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1菌種的選育及培養(yǎng)基成分的選擇-1的生產(chǎn)

、1：的概述

1.維生素1：的結(jié)構(gòu)

：是含鉆的多環(huán)有機化合物，故又稱為鉆維生素或鉆胺素，簡稱鉆維素。分子結(jié)構(gòu)的特征：在4個吡咯核組成的咕啡環(huán)狀結(jié)構(gòu)中含有鉆的配合物。般所說的1：指的是分子中的鉆與氰（CN）相連接的鉆胺素。如果與鉆連接的CN基被OH基、NO，基等所取代就生成相應(yīng)的類似化合物，如Co-CN，稱為1a（或稱氰鉆胺素）；Co-OH，稱為.a（羥鉆胺素）；CoCH1，稱為甲基鉆胺素。其中氰鉆胺素是個被發(fā)現(xiàn)的，

2.錐生素B1a的理化恢質(zhì)

1e為深紅色品體，溶于水、乙醇、丙酮，不溶于氯仿，在水及弱酸中穩(wěn)定，在強酸或堿性溶液中易分解，并易被日光、氧化劑和還原劑破壞。

3.1e的生理功能

a以輔酶的形式參與體內(nèi)碳基團的代謝，是生物合成核酸及蛋白質(zhì)所必需的物質(zhì)。如甲基鉆胺素作為輔酶參與轉(zhuǎn)甲基作用，5’脫氧腺苷鉆胺素是幾種變位酶的輔酶等。1e對上皮組織細胞的正常新生和紅細胞的新生或成熟都有很重要的作用，所以缺乏，2表現(xiàn)為巨幼紅細胞貧血癥。

1：是人體及其他些動物維持生長和生血作用重要的種維生素，但人休和動物都不能合成1：。人腸道中的細藍雖然也能合成3：但由于這些細菌大都寄生在結(jié)腸內(nèi)，31g在這里很難被吸收而大部分隨糞便排出。因此，人必須從食物特別是動物性食物中攝取a。

4.雌生素B1g的生產(chǎn)方法

維生秦Ba的生產(chǎn)方法有很多，可以從鏈霉索、慶大霉索的發(fā)醉廢液中采用吸耐法和離子交換法回收1：，也可以由能產(chǎn)生1：的菌種進行發(fā)酵生產(chǎn)。由于從、的發(fā)酵凌液中提取：的產(chǎn)量太小，現(xiàn)在已用丙酸桿菌等直接進行發(fā)酵生產(chǎn)。

1）從發(fā)酵廢液中提取1：工藝流程如圖5-10所示。

發(fā)酵液經(jīng)離子交換后的廢液（包括廢菌絲）中含有1：。先用H2SO，酸化將pH調(diào)為2.5~3.0，加入活性白土，攪拌后，靜置吸附，再用NH3·HaO回調(diào)pH為

9.5~9.8，加熱至86℃，使1：解吸，此時需加Na:SO，作穩(wěn)定劑。由于解析液中含多種鉆胺素，可向解吸液中加入1%NaCN轉(zhuǎn)化成氰鉆胺素。之后，加酚-醇（1：3）萃取，萃取液用飽和食鹽水洗滌數(shù)次，并加入等量石油醚，用無鹽水反萃取3次得次水提液，用HaSO，調(diào)pH為2.3~~3.0后過濾，濾液用NH。·HaO調(diào)pH為4.5~5.0，再用甲酚（1：1）萃取數(shù)次，并加入等量的-75%丁醇，用無鹽水反萃取數(shù)次得二次水提液，向二次水提液中加3倍量的丙酮并通入氧化鋁柱中進行層析，用80%丙酮水溶液展層，再用50%丙陰水溶液洗脫，向洗脫液中加4倍量的丙圍，冷卻，靜置得u晶體。

2）從發(fā)酵廢液中提取1s工藝流程如圖5-11所示。

酸化，過蛇蒸洋過池

發(fā)科成液

用草酸詞pH為1.5～2.0，如紙漿作取源劑

用NaOH詞pH為2.5-3.0吸附

濾沒-15u期心旅和樹題JI。T—解吸液

圖5-11從發(fā)醉廢液中提取a的工藝流程3）用丙酸桿菌發(fā)酵生產(chǎn)1：的提煉工藝流程工藝流程如圖5-12所示。

幽種發(fā)配發(fā)避溝過地然你水解水新驗中和中性深滿產(chǎn)取米取液次水程齡-丁醇不欺很無熱水

版來據(jù)效部化簡的化擊染取處成效二次木提必水我灣載化。過濾NaCN的-份

海香川調(diào)pHg所地態(tài)層析，限層，洗晚內(nèi)制法我站品，干煉成品的-份

內(nèi)翻

圈5-12用丙酸桿菌發(fā)酵生產(chǎn)1a的提煉工藝流根

二、生產(chǎn)菌種的選育

能產(chǎn)生：的微生物有細菌和放線菌，霉菌和酵母不具備生物合成1的能力。表5-7列出幾種有代表性的1：產(chǎn)生菌。近年還發(fā)現(xiàn)諾卡氏菌屬、棒狀桿菌屬、芽孢桿落屬、丁酸桿茵屬等的細菌也能產(chǎn)生1：，某些以烷烴類物質(zhì)為碳源的微生物也能產(chǎn)生定量的a.

