一种提高春雷霉素发酵水平的生产方法技术

本发明专利技术涉及一种提高春雷霉素发酵水平的生产方法，通过调整种子培养配方中的关键速效和迟效氮源比例，有效控制发酵过程的补料速率和溶氧，综合提高种子的质量稳定性和发酵中前期的菌丝生长质量、发酵中后期的环境平衡，实现菌丝代谢活力和发酵水平稳定性的提高。通过对一二级种子的质量控制和发酵工艺的优化，生产大罐的发酵效价由11500

【技术实现步骤摘要】
一种提高春雷霉素发酵水平的生产方法


[0001]本专利技术属于生物发酵的
，具体涉及一种提高春雷霉素发酵水平的生产方法，该方法可以显著的提高春雷霉素的生物效价。

技术介绍

[0002]春雷霉素（kasugamycin）是一种由小金色链霉菌（Streptomyces kasugaensis）产生的次级代谢产物，属于氨基糖苷类抗生素。春雷霉素广泛应用于农业，对水稻稻瘟病，大白菜黑腐病，黄瓜枯萎病等有显著的防治效果。春雷霉素作为一种绿色、低毒、低残留的农用抗生素类杀菌剂，符合现代环保要求，被中国绿色食品发展中心推荐为AA级绿色食品生产资料，被农业部列为无公害农产品生产推荐农药，被上海市列为蔬菜标准化工程首推杀菌剂。随着人们对农药安全意识的提高，春雷霉素高效、广谱、无公害的生物特性展示了越来越广泛的市场前景。由于其具有显著的抗植物病原真菌活性，在农业上广泛使用。其低毒、安全、高效、对环境友好，是目前最具推广前景的绿色农药之一，也是当前农作物病虫害防治中具有广阔发展前景的农药之一。
[0003]目前春雷霉素生产采用三级或四级发酵，现有的工艺条件下发酵正常水平在10000
µ
g/L左右，最高水平不超过14500
µ
g/L，生产过程控制相对粗放，没有把溶氧等关键表征参数作为主要控制参数。如何进一步提高小金色链霉菌在发酵过程中的效价水平，一方面需要加强在基础代谢方面研究，另一方面要同时在配方优化和工艺控制理论上做进一步创新。
[0004]中国专利申请CN107828702A公开了一种春雷霉素发酵培养基及发酵方法，生产培养基的中添加麦芽糖 2.0～2.5%，鱼油 3.5～4.0%， 肌醇0.01%～0.05%，能够实现实验室的春雷霉素发酵效价提高到16000
µ
g/L。
[0005]中国专利申请CN109486881A一种春雷霉素的发酵培养基及发酵工艺，生产培养基中添加麦芽糖：0.8～1 .5%，鱼油0.5～1 .0%，春雷霉素发酵滤渣50～60%。通过该培养基以及发酵工艺的控制，有效的实现利用春雷霉素发酵滤渣，提高春雷霉素发酵单位。
[0006]中国申请专利CN201810817178.3公开了一种提高春雷霉素生物效价方法，在基础培养基中添加生长因子和微量元素培养基进行培养，春雷霉素效价提高了19.7%，单罐产量提高了10 .8%。
[0007]通过改变培养基中营养配方，能够有效地提高小金色链霉菌的发酵水平，但在实际生产过程中，由于营养的改变，造成菌丝老化和物料质量的变化，生产稳定性较差，并不能完全实现发酵产量的大幅度提高。本专利技术在现有生产工艺的基础上，实现对代谢流的控制，最大限度的提高菌丝的生产效率，实现发酵水平的高突破。

