大觀霉素發(fā)酵培養(yǎng)基的響應(yīng)曲面法優(yōu)化.pdf

1、大觀霉素(Spectinomycinhydrochloride)是在1961年由Mason等從壯觀鏈霉菌(Streptinomycesspectabilis)發(fā)酵液中分離出的一種廣譜抗菌素。中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院于1972年從杭州土壤中分離到壯觀鏈霉菌1043，并對(duì)其產(chǎn)生的壯觀放線菌素進(jìn)行鑒定，證明和國(guó)外報(bào)道的抗生素M-141是同種抗生素。大觀霉素屬于氨基糖苷類廣譜抗生素，對(duì)革蘭式陽(yáng)性菌及革蘭式陰性菌均有抗菌作有，在臨床上主要用于治療淋病奈瑟氏

2、菌引起的感染，具有療效突出，副反應(yīng)少和使用安全的優(yōu)點(diǎn)，為我國(guó)治療淋病的首選藥物之一及美國(guó)CDC指定的作為治療耐藥淋球菌的最佳藥物。新的研究表明，大觀霉素對(duì)于引起現(xiàn)代禽類養(yǎng)殖業(yè)巨大損失的一種疾病—球蟲(chóng)病的治療也有作用。因此，對(duì)于大觀霉素進(jìn)行菌種選育及發(fā)酵條件的優(yōu)化以提高其產(chǎn)量具有重要的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 本文以大觀霉素的產(chǎn)生菌，菌號(hào)為B-88的鏈霉菌為材料，用氯化鋰和紫外線復(fù)合處理菌種的原生質(zhì)體，去獲取產(chǎn)生相對(duì)效價(jià)較高的菌株以進(jìn)行發(fā)

3、酵條件的優(yōu)化。 用響應(yīng)曲面法對(duì)Streptinomycesspectabilis發(fā)酵液培養(yǎng)基成分進(jìn)行優(yōu)化。首先用部分因子實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(Fractionalfactorialdesign)對(duì)培養(yǎng)基組分進(jìn)行篩選實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：葡萄糖、酵母粉、玉米漿三個(gè)因子是對(duì)實(shí)驗(yàn)效價(jià)有顯著影響的因子(p＜0.01)，淀粉、魚(yú)粉、K2HPO4、KCL四個(gè)因子對(duì)實(shí)驗(yàn)效價(jià)的影響不顯著(p＞0.01)。接著對(duì)部分因子實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的因子點(diǎn)和中心點(diǎn)的數(shù)值進(jìn)行獨(dú)立

4、因子t檢驗(yàn)。分析得出因子點(diǎn)的數(shù)值與中心點(diǎn)的數(shù)值沒(méi)有顯著差異，這表明，中心點(diǎn)所在的位置不夠充分接近實(shí)驗(yàn)效價(jià)最大值所在區(qū)域，這時(shí)進(jìn)行梯度尋優(yōu)試驗(yàn)(Steepestascentpath)。因?yàn)轫憫?yīng)曲面擬合方程只在考察的緊接鄰域才充分近似真實(shí)情形，在其它區(qū)域，擬合方程與被近似的函數(shù)方程毫無(wú)相似之處，幾乎無(wú)意義。所以，要先逼近最大產(chǎn)效價(jià)區(qū)域后才能建立有效的響應(yīng)曲面擬合方程。梯度尋優(yōu)法以實(shí)驗(yàn)值變化的梯度方向?yàn)榕榔路较?，根?jù)各因素效應(yīng)值的大小確定變化

5、步長(zhǎng)，能快速、經(jīng)濟(jì)地逼近最大產(chǎn)生效價(jià)的區(qū)域。根據(jù)部分因子實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，設(shè)定淀粉、魚(yú)粉、KH2PO4、KCL四因子為低水平時(shí)的值，對(duì)葡萄糖、酵母粉、玉米漿三個(gè)因素進(jìn)行梯度尋優(yōu)。梯度尋優(yōu)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果為：葡萄糖、酵母粉、玉米漿的值分別為1.5％，1.0％，4.0％，其它因素取值為低水平值時(shí)，效價(jià)值逼近最大效價(jià)值。把梯度尋優(yōu)的結(jié)果設(shè)為中心點(diǎn)，進(jìn)行中心組合實(shí)驗(yàn)(Centralcompositedesign)，對(duì)中心組合實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行響應(yīng)曲面、等高線分析