文獻：

[1]工業(yè)發(fā)酵分析，中國輕工出版社.北京，1990.

[2]俞俊棠，唐孝宣.生物工藝學(xué).上冊.上海:華東化工學(xué)院出版社.1991.

[3]周德慶.工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的特點及其原料組分.工業(yè)微生物.1992.22(3):19-28.