一种发酵恶臭味改善的红霉素生产菌株及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种发酵恶臭味改善的红霉素生产菌株及其应用。本发明专利技术的红色糖多孢菌由红霉素工业化生产中使用的菌株经基因改造和驯化育种获得。所述菌株相对于改造和驯化前的原始菌株有效降低了红霉素发酵生产中恶臭气味的产生，同时进一步提高了红霉素的生产能力，具有重要工业生产价值和环保价值。

A Erythromycin Producing Strain for Fermentation Odor Improvement and Its Application

【技术实现步骤摘要】
一种发酵恶臭味改善的红霉素生产菌株及其应用
本专利技术属于微生物发酵工程领域，涉及一种能够有效降低发酵中恶臭气味的新型红霉素生产菌株及其应用。
技术介绍
红霉素是由链霉属红色糖多孢菌(Saccharopolysporaerythraea)产生的次级代谢产物，是一类抗革兰氏阳性菌的广谱十四元大环内酯类抗生素。根据侧链基团的不同，将红霉素分为六种，分别为红霉素A、红霉素B、红霉素C、红霉素D、红霉素E和红霉素F。其中红霉素A是临床上最常用的药用成分，而B、C、D组分是红霉素A合成过程中的中间产物。红霉素B的生物活性比红霉素A低，但毒性却是红霉素A的两倍。红霉素E和F是两种天然产物，含量很少，活性很低，研究较少[MironovVetal,Appl.Biochem.Microbiol.2004；AndZouXetal,JIndMicrobiolBiotechnol,2008]。美国Elililly公司在1952年从红色糖多孢菌发酵液中分离得到红霉素A，开发出第一代大环内酯类抗生素红霉素，上市之后，红霉素成为当时治疗革兰氏阳性细菌感染的重要药物。目前为止，红霉素仍然是一种临床常用的抗生素，对于一些常见的细菌感染类疾病具有非常有效的治疗效果。以红霉素A为前体合成的第二、三代红霉素衍生物也已经被广泛应用于临床。红霉素在临床上的广泛使用，大大增加了对红霉素原料的供应需求，从而推动了整个红霉素产业的发展。目前，我国是世界最大的红霉素生产和出口国，年产量超过9000吨。红霉素原料药主要依靠菌株发酵生产。由于近年来基因组学与蛋白组学的发展，结合国内研究者多年的微生物育种筛选，国内红霉素的发酵生产能力有了一定的提高，但与国外较高的生产水平相比仍然存在提高空间。同时，随着近年来企业和民众环保意识的提高，红霉素生产中所伴随的发酵尾气恶臭气味问题也越来越受到人们的重视。目前去除恶臭气味的主要方法包括采用生化或物理的方法对尾气进行处理和降解。樊晓宇等(樊晓宇，医药工程设计，34(4)，2013年)使用臭氧与硫氰酸红霉素生产尾气进行混合氧化反应，随后进入UV照射室，臭氧经紫外照射分解产生羟基自由基，在湿式氧化塔内羟基自由基氧化发酵尾气挥发性有机物VOCs，降解成CO2、H2O和微量的有机酸，再进入喷淋洗浆塔，洗涤净化，对微量有机酸用水吸收后排放，洗涤后发酵尾气无污染排空。上述方法消除红霉素发酵尾气的苦涩气味效果明显。伊犁川宁生物技术有限公司(经济观察者网，2016-4-25)采用分子筛、疏水性活性炭、高温热氧化燃烧等集成技术，对尾气进行系统性的处理；同时通过“生化处理+MVR深度处理及回用”工艺技术净化污水，并循环利用，减少排放；对固体废弃物进行无害化处理和资源化利用，解决了发酵生产过程带来的尾气异味等问题。张志宏等(张志宏等，河南师范大学学报，37(5)，2009)以白地霉、地衣芽胞杆菌、假丝酵母、乳酸菌、光合菌制备复合微生物菌剂,对红霉素菌渣进行固态发酵，去除了红霉素菌渣中特殊异味。上述针对红霉素发酵尾气、废料、污水进行理化处理的方式虽然去除了恶臭气味，但大大增加了红霉素的生产成本。而通过菌株改造和驯化，减弱和消除红霉素生产菌株自身产生恶臭气味的能力，无疑是解决上述问题的根本方法。