Optimisation du processus de fermentation du paraherquamide A à l'aide de la méthode de la surface de réponse
Parasitic nematode disease is a parasitic disease of livestock and poultry that seriously affects the development of animal husbandry. At present, avernectins are the most widely used antiparasitic drugs in veterinary clinical practice worldwide. However, due to the abuse of this drug, drug-resistant strains have emerged in many areas. In the late 1980s, China introduced and widely used this type of drug, and now domestic sheep gastrointestinal nematodes have developed varying degrees of resistance to avermectin drugs. Startect ® is a new type of sheep oral short acting deworming drug developed by Zoetis, the world’s largest animal health drug and vaccine company, which can effectively prevent and solve livestock and poultry parasitic diseases and their drug resistance problems. The UK Veterinary Medicines Directorate record for Startect identifies derquantel and abamectin as its active substances. The previous sentence confused a substance name and included an inappropriate administration calculation; that instruction has been removed. This fermentation article is not a veterinary dosing guide. Use the current authorized product information and veterinary guidance for the actual product. According to the statistics of the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), the world’s sheep inventory has reached 1.2 billion. Therefore, the potential demand for Dequnt is in the hundreds of tons or even higher, and the market demand is huge.

Le dextrant est un dérivé chimique du métabolite fongique Paraherquamide A (PA), qui est principalement obtenu par réduction du carbonyle amide et désoxygénation du PA (voir figure 1). Par conséquent, l'approvisionnement en matières premières industrielles de la Dequnte est principalement affecté par la production de PA. Cependant, la structure chimique des produits naturels tels que le paraherquamide est complexe. Bien qu'ils puissent être synthétisés chimiquement à partir de matières premières industrielles telles que l'isoprène ou les époxydes d'isoprène, leurs étapes de réaction chimique peuvent atteindre 46 étapes, ce qui entraîne des coûts élevés et des rendements extrêmement faibles (2,5%), rendant difficile leur production à l'échelle industrielle. La production de PA par fermentation microbienne est actuellement un moyen efficace d'obtenir ce composé à grande échelle. L'AP a d'abord été isolé à partir du produit de fermentation d'une souche de Penicillium paraherquei, un champignon appartenant au genre Penicillium. Cependant, la puissance de l'AP produit par le Penicillium de type sauvage n'était pas élevée, ce qui a entravé la poursuite de la recherche expérimentale et de l'application industrielle. Dans la recherche sur l'application des métabolites fongiques, le niveau d'activité du métabolite cible dépend non seulement de la performance de la souche elle-même, mais surtout de l'optimisation des conditions de fermentation et de culture afin d'utiliser pleinement sa capacité de production. La méthodologie de la surface de réponse est actuellement largement utilisée pour optimiser la culture de la fermentation microbienne. Cette méthode combine la conception expérimentale et la modélisation mathématique et présente les avantages suivants : moins d'expériences, des cycles plus courts, une plus grande précision dans l'obtention des équations de régression, une meilleure performance prédictive et l'étude de l'interaction entre plusieurs facteurs.

Lors des travaux préliminaires, notre groupe de recherche a découvert un champignon Penicillium KWF31 d'origine marine produisant beaucoup de PA. L'exploration initiale a montré que sa capacité de fermentation était de 55,8 ± 3,7 mg/L dans le milieu Chatelier, ce qui ne répondait pas aux exigences de la production industrielle. L'objectif de cette étude est d'optimiser le milieu de fermentation de la souche KWF31 en utilisant des méthodes de surface de réponse telles que le plan de Plackett Burman, le plan de montée la plus raide et le plan de Box Behnken, et d'établir un schéma technologique de production de PA stable et à haut rendement.

Le PA est un alcaloïde indole isopentényle doté d'une structure chimique unique et d'une excellente activité de résistance aux insectes. Il s'agit d'une matière première pour la synthèse du Dextrant, un agent commercial résistant aux insectes, qui a une valeur marchande élevée et une énorme demande sur le marché. Cependant, la souche de Penicillium de type sauvage a un faible rendement en PA, avec de multiples étapes de synthèse chimique et un faible rendement, ce qui fait qu'il est difficile de répondre à la demande du marché. Cette étude a utilisé le plan de Plackett Burman pour sélectionner trois composants du milieu qui affectent de manière significative la production de PA par fermentation horizontale de la souche sauvage KWF31 dans des flacons à agitation à partir de huit facteurs : amidon soluble, glucose et extrait de levure ; leurs concentrations ont été progressivement optimisées à l'aide d'expériences d'escalade et du plan de Box Behnken. Les concentrations optimales sont les suivantes : amidon soluble 31,0 g/l, glucose 1208 g/l et extrait de levure 14,5 g/l. Dans ce milieu, la souche de type sauvage KWF31 a montré une puissance élevée de 243,7 mg/L pour la production d'AP pendant la fermentation horizontale en fiole agitée, ce qui est 3,4 fois plus élevé qu'avant l'optimisation (55,8 mg/L). Le processus établi dans cette étude pour la production par fermentation d'AP par le champignon marin KWF31 présente une bonne reproductibilité, une bonne stabilité et une bonne contrôlabilité. Sur cette base, la poursuite du développement de processus de fermentation industrialisés jette les bases du développement de nouveaux pesticides anti-nématodes en Chine, ce qui a une importance théorique et pratique importante pour la promotion d'un développement sain de l'élevage en Chine.

Correction: 10 September 2026. Corrected the veterinary product identity and removed a dosing sentence that incorrectly named dexmedetomidine. This is a targeted claim correction; other historical statements still require their own supporting evidence.