多氧霉素发酵条件的研究

李忠福　陈亚敏

摘要：随着绿色农业的发展，多氧霉素作为重要的无公害生物农药（Bio-PestiClde）具有重要的基础研究和应用价值。和日本相比我国的多氧霉素生产水平无论在发酵单位还是产品质量上还有很大差距。本文对多氧霉素发酵过程中的温度、pH、转速、配方等多因素进行了研究，希望能有助于多氧霉素产业的发展。

关键词：发酵控制因素[1] 多氧霉素

0 引言

多氧霉素做为重要的无公害生物农药，对多种真菌病害有效，而且在自然界中可降解对人畜环境非常安全。

1 材料和方法

1.1 供试菌株：金色产色链霉菌(Streptomyces aur eochromoge nes)3297

1.2 培养基

1.2.1 母瓶培养基(％)：黄豆饼粉1.0，玉米粉1.0，葡萄糖1.0，KH₂PO₄0.1，NaC1 0.1，CaCO₃0.3，甘露醇0.5，蒸馏水配制，pH6.5。

1.2.2 发酵培养基(％)：玉米粉1.5，黄豆饼粉2.0，饴糖2.0，KH₂PO₄0.1，NaCl 0.1，CaCO₃0.3，MgSO₄0.1自来水配制，pH6.5。

1.3 培养条件

1.3.1 母瓶种子：在无菌室内取培养好的斜面孢子接人母瓶中，于28℃，装量30ml/150ml三角瓶中，摇床转速190-210r/min，振荡培养48h。

1.3.2 发酵摇瓶：取培养好的母瓶液5.0-10％接人发酵液中，于28℃恒温，装量30ml/150ml三角瓶中，摇床转速180r/min，振荡培养72h。

1.4 实验主要仪器 摇床：HZQ-Y东联电子技术开发有限公司；

电子天平：AE240梅特勒；酸度计：S20梅特勒。

1.5 实验方法

1.5.1 发酵培养基碳源改良[3] 原配方中碳源玉米粉和饴糖以一种碳源替代，其它组分不变，按1.3条件进行摇瓶实验，重复三次。

1.5.2 发酵培养基氮源改良[3] 原配方中氮源以一种碳源替代，其它组分不变，按1.3条件进行摇瓶实验，重复三次。

1.5.3 L18(37)正交实验 获得最佳碳源、氮源基础上，对最佳碳源、氮源、无机盐用量进行七因子，三水平的正交实验。其它组分不变，按1.3条件进行摇瓶发酵实验，确定最佳配比。

1.5.4 摇瓶发酵条件优选 在最佳发酵配方基础上，对发酵条件pH、转速、温度、装料量等进行优选。

2 结果与分析

2.1 不同碳源对多样霉素合成的影响 原配方中碳源以一种碳源替代（三水平），其它组分不变，按1.3条件进行摇瓶实验。在6种不同碳源的发酵培养基条件下，发酵单位从高到低依次为玉米粉、可溶淀粉、马铃薯淀粉、蔗糖、麦芽糖、甘油。

2.2 不同氮源对多样霉素合成的影响 原配方中氮源以一种氮源替代（三水平），其它组分不变，按1.3条件进行摇瓶实验。在8种不同碳源的发酵培养基条件下，发酵单位最高的为冷榨黄豆粉。

2.3 L18(37)正交实验 正交实验中设计七个因子玉米粉、冷榨黄豆粉、饴糖、KH₂PO₄、NaCl、CaCO₃、MgSO₄，每个因子三个水平。综和分析可初选出较佳配方为；玉米粉3.0，冷榨黄豆饼粉2.5，饴糖 1.0，KH₂PO₄0.1，NaCl 0.1，CaCO₃0.2，MgSO₄0.3。

2.4 装料量的探索 通过设计不同的装料量探索溶氧量和发酵单位间的关系。在500ml的三角瓶中分别装入40ml，60ml， 80ml，100ml，120ml。用十二层纱布棉塞封口，按1.3条件进行摇瓶发酵实验。

实验结果根据差异显著性分析得出：装料量40ml时效价最高，但水分挥发严重，摇瓶的上端聚集大量的菌丝体；装料量的多少影响效价的高低，40ml的装料量时效价最高，说明多氧霉素液体发酵对溶氧要求很高。

3 讨论

3.1 培养基配方改良 经过正交设计试验得到优化配方为：玉米粉3.0，冷榨黄豆饼粉2.5，饴糖1.0，KH₂PO₄0.1，NaCl 0.1，CaCO₃0.2，MgSO₄0.3，配后pH7.0，效价较原配方提高了24%。原始配方中的主要氮源冷榨黄豆粉由于价格较贵且不易购买，在生产中可用相近的豆饼粉替代。如进一步调整各因素水平再次经过L18(3')正交试验进一步筛选配方效果会更好。

3.2 温度对发酵的影响 通过对多氧菌株在不同温度下发酵效价的测定发现，孢子萌发、菌丝生长都十分正常，但当发酵温度到30℃以上时效价显著降低，温度升到32℃以上几乎没有新多氧霉素产生。分析其原因有：①多氧菌株在温度较高的环境下可能会产生有害物质对生产抗生素有阻碍作用；②多氧菌株体内一种或几种与产抗有关的酶对温度非常敏感，较高温度下会导致其活性降低或者完全失活，使抗生素的合成变得很慢甚至停止，从而导致效价降低或没有效价。

参考文献：

[1]工业发酵分析，中国轻工出版社.北京，1990.

[2]俞俊棠，唐孝宣.生物工艺学.上册.上海:华东化工学院出版社.1991.

[3]周德庆.工业发酵培养基的特点及其原料组分.工业微生物.1992.22(3):19-28.