锌离子对螺旋霉素生物合成的影响研究

1、 锌离子对螺旋霉素生物合成的影响研究 【摘要】目的：探究锌离子对螺旋霉素生物合成的促进作用。方法：采取分组对比的方式，将不添加锌离子的摇瓶发酵培养基作为对照组，将添加锌离子的摇瓶发酵培养基作为观察组，对比不同添加浓度及不同添加时间对螺旋霉索发酵水平的影响，为提高螺旋霉素工业化生产效率提供依据。结果：在进行摇瓶发酵时，将0,24g / l 的锌离子在发酵开始28h时添加到发酵培养基中，螺旋霉素的效价提高 17% ; 然后将实验过程放大至15l发酵罐中进行验证，其验证结果显示，发酵放罐效价达3590 u/m l，与对照组比较，罐效价提高20%，与摇瓶发酵培养比较，效价提高了 125 u/m l。结

2、论：研究结果成功验证了锌离子对螺旋霉素生物合成的促进作用， 锌离子对螺旋霉素生物合成有着积极的促进影响。【关键词】螺旋链霉菌; 螺旋霉素; 锌离子; 生物合成本文通过摇瓶发酵培养考察不同浓度的锌离子、锌离子不同添加时间对螺旋霉素生物合成的影响，并扩大至 15 l 发酵罐进行验证，以明确锌离子对螺旋霉素生物合成的影响，为提高螺旋霉素工业化生产效率提供依据。1、材料与方法1.1材料与试剂（1） 菌种螺旋霉素链霉菌( streptomyces spiramyceticus)。（2）培养基种子培养基 ：主要含有：2.5%的黄豆饼粉，0.4%的玉米浆，3.0%的淀粉，0.5%的蛋白胨，0.2%的na c

3、l ，0.5%的ca co3，其中6.4的p h 值。发酵培养基: 2.0%的黄豆饼粉， 2.5%的玉米浆，5.0%的淀粉，0.3%的葡萄糖，0.4%的植物油，2.5%的鱼粉，0.1%的kh2po4，0.1%的mgso4，0.8%的na cl ，0.5%的nh4no3，0.5%的ca co3，其中6.4的p h 值。补料培养基: 1.5%的玉米浆，2.0%的鱼粉， 0.03%的泡敌，0.03%的-淀粉酶，12.0%的淀粉 ，0.05%的kh2po4，0.7%的ca co3，0.8%的nh4no3，0.5%的na cl，0.1%的mgso4，自然 p h 值。培养基灭菌条件: 121 ，30 m

4、in。（3）仪器与设备采用的仪器主要包含了：p h 计、 tdl 80 2b 台式低速离心机、中型压力灭菌器、szk202 超净工作台、隔水式电热恒温培养箱、 gzf gf101 bs 干燥箱、bsw a 10 l 发酵罐、lc 20at 高效液相色谱仪、 cx31 12l02 显微镜。1.2方法1.2.1培养工艺（1）锌离子对发酵培养中螺旋霉素生物合成的影响摇瓶发酵培养基中锌离子最适添加浓度的确定在摇瓶发酵开始 0 h 时分别向发酵培养基中添加为0.16、0.20、0.24、0.28 和 0.32 g / l 的锌离子作为实验组，以不添加锌离子的作为对照组，进行放瓶效价的比较，确定摇瓶发酵培

5、养基中锌离子的最适添加浓度。摇瓶发酵培养基中锌离子最适添加时间的确定在摇瓶发酵中分别于 20、24、28、32 和 36 h 添加 0.24 g/l的锌离子作为实验组，并以不添加锌离子作为对照组，发酵结束后，通过比较放瓶效价，确定摇瓶发酵中锌离子的最适添加时间。小试( 15 l 发酵罐)利用 15 l 发酵罐进行不添加锌离子( 对照组) 和在发酵 24h 时添加量 0 24 g / l 的锌离子( 实验组) 的发酵培养，周期取样，通过比较放罐效价以及发酵过程中乙酸浓度和丙酸浓度的变化情况，进一步确定锌离子对螺旋霉素生物合成的影响。（2）测定方法1、生物效价生物效价的测定采用管碟法1；2、有机酸

6、的测定采用高效液相色谱法检测发酵液中乙酸和丙酸的浓度，采用内标法2。1.3数据分析所得实验数据均为最少 3 次平行实验的平均值。2. 结果2.1不同浓度锌离子对螺旋霉素生物合成的影响通过将( 0.16 0.32 g/l) 不同浓度梯度的锌离子设置为实验组，将不添加任何锌离子的设置为对照组，具体数据变化情况如图1所示。 、图 1 不同浓度锌离子对螺旋霉素生物合成的影响图1数据表明，再进行摇瓶发酵前，通过将实验中所选定的不同浓度锌离子添加到发酵培养基中，实验数据变化看出在一定程度上有利于螺旋霉素的生物合成。从数据结果可以看出，螺旋霉素摇瓶发酵效价在锌离子浓度为0.24 g/l 时，数值为 3201

7、 u/m l，同时也是发酵效价图表中最高峰值，与对照组相比较，提高了10%，由此可以得出，0.24 g/l 的锌离子浓度是促进螺旋霉素摇瓶发酵效价提高的最适宜浓度。2.2锌离子不同添加时间对螺旋霉素生物合成的影响以对照组作为参照组，将0.24 g/l 的锌离子在不同的时间段在摇瓶发酵培养基中分别进行添加，对发酵完成后的摇瓶效价结果进行对比分析，如图2所示。图 2 锌离子不同添加时间对螺旋霉素生物合成的影响图2数据表明，将0.24 g/l 的锌离子在不同的时间段添加到摇瓶发酵培养基中，对螺旋霉素产量的影响存在明显差异。与对照组比较，每一个时间段添加锌离子均显著促进螺旋霉素产量提高，其中，发酵28

8、 h 时添加0.24 g / l 的锌离子，摇瓶发酵效价提高到了3465 u/m l，对螺旋霉素生物合成的促进作用最明显。由此表明，将0.24 g / l 的锌离子发酵28 h 时进行添加，可以为发酵后期大量合成螺旋霉素提供了更多的原材料。2.3 15 l 发酵罐中添加锌离子对螺旋霉素生物合成的影响摇瓶实验证实将0.24 g/l 浓度的锌离子发酵28 h 时添加到摇瓶发酵培养基中可以有效促进螺旋霉素的效价提高。以实验作为基础，在15 l 发酵罐中，以实验验证相同浓度以及时间段进行放罐效价分析。设置对照组进行分组对比，进一步确定锌离子对螺旋霉素生物合成的影响。数据结果见图3。图 3 15 l 发

9、酵罐中添加锌离子对螺旋霉素生物合成的影响图3数据表明，在发酵开始 28 h 时向发酵培养基中添加0.24 g/l 的锌离子后，放罐效价达 3590 u/m l，与对照组相比，提高了 20% ，与摇瓶发酵培养相比，发酵效价提高了 125 u/m l，由此表明，0.24 g / l 的锌离子发酵28 h 时进行添加极大的促进了螺旋链霉的生物合成，具有积极的促进作用。2. 结论本研究结果表明将0.24 g/l 浓度的锌离子发酵28 h 时添加到摇瓶发酵培养基中可以有效促进螺旋霉素的效价提高。将其放入 15 l发酵罐进行实验验证，结果显示，放罐效价达 3590 u/m l，与对照组相比，提高了 20% ，与摇瓶发酵培养相比，发酵效