刺糖多孢菌發(fā)酵培養(yǎng)基優(yōu)化及發(fā)酵工藝研究.pdf

1、新型綠色生物農(nóng)藥多殺菌素是由土壤放線菌刺糖多孢菌(Saccharopolyspora spinosa)經(jīng)有氧發(fā)酵而產(chǎn)生的大環(huán)內(nèi)酯類次級代謝產(chǎn)物，因其具有殺蟲譜廣，殺蟲活性高以及高效、安全、低殘留、對環(huán)境友好等特點，已成為當前國際上最具開發(fā)前景的生物農(nóng)藥。
　　通過培養(yǎng)基優(yōu)化來提高發(fā)酵產(chǎn)物的效價，是發(fā)酵工藝研究中一個很重要的手段。本研究中采用混料設(shè)計法，對刺糖多孢菌發(fā)酵培養(yǎng)基成分進行優(yōu)化，期望獲得最佳發(fā)酵培養(yǎng)基配方。實驗中首先采用P

2、lackett-Burman實驗設(shè)計，研究了葡萄糖、可溶性淀粉、蔗糖、棉籽粉、碳酸鈣、豆餅粉、糊精和玉米漿等8種培養(yǎng)基成分對刺糖多孢菌發(fā)酵生產(chǎn)多殺菌素能力的影響。實驗結(jié)果顯示葡萄糖、棉籽粉、玉米漿、豆餅粉4種營養(yǎng)成分對多殺菌素的產(chǎn)量影響較顯著。隨后設(shè)定這4種成分所占的比例，利用D-最優(yōu)混料設(shè)計對上述4種顯著性因子進行最優(yōu)化設(shè)計，以多殺菌素的產(chǎn)量為期望，獲得了響應(yīng)值與變量之間的二階擬合方程模型，該模型的復(fù)相關(guān)系數(shù)R2=99.38％，表明該

3、模型的擬合性較好。根據(jù)擬合方程得到的最佳發(fā)酵培養(yǎng)基配方為葡萄糖59g/L，棉籽粉28g/L，玉米漿6.5g/L，豆餅粉6.5g/L。按此優(yōu)化后的配方在20L發(fā)酵罐上進行分批發(fā)酵，產(chǎn)量達到249.9mg/L，比原始發(fā)酵培養(yǎng)基提高了15.16％。
　　目的產(chǎn)物合成過程中的前體物質(zhì)在發(fā)酵過程中起到重要作用，通過補加適當?shù)那绑w物質(zhì)，可以有效的提高發(fā)酵產(chǎn)物效價。本實驗中，選取6種可能性的前體類物質(zhì)進行單因素實驗，實驗結(jié)果顯示，賴氨酸、谷氨酸

4、、魚粉蛋白胨和正丁醇4種物質(zhì)對產(chǎn)量有促進作用，而乙酸鈉和正丙醇對多殺菌素的產(chǎn)量有抑制作用，選取上述4種具有正效應(yīng)的物質(zhì)進行正交設(shè)計，通過發(fā)酵實驗表明:4種物質(zhì)對多殺菌素產(chǎn)量高低影響的主次關(guān)系為:魚粉蛋白胨＞賴氨酸＞谷氨酸＞正丁醇，最佳配比為:谷氨酸(1.5g/L)，賴氨酸(2.0g/L)，魚粉蛋白胨(2.5g/L)，正丁醇(0.4ml/L)。按此配方進行發(fā)酵，多殺菌素產(chǎn)量達到248.3mg/L，比優(yōu)化前(216mg/L)提高了14.95

5、％。
　　本文研究了多殺菌素提取工藝。采用溶媒萃取——反萃取法提取多殺菌素時，發(fā)現(xiàn)乳化現(xiàn)象較嚴重，乳化層中不僅含有部分多殺菌素，同時還含有大量的色素等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)直接影響著提取后樣品的純度。為提高多殺菌素提取物的純度，本實驗中對乳化層和萃取相進行單獨收集提取，隨后通過0.22um進行過濾提純，再冷凍干燥后獲得樣品。測定表明，從乳化層中得到的多殺菌素的收率為72.7％，純度為61.5％，而從萃取相中得到的多殺菌素的收率為85.71