1菌种的选育及培养基成分的选择-1的生产

、1：的概述

1.维生素1：的结构

：是含钻的多环有机化合物，故又称为钻维生素或钻胺素，简称钻维素。分子结构的特征：在4个吡咯核组成的咕啡环状结构中含有钻的配合物。般所说的1：指的是分子中的钻与氰（CN）相连接的钻胺素。如果与钻连接的CN基被OH基、NO，基等所取代就生成相应的类似化合物，如Co-CN，称为1a（或称氰钻胺素）；Co-OH，称为.a（羟钻胺素）；CoCH1，称为甲基钻胺素。其中氰钻胺素是个被发现的，

2.锥生素B1a的理化恢质

1e为深红色品体，溶于水、乙醇、丙酮，不溶于氯仿，在水及弱酸中稳定，在强酸或碱性溶液中易分解，并易被日光、氧化剂和还原剂破坏。

3.1e的生理功能

a以辅酶的形式参与体内碳基团的代谢，是生物合成核酸及蛋白质所必需的物质。如甲基钻胺素作为辅酶参与转甲基作用，5’脱氧腺苷钻胺素是几种变位酶的辅酶等。1e对上皮组织细胞的正常新生和红细胞的新生或成熟都有很重要的作用，所以缺乏，2表现为巨幼红细胞贫血症。

1：是人体及其他些动物维持生长和生血作用重要的种维生素，但人休和动物都不能合成1：。人肠道中的细蓝虽然也能合成3：但由于这些细菌大都寄生在结肠内，31g在这里很难被吸收而大部分随粪便排出。因此，人必须从食物特别是动物性食物中摄取a。

4.雌生素B1g的生产方法

维生秦Ba的生产方法有很多，可以从链霉索、庆大霉索的发醉废液中采用吸耐法和离子交换法回收1：，也可以由能产生1：的菌种进行发酵生产。由于从、的发酵凌液中提取：的产量太小，现在已用丙酸杆菌等直接进行发酵生产。

1）从发酵废液中提取1：工艺流程如图5-10所示。

发酵液经离子交换后的废液（包括废菌丝）中含有1：。先用H2SO，酸化将pH调为2.5~3.0，加入活性白土，搅拌后，静置吸附，再用NH3·HaO回调pH为

9.5~9.8，加热至86℃，使1：解吸，此时需加Na:SO，作稳定剂。由于解析液中含多种钻胺素，可向解吸液中加入1%NaCN转化成氰钻胺素。之后，加酚-醇（1：3）萃取，萃取液用饱和食盐水洗涤数次，并加入等量石油醚，用无盐水反萃取3次得次水提液，用HaSO，调pH为2.3~~3.0后过滤，滤液用NH。·HaO调pH为4.5~5.0，再用甲酚（1：1）萃取数次，并加入等量的-75%丁醇，用无盐水反萃取数次得二次水提液，向二次水提液中加3倍量的丙酮并通入氧化铝柱中进行层析，用80%丙酮水溶液展层，再用50%丙阴水溶液洗脱，向洗脱液中加4倍量的丙围，冷却，静置得u晶体。

2）从发酵废液中提取1s工艺流程如图5-11所示。

酸化，过蛇蒸洋过池

发科成液

用草酸词pH为1.5～2.0，如纸浆作取源剂

用NaOH词pH为2.5-3.0吸附

滤没-15u期心旅和树题JI。T—解吸液

图5-11从发醉废液中提取a的工艺流程3）用丙酸杆菌发酵生产1：的提炼工艺流程工艺流程如图5-12所示。

幽种发配发避沟过地然你水解水新验中和中性深满产取米取液次水程龄-丁醇不欺很无热水

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海香川调pHg所地态层析，限层，洗晚内制法我站品，干炼成品的-份

内翻

圈5-12用丙酸杆菌发酵生产1a的提炼工艺流根

二、生产菌种的选育

能产生：的微生物有细菌和放线菌，霉菌和酵母不具备生物合成1的能力。表5-7列出几种有代表性的1：产生菌。近年还发现诺卡氏菌属、棒状杆菌属、芽孢杆落属、丁酸杆茵属等的细菌也能产生1：，某些以烷烃类物质为碳源的微生物也能产生定量的a.

表57产生罐生素o：的部分菌种

菌科名称|碳源|维生章B1?的产率/（：mg/L）

加德那诺卡菌|十六烷

4.5橄楼色链霉菌|葡萄糖，乳糖|8.5脱氮假单菌|甜莱糖蜜|59在许多产：的微生物中，脱氮假单胞菌、薛氏丙酸杆落及费氏丙酸杆菌是日前应用普遍的菌种，脱氮假单胞菌早应用于工业生产，对它的研究也为透彻，目前其发酵水平高，生产水平可以达到100~160mg/L。薛氏丙酸杆菌的生产水平可达到30~40mg/L。与脱氮假单胞菌相比，费氏丙酸杆菌虽然产量不高，但是它也有自己的优点，如在生长过程中不产生内毒素和外毒素，可以应用于医药和食品添加剂工业。此外，费氏丙酸杆敞发酵生产1：几乎不需要通气，具有能耗低、染菌率低等优势。1：产生蔗通过诱变处理获得的突变株，其生产能力有明显的提高，如薛氏丙酸杆菌经诱变处理所得到的突变株，在玉米浆培养基中，于兼性厌氧的条件下le的产量获得显著提高。再如脱氮假单胞菌的甜莱碱缺陷型突变株用于工业生产，获得很好的效果。

三、培养基成分的选择

1.碳源

对于费氏丙酸杆菌，葡萄糖是其生长较好的碳源，而乳糖作为碳源时1：的发酵产量较高。其他可利用的碳源有甜菜糖蜜、麦芽糖和淀粉水解液，发酵培养基中糖的浓度不宜过高，般维持糖的含量在1%~2%为好。

2.氮源

玉米浆、豆饼粉、酵母提取物或水解物、麦芽提取物、酪蛋白水解物、发酵菌丝、酱油溢或铵盐、硫酸铵、乳清、玉米浸汁等都是较好的氮源。

3.无机盐和微量元素

常用的无机盐有（NH，）：SO、MgSQ。、CaCO2；常用的微量元素有铁、镁、锰、钻、银等。镁离子对a的合成是必需的，在50~100mg/L时产高；银离子在0.26~0.65mg/L浓度时促进12的产生；铬离子抑制3：的产生；锌离子对3a的产生无影响；钻对微生物有定的毒性，如10~20mg/LCo2+抑制菌体的生长，而在较低浓度（1~2mg/1.）时可提高?的产量。

4.前体

在费氏丙酸杆菌发酵液中添加35~50mg/1.氰化亚铜可增加氛钻胶素产量。如加氰化纲则更好，此物质可加到较高浓度而不引起毒性。5，6-二并咪唑是构成：分子上的核苷基的碱基，加入培养基中可使1：产量增加，般在发酵后期加人，据报道，在发酵培养基中加入适量的可显著提高2：的产量，以薛氏丙酸杆菌为例，其用于生产的培养基组成如下。

（1）斜面培养基

每升培养基含有胰蛋白陈10g、酵母提取物10g、番茄汁200mL、琼脂15g，pH7.2。

（2）种子培养基

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

（3）二种子培养基

每升培养基含有玉米浆20g、葡萄糖90g，pH6.5。

（4）发酵培养基

每升培养基含有玉米浆40g、葡萄糖100g（分开灭菌）、CuClk20mg，pH6.5.