Способ интенсификации биосинтеза гелиомицина

 

Изобретение относится к микробиологической промышленности, к производству антибиотиков. Способ интенсификации биосинтеза гелиомицина осуществляют культивированием штамма-продуцента в ферментационной питательной среде содержащей кукурузную муку, кукурузный экстракт, мел, соевую муку, поваренную соль, калий фосфорнокислый однозамещенный, адеканоль, воду и в качестве активатора биосинтеза - микроколичества селената натрия. Способ позволяет увеличить выход целевого продукта и повысить активность культуральной жидкости. 2 табл.

Изобретение относится к микробиологической промышленности, в частности к производству антибиотиков, и может быть использовано при промышленном биосинтезе гелиомицина.

Среди известных попыток интенсификации микробиологического синтеза можно выделить следующие направления: способы интенсификации, основанные на кардинальных изменениях питательных сред или режима культивирования продуцентов, а также способы, основанные на внесении в питательный субстрат органических веществ и микроэлементов. К первой группе можно отнести известный способ интенсификации микробиологического синтеза, направленный на повышение активности антибиотикообразования (А. с. 1605512 СССР, МКИ⁵ C 12 P 35/00 Способ биосинтеза цефалоспорина C / Юнкерова Л.И., Логинова О.М., Михайлова М. А., Кочеткова Е.Ф., Чагин Б.А., Лосев В.А., Вандышева Т.Н., Бартошевич Ю. Э., Юдина О.Д., Новак М.И., Домрачева А.Г., Паничкина Т.Б., Мальцев Н.И./ -4 с. ). Известен также способ активизации биосинтеза пенициллина путем дробной подачи cахаров в процессе ферментации (А.с. 1734374 C 12 P 37/00 Способ получения пенициллина / Белянина В.Ф., Зотова М.А., Коченова М.М./ -5 с.). Был предложен способ повышения уровня выхода целевого продукта посредством изменения параметров технологического процесса - pH, аэрации и т.п. (А.с. 790781 МКИ⁵ C 12 P 1/04 Способ получения рибоксина /Ерохина Л.И., Козаринова Л.А., Юдина Л.И., Дебабов В.Г., Полунин А.Н., Кузнецова О.А., Юдина Р.И., Орехова В. М., Кузменок В.А., Чагин В.А., Савина Н.Н./ -4 с.). Недостатками всех перечисленных способов является то, что они требуют дополнительных материальных затрат, являются довольно трудоемкими и энергоемкими.

Вторая группа способов интенсификации биосинтеза представляет собой методики, основанные на внесении в питательную среду органических веществ и (или) микроэлементов в весьма малых количествах. Так, например, известны способы культивирования бактерий с целью биологического синтеза амидов, в основу которых положено внесение микроколичеств кобальта в питательную среду, что повышает ферментативную активность продуцента (Europian patent application Int. Ci⁴. C 12 P 13/02, // C 12 N9/78 / Yamada ffideaki /-19c.).

Близкой по принципу метода интенсификации процесса биосинтеза к заявляемому изобретению является методика культивирования бактерий, направленная на повышение ферментативной активности бактерий и основанная на внесении мочевины или ее специфических производных и кобальта в питательную среду (Europian patent application Int. Ci⁵. C 12 N 9/78, C 12 N 1/20, C 12 N 1/38 // C 12 P 13/02 /Yamada Hideaki /- 19 с.). Указанный метод направлен на повышение нитрилгидратазной активности бактерий рода Rhodococcus. Результат достигается за счет увеличения числа продуцирующих клеток, либо за счет усиления и (или) усиления клеточной активности (за счет усиления выработки нитрилгидратазы клеткой). Однако в указанных методиках речь идет о интенсификации биосинтетической активности бактерий, вырабатывающих специфические ферменты, вследствие чего данные методики непригодны для использования при производстве антибиотических веществ.

Наиболее близким по технологической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения гелиомицина путем микробиологического синтеза (Промышленный регламент N 64 - 0206 -34-94 на производство гелиомицина, 1994 г., стр 110). В качестве продуцента используется Streptomyces flavochromogenes (штамм ГЛ - 18), культивируемый на ферментационной среде следующего состава: 30 кг кукурузной муки, 15 кг кукурузного экстракта, 2 кг мела, 7,5 кг соевой муки, 1,5 кг соли поваренной, 250 г калия фосфорнокислого однозамещенного, 300 г адеканоля и воды до 500 л.

Настоящее изобретение направлено на увеличение выхода целевого продукта и упрощение его технологической обработки.

Для решения этих задач в ферментационную питательную среду следующего состава: 30 кг кукурузной муки, 15 кг кукурузного экстракта, 2 кг мела, 7,5 кг соевой муки, 1,5 кг соли поваренной, 250 г калия фосфорнокислого однозамещенного, 300 г адеканоля и воды до 500 л вносят раствор селената натрия (Na₂SeO₄) - 1 л в концентрации 5·10^-4 г/л, с тем, чтобы конечная концентрация в питательной среде составляла 1·10^-6.

Особенность изобретения состоит в том, что увеличение выхода целевого продукта достигается без изменения состава регламентированной питательной среды, причем в данном случае практически не требуется дополнительных экономических затрат в связи с тем, что необходимое количество вносимого вещества (селенат натрия) очень мало.

Пример.

Вегетативный посевной мицелий Streptomyces flavochromogenes ГЛ - 18, имеющий pH 6,9 - 7,0 и объемную долю влажной биомассы 50% передают в количестве 5 об.% в ферментатор емкостью 1000 л, заполненный 500 л ферментационной среды следующего состава: 30 кг кукурузной муки, 15 кг кукурузного экстракта, 2 кг мела, 7,5 кг соевой муки, 1,5 кг соли поваренной, 250 г калия фосфорнокислого однозамещенного, селената натрия - 1·10^-6 г/л, 300 г адеканоля и воды 500 л.

Процесс культивирования ведут при следующих параметрах: температура 29^oC, расход воздуха 30 м³/ч до 12 часов культивирования, далее 45 м³/ч до 48 часов культивирования, 60 м³/ч до конца ферментации. Значение pН от начала ферментации 6,7. Процесс ферментации идет в течение 130 ч. По истечение периода ферментации культуральную жидкость сливают. Активность культуральной жидкости на сливе определяют методом осаждения и экспресс-методом (по известным методикам). Далее культуральную жидкость отфильтровывают на фильтр-прессе с целью получения мицелия. Влажный мицелий в свою очередь подвергают анализу на активность.

При добавлении селената натрия в питательную ферментационную среду активность культуральной жидкости превосходила контрольные показатели на 17,4±5% (при определении активности экспресс-методом) и на 26,5±5% (при определении методом осаждения - за счет образования крупных кристаллов) (табл. 1).

В случае культивирования на ферментационной питательной среде с добавлением селената натрия выход биомассы мицелия превышал контрольные показатели с разницей до 12,3±5%. Присутствие селената натрия в питательной среде позволило увеличить удельный съем во влажном мицелии на 22,0±5% (табл. 1, 2).

Формула изобретения

Способ интенсификации биосинтеза гелиомицина на питательной ферментационной среде, содержащей кукурузную муку, кукурузный экстракт, мел, соевую муку, соль поваренную, калий фосфорнокислый однозамещенный, адеканоль и воду, отличающийся тем, что в ферментационную среду в качестве активатора биосинтеза вносят микроколичества селената натрия.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2