液化糖對(duì)林可霉素發(fā)酵大生產(chǎn)中成本的影響

李 強(qiáng)，秦寶福，馬清進(jìn)，王 莉，萬(wàn) 丹，翟 莉

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)，陜西 西安 7121001；2.天方藥業(yè)有限公司，河南 駐馬店 463000)

液化糖對(duì)林可霉素發(fā)酵大生產(chǎn)中成本的影響

李 強(qiáng)1,2，秦寶福1，馬清進(jìn)2，王 莉2，萬(wàn) 丹1,2，翟 莉2

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)，陜西 西安 7121001；2.天方藥業(yè)有限公司，河南 駐馬店 463000)

在林可霉素大生產(chǎn)中通過(guò)淀粉雙酶法生產(chǎn)液化糖替代原材料及補(bǔ)料過(guò)程中使用的葡萄糖，目的是降低發(fā)酵生產(chǎn)中的成本。

液化糖；林可霉素；大生產(chǎn)；葡萄糖

1962年由Mason等首次從林可鏈霉菌(Streptomyces lincolnensis)培養(yǎng)液中獲得林可霉素[1](1incomycin)。林可霉素具有較好的抗革蘭陽(yáng)性菌的能力，它與已知的抗生素間不存在交叉耐藥性，并且毒性很低，主要用于由革蘭陽(yáng)性菌引起疾病的臨床治療，林可酰胺類抗生素已成為臨床應(yīng)用上主要的抗生素之一[2]。本文通過(guò)淀粉采用雙酶法[3]生產(chǎn)液糖替代林可霉素原材料中的葡萄糖成為了研究的對(duì)象，淀粉轉(zhuǎn)化為液化糖運(yùn)用到發(fā)酵大生產(chǎn)中從而降低生產(chǎn)成本。

1 儀器與材料

1.1 儀器設(shè)備

賽多利斯pH計(jì)，180T發(fā)酵罐，150T轉(zhuǎn)糖罐，滴定管，1200型高效液相色譜儀。

1.2 菌種

林肯鏈霉菌 由天方藥業(yè)有限公司提供。

1.3 培養(yǎng)基

淀粉、葡萄糖、冷軋黃豆粉、硫酸銨、硝酸銨、氯化鈉、磷酸二氫鉀、玉米漿、碳酸鈣、有機(jī)消泡劑。

以上原材料都有天方藥業(yè)有限公司提供。

2 過(guò)程與方法

2.1 淀粉通過(guò)打料管道打入到轉(zhuǎn)糖罐，調(diào)節(jié)pH值5.8～6.3，然后加入淀粉酶，運(yùn)用蒸汽升溫到60℃然后保溫1h，然后升溫到90℃保溫10min保溫，結(jié)束后，開(kāi)盤(pán)管水降溫至60±2℃，倒入糖化酶和泡敵，然后60℃保溫。

2.2 轉(zhuǎn)糖罐的液化糖測(cè)出其還原糖，然后加水使其達(dá)到補(bǔ)糖罐所需還原糖，然后升溫至116～118℃保溫保壓15-20min，保壓結(jié)束后降溫至30℃，作為備用為發(fā)酵罐補(bǔ)糖。

2.3 檢測(cè)方法：斐林試劑法測(cè)定總糖與還原糖[4]

2.3.1 還原糖測(cè)定

取一定量的發(fā)酵液過(guò)濾，取濾液1mL(含糖量較高時(shí)可適當(dāng)稀釋)于100mL的三角瓶中，加入10mL去離子水稀釋，搖勻后準(zhǔn)確加入20mL的斐林試劑，煮沸3min(需準(zhǔn)確計(jì)時(shí))，冷卻后加入3mol/L的鹽酸溶液，立刻用0.1mol/L的硫代硫酸鈉溶液滴定至淡黃色，加入1mL的淀粉指示劑，繼續(xù)滴定到藍(lán)色褪去為止，讀數(shù)R1。用不加樣品的一組作為對(duì)照，重復(fù)操作將其讀數(shù)記為R0,將R0-R1的值查糖表即可得還原糖值。

2.3.2 pH值測(cè)定

接通電源將酸度計(jì)預(yù)熱10分鐘。酸度計(jì)預(yù)熱時(shí)間到后，使用復(fù)合電極，將電極用純化水沖洗干凈，并用干凈的濾紙將其擦干，先用pH值為4.01的標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定，沖凈擦干電極后，再用pH值為6.86的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行標(biāo)定后將電極沖凈擦干。開(kāi)始測(cè)定培養(yǎng)液的pH值，將電極插入未知溶液內(nèi)，稍稍搖動(dòng)燒杯，置"范圍"開(kāi)關(guān)于被測(cè)溶液可能的pH值范圍，此時(shí)儀器指示的pH值，即為未知溶液的pH值。測(cè)量完畢，清洗電極，應(yīng)將電極浸泡于3mol/L KCl溶液中。