目前，国内外尚未见能够解决红霉素菌株自身发酵恶臭气味问题且适宜工业化生产的优良菌株和发酵技术。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种能够有效降低发酵中恶臭气味的红霉素生产菌株及其应用。本专利技术一个方面提供一种红色糖多孢菌(Saccharopolysporaerythraea)，其名称为KLCNDX-01，保藏编号为CCTCCNO:M2017647；或名称为KLCNDX-02，保藏编号为CCTCCNO:M2017648。本专利技术另一个方面提供由保藏编号为CCTCCNO:M2017647的菌株KLCNDX-01培养得到的红色糖多孢菌；或由保藏编号为CCTCCNO:M2017648的菌株KLCNDX-02培养得到的红色糖多孢菌。本专利技术另一个方面提供一种红色糖多孢菌，其具有保藏编号为CCTCCNO:M2017647的菌株KLCNDX-01或保藏编号为CCTCCNO:M2017648的菌株KLCNDX-02的鉴定特征。本专利技术另一个方面提供一种红色糖多孢菌培养物，其中含有保藏号为CCTCCNO:M2017647的菌株KLCNDX-01或保藏号为CCTCCNO:M2017648的菌株KLCNDX-02，或其中含有具有KLCNDX-01或KLCNDX-02鉴定特征的菌株。在某些优选的实施方案中，本专利技术红色糖多孢菌培养物为生物学纯培养物，其由菌株KLCNDX-01或KLCNDX-02培养获得；或所述生物学纯的培养物具有KLCNDX-01或KLCNDX-02培养物的鉴定特征。本专利技术另一个方面提供一种红色糖多孢菌或其培养物，所述红色糖多孢菌由保藏号为CCTCCNO:M2017647的菌株KLCNDX-01或保藏号为CCTCCNO:M2017648的菌株KLCNDX-02衍生获得。在优选的实施例中，本专利技术红色糖多孢菌相对于衍生前具有同等或更高的红霉素生产能力，和/或在培养或发酵中不产生或产生更少的恶臭气味。本专利技术另一个方面提供一种红色糖多孢菌，其与KLCNDX-01或KLCNDX-02具有相同的或基本相同的基因组序列，所述基本相同的基因组序列指菌株基因组内仅存在自然条件下增殖传代中发生的自发突变。在优选的实施方案中，所述红色糖多孢菌与KLCNDX-01或KLCNDX-02具有基本相同的红霉素生产能力和/或在培养或发酵中不产生或少产生恶臭气味能力。在优选的实施方案中，所述红色糖多孢菌基因组序列与KLCNDX-01或KLCNDX-02具有至少90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或更高的同源性。本专利技术另一方面提供一种发酵方法，其以保藏号为CCTCCNO:M2017647的菌株KLCNDX-01或保藏号为CCTCCNO:M2017648的菌株KLCNDX-02进行发酵。在某些实施方式中，本专利技术的发酵方法包括将低温保存的菌株孢子进行斜面培养，再将斜面培养获得的孢子悬浮液经多级种子罐培养，最终接入发酵罐中发酵。在某些实施方式中，所述斜面培养包括母斜面培养和子斜面培养；所述多级种子罐培养为一级种子罐培养，或两级、三级或更多级种子罐连续培养。优选的，所述种子罐培养为三级培养。在某些实施方式中，本专利技术的发酵方法中菌株的培养温度为28-37℃，优选30-35℃。在某些实施方式中，本专利技术的发酵方法包括如下步骤：(1)红霉素种子液培养：①母斜面孢子制备：将冷冻保存在砂土管中的红霉素链霉菌孢子，接种于灭菌的斜面培养基上，在温度32-34℃条件下，培养7-9天；②子斜面孢子制备：将母斜面孢子，接种于灭菌的斜面培养基上，在温度32-34℃条件下，培养7-9天；③种子培养：将子斜面孢子，接种于灭菌的液体种子培养基中，经过三级种子扩大培养，得到红霉素种子液；(2)红霉素发酵：将红霉素种子液按10-20％体积比接种于灭菌的培养基中，通入无菌空气并开启搅拌，添加营养物质，在温度32-34℃条件下，培养7-10天，得红霉素发酵液。在某些实施方式中，本专利技术的斜面培养基包括如下组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红色糖多孢菌(Saccharopolyspora erythraea)，其名称为KLCNDX‑01，保藏编号为CCTCC NO:M 2017647；或名称为KLCNDX‑02，保藏编号为CCTCC NO:M 2017648。

