维生素发酵消泡剂与生产菌

发布时间:2012-7-18 14:51
数种放线菌如灰色链霉菌、橄榄色链霉菌和金霉素链霉菌等都有很强的合成能力。细菌中的黄杆菌、菲德力丙酸杆菌、舒氏丙酸杆菌、巨大芽孢杆菌、极毛杆菌诸种、普通变形杆菌、奥氏甲烷杆菌、乳酸乳杆菌、腐败梭状芽胞杆菌、瑞士丁酸杆菌、紫色微单胞菌等等。此外酵母及某些霉菌如黑曲霉、链孢霉属、假囊酵母属、棉阿舒囊霉及玉米黑粉菌液都具有产生维生素B12的能力。 维生素B12的发酵 下面列举两种不同生产方式的菌株,配合使用维生素发酵消泡剂,说明维生素B12的一般生产方法。这两类菌均以葡萄糖为碳源。 丙酸细菌工艺
  常用的有P.freudenreichii和P. shermaniii,也可能有其它的变异株或突变株。它的工艺特点是包括嫌气和好气两阶段。首先是嫌气期(2-4天)加钴10-100mg/L,主要生产5-脱氧腺苷钴咻醇酰胺。第二阶段的好气期(3-4天),进行5,6-二甲基苯并咪唑的生物合成,以便维生素B12能够产生。由于两个阶段均在发酵罐内进行,添加一定量的维生素发酵消泡剂,因此,两个阶段可在两个罐内以及级联的方式进行连续发酵操作。
假单胞菌工艺
   较好的菌种是P.denitrificans,整个发酵过程只有一个阶段,但钴和5,6-二甲基苯并咪唑以及维生素发酵消泡剂必须以添加物加入。加甜菜碱可提高产量(甜菜蜜糖可作为低成本的甜菜碱来源)。甜菜碱的作用不十分清楚,可能与生物合成的活性和膜透性有关。
生产培养基的成分中,最重要的是加入适当浓度的钴盐与维生素发酵消泡剂,因为钴作为维生素B12分子的中心原子是不能为其他原子所取代的。浓度1-10mg/kg,添加钴与维生素发酵消泡剂后,产量可以增加2-10倍,添加钴胺素的前体物质,如5,6-二甲基苯并咪唑和1,2-二甲基-4,5-二氨基苯等也可提高产敏。氟化钠能抑制钴胺素的形成。 碳源几乎都使用葡萄糖,还向其中加入含碳的化合物,例如,麦芽汁、玉米浆、酒糟水等。葡萄糖可由糖蜜所代替。氨源使用黄豆粉、肉汁、胨、干酪素水解物、酵母汁及无机氮化合物。 注意培养液的灭菌,温度不宜太高,否则钝化许多对于合成钴胺素所必需的物质。 维生素B12的提取 钻胺素几乎全部束缚于细胞内,需要通过热处理(pH6.5-8.5,80-120℃10-30min)才能进入溶液,然后用化学方法转为更稳定的氰钴胺素(B12)。80%纯度的粗品与维生素发酵消泡剂用于饲料添加剂,进一步纯化可达95%-98%含量,作为药品。 也可按下法处理:将发酵结束的发酵液加少量硫酸钠(或硫酸铵)以及维生素发酵消泡剂,并以硫酸调pH5.0-4.9,即送入真空浓缩罐中。浓缩至醪液含固形物15 %-20%。此时钴维生素含量4-7mg/kg,然后干燥至含水分5%左右,送入粉碎机中进行粉碎,即得粗制品。此粗制品含量在35-35μg/g,蛋白质含量在35%左右,此外尚有烟碱酸、泛酸、吡哆醇、硫胺素和核黄素等。 维生素B12的精制:在发酵结束后,用蒸气加热处理,或用硫酸调pH至5.0使维生素B12从菌丝中溶出,然后将它吸附在炭上、洗脱、浓缩,并用层析或离子交换使之纯化然后结晶。维生素B12也能用甲醇(82.5%及70%)抽提,并继之纯化和结晶。 有可能用两种不同的微生物以两步法制造维生素B12。第一阶段先尽量发酵含乳糖的基质,直到乳酸含量达到顶点。然后加入丙酸细菌,这样就产生了钴胺素。维生素B12还可由废水处理的污泥中提取。
本文参考《发酵微生物学》一书。
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