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阿维拉霉素是一种正糖霉素族的寡糖类抗生素,具有调节动物肠内细菌的代谢和促进动物生长的作用,由于其毒性小,不存在交叉耐药性,且易在环境中降解,基本无残留;同时具有良好的加工优势;因此阿维拉霉素被认为是一种比较安全的兽用药物添加剂。由于目前生产菌的产量较低,且菌种选育、培养基和发酵工艺较不成熟,导致其工业化生产受到了限制。本文主要对绿色产色链霉菌生产阿维拉霉素的发酵工艺进行了研究。通过对发酵培养基组成的筛选优化和发酵条件的选择,大幅提高了阿维拉霉素产量,并在发酵过程中利用强化传氧技术引入氧载体的概念,进一步提高阿维拉霉素的产量,同时建立阿维拉霉素的补料分批发酵过程中动力学的模型,为以后的进一步研究及工业化的生产提供理论依据。主要研究结果如下: 利用 Plackett-Burman 设计、最陡爬坡法和 Box-Behnken 中心组合设计等方法优化绿色产色链霉菌的发酵培养基,阿维拉霉素的产量较原始的发酵培养基有明显的提高,由最初产量的210.35mg/L 提高到了270.47mg/L,提高了28.6%,与预测的产量270.41mg/L 无显著性差异。优化后的发酵培养基组成:葡萄糖16.17g/L、氯化钠7.5g/L、玉米淀粉20.45g/L、氯化锰0.6g/L、硫酸铵4.5g/L、甘露醇15g/L、硫酸镁0.6g/L、豆饼粉26.85g/L、碳酸钙5g/L。 单因素实验结果显示最适合接种的种龄为30h,接种量6%,转速200rpm,温度28℃,pH 7.0;在进一步探索阿维拉霉素的发酵过程中,发现温度对产量、生物量和酶活的影响较大,较高温度使菌体快速生长同时提高发酵中生物量的峰值,并且缩短发酵时间;低温会降低其生物量峰值和阿维拉霉素产量,同时延长发酵时间;高温能提高6-磷酸葡萄糖脱氢酶,琥珀酸脱氢酶在发酵过程中的活性。 单因素实验结果显示促进效果较好的氧载体分别为正己烷,吐温20和吐温80,且三种氧载体的最适浓度和添加时间均为3g/L和18h;利用最陡爬坡法和Box-Behnken中心组合设计等方法对氧载体组成进一步进行优化,最终得到氧载体的配方为2.72g/L,2.53g/L,1.95g/L。产量由最初的270.4提高到363.15mg/L,同时发现氧载体对阿维拉霉素的促进效果在于其提高了生物量,对单位菌体产素能力没有太大影响。 在最适的培养条件下,采用经优化后的培养基进行分批补料发酵实验,结果显示阿维拉霉素的产量为0.34g/L,同时建立了阿维拉霉素的发酵动力学模型。