论文部分内容阅读
随着对绿色食品和环境保护的重视，人们逐渐感受到化学农药对生态环境和人类社会造成的巨大压力。农用抗生素作为一种生物农药，拥有化学农药所无法比拟的优势，其具有高效、无污染、易分解、无残留、与环境相容性好等优点。多抗菌素(Polyoxins)作为一种农用抗生素，是一系列结构相类似的肽嘧啶核苷类抗生素，共由A-N14种不同的成分组成，广泛应用于防治番茄灰霉病、水稻纹枯病和梨黑斑病等植物真菌病害。 本实验建立了管碟法检测发酵液中多抗菌素含量的方法。将水稻纹枯菌作为指示菌株，结果显示多抗菌素标准品在质量浓度为200-2400μg/mL范围内线性关系良好，其线性回归方程为:Y=138.23X-2058.46，相关系数R2=0.9984。通过对该方法进行评价，其精密度相对标准偏差RSD=1.51％，平均回收率=100.1％(n=4)，样品在24 h内稳定。该方法重复性较好，对仪器要求低，具有直观、可靠、检测简单、费用低廉的优点，能够特异性的显示多抗菌素的抑菌能力。 本文对多抗菌素发酵过程中的发酵培养基及培养条件进行优化。首先进行单因素实验，在单因素实验基础上，进行Plackett-Burman实验及爬坡实验，此后根据CCD设计原理，对培养基进行响应面分析实验。通过以上实验，获得多抗菌素产量对编码自变量的二次多项回归方程:多抗菌素产量(μg/mL)=2021.98-160.49 A-55.76 B-77.29 C+66.50 AB-16.00 AC+7.75 BC-170.21 A2-177.28B2-237.91C2，利用软件Design-Expert对方程求解得到相应培养基值:蔗糖17.42g/L，酵母膏18.72g/L，KH2PO40.69 g/L，此时多抗菌素效价为2076μg/mL。为检测结果的可靠性，采用上述培养基重复进行3次实验，多抗菌素实际效价达2043μg/mL，与预测值基本符合。最终确定发酵产多抗菌素的最佳培养基为:17.42 g/L，酵母膏:18.72g/L, KH2PO4:0.69g/L, FeSO4:0.2g/L, CaCO3:0.3g/L。在最优培养基的基础上，对发酵培养条件进行单因素实验，确定最佳摇瓶发酵条件为:种龄48 h，装液量为50/250 mL，接种量为5％，初始pH值为6.0。 在摇瓶发酵基础上，对链霉菌NJYHWG66382进行了3L发酵罐实验。通过测定菌体干重、多抗菌素含量和底物浓度，研究链霉菌NJYHWG66382发酵动力学方程。选择Logistic模型来描述链霉菌生长曲线，利用Leudeking-Piret方程描述多抗菌素合成的动力学过程，发现该链霉菌生产多抗菌素的发酵类型属于部分生长偶联型;最后使用Leudeking-Piret-Like方程描述底物消耗的动力学规律;结果表明这3个动力学模型能较好的解释发酵实验结果，并计算各个动力学模型相应参数，为多抗菌素的放大化生产奠定相关理论基础。在3L发酵罐上对发酵体系中的温度进行调控:采用多阶段控温技术，0-48 h，30℃，48-120 h，28℃，多抗菌素最终产量达到2106μg/mL。