两性霉素B生产菌的菌种鉴定和发酵条件优化

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两性霉素B(Amphotericin B,AmB)是一种七烯类广谱抗真菌药物,在临床上主要用于治疗深部真菌感染类疾病。两性霉素B的发酵单位会直接影响到其市场价格。因此提升两性霉素B的发酵产量对于其今后在市场上更为广泛的应用会起到重要作用。本文对实验室保藏的菌株ZJB15076进行菌种鉴定,在确定其种属之后以该菌为研究对象,优化了其在摇瓶发酵时的最适发酵培养基配方和发酵条件,研究了前体物质添加和剪切力对发酵的影响;在摇瓶发酵优化的基础上将发酵体系放大至5 L发酵罐,对发酵工艺进行优化。主要实验结果如下:首先对实验室保藏菌株进行生理生化和分子生物学鉴定,确定实验室保藏菌株为结节链霉菌(Streptomyces nodosus)。筛选出了适合菌体生长的固体培养基为MS培养基。最适发酵碳氮源分别为葡萄糖和牛肉膏,且最适葡萄糖浓度为45 g/L,最适牛肉膏浓度为40 g/L,最佳碳氮比为1:1。经过优化后两性霉素B的产量可以达到2710mg/L。其次优化了摇瓶发酵条件:发酵液的接种量2%、种子液培养时间48 h、发酵液初始pH为7.0、发酵温度28℃、摇瓶装液液量40 mL,Mg2+添加量0.2 g/L。研究剪切力对发酵的影响时发现,在发酵液内添加一定数量的玻璃珠后能够显著促进AmB的产量,当玻璃珠添加量为每瓶60粒时产量可以达到4563.2 mg/L,与对照组相比提高了341.1%,利用显微镜观察发酵液的菌体形态发现,菌丝体聚集成团的现象得到明显改善,菌丝体变得松散,这种状态更利于菌种摄取营养物质和氧气;尖头挡板瓶与平头挡板瓶都能够显著促进AmB产量的提升。在研究Streptomyces nodosus ZJB15076的发酵进程时发现:菌体经过短暂的适应期后,接种后第2 d左右AmB开始快速合成,大约在第6 d开始停止增长,第7 d左右产量达到最高,之后继续发酵生物量与产物浓度都开始下降,由于产物的积累和发酵后期菌体裂解,整个发酵过程中发酵液内的pH明显上升。最后研究了搅拌桨类型、搅拌转速、通气量等对AmB在5L发酵罐中发酵产量的影响。实验结果表明六直叶圆盘涡轮搅拌器较另外两种类型的搅拌桨更适合AmB的发酵生产,确定最佳搅拌转速为400rpm,最佳通气量为1.5 vvm。实验考察了分阶段控温培养对AmB合成的影响。但结果发现分阶段控温培养对发酵产量的促进效果并不显著,与对照组相比仅增加了5.9%。
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