井冈霉素无渣发酵新工艺

井冈霉素无渣发酵新工艺 第14卷第2期 2002年6月 湖南轻工业高等专科学校学报 JournalofHunanLightIndustryCollege Vo1.14No.2 Jun.2002 【文章编号】1009—3702(2002)02—0017—03 井冈霉素无渣发酵新工艺 钟世华,郭文灿 (湖南益阳生物化工总厂,湖南益阳413000) 【摘要】在有渣工艺生产井冈霉素的基础上,通过优良菌种的选育和以无机氮部分取代有机 氮源,研究了井冈霉 素无渣发酵工艺流程及关键生产工序. 【关键词】井冈霉素;无渣发酵;无机氮源;有机氮源 【中图分类号】TQ929【文献标识码】A 纹枯病(俗称”稻瘟病”)是亚洲水稻的主要病害 之一,也危及到小麦,玉米等禾本科作物.它能迅速 感染农作物,一旦染病即成片死亡,颗粒无收.目前 国内防治纹枯病的农药还只有井冈霉素,无替代产 品. 井冈霉素与日本研制的有效霉素(Validamycin)[0] 属同一类产品.它是通过微生物发酵制得的,共有 A,B,C,D,E,F等六个组分,其有效成份主要是井冈 霉素A的结构如图1所示. H H H0H I垒】j并冈霉素A的结构 在井冈霉素产品成本中,原料成本占65%, 70%,为降低产品成本,发酵生产应选用最经济营养 的配方.20世纪70年代之前,我国工业基础薄弱, 化肥紧缺,农副产品价格低廉,因而发酵生产用的氮 源是以油脂工业的副产品饼粕为主,称为有机氮.随 着现代饲料工业的迅速发展,农副产品价格攀升,采 用有机氮生产井冈霉素的成本大幅度上升.相反,随 着化肥工业的发展,以尿素为代表的无机氮源相对廉 价而且丰富,为用无机氮取代有机氮源来生产井冈霉 素提供了有利条件.另外,现行有机氮生产井冈霉素 的工艺中,由于采用盐酸,致使大量酸性废渣堆放;在 清洗压滤机及滤布时,含有机质很高的酸性废水的排 放,对环境和水源均有一定程度的污染.为此,开发 井冈霉素无渣发酵新工艺,对降低产品成本和减少环 境污染皆有积极作用. 1实验部分 1.1仪器,试剂和检测 往复式摇床,5m发酵罐,酸度计,72l分光光 度计;井冈霉素纯品(上海农药研究所提供)和常规化 学试剂. 井冈霉素效价采用湘Q/HG1050—85标准检 测;有机氮用凯氏定氮法测定;发酵液的吸光度值 采用721#分光光度计测定;残糖采用硫代硫酸钠返 滴定法测定. 1.2优良菌株的获得 1.2.1配方的选择以耐热菌种9703为种子,在 原有培养基配方的条件下,将常用的几组培养基配方 作进一步的摇瓶试验,筛选出较好的培养基配方. 1.2.2菌种的纯化在确定培养基配方后,在罐温 40?条件下,取耐热菌种9703#的发酵液,经梯度稀 释,划平板分离,挑取4个单独菌落,进行多次纯化. 作摇瓶实验以测定其效价.为了确认菌种在不同环 境中的发酵能力,将纯化后的种在不同环境中做了 最后一轮摇瓶实验. 1.3工艺流程 参照有渣发酵生产井冈霉素的_丁艺,以尿素部分 代替有机氮,对井冈霉素发酵T艺流程进行调整.本 [收稿日期]2002—03—20 [作者简介]钟世华(1965一),男,湖南益阳人,湖南益阳生物化工总厂工程师,从事生物化工产 品的生产与研究工作. H, ? 18?湖南轻工业高等专科学校学报 实验采用的工艺流程如图2所示. 尿素+辅料沉降剂+m_-It份 大 粉剂包装 图2无渣发酵工艺流程图 2结果与讨论 2.1配方的选择和菌种的纯化 根据生产经验,参照啤酒的发酵工艺,设计不同 配方进行发酵实验,表1列出了不同配方条件下发酵 液的效价值.由表l可知,2号配方较好. 表l不同配方条件下的放罐效价 表2列出了纯化菌种在不同环境中的最后一轮 摇瓶实验数据,由表2可知,纯化了的9703#菌种性 能较好,最后一轮摇瓶实验的放罐效价均在20000 r/mI以上.后经大罐生产表明,选取的菌种发酵产 率一直较高,有效地提高了生产水平.通过选择配方 与纯化菌种,发酵水平提高,放罐效价可由原来的20 000r/mL提高到28000r/mI. 表2纯化菌种最后一轮摇瓶实验结果 2.2无渣发酵新工艺 表3列出了用尿素代替有机氮进行发酵实验的 数据.由表3可知,采用新工艺进行生产,放罐效价 较高.一方面与菌种性能有关,另一方面,用尿素代 替有机氮,减少了水不溶物,也有利于发酵. 表4列出了发酵过程中,pH值,残渣,效价等随 时间的变化情况.由表4可知,发酵过程中,发酵液 酸度较低,残渣少,放罐效价高.随着发酵时间的增 2()02年6月 加,其pH值呈先升后降的趋势,这是由于在发酵初 期,发酵产生的有机酸的量增加,其酸值增加;随着发 酵时间的增加,具有一定碱性的井冈霉素的量增加, 其氨基与有机酸结合,使酸值呈下降趋势 表3用尿素代替有机氮进行发酵的实验结果 球素t<H2PO~Mg)\#(‘1 /,/kg/kg/kZ 5.0341711(J 453.41712f) 4.【】3.4171:I】 3.53.4171【J 3.