維生素發(fā)酵消泡劑與生產(chǎn)菌
發(fā)布時間：2012-7-18 14:51
數(shù)種放線菌如灰色鏈霉菌、橄欖色鏈霉菌和金霉素鏈霉菌等都有很強的合成能力。細菌中的黃桿菌、菲德力丙酸桿菌、舒氏丙酸桿菌、巨大芽孢桿菌、極毛桿菌諸種、普通變形桿菌、奧氏甲烷桿菌、乳酸乳桿菌、腐敗梭狀芽胞桿菌、瑞士丁酸桿菌、紫色微單胞菌等等。此外酵母及某些霉菌如黑曲霉、鏈孢霉屬、假囊酵母屬、棉阿舒囊霉及玉米黑粉菌液都具有產(chǎn)生維生素B12的能力。
維生素B12的發(fā)酵
下面列舉兩種不同生產(chǎn)方式的菌株，配合使用維生素發(fā)酵消泡劑，說明維生素B12的一般生產(chǎn)方法。這兩類菌均以葡萄糖為碳源。
丙酸細菌工藝
常用的有P.freudenreichii和P. shermaniii,也可能有其它的變異株或突變株。它的工藝特點是包括嫌氣和好氣兩階段。首先是嫌氣期(2-4天)加鈷10-100mg/L，主要生產(chǎn)5-脫氧腺苷鈷咻醇酰胺。第二階段的好氣期（3-4天），進行5,6-二甲基苯并咪唑的生物合成，以便維生素B12能夠產(chǎn)生。由于兩個階段均在發(fā)酵罐內(nèi)進行，添加一定量的維生素發(fā)酵消泡劑，因此，兩個階段可在兩個罐內(nèi)以及級聯(lián)的方式進行連續(xù)發(fā)酵操作。
假單胞菌工藝
較好的菌種是P.denitrificans，整個發(fā)酵過程只有一個階段，但鈷和5,6-二甲基苯并咪唑以及維生素發(fā)酵消泡劑必須以添加物加入。加甜菜堿可提高產(chǎn)量（甜菜蜜糖可作為低成本的甜菜堿來源）。甜菜堿的作用不十分清楚，可能與生物合成的活性和膜透性有關。
生產(chǎn)培養(yǎng)基的成分中，最重要的是加入適當濃度的鈷鹽與維生素發(fā)酵消泡劑，因為鈷作為維生素B12分子的中心原子是不能為其他原子所取代的。濃度1-10mg/kg，添加鈷與維生素發(fā)酵消泡劑后，產(chǎn)量可以增加2-10倍，添加鈷胺素的前體物質(zhì)，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產(chǎn)敏。氟化鈉能抑制鈷胺素的形成。
碳源幾乎都使用葡萄糖，還向其中加入含碳的化合物，例如，麥芽汁、玉米漿、酒糟水等。葡萄糖可由糖蜜所代替。氨源使用黃豆粉、肉汁、胨、干酪素水解物、酵母汁及無機氮化合物。 注意培養(yǎng)液的滅菌，溫度不宜太高，否則鈍化許多對于合成鈷胺素所必需的物質(zhì)。
維生素B12的提取
鉆胺素幾乎全部束縛于細胞內(nèi)，需要通過熱處理(pH6.5-8.5，80-120℃10-30min)才能進入溶液，然后用化學方法轉(zhuǎn)為更穩(wěn)定的氰鈷胺素(B12)。80%純度的粗品與維生素發(fā)酵消泡劑用于飼料添加劑，進一步純化可達95%-98%含量，作為藥品。 也可按下法處理：將發(fā)酵結(jié)束的發(fā)酵液加少量硫酸鈉（或硫酸銨）以及維生素發(fā)酵消泡劑，并以硫酸調(diào)pH5.0-4.9，即送入真空濃縮罐中。濃縮至醪液含固形物15 %-20%。此時鈷維生素含量4-7mg/kg，然后干燥至含水分5%左右，送入粉碎機中進行粉碎，即得粗制品。此粗制品含量在35-35μg／g，蛋白質(zhì)含量在35%左右，此外尚有煙堿酸、泛酸、吡哆醇、硫胺素和核黃素等。
維生素B12的精制：在發(fā)酵結(jié)束后，用蒸氣加熱處理，或用硫酸調(diào)pH至5.0使維生素B12從菌絲中溶出，然后將它吸附在炭上、洗脫、濃縮，并用層析或離子交換使之純化然后結(jié)晶。維生素B12也能用甲醇（82.5%及70%）抽提，并繼之純化和結(jié)晶。
有可能用兩種不同的微生物以兩步法制造維生素B12。第一階段先盡量發(fā)酵含乳糖的基質(zhì)，直到乳酸含量達到頂點。然后加入丙酸細菌，這樣就產(chǎn)生了鈷胺素。維生素B12還可由廢水處理的污泥中提取。
本文參考《發(fā)酵微生物學》一書。
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