驱动卸载:头孢菌素C发酵过程中硫酸铵加量对菌丝形态及效价的影响

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头孢菌素C发酵过程中硫酸铵加量对菌丝形态及效价的影响

发表时间：2011-8-22 来源：《求医问药》2011年第7期供稿作者：王娟张汝玲王红红李雪冬魏明 [导读] 头孢菌素C作为半合成抗生素的中间体是继青霉素后又一个重要的内酰胺类抗生素，由顶头孢霉菌发酵而成［1］。王娟张汝玲王红红李雪冬魏明（石药集团河北中润制药有限公司河北石家庄 050041）
【摘要】通过调整头孢菌素C发酵基础料中硫酸铵的浓度，对比不同时期的菌丝形态及发酵单位来确定在4%的硫酸铵加量时菌丝形态分化均匀快速，并且效价达到最高水平、CPC含量最高。
【关键词】头孢菌素C；发酵；硫酸铵；菌丝形态；效价
【中图分类号】R378 【文献标识码】A 【文章编号】
        头孢菌素C作为半合成抗生素的中间体是继青霉素后又一个重要的内酰胺类抗生素，由顶头孢霉菌发酵而成［1］。顶头孢霉菌广泛存在于大自然当中，属于小型丝状真菌。其菌丝体由营养部分和繁殖部分组成。顶头孢霉菌的菌丝在功能上有一定程度的分化，长入基质中吸收营养的菌丝是营养菌丝，伸出基质外的称之为气生菌丝。气生菌丝发育到一定时期，分化产生许多成串、球状的单个孢子称为节孢子。头孢菌素C属于三级发酵。顶头孢霉经过两级种子扩培后接入发酵罐通气搅拌培养，发酵周期100～120小时，发酵基础料中通过添加硫酸铵这种短效快速氮源，适当的添加能使发酵迟滞期缩短，快速进入产抗期［2］。本文将从菌丝形态的变化对发酵水平的影响做出分析。
        1 材料与方法
        1.1 菌种头孢菌素C产生菌——HC菌种
        1.2 培养基
        1.2.1 斜面培养基（g/l）：酵母浸出粉5    蛋白胨10    氯化钠1.5    磷酸氢二钾1.5 磷酸二氢钾1.2    琼脂20
        1.2.2 种子培养基（g/l）：葡萄糖5   蔗糖35    玉米浆30   硫酸铵8   碳酸钙5   豆油5
        1.2.3 发酵培养基发酵培养基由玉米淀粉、糊精、玉米浆、蛋氨酸、硫酸铵、磷酸二氢钾、硫酸镁、碳酸钙、蔗糖、葡萄糖组成。其中将发酵培养基底物中硫酸铵的加量分为6个梯度，分别为0.5、1、2、4、6、8进行发酵中试。
        1.3 实验方法
        1.3.1 摇瓶培养砂土管接种母斜面，32℃，92～116小时。传子斜面，32℃，92～116小时，用于种子瓶。种子瓶30℃，200rpm培养52～75小时，接种种子罐。
        1.3.2 发酵罐验证
        将培养好的子斜面接种于种子罐，一级种子罐28℃，培养65～75小时，400rpm，通气比1.25～0.9，0.08MPa。接种二级种子罐，接种量10%，28培养20～28小时，500rpm，通气比1.25～0.9，0.08MPa。控制移前菌丝浓度15%以上接发酵罐，接种量20%，28℃，50小时后25，℃500rpm，通气比1.25～0.9，0.05MPa，100～130小时放罐。过程中使用Motic B5生物显微镜分别于20h、35h、70h和放罐拍照对比菌丝形态和放罐单位。
        1.3.3 检测方法头孢菌素C效价测定方法HPLC法。色谱柱为依利特ODS C250*4.6nm 0.5μm；流动相20mmol/L乙酸铵缓冲液：乙腈，流速10ml/min，紫外检测波长254nm，室温，进样量20μl
        1.3.4 菌丝浓度的测定取发酵液10ml于离心管中，3000rpm离心6分钟，读取沉淀物计算菌丝浓度。
        2 结论与讨论
        2.1过程中补料恒定［3］，基础料中硫酸铵加量在4%时，菌丝在35小时左右开始大量分化产生节孢子，进入快速稳定产抗期。与前后几个梯度相比，进入产抗期较早较正常，而6%、8%加量的硫酸铵并没有促使菌丝分化期提前。如下图

3 结语
通过跟踪整个发酵过程中菌丝形态的变化发现，头孢菌素C的产生过程实际就是菌丝形态不断分化的过程，期间长菌丝不断长粗长壮，一直到节孢子产生至脱落。粗壮菌丝转化为节孢子意味着产抗期的到来。从实验结果上来看，4%的硫酸铵加量不仅可以使这一时刻提前到来，而且能够使节孢子长时间的处于产抗期而只有少量的自溶，从而使头孢发酵得到较高的产率。

参考文献
[1] 郑琦，《头孢菌素类产品的市场情况及头孢菌素C发酵工艺》，海峡药学，2010年22卷第7期
[2] 徐月美，《头孢菌素C生产工艺改进的研究》，医药工业，1987，I8,6
[3] 吴晓苏，张中明，《基于神经网络的头孢菌素发酵控制系统研究》，中国酿造，2007（3）

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