一种发酵生产头孢菌素C的方法技术

本发明专利技术提供了一种发酵生产头孢菌素C的方法，它包括如下步骤：a、取顶头孢霉菌，制备一级种子、二级种子；b、取步骤a制备的二级种子，接种至顶头孢霉菌发酵培养基中发酵，发酵50～115h后进行带放，并将带放料液进行再培养；c、取步骤b所得发酵液及带放培养液，分离纯化，即得头孢菌素C。本发明专利技术的发酵方法，可使头孢菌素C单批产量显著提高，大幅度降低成本，工业应用前景良好。

Method for producing cephalosporin C by fermentation

The invention provides a method for the production of cephalosporin C fermentation, which comprises the following steps: A, cephalosporiumacremonium, preparation of a seed and two seed; B, the steps of preparation of a two stage seed inoculation, the top Cephalosporium fermentation medium for fermentation, fermentation after 50 ~ 115H band put, and with liquid culture; C, the steps of B and the fermentation liquor with medium, separation and purification, the cephalosporin C. The fermentation method of the invention can improve the yield of single batch of cephalosporin C, greatly reduce the cost, and has good industrial application prospect.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微生物发酵
，具体涉及一种发酵生产头孢菌素C的方法。
技术介绍
头孢菌素C(英文全称为Cephalosporin C，缩写为CPC)，是由顶头孢霉菌(Cephalosporium acremonium)产生的一类β-内酰胺抗生素，分子式为：C16H21N3O8S，分子量为415.4，结构式为：头孢菌素C的结构与青霉素的结构相似，不同的是头孢菌素C的母核是7-氨基头孢烷酸(7-ACA)，而青霉素的母核则是6-氨基青霉烷酸，正是由于这种结构上的差异，使得头孢菌素C有着更强的稳定性。头孢菌素类C因其抗菌谱广和不良反应发生率低的特点，是临床上广泛使用的消炎、抗菌药物，也是生产各种注射用半合成头孢菌素的基本原料。目前国内头孢菌素C的发酵生产行业竞争激烈，如何提高头孢菌素C发酵产量,降低发酵成本，对提高企业效益、增强企业竞争力至关重要。头孢菌素C发酵生产多是在采取分批补料半连续发酵工艺的基础上，改良发酵菌种或调整发酵培养基，以期能够提高头孢菌素C产量。由于头孢菌素C发酵是一个受多种代谢调控反应控制的复杂的生物合成过程，对发酵工艺进行优化较为困难，目前报道较少。带放再培养工艺目前多见于青霉素发酵生产，针对头孢菌素C的带放再培养见甄成业的报道(甄成业等，头孢发酵带放再培养工艺的研究，煤炭与化工，2014,37:104-108)，该文献未提及何时带放，而且带放的料液再培养需要补充新鲜的基础料，得到的带放产量也较低，仍有待进一步改进。现有文献报道的发酵方法制备的头孢菌素C的产量较低，难以很好满足的满足工业化应用的要求。
技术实现思路
为了解决以上问题，本专利技术的目的在于提供一种发酵生产头孢菌素C的方法。本专利技术提供了一种发酵生产头孢菌素C的方法，它包括如下步骤：a、取顶头孢霉菌，制备一级种子、二级种子；b、取步骤a制备的二级种子，接种至顶头孢霉菌发酵培养基中发酵，发酵50～115h后进行带放，并将带放料液进行再培养；c、取步骤b所得发酵液及带放培养液，分离纯化，即得头孢菌素C。其中：步骤a所述顶头孢霉菌为保藏号为ATCC36225的顶头孢霉菌。其中：步骤b所述发酵培养基包括如下成分：玉米浆39～76重量份、花生粉9～21重量份、葡萄糖4～13重量份、水解淀粉19～31重量份、甲硫氨酸2～9重量份、植物油49～71体积份、消泡剂1.4～4体积份、硫酸镁1～6重量份、硫酸铵7～16重量份、硫酸亚铁0.04～0.1重量份、硫酸锰0.01～0.05重量份、硫酸锌0.01～0.05重量份、硫酸铜0.01～0.05重量份、碳酸钙4～11重量份；步骤b所述发酵的条件为：发酵时间为130h；0～40h的温度为28℃，40～130h的温度为24℃；pH为5.6。其中：步骤b所述带放的次数为3-4次。进一步地，首次带放的体积为发酵液总量的2-25％；首次带放后，每隔4-20h再次带放，再次带放的体积为发酵液总量的8-16％。其中，首次带放是在发酵50-100h后进行，带放体积为发酵液总量的2-15％；首次带放后，每隔8-20h再次带放；再次带放的体积为发酵液总量的12-16％；优选地，首次带放是在发酵80-95h后进行，带放体积为发酵液总量的8-12％；首次带放后，每隔10-14h再次带放；再次带放的体积为发酵液总量的12-14％。其中，首次带放是在发酵90h后进行，带放体积为发酵液总量的10％；首次带放后，每隔12h再次带放；再次带放的体积为发酵液总量的12％。其中：步骤b中，在发酵过程的以下时间段内补入葡萄糖溶液和植物油，工艺如下：葡萄糖溶液：40～80h，连续流加4～11g/L·h；80～130h，连续流加9～21g/L·h；植物油：50～90h，连续流加1～6g/L·h；90～130h，连续流加3～8g/L·h；其中，葡萄糖溶液的浓度为600-700g//L。其中：步骤b所述将带放料液进行再培养的培养温度为25℃，pH为5.6；培养时间为30～70h；优选时间为45～55h，进一步优选时间为50h。其中：步骤b中，在带放料液再培养过程中，全程补入葡萄糖溶液和植物油，工艺如下：葡萄糖溶液：连续流加4～11g/L·h；植物油：连续流加1～6g/L·h；其中，葡萄糖溶液的浓度为600-700g//L。带放是指补料发酵中，间歇放掉部分发酵液的操作过程。带放料液再培养是指对发酵中的带放料液收集，并在带放罐中进行二次发酵培养。本专利技术在特定的时间在头孢菌素C生产过程中进行带放，同时对带放发酵液再培养。本专利技术发酵生产头孢菌素C的方法，可使头孢菌素C单批产量显著提高，大幅度降低成本，工业应用前景良好。显然，根据本专利技术的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本专利技术上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。以下通过实施例形式的具体实施方式，对本专利技术的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本专利技术上述内容所实现的技术均属于本专利技术的范围。具体实施方式下面以实施例作进一步说明，但本专利技术不局限于这些实施例。实施例1本专利技术发酵生产头孢菌素C的方法1、发酵方法(1)制备一级种子取保藏编号为ATCC36225的顶头孢霉菌茄子瓶斜面，制备的菌悬液25％(mg/mL)。按照1％的接种量接种至种子培养基中，在pH为7.0、27℃培养50h。一级种子培养基：玉米浆20g，豆油35mL，葡萄糖13g，蔗糖10g，消沫剂0.5g，碳酸钙1g。(2)制备二级种子取一级种子按照8％接种量接种于二级种子培养基中，在pH为6.5、27℃培养50h。二级种子培养基：玉米浆16g，豆油40mL，葡萄糖6g，消沫剂0.5g，碳酸钙4g，硫酸钙5g，花生粉4g，黄豆粉4g。(3)发酵取二级种子按照18％接种量接种于发酵培养基中，培养130h，0～40h28℃，40～130h 24℃，pH为5.6。发酵培养基：玉米浆50g，豆油55mL，葡萄糖8g，水解淀粉26g，甲硫氨酸4g，花生粉15g，消沫剂2mL，碳酸钙6g，硫酸镁4g，硫酸铵13g，硫酸亚铁0.09g，硫酸锰0.03g，硫酸锌0.025g，硫酸铜0.025g。发酵培养115h后进行带放，共带放3次；其中，初次带放体积为发酵液总量的25％，以后每隔4h带放一次，每次带放体积为发酵液总量的8％。带放料液带放至带放罐中继续培养，培养周期为30h，培养温度为25℃，pH为5.6。其中发酵罐容积为500m3，带放罐容积为156m3；培养期间，发酵罐和带放罐均分别进行补料：发酵罐是在以下时间段内补入葡萄糖溶液(葡萄糖的浓度为600-700g//L)和植物油，工艺如下：葡萄糖溶液：40～80h连续流加4～11g/L·h；80～130h连续流加9～21g/L·h；植物油：50～90h连续流加1～6g/L·h；90～130h连续流加3～8g/L·h。带放罐是在培养全程补入葡萄糖溶液(葡萄糖的浓度为600-700g//L)和植物油，工艺如下：葡萄糖溶液：0～30h连续流加4～11g/L·h；植物油：0～30h连续流加1～6g/L·h。2、实验结果发酵结束后，取发酵罐发酵液和带放罐发酵液通过微孔滤膜过滤，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发酵生产头孢菌素C的方法，其特征在于：它包括如下步骤：a、取顶头孢霉菌，制备一级种子、二级种子；b、取步骤a制备的二级种子，接种至顶头孢霉菌发酵培养基中发酵，发酵50～115h后进行带放，并将带放料液进行再培养；c、取步骤b所得发酵液及带放培养液，分离纯化，即得头孢菌素C。

