井岡霉素生產工藝優化研究

王銀泉 陸佳斌

摘要：

隨著當前農業的發展，我國已經達到了自給自足的水平，這與當前科學技術的高速發展是分不開的，尤其農藥的發展是保證我國農作物增產增收的必需品，其已經成為農作物生產以及農業發展的重要條件。井岡霉素是當前普遍使用的一種農藥，其需求量也正在不斷的提升，同時，我國又是一個農業大國，農業的發展使得井岡霉素在生產工藝方面的優化成為一個迫切需要解決的問題，通過這一問題的解決，以使生產成本降低，從而全面提升經濟效益。本文主要對井岡霉素生產工藝的優化進行研究，以解決這一問題。

關鍵詞：

井岡霉素；生產工藝；優化；成本；經濟效益

中圖分類號：S482

文獻標識碼：A

DOI：1019754/jnyyjs20190330005

井岡霉素屬于一種農用抗生素，對其使用可有效防治水稻中頻發的紫紋枯病，同時還能夠治療水稻出現的小粒菌和紫病。除此之外，井岡霉素還能夠有效防治蔬菜、棉花、人參、豆類等出現的立枯病以及小麥紋枯病。井岡霉素主要是由微生物進行發酵之后，形成多元化的一種混合物，其發揮效用的物質無井岡霉素A。并且這種農用抗生素具有使用范圍廣、價格低廉的特點，因此得到了廣大農民的一致認可。為了促進農業的發展，降低成本，使經濟效益得到最大程度的提升，特對井岡霉素生產工藝優化進行實驗研究。[JP]

1實驗研究

11試劑與設備

本次實驗研究所使用的試劑有：天門冬酰氨素、98#菌株、葡萄糖、大米淀粉（<60目）、酵母粉、黃豆餅粉（<80目）、山芋粉（<80目）、花生餅粉（<80目）、棉籽餅粉（<80目）、肉粉（<80目）、KH2PO4、NaCl、MgSO4、消泡劑。

本次實驗研究所使用的設備有：振蕩器；中試發酵罐；種子罐；工業發酵罐；721分光光度計；生物顯微鏡。

實驗方法：N采用甲醛法；C采用費林法；效價采用比色法；pH試紙測驗。

12選育菌種

制備菌懸浮液。準備好天門冬酰氨素及葡萄糖，將菌株置在其瓊脂斜面的上方，并當溫度達到37℃時，培養3d，然后對菌株進行篩選，并將其鑷入到濃度為09%的生理鹽水之中，同時使用玻璃棒將其搗爛，從而使菌懸浮液制備完成；將制備完成的懸浮液通過生理鹽水進行稀釋，同時將其形成倍數不同的稀釋液，并將稀釋液取出數滴置于培養皿中已放入的培養基之上，然后使用無菌的推棒將其涂抹，并放在溫度為37℃的環境中進行為期3d的培養，并將定量的培養基裝入到錐形瓶之中，對其進行滅菌，然后接入孢子，此過程為無菌操作，將其置入搖床之中對其進行恒溫培養。

13優化培養基配方

使用大米淀粉當做主碳源，并對氮源進行適當選擇，對葡萄糖發酵作用進行觀察，同時對2種種子培養基形成的發酵表現進行考察，通過正交作試驗。

種子罐的配方（C1）：花生餅粉為2%、大米粉為3%、酵母粉為05%。

種子罐的配方（C2）：葡萄糖為3%、黃豆餅粉為22%、肉粉為1%。

發酵培養基的公共成分：KH2PO4為005%、NaCl為06%、MgSO4為005%、消泡劑為003%。

14染菌控制

141種子帶菌

這種方式主要產生在制備種子過程中，需要對孢瓶以及砂土管進行嚴格控制，若砂土管末受到污染，則需要對接種培養過程中保證無菌操作，并對種子室進行無菌管理，除此之外，還應該對無菌室的衛生做好，以使其衛生達到相應的要求。

142培養基帶菌

培養基帶菌產生的原因主要是由于滅菌不夠徹底，在對培養基進行滅菌之前，其雜菌的數量非常多，并且種類比較復雜，在對其進行滅菌的過程中，若蒸汽壓力達不到相應的數量，則滅菌便會不徹底，同時，若壓力以及溫度都能夠達標，但滅菌時間不夠充足，也會導致滅菌不徹底。除此之外，在進行滅菌的過程中，若培養基出現較多泡沫，又或是發酵罐之中出現污垢存積，并且設備在進行制作以及安裝的過程中不能夠達到相應的標準，或是不具備合理性，在滅菌過程中，蒸汽會走短路，這種情況下也會造成滅菌不徹底，導致培養基帶菌。通常來講，滅菌溫度最好在120℃以上，滅菌時間最后保持在30min以上。