技术实现思路

[0008]为了解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种提高春雷霉素发酵水平的生产方法，从提高种子活力和菌丝质量入手，改变种子和发酵培养基中的C/N比例，利用代谢流
的控制理论，调整发酵代谢不同时期的营养利用效率，提高单罐生产效率，实现发酵效价的提高和生产产量、生产成本的大幅度突破。
[0009]为了实现专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案： 一种提高春雷霉素发酵水平的生产方法，采用三级发酵工艺，包括以下步骤：1）按照春雷霉素种子和发酵培养基的基本配方进行配料，补水定容后，pH自然；2）一级种子培养基实消灭菌后，接种成熟的小金色链霉菌种子，按照一级种子罐的各项培养条件，培养周期内取样及镜检，监测菌丝形态变化、pH、菌浓等各项理化指标，待种子指标合格，按比例移入二级种子罐；3）按照二级种子各项培养条件，培养周期内取样及镜检，监测菌丝形态变化、pH、菌浓等各项理化指标，待种子指标合格，按比例移入发酵罐；4）按照发酵各项培养条件，按照恒定或不恒定速率补氨、补糖，按照工艺要求提糖控氨，稳定pH和溶氧在设定范围内恒定或有规律波动，在发酵进入生产稳定期，控制溶氧相对稳定，发酵后期监测发酵效价和产量曲线拐点，选择合适时间下罐。
[0010]进一步的，种子培养基的配方为：黄豆饼粉10.0～20.0g/L、酵母粉1.0
‑
5.0g/L、鱼粉0.5
‑
1.0g/L、氯化钠1.0
‑
3.0g/L、硫酸铵3.0g/L、豆油10.0
‑
30.0g/L、磷酸二氢钾2.0g/L、GPE消泡剂0.01
‑
0.03g/L。
[0011]进一步的，步骤1）中，发酵培养基的各物质比例，基本配方：黄豆饼粉20.0～40.0g/L、玉米浆10.0
‑
30.0g/L或同样固含玉米浆干粉、氯化钠1.0
‑
5.0g/L、植物性蛋白胨5.0
‑
1.0g/L、豆油10.0
‑
30.0g/L、磷酸二氢钾0.5
‑
1.0g/L、GPE消泡剂0.03
‑
0.05g/L。
[0012]进一步的，步骤2）中，接种成熟的小金色链霉菌种子为镜检菌丝舒展分枝成网摇瓶种子，或使用镜检孢子成熟的试管斜面或茄形瓶。
[0013]进一步的，步骤2）中，一级种子罐的培养条件：风量系数0.6
‑
1.0，温度29.0
‑
31.0℃，溶氧＞60%，转速200
‑
450rmp，培养周期24
‑
48h。
[0014]进一步的，步骤2）中，一级种子合格指标：pH在7.2
‑
7.7之间，镜检菌丝舒展分枝、成疏散网状。
[0015]进一步的，步骤3）中，二级种子各项培养条件：风量系数0.6
‑
1.0，温度29.0
‑
31.0℃，溶氧＞10%，转速200
‑
350rmp，培养周期18
‑
36h。
[0016]进一步的，步骤3）中，二级种子合格指标：pH值在6.8
‑
7.5之间，镜检菌丝分枝断裂、呈结实密网状。
[0017]进一步的，步骤4）中，发酵各项培养条件：风量系数0.5
‑
0.8，温度26.0
‑
30.0℃，溶氧＞60%，转速80
‑
150 rpm，补氨后控制pH值为6.5
‑
7.0。
[0018]进一步的，步骤4）中，发酵前期24
‑
36h开始补糖、补氨，工业氨水流加速率全程控制在0.15
‑
0.3kg/t.h
‑1，45
‑
55%液糖最高流加速率1.4
‑
1.8kg/t.h
‑1。
[0019]进一步的，步骤4）中，发酵中期90
‑
120h利用补料速率和风量、转速条件控制溶氧在55
‑
75%之间，发酵后期140h后溶氧控制在75
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高春雷霉素发酵水平的生产方法，采用三级发酵工艺，其特征在于，包括以下步骤：1）按照春雷霉素种子和发酵培养基的基本配方进行配料，补水定容后，pH自然；2）一级种子培养基实消灭菌后，接种成熟的小金色链霉菌种子，按照一级种子罐的各项培养条件，培养周期内取样及镜检，监测菌丝形态变化、pH、菌浓等各项理化指标，待种子指标合格，按比例移入二级种子罐；3）按照二级种子各项培养条件，培养周期内取样及镜检，监测菌丝形态变化、pH、菌浓等各项理化指标，待种子指标合格，按比例移入发酵罐；4）按照发酵各项培养条件，按照恒定或不恒定速率补氨、补糖，按照工艺要求提糖控氨，稳定pH和溶氧在设定范围内恒定或有规律波动，在发酵进入生产稳定期，控制溶氧相对稳定，发酵后期监测发酵效价和产量曲线拐点，选择合适时间下罐。2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，种子培养基的配方为：黄豆饼粉10.0～20.0g/L、酵母粉1.0
‑
5.0g/L、鱼粉0.5
‑
1.0g/L、氯化钠1.0
‑
3.0g/L、硫酸铵3.0g/L、豆油10.0
‑
30.0g/L、磷酸二氢钾2.0g/L、GPE消泡剂0.01
‑
0.03g/L。3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤1）中，发酵培养基的各物质比例，基本配方：黄豆饼粉20.0～40.0g/L、玉米浆10.0
‑
30.0g/L或同样固含玉米浆干粉、氯化钠1.0
‑
5.0g/L、植物性蛋白胨5.0
‑
1.0g/L、豆油10.0
‑
30.0g/L、磷酸二氢钾0.5
‑
1.0g/L、GPE消泡剂0.03
‑
0.05g/L。4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤2）中，接种成熟的小金色链霉菌种子为镜检菌丝舒展分枝成网摇瓶种子，或使用镜检孢子成熟的试管斜面或茄形瓶；步骤2）中，一级种子罐的培养条件：风量系数0.6
‑
1.0，温度29.0
‑
31.0℃，溶氧＞60...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卫富，马文艳，潘忠成，王梦飞，李蒲民，
申请(专利权)人：陕西麦可罗生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：