【技术特征摘要】
2016.07.29 CN 20161061770571.一种发酵生产头孢菌素C的方法，其特征在于：它包括如下步骤：a、取顶头孢霉菌，制备一级种子、二级种子；b、取步骤a制备的二级种子，接种至顶头孢霉菌发酵培养基中发酵，发酵50～115h后进行带放，并将带放料液进行再培养；c、取步骤b所得发酵液及带放培养液，分离纯化，即得头孢菌素C。2.根据权利要求1所述的发酵方法，其特征在于：步骤a所述顶头孢霉菌为保藏号为ATCC36225的顶头孢霉菌。3.根据权利要求1所述的发酵方法，其特征在于：步骤b所述发酵培养基包括如下成分：玉米浆39～76重量份、花生粉9～21重量份、葡萄糖4～13重量份、水解淀粉19～31重量份、甲硫氨酸2～9重量份、植物油49～71体积份、消泡剂1.4～4体积份、硫酸镁1～6重量份、硫酸铵7～16重量份、硫酸亚铁0.04～0.1重量份、硫酸锰0.01～0.05重量份、硫酸锌0.01～0.05重量份、硫酸铜0.01～0.05重量份、碳酸钙4～11重量份；步骤b所述发酵的条件为：发酵时间为130h；0～40h的温度为28℃，40～130h的温度为24℃；pH为5.6。4.根据权利要求1所述的发酵方法，其特征在于：步骤b所述带放的次数为3-4次。5.根据权利要求4所述的发酵方法，其特征在于：首次带放的体积为发酵液总量的2-25％；首次带放后，每隔4-20h再次带放，再次带放的体积为发酵液总量的8-16％。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：王孟强，许会卿，党建宁，王雁庆，孙磊磊，邓旭衡，刘思川，葛均友，万阳浴，
申请(专利权)人：伊犁川宁生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65