143防止發酵設備以及設備的附件出現滲漏

井岡霉素在生產的過程中，需要通過機械攪拌，并進行通風發酵，滅菌方式采用間歇式雖然發酵設備以及設備的附件不易損壞，但設備及其附件經常與物料進行接觸，從而容易產生化學腐蝕、磨蝕等現象，從而使設備及其附件出現滲漏，進而出現染菌，因此，在進行發酵操作時，要對設備及其附件進行仔細檢查，若存在滲漏問題，應該及時進行處理。

2實驗結果和討論

21發酵效價受菌種的影響

98#菌株在天門冬酰氨素及葡萄糖瓊脂斜面上生產集合和平板上的自然分離無異，但是在菌落外圈以及中心位置，菌落不吸水，而僅在菌落外圈及中心之間存在一圈吸水，顏色呈現出黑色。而通過與其他菌種進行比較，98#菌株更加穩定，并且其發酵的效價最高。

22發酵效價受培養基配方的影響

在對發酵過程中所使用的培養基進行選擇時，其是通過眾多條件綜合決定的，但最終還需要滿足培養基的經濟性，所以既要對發酵單位是否高進行考慮，又要對原料是否易得、糧耗量是否低以及加工流程是否方便等因素進行考慮；既要考慮材料選用應堅持因地制宜原則，又要研究其他區域的材料特性。通常情況下，營養基配方表見表1。發酵培養基用于實驗的碳源以及有機氮源包含如下：

F1：花生餅粉為1%、大米粉為7%、酵母粉為1%、黃豆餅粉為1%、肉粉為1%、KH2PO4為005%、NaCl為06%、MgSO4為01%、泡敵為003%。對pH進行調節，使其在70～75之間。

F2：花生餅粉為2%、大米粉為9%、酵母粉為05%、黃豆餅粉為2%、KH2PO4為005%、NaCl為06%、MgSO4為01%、泡敵為003%。對pH進行調節，使其在70～75之間。

F3：花生餅粉為2%、大米粉為9%、黃豆餅粉為2%、肉粉為05%、KH2PO4為005%、NaCl為06%、MgSO4為01%、泡敵為003%。對pH進行調節，使其在70～75之間。

F4：花生餅粉為3%、大米粉為9%、酵母粉為1%、肉粉為1%、KH2PO4為005%、NaCl為06%、MgSO4為01%、泡敵為003%。對pH進行調節，使其在70～75之間。

從表1之中可觀察到，種子罐培養基存在的差異并未對井岡霉素效價產生影響。當發酵培養基之中包含MgSO4的情況下，可以對種子罐培養基C1進行選擇，其在生長時會減少泡沫的產生，從而使悶罐現象得以預防，并且在生長時間方面也較C2占優勢，但為使發酵單位產生影響。

23發酵受各感染使其的影響

231發酵前期出現的染菌

此時期的菌絲仍在急性生長和繁殖，染菌的出現導致雜菌迅速在培養液之中生長和繁殖，并吸收本菌養料和氧分，從而使井岡霉素菌的分泌、生長以及繁殖受到影響。若影響輕微，可以通過對pH進行調節、降低發酵過程中的溫度以及使通風量得到改變等能夠對其進行補救；若影響嚴重，則需要對其重新進行消毒。

232發酵過程中出現的染菌

此階段出現的染菌通常能夠較為嚴重的對井岡霉素菌的代謝進行干擾，雜菌能夠產生大量的酸，便會導致培養液的pH值出現下降，菌絲會出現自溶，氮、糠等物質消耗加快，導致發酵液變粘，并且能夠停止產物的分泌，針對這種情況，可通過調節pH、增加通風量以及適度的將罐溫提升來進行解決，若染菌較為嚴重，仍需要重新進行消毒。

233發酵之后出現的染菌

此階段出現的染菌一般數量較少，產生的影響也不大，但若染菌數量較多時，可以通過提前放罐的方法來解決染菌問題。

3結論

通過實驗對菌種進行選育，并通過發酵培養等措施，能夠使染菌率降低，從而使井岡霉素生產工藝得到優化，并且還可以降低成本，從而實現生產帶來的經濟效益。

參考文獻

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[4] 郭文燦，鐘世華，黃葉菊.井岡霉素生產工藝優化研究[J].精細化工中間體，2006，36（2）：40-42.

作者簡介：

王銀泉（1962- ），男，浙江省海寧市人，本科，研究方向：生物農藥；

陸佳斌（1990- ），男，浙江省海寧市人，本科，研究方向：輕化工程。