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阿维菌素高产菌株的诱变筛选及生产工艺的优化

作 者: 何栋栋
导 师: 班睿;赵楠
学 校: 天津大学
专 业: 制药工程
关键词: 阿维菌素 菌种选育 发酵工艺 结晶工艺 阿维链霉菌
分类号: TQ450.6
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 16次
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内容摘要


阿维菌素(Avermectins,AVMs),又称阿佛曼菌素,是一类具有杀虫、杀螨、杀线虫活性的十六元大环内酯类化合物。本论文运用紫外线、亚硝基胍诱变的方式对阿维菌素的出发菌株SDSLAV-1进行了诱变,筛选得到阿维菌素的高产菌株SDSLAV-02-01,发酵效价5095μg/ml,比出发菌株提高了47%。根据阿维菌素次级代谢的特点,对阿维菌素的发酵培养基进行了优化,利用单因素实验的方法研究了各种不同碳源、氮源对阿维菌素发酵水平的影响,根据摇瓶发酵结果选取玉米淀粉作为发酵培养基的主要碳源,选取高温黄豆饼粉作为阿维菌素发酵培养基的主要氮源,利用单因素、多水平实验研究了培养基配方中无机盐及微量元素对阿维菌素发酵水平的影响,最终优化得到了发酵培养基配方:玉米淀粉14.0%,高温黄豆饼粉2.5%,酵母粉1.0%,氯化钴0.002%,硫酸锰0.00024%,钼酸钠0.0023%,淀粉酶0.004%,碳酸钙0.03%,硫酸铵0.03%,GPE消泡剂0.1%,Xpj680消泡剂0.017%。优化后的培养基使平均发酵水平保持在5000μg/ml左右,比原工艺培养基发酵水平提高了8.4%。通过中试发酵罐发酵的方式对发酵工艺控制进行了优化,确定了发酵罐的最适接种量为8%;通过分段控制通气量及搅拌转速的方式控制发酵溶氧;通过对补糖工艺的研究,确定了阿维菌素发酵罐发酵200h后开始以流加的方式对发酵罐补加高温灭菌玉米淀粉的新补糖工艺,采用补糖工艺的发酵单位达到5137μg/ml,比不补糖的发酵单位提高了4.1%。最后,通过对常用阿维菌素结晶溶剂的研究,比较了不同溶剂的去杂效果,确定了乙醇作为阿维菌素的结晶溶剂,同时优化一次结晶投料量比例为结晶母液与结晶溶剂体积比1:6,加热温度60℃,保温时间60分钟,然后采用降温结晶的方式,使阿维菌素的一次结晶工艺的收率达到75.25%,收率提高了2.7%。

全文目录


摘要  3-4ABSTRACT  4-9第一章 文献综述  9-21  1.1 阿维菌素的结构及性质  9-10    1.1.1 阿维菌素的结构  9-10    1.1.2 阿维菌素的理化性质  10  1.2 阿维菌素的应用  10-14    1.2.1 阿维菌素的杀虫机理  10-11    1.2.2 阿维菌素的安全性  11    1.2.3 阿维菌素的抗药性  11-12    1.2.4 阿维菌素的应用现状  12    1.2.5 阿维菌素的应用前景展望  12-13    1.2.6 阿维菌素的社会经济分析  13    1.2.7 阿维菌素精粉的国家标准  13-14  1.3 阿维链霉菌的生物学特征  14-15    1.3.1 阿维链霉菌的一般生物学特征  14    1.3.2 阿维菌链霉菌的基因组特点  14    1.3.3 阿维菌素的生物合成途径  14-15  1.4 阿维菌素的工业化生产技术  15-20    1.4.1 阿维链霉菌的遗传育种  16-17    1.4.2 阿维菌素发酵培养基配方的研究  17-18      1.4.2.1 碳源的选择  17      1.4.2.2 氮源的选择  17-18      1.4.2.3 无机盐及微量元素的优化  18    1.4.3 阿维菌素发酵工艺研究  18-19    1.4.4 阿维菌素的分离纯化工艺研究  19-20  1.5 本课题的主要研究内容及研究思路  20-21第二章 材料与方法  21-34  2.1 材料  21-24    2.1.1 出发菌株  21    2.1.2 主要试剂及原料  21-22    2.1.3 主要仪器  22-23    2.1.4 培养基  23-24      2.1.4.1 小试培养基  23      2.1.4.2 中试培养基  23-24      2.1.4.3 种子罐及发酵罐发酵培养基消后质量标准  24  2.2 方法  24-34    2.2.1 阿维菌素的生产菌株的保藏方法  24    2.2.2 阿维菌素生产菌种的纯化方法  24-25    2.2.3 阿维菌素高产菌株的诱变方法  25      2.2.3.1 紫外线诱变  25      2.2.3.2 亚硝基胍诱变  25    2.2.4 摇瓶种子培养方法  25    2.2.5 摇瓶发酵培养方法  25    2.2.6 一级种子罐培养方法  25-26    2.2.7 二级种子罐培养方法  26    2.2.8 发酵罐培养方法  26    2.2.9 发酵液预处理的方法  26-27    2.2.10 滤渣干燥、浸提和浓缩的方法  27    2.2.11 阿维菌素浓缩液萃取的方法  27    2.2.12 阿维菌素结晶的方法  27-28    2.2.13 发酵液菌丝体浓度测定方法  28    2.2.14 发酵液滤速的测定方法  28    2.2.15 总糖及还原糖的测定方法  28-30      2.2.15.1 总糖的测定方法  29-30      2.2.15.2 还原糖的测定方法  30    2.2.16 氨基氮的测定方法  30    2.2.17 溶磷的测定方法  30-32    2.2.18 阿维菌素定量分析方法  32-34第三章 结果与讨论  34-52  3.1 阿维菌素高产菌株的诱变筛选  34-38    3.1.1 紫外线诱变筛选  35    3.1.2 亚硝基胍诱变筛选  35-36    3.1.3 诱变菌株与出发菌株的摇瓶发酵对比  36-37    3.1.4 突变菌株的遗传稳定性考察  37    3.1.5 阿维菌素突变菌株上罐效价验证  37-38  3.2 阿维菌素发酵工艺的优化  38-47    3.2.1 阿维菌素发酵培养基的优化  38-42      3.2.1.1 碳源的优化  39      3.2.1.2 氮源的优化  39-40      3.2.1.3 无机盐及微量元素的优化  40-42      3.2.1.4 优化后发酵配方和优化前发酵配方的比较  42    3.2.2 阿维菌素发酵工艺控制的优化  42-47      3.2.2.1 阿维菌素种子罐的控制指标  43-44      3.2.2.2 发酵罐接种量的确定  44      3.2.2.3 发酵过程中溶氧的控制  44-46      3.2.2.4 补糖工艺的优化  46-47  3.3 阿维菌素分离纯化工艺的优化  47-52    3.3.1 阿维菌素结晶溶剂的选择  49-50    3.3.2 阿维菌素结晶工艺的优化  50-52第四章 结论与展望  52-53参考文献  53-56攻读学位期间发表的学术论文目录  56-57致谢  57

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 农药工业 > 一般性问题 > 农药加工工艺
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