洛伐他汀

洛伐他汀发酵培养基配方优化及15L罐放大

作者:作者：吴波陈长华* 杨琳作者单位：华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室，上海200237 来源：医学期刊 / 药学收藏本文章

【摘要】利用响应面方法对土曲霉生产洛伐他汀的培养基进行了优化，使用两水平因子实验对培养基中的碳、氮源组分：葡萄糖、豆粕、蛋白胨、麦精和硝酸钠对洛伐他汀效价的影响进行分析，发现主要的影响因素为葡萄糖和豆粕。通过进一步中心组合实验，考察葡萄糖和豆粕浓度对菌浓、效价、残糖浓度、单位菌体产量(YP/X)和得率(YP/S)的作用。并通过引进残糖浓度为参考，得到最优的葡萄糖和豆粕配比分别为22%和5%，结果比对照提高了17%。同时在15L发酵罐上放大，确定最适初始葡萄糖浓度为21%，效价为7.34g/L。

【关键词】响应面设计法；洛伐他汀；土曲霉；发酵

Optimization of medium components for

lovastatin production and scale up in 15L bioreactor

Wu Bo, Chen Chang-hua and Yang Lin

(State Key Laboratory of Bioreactor Engineering, East China University of

Science and Technology, Shanghai 200237)

ABSTRACT Response surface design method was used to optimize the medium components for lovastatin produced by Aspergillus terreus. Effects of glucose, soybean meal, peptone, malt extract and NaNO3 on lovastatin productivity were evaluated using a 2-level factorial design. Among the components investigated, glucose and soybean meal played important roles in lovastatin production. A central composite design was used to review the effects of glucose and soybean meal to concentration of biomass, lovastation, and residual glucose respectively, as well as YP/X and YP/S. The optimized concentrations of glucose and soybean meal were 22% and 5% respectively, by using residual glucose concentration as a reference, and the optimized medium resulted in a significant increase of lovastatin yield by 17%, as compared with the original one. It was concluded that the optimal concertration of glucose was about 21% and the lovastatin yield was 7.34g/L.

KEY WORDS Response surface design; Lovastatin; Aspergillus terreus; Fermentation

洛伐他汀(lovastatin)是第一个经FDA批准上市的降血脂他汀类药物，由于其竞争性的抑制了体内胆固醇合成的关键酶-羟甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMG)

的活性，从而起到降低血液中胆固醇含量的作用。

使用土曲霉发酵法生产洛伐他汀，有作者着眼前体的影响［1］，本文考虑培养基中成分如碳源、氮源、无机盐和维生素等多种因素的影响。采用响应面设计法从原发酵培养基中选出对洛伐他汀合成最主要的影响因素，并考察了培养基中主要的碳、氮源对菌浓、残糖、单位菌体产量(YP/X)和得率(YP/S)的影响。

1 材料与方法

1.1 菌种和培养基

(1)菌种土曲霉(Aspergillus terreus)Top253由河南天方药业提供。

(2)种子培养基(%) 葡萄糖10，豆粕2，蛋白胨0.5，麦精0.5，氯化钠0.2，磷酸二氢钾0.05，硫酸镁0.05。

(3)发酵培养基(%)葡萄糖20，豆粕4，蛋白胨1，麦精0.5，氯化钠0.2，磷酸二氢钾0.05，硫酸镁0.05，硝酸钠0.1，豆油0.1。

1.2 培养方法

(1)种子培养斜面挖块约1cm2于500ml的种子摇瓶中，培养基装量50ml，26℃培养120h，摇床转速220r/min。

(2)发酵培养种子液按20%的接种量接入发酵培养基中，26℃培养240h，摇床转速220r/min。

1.3 测定方法

(1)洛伐他汀含量测定方法

实验条件高效液相色谱为Waters HPLC系统，数据处理器为Breeze Date Processor，色谱柱为Phenomenx C18柱(250mm×4.6mm)，流动相为0.1%磷酸溶液∶乙腈(30∶70)，流速为1.0ml/min，检测波长238nm。以上所有试剂为分析纯或高纯。

样品预处理吸取发酵液(包括菌体)5ml于250ml锥形瓶中，加入20ml乙酸乙酯以及玻璃珠数颗，用橡胶塞塞好，在摇床上萃取10h，取上清液约5ml，用高速离心机以10000r/min转速离心10min，0.22μm孔径膜过滤上清液，置进样管中分析。