【技术特征摘要】
1.一种红色糖多孢菌(Saccharopolysporaerythraea)，其名称为KLCNDX-01，保藏编号为CCTCCNO:M2017647；或名称为KLCNDX-02，保藏编号为CCTCCNO:M2017648。2.一种由保藏编号为CCTCCNO:M2017647的菌株KLCNDX-01，或保藏编号为CCTCCNO:M2017648的菌株KLCNDX-02培养得到的红色糖多孢菌。3.一种红色糖多孢菌，其具有保藏编号为CCTCCNO:M2017647的菌株KLCNDX-01或保藏编号为CCTCCNO:M2017648的菌株KLCNDX-02的鉴定特征。4.一种放线菌培养物，其含有权利要求1、2或3所述的红色糖多孢菌。5.根据权利要求4的放线菌培养物，其特征在于，所述培养物为生物学纯的培养物。6.根据权利要求4或5的放线菌培养物，其特征在于，所述培养物由菌株KLCNDX-01或KLCNDX-02培养获得；或所述培养物具有KLCNDX-01或KLCNDX-02的鉴定特征。7.一种红色糖多孢菌或其培养物，其由保藏号为CCTCCNO:M2017647的菌株KLCNDX-01或保藏号为CCTCCNO:M2017648的菌株KLCNDX-02衍生获得。8.根据权利要求7所述的红色糖多孢菌或其培养物，所述红色糖多孢菌相对于衍生前具有同等或更高的红霉素生产能力，和/或在培养或发酵中不产生或产生更少的恶臭气味。9.一种红色糖多孢菌，其与CCTCCNO:M2017647的菌株KLCNDX-01或保藏号为CCTCCNO:M2017648的菌株KLCNDX-02具有相同的或基本相同的基因组序列，所述基本相同的基因组序列指菌株基因组内仅存在自然条件下增值传代中发生的自发突变。10.根据权利要求9的红色糖多孢菌，其特征在于，所述红色糖多孢菌与KLCNDX-01或KLCNDX-02具有基本相同的红霉素生产能力，和/或在培养或发酵中不产生或少产生恶臭性气味能力。11.根据权利要求9或10的红色糖多孢菌，其特征在于，所述红色糖多孢菌基因组序列与KLCNDX-01或KLCNDX-02具有至少90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或更高的同源性。12.一种发酵方法，其以保藏号为CCTCCNO:M2017647的菌株KLCNDX-01或保藏号为CCTCCNO:M2017648的菌株KLCNDX-02进行发酵。13.根据权利要求12所述的发酵方法，其特征在于，所述发酵包括：将低温保存的KLCNDX-01或KLCNDX-02菌株孢子进行斜面培养，斜面培养获得的孢子悬浮液经多级种子罐培养，最终接入发酵罐中发酵。14.根据权利要求13所述的发酵方法，其中所述多级种子罐培养为一级种子罐培养，或两级、三级或更多级种子罐连续培养；优选的，所述种子罐培养为三级培养。15.根据权利要求12-14任一所述的发酵方法，其中菌株的培养和发酵温度为28-37℃，优选...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓旭衡，周路，张婷，胡晓非，张云辉，刘思川，吴杰群，刘文，
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