表57產(chǎn)生罐生素o：的部分菌種

菌科名稱|碳源|維生章B1?的產(chǎn)率/（：mg/L）

加德那諾卡菌|十六烷

4.5橄樓色鏈霉菌|葡萄糖，乳糖|8.5脫氮假單菌|甜萊糖蜜|59在許多產(chǎn)：的微生物中，脫氮假單胞菌、薛氏丙酸桿落及費氏丙酸桿菌是日前應(yīng)用普遍的菌種，脫氮假單胞菌早應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，對它的研究也為透徹，目前其發(fā)酵水平高，生產(chǎn)水平可以達到100~160mg/L。薛氏丙酸桿菌的生產(chǎn)水平可達到30~40mg/L。與脫氮假單胞菌相比，費氏丙酸桿菌雖然產(chǎn)量不高，但是它也有自己的優(yōu)點，如在生長過程中不產(chǎn)生內(nèi)毒素和外毒素，可以應(yīng)用于醫(yī)藥和食品添加劑工業(yè)。此外，費氏丙酸桿敞發(fā)酵生產(chǎn)1：幾乎不需要通氣，具有能耗低、染菌率低等優(yōu)勢。1：產(chǎn)生蔗通過誘變處理獲得的突變株，其生產(chǎn)能力有明顯的提高，如薛氏丙酸桿菌經(jīng)誘變處理所得到的突變株，在玉米漿培養(yǎng)基中，于兼性厭氧的條件下le的產(chǎn)量獲得顯著提高。再如脫氮假單胞菌的甜萊堿缺陷型突變株用于工業(yè)生產(chǎn)，獲得很好的效果。

三、培養(yǎng)基成分的選擇

1.碳源

對于費氏丙酸桿菌，葡萄糖是其生長較好的碳源，而乳糖作為碳源時1：的發(fā)酵產(chǎn)量較高。其他可利用的碳源有甜菜糖蜜、麥芽糖和淀粉水解液，發(fā)酵培養(yǎng)基中糖的濃度不宜過高，般維持糖的含量在1%~2%為好。

2.氮源

玉米漿、豆餅粉、酵母提取物或水解物、麥芽提取物、酪蛋白水解物、發(fā)酵菌絲、醬油溢或銨鹽、硫酸銨、乳清、玉米浸汁等都是較好的氮源。

3.無機鹽和微量元素

常用的無機鹽有（NH，）：SO、MgSQ。、CaCO2；常用的微量元素有鐵、鎂、錳、鉆、銀等。鎂離子對a的合成是必需的，在50~100mg/L時產(chǎn)高；銀離子在0.26~0.65mg/L濃度時促進12的產(chǎn)生；鉻離子抑制3：的產(chǎn)生；鋅離子對3a的產(chǎn)生無影響；鉆對微生物有定的毒性，如10~20mg/LCo2+抑制菌體的生長，而在較低濃度（1~2mg/1.）時可提高?的產(chǎn)量。

4.前體

在費氏丙酸桿菌發(fā)酵液中添加35~50mg/1.氰化亞銅可增加氛鉆膠素產(chǎn)量。如加氰化綱則更好，此物質(zhì)可加到較高濃度而不引起毒性。5，6-二并咪唑是構(gòu)成：分子上的核苷基的堿基，加入培養(yǎng)基中可使1：產(chǎn)量增加，般在發(fā)酵后期加人，據(jù)報道，在發(fā)酵培養(yǎng)基中加入適量的可顯著提高2：的產(chǎn)量，以薛氏丙酸桿菌為例，其用于生產(chǎn)的培養(yǎng)基組成如下。

（1）斜面培養(yǎng)基

每升培養(yǎng)基含有胰蛋白陳10g、酵母提取物10g、番茄汁200mL、瓊脂15g，pH7.2。

（2）種子培養(yǎng)基

每升培養(yǎng)基含有胰蛋白胨10g、酵母提取物10g、番茄汁200mL，pH7.2。

（3）二種子培養(yǎng)基

每升培養(yǎng)基含有玉米漿20g、葡萄糖90g，pH6.5。

（4）發(fā)酵培養(yǎng)基

每升培養(yǎng)基含有玉米漿40g、葡萄糖100g（分開滅菌）、CuClk20mg，pH6.5.