【】3.4171(J 效价 (r,ml 19650 2466() 26820 28980 26240 表4发酵过程中pH值,残渣,效价的变化 发酵时问fHf矗残l铤J,鲺效价 1’/%/’)/(r?n1I.) 06.5.1050— 46.37.60.4S881) 86.1640.36050 125.85.5f)284250 166.24.7{).306)5 20644.0f).3411000 246.53.00.401556(1 286.52.611.5220800 326.62.()05824650 366.8150.6226300 4()7.01.2(】.628980 2.3无渣发酵工艺的优点 无渣发酵工艺与现行工艺不同之处在于用尿素 取代黄豆,花生,油菜,棉籽等饼帕,非水溶性有机物 在生产过程中大量减少,少量的水不溶物可转入到粉 剂中,从而改善了底物的胶结性能,取消了压滤工序, 实现了无渣排放,简化了浓缩,干燥,粉尘旧收等工序 的设备.此外,还杜绝了对水质的污染,改善丫生产 条件和厂区环境. 利用现行的发酵放罐液进行分离试验,已经找到 了几种沉降剂来取代盐酸,因此在新工艺中可取消凋 酸过程,杜绝了酸对设备管道的腐蚀,减少了泄漏损 失由于无渣排放,水剂的回收率可达95t,在粉剂 生产中从改变底物的品质入手,并采取粉尘回收,严 格管理,总同收率也可达S5t.. 放罐效价提高,加上提取回收率的提高,使其效 益提高将近一倍. 此工艺调配工序中的I组份,可根据不同的目 的加入,或改变底物的性能,以利丁粉剂牛产;或加入 氮,磷,钾等有效成分,生产”增效井霉素:或加入 其他农药成份,生产新农药产品(如灭虱纹产品).总 S88 ? 米%一mm?大/一67788 第14卷第2期钟世华郭文灿井冈霉素无渣发酵新工艺 之,开拓”井冈霉素”的应用领域,减少部分化学农药 喷洒的繁琐途径,对减轻化学农药对环境的污染,改 善农业生态是有着相当积极的作用的.l2] 【参考文献】 1wllT,Y~tnl&IIR)toH damycins.【1ewantibiotics ShibataM.NtudiesOIlVfl I.Streptomyceshygr~so.)picus [3] ,rqr.I.imoneusnovVar.Varidanycin—pr{x:lucingorganism J].~tibiotics,1970,(23):595—602. Suani—I.OgawaS.ChidaN.Iherevisedstructureofvali— d1ycinAU]:Mltibiotic>,l980,(33):98—99 1wa~iT,HigKshideE,ShibataM.StudiesOl1,,alidam~tins. nevvantibiotics.III.1]k~tssaymethodsforthedetermination Ofvalidamycin{Jj.:\ntibiotics,I971.(24):ll4一ll8. ANewProcessofPreparingJinggangmeisuwithoutResidue ZHONGShi—hua.GU0Welqcan (Yiy,Ttgt3i(~he.ticalPlant,Yi~,7tg413001,CIti77”) Abstract:I3saedOilthetraditionalprocessofproducingJinggangmeisuwithresidue,anewoneresiduefreeisde一 \eloped,’iaselecti~1gthestrainandreplacingorganicnitrogen~gurcepartiallywithinorganicnitrogen.~)urce. Ke3’words:Jinggangmeisu;fermentationwithoutresidue;inorganicnitrogensource;organicnitrogen~)urce (上接第li页) PreparationofHydrolyticAgentoftheAmino AcidFromRapeSeedPie LIUZheng——zhong (Dept.fJ/FrK,d&BiologyEngineer’ing,H.nanLightIndustryCollege,Cha7tgsha410015,ChDtu) Abstract:AhydI’olyticagentofaminoacidispreparedfromrapeseedpie.inwhichtheexperimentalacid,hy— di’olyzingconditionisasfollows:Container10,120?.temperatureofreactants104, 108:.coneenti?ationof HC19%,11’)6reatinglime18, 20h,ratioofHC1volume(ml)andseed—pieweight(g)3:1al1dthepHvalueof an1ino—acidhydroligticagent5.100%hydrolysiscanachie~’edwhenamino—acidconcentrationinh ydrolytic)1u— tionatl2’’/o,l3’%. Ke3’words:aminoacid;hydrolyze;rapeseedpie;hydeolyticagentoftheaminoacid