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甘氨酸对红霉素发酵的影响

2021-01-14

探索科学(学术版) 2020年3期
关键词:甘氨酸红霉素效价

宁夏泰益欣生物科技有限公司 宁夏 银川 750205

红霉素[1](erythromycin,Er)是结构为十四元环内酯类的抗生素,经红色链霉菌经发酵产生,主要成分为红霉素A、红霉素B、红霉素C、红霉素D等。红霉素因其特殊的化学结构,具有良好的抗菌活性,对革兰氏阳/阴性菌都具有的抑制作用[2],目前为热门研发对象。

本文将通过摇瓶试验探究加入不同浓度的甘氨酸、不同周期加入甘氨酸对红霉素发酵的作用,并检测不同周期发酵液中红霉素C的含量变化,确定加入甘氨酸可以降低发酵液中红霉素C的含量,提高红霉素发酵效价。

1 仪器与材料

1.1 仪器及原料

高效液相色谱仪:海能仪器;数显粘度计,上海仪器有限公司;

淀粉,购自济南鑫聚成化工科技有限公司;豆粉,购自利辛县聚鑫农业有限公司;糊精,购自济南联如化工有限公司;玉米浆:购自金维药业有限公司;硫酸铵,购自上海诺翔化工科技有限公司;轻质碳酸钙,购自石家庄托玛琳矿产品有限公司;硫酸镁,购自共创化工有限公司;氯化钴,购自苏州斌顺化工限公司。

1.2 菌种及培养基 红色链霉菌为2019年公司研发中心筛选的高单位菌株,编号为20190814

摇瓶培养基组成为:氯化钴0.02%,淀粉0.3%,碳酸钙0.8%,玉米浆0.3%,硫酸铵0.2%,硫酸镁0.1%,适量消沫剂,其余为水,以重量体积比计;

2 实验方法

2.1 培养过程 将红色链霉菌孢子接种到盛有120ml培养基的摇瓶中,在33℃条件下振荡发酵160小时。

2.2 发酵数据测定

红霉素发酵液效价测定:硫酸水解法。

红霉素组分检测:液相法检测。

不锈钢色谱柱:流动相:0.025 mol/L的K2HPO4溶液:乙睛=50∶40,流速:1.mL/min;进样量80μL。

2.3 实验结果

2.3.1 确定摇瓶培养基加入甘氨酸的最适浓度 在摇瓶培养基中加入浓度为0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%的甘氨酸作为实验组,不添加甘氨酸的作为对照组,以发酵结束后发酵瓶中效价高低判断甘氨酸的最适添加量。

2.3.2 确定向摇瓶中加入甘氨酸的最适时间 在发酵周期为40,60,80,100,120和140h时分别添加0.05%的甘氨酸作为实验组,不添加甘氨酸的作为对照组,以培养结束后发酵瓶中效价高低判断甘氨酸的加入周期。

3 结果与分析

3.1 加入不同浓度甘氨酸对红霉发酵的影响 向红霉素培养基中添加一定体积不同浓度的甘氨酸,观察红霉素发酵结束后的效价,结果如下:

图1 加入不同浓度的甘氨酸对红霉素发酵的影响

由图1知:在红霉素发酵培养的起始阶段,向培养基中加入不同浓度的甘氨酸都将有利于红色链霉菌生产红霉素,当加入甘氨酸浓度为.05%时,发酵效价达到8796U/mL,比对照组发酵效价高出15.3%。

3.2 不同发酵周期加入甘氨酸对红霉素效价的影响 在红霉素摇瓶培养过程中,以不同发酵周期加入0.05%的甘氨酸为实验组,以不添加甘氨酸的红霉素摇瓶发酵作为对照组,观察不同发酵周期添加甘氨酸对红霉素发酵效价的影响,结果如下图所示:

图2 不同发酵周期添加甘氨酸对红霉素影响

由图2可知:不同发酵周期加入0.05%的甘氨酸,对红霉素的发酵影响不同。不同发酵时间段添加甘氨酸有利于红霉素发酵效价提升,但在发酵80小时添加甘氨酸,将最利于红色链霉菌发酵生产红霉。

3.3 加入甘氨酸对发酵过程中红霉素C的影响 在摇瓶培养红霉素发酵时,根据不同的时间点取样,用液相法分别检测添加甘氨酸、不添加甘氨酸发酵液中红霉素C的含量变化,其结果如图3所示:

图3 发酵过程中红霉素C含量变化

由图3可知,在60小时后,添加甘氨酸的实验组与不添加甘氨酸的对照组红霉素C的含量有较大差距,推测是实验组添加甘氨酸,促进红霉素C向红霉素A转化,使实验组红霉素C含量低于对照组。

3 结论

在红霉素摇瓶实验过程中,添加不同的含量的甘氨酸,都将促进红色链霉菌生产红霉素,但是不同周期添加不同含量的甘氨酸对红色链霉菌生产红霉素的效果不一样,在红霉素发酵60小时以后添加5%的甘氨酸为红色链霉菌生产红霉素的最佳条件。发酵过程中添加甘氨酸可调控红霉素C的含量,根据实验结果推测:在一定条件下红霉素发酵添加甘氨酸有利于红霉素C转化为红霉素A。

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