2.3.3 生物效價(jià)測(cè)定法

高效液相色譜法。林可霉素標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)于中國(guó)藥品生物制品鑒定所。

3 結(jié)果與討論

碳源主要用于構(gòu)成菌體細(xì)胞和作為菌體代謝產(chǎn)物的碳素來(lái)源，并為微生物的生長(zhǎng)繁殖和代謝活動(dòng)提供能源[5]。葡萄糖作為工業(yè)發(fā)酵中一種最易利用的碳源，在林可霉素的發(fā)酵中具有重要的作用。

3.1 在發(fā)酵培養(yǎng)基配方中都含有葡萄糖，因此可以用轉(zhuǎn)化的液化糖替代原材料中的葡萄糖成分。通過(guò)連續(xù)三批發(fā)酵培養(yǎng)基加入中葡萄糖和連續(xù)三批發(fā)酵培養(yǎng)基中加入液化糖測(cè)得消后還原糖做對(duì)照。

表1 發(fā)酵培養(yǎng)基中葡萄糖及液化糖消后測(cè)得的還原糖的對(duì)照

從圖中來(lái)看培養(yǎng)基中葡萄糖換成液化糖后還原糖指標(biāo)明顯波動(dòng)很大，這樣會(huì)照成菌種生長(zhǎng)不穩(wěn)定，因此大生產(chǎn)中不建議用這種方法。

3.2 在林可霉素發(fā)酵過(guò)程中補(bǔ)糖是必不可少的，因此對(duì)于大生產(chǎn)來(lái)說(shuō)控制住成本就等控制了價(jià)格，通過(guò)一批通過(guò)雙酶法生產(chǎn)的液化糖所用的淀粉(在生產(chǎn)中一般還原糖轉(zhuǎn)化率為95%以上)轉(zhuǎn)化為糖的單價(jià)與葡萄糖的單價(jià)做對(duì)比，見(jiàn)表2，同時(shí)對(duì)發(fā)酵生產(chǎn)中三批用葡萄糖作為補(bǔ)糖原料和三批用液化糖作為補(bǔ)糖原料最終效價(jià)做對(duì)比，見(jiàn)表3。

表2 若一個(gè)轉(zhuǎn)糖罐投入60t淀粉 t

表3 補(bǔ)糖罐中加入葡萄糖與加入液化糖所用淀粉效價(jià)對(duì)比

從兩表中可以看出在林可霉素發(fā)酵大生產(chǎn)中液化糖價(jià)格明顯有優(yōu)勢(shì)，同時(shí)對(duì)發(fā)酵效價(jià)影響不是很大。

3.3 討論

通過(guò)在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中及補(bǔ)糖中用液化糖代替葡萄糖進(jìn)行林可霉素發(fā)酵的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中用液化糖代替葡糖糖進(jìn)行發(fā)酵，還原糖指標(biāo)明顯波動(dòng)很大，這樣會(huì)照成菌種生長(zhǎng)不穩(wěn)定；在補(bǔ)糖罐中用液化糖代替葡萄糖糖進(jìn)行發(fā)酵，最終放罐平均發(fā)酵效價(jià)影響不大，但是使用液化糖代替葡萄糖進(jìn)行林可霉素的發(fā)酵，可降低生產(chǎn)林可霉素的成本，提高效率及產(chǎn)能，今后將在生產(chǎn)上對(duì)該工藝進(jìn)行驗(yàn)證及完善。

[1] 周 徟， 亓平言.林可霉素提取過(guò)程生產(chǎn)現(xiàn)狀和研究進(jìn)展[J].國(guó)外醫(yī)藥抗生素分冊(cè)，1992.20(2):61-63.

[2] Chang F N. Lincomycin[M]// Hahn F E .Mechanism of Action of Antibacterial Agents.New York: Springer，1979:127-134.

[3] 林親錄，周麗君，符 瓊．淀粉轉(zhuǎn)化生產(chǎn)葡萄糖工藝研究進(jìn)展[J]．食品工業(yè)科技， 2011 (4) :412-414 .

[4] 北京大學(xué)生物系生化教研室． 生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M]． 北京: 高等教育出版社， 1986: 92-96．

[5] 何建勇.發(fā)酵工藝學(xué)[M].2版. 北京：中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，2009：55.

2017-09-22

李 強(qiáng)(1982—),河南泌陽(yáng)人，學(xué)士學(xué)位，助理工程師，主要從事微生物發(fā)酵工藝優(yōu)化研究；通訊作者：秦寶福(1968—))，西北農(nóng)林科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院副教授，主要從事微生物資源、發(fā)酵工程等領(lǐng)域的研發(fā)工作。

TQ465

A

1008-021X(2017)22-0104-01

(本文文獻(xiàn)格式：李強(qiáng)，秦寶福，馬清進(jìn)，等.液化糖對(duì)林可霉素發(fā)酵大生產(chǎn)中成本的影響[J].山東化工，2017，46(22)：104，107.)