背景技術(shù)
井岡霉素屬于一種農(nóng)用抗生素, 對其使用可有效防治水稻中頻發(fā)的紫紋枯病, 同時還能夠治療水稻出現(xiàn)的小粒菌和紫病。除此之外, 井岡霉素還能夠有效防治蔬菜、棉花、人參、豆類等出現(xiàn)的立枯病以及小麥紋枯病。井岡霉素主要是由微生物進行發(fā)酵之后, 形成多元化的一種混合物, 其發(fā)揮效用的物質(zhì)無井岡霉素A。并且這種農(nóng)用抗生素具有使用范圍廣、價格低廉的特點, 因此得到了廣大農(nóng)民的一致認可。近年來，井岡霉素在其他領(lǐng)域（如醫(yī)藥等）也有廣泛的應(yīng)用，井岡霉素的生物合成中間體是制造治療糖尿病藥物的原料之一，經(jīng)濟價值很高。為了迎合市場需求，研究生物合成井岡霉素生產(chǎn)配方優(yōu)化，提高井岡霉素發(fā)酵水平，降低成本，提高經(jīng)濟效益。
發(fā)酵方法
1、種子配方優(yōu)化
1.1 種子試驗配方
以搖瓶試驗方式篩選種子配方，以生產(chǎn)配方為基礎(chǔ)，以大米為主碳源，探究玉米粉對發(fā)酵的影響，同時，探究氮源種類、配比不同的種子培養(yǎng)基配方對發(fā)酵水平的影響，采用正交試驗，各組種子培養(yǎng)基按表1配制。
搖瓶發(fā)酵配方：米粉8.00%，酵母粉 0.50%，黃豆粉1.50%，花生粉1.50%，棉籽粉 0.50%，氯化鈉0.20%，磷酸氫二鉀0.02%。
1.2 試驗步驟
按上述配方中的原料種類和比例配制培養(yǎng)基，用20.00%氫氧化鈉溶液將pH調(diào)至7.5， 分裝至500mL三角瓶中，裝量為60mL，用棉塞加牛皮紙進行環(huán)繞式封口，立即用滅菌鍋高溫（120 ℃）消毒30min，自然冷卻備用。在無菌條件下，將50mL無菌水倒入S#菌株斜面種子瓶中，用竹簽刮下菌落搗碎搖勻后，用無菌移液管，對種子瓶進行接種，每個種子瓶的接種量為5mL，用8層紗布封口，放 至SPH-2110恒溫振蕩培養(yǎng)箱培養(yǎng)，轉(zhuǎn)速為240r/min，37℃培養(yǎng)20~30 h，跟蹤菌絲掛壁狀態(tài)，鏡檢菌體生長的形態(tài)，判斷種子成熟時機。種子成熟后迅速接入預先準備好的無菌發(fā)酵搖瓶，接種量為5.00%，用8層紗布封口，每組2個放至SPH-2110恒溫振蕩培養(yǎng)箱培養(yǎng)，轉(zhuǎn)速為240r/min，40℃培養(yǎng)92h后取濾液，用液相色譜儀檢測井岡霉素A組分含量。
2、 發(fā)酵配方優(yōu)化
考慮搖瓶試驗條件與大生產(chǎn)條件存在一定的差異，中試罐的發(fā)酵條件與大生產(chǎn)發(fā)酵罐的條件更加接近，所以將發(fā)酵配方優(yōu)化試驗放在中試罐上進行。以大生產(chǎn)配方為基礎(chǔ)，探究主要碳源大米粉配比不同和氮源種類不同、配比不同對發(fā)酵水平的影響，采用正交試驗，發(fā)酵培養(yǎng)基按表2配制。
2.1 發(fā)酵試驗配方
從搖瓶種子配方的試驗結(jié)果中選取配方作為發(fā)酵配方中試試驗的種子罐配方（見表2）。其他統(tǒng)一按氯化鈉 0.20%、磷酸氫二鉀0.02%、消泡劑0.03%配比。
2.2 試驗步驟
每批投料前對種子罐、發(fā)酵罐及各個閥門進行清潔和檢查，防止染菌。種子罐按400L計料、350L定容，發(fā)酵罐按6000L計料、5000 L定容，先投碳、氮源，pH調(diào)到7.5， 投入無機鹽消泡劑，123℃蒸汽滅菌30min，冷卻至培養(yǎng)溫度，每個種子罐接入1個斜面種子瓶。種子罐培養(yǎng)條件：37℃恒溫，通氣量為1.0∶1.0，攪拌轉(zhuǎn)速為240r/min，培養(yǎng)時間為20~30h，種子罐移種前要鏡檢，確保沒有雜菌，種子生長成熟才可以移入發(fā)酵罐進行培養(yǎng)，移種量控制在5.00%。發(fā)酵罐培養(yǎng)條件：40℃恒溫，通氣量為1.0∶1.2，攪拌轉(zhuǎn)速為180r/min，培養(yǎng)80h后取濾液，用液相色譜儀檢測井岡霉素A組分含量。
結(jié)果與結(jié)論
通過對井岡霉素種子配方的搖瓶優(yōu)化正交試驗、發(fā)酵配方中試優(yōu)化試驗，篩選到的A2種子配方和B8發(fā)酵配方效價比實際大生產(chǎn)配方分別提高了3.58%和13.55%。
參考文獻
[1] 周海平,錢江偉. 井岡霉素的發(fā)酵配方優(yōu)化研究[J]. 現(xiàn)代鹽化工,2022,49(1):48-49. DOI:10.3969/j.issn.1005-880X.2022.01.020.
[2] 王銀泉,陸佳斌. 井岡霉素生產(chǎn)工藝優(yōu)化研究[J]. 農(nóng)業(yè)與技術(shù),2019,39(6):9-10. DOI:10.19754/j.nyyjs.20190330005.