硫酸新霉素是新霉素与硫酸形成的盐。新霉素是1949年WAKS MAN等人从弗氏链霉菌编号3535、3554培养液中分离得到的一种广谱抗生素,对化脓性感染、中耳炎、结膜炎、脓疹、创伤溃疡等均有良好的疗效,也可作为其它抗生素的辅助药,如与氯霉素、红霉素等联合使用,可使后者获得更好的效果,因而被广泛用于医药领域。本论文首先基于新霉素检测的柱前衍生法,对其分析方法的稳定性和可靠性进行考察;并通过6轮常压室温等离子体(ARTP)诱变结合链霉素和硫酸铵抗性筛选,得到一株高产、抗铵菌株;筛选优良产孢子培养基及利用有机氮源试剂盒结合有机氮源分析小助手对发酵培养进行优化;最后在50升种子罐中探究通气量对种子代谢的影响以及利用“动态法”对发酵溶氧速率的测定,经过多尺度研究,最终提高发酵产量30%以上。本文的主要研究内容及结果如下:(1)柱前衍生法稳定性和可靠性考察。对标准新霉素样品检测方法进行精密度实验、稳定性实验以及与生物活性检测方法对比。结果表明:同一份样品连续测定六次,新霉素B峰面积的RSD为0.81%,表明该方法测定新霉素效价的精密度高;样品在0.5-9h内进行检测,硫酸新霉素B峰面积保持不变,稳定性良好,满足实际需求;柱前衍生法检测效价略低于生物活性检测法,为生物活性检测法的81%-85%,数据的对应关系强,与生测效价有较高的吻合度。(2)抗铵、高产菌株的选育。以实验室保藏的72#菌株为出发菌株,经过6轮ARTP诱变和抗性筛选,选取五株长势良好、菌落直径大的菌株于24孔板发酵性能验证。最终筛选出3株(27-3#,29-6#、、15-4#)发酵效价较出发菌株提高20%以上,发酵培养基硫酸铵最佳浓度从0.5-1.0%提高到了 1.5-2.0%,且遗传稳定性良好。(3)培养基优化。对四种产孢子培养基进行筛选,然后对发酵培养基中碳酸钙和硫酸铵添加量进行优化。结果表明:改良高氏1号产孢子培养基较起始培养基产孢子时间更短(节约5-7d),且发酵效价基本不变;硫酸铵最佳添加量1.25%-1.5%,碳酸钙最佳添加量为1.5-1.75g/L,其中游离丙氨酸、游离氨基丁酸、水解苏氨酸、水解赖氨酸、水解酪氨酸对发酵效价影响最大,且当有机氮源中的含量分别为2300、4820、892、18241、59821mg/kg 时,24 孔板发酵效价可达5000U/ml以上,较对照提高25%以上。(4)通气量对种子罐代谢影响研究。在4个50L发酵罐中,控制装液量35L,转速350rpm,培养温度35℃对同一批种子分别考察了通气比在0.5vvm、0.75vvm、1.0vvm、1.25vvm下,4罐还原糖、总糖、pH、菌浓、氨基氮、黏度、新霉素B产量、杂质C的变化趋势。且对在相同通气比下大小种子罐代谢是否具有一致性进行考察。结果表明:通气比大小对前20h孢子萌发速率影响小,20h后菌体开始进入对数生长期后,通气比较高(1.25vvm)有利于缩短pH回升时间,最大菌浓更高,杂C更低。结论:前20小时通气比控制在0.5vvm,21小时后通气比控制在1.25vvm,最佳移种时机为35-40h;3L种子罐代谢速率较50L种子罐延缓,且最大回升pH仅为7.2,达到最大菌浓时间延迟约27h,对优化后的种子培养工艺进行50L规模发酵验证,较优化前提高50%以上。