A paraherquamide A fermentációs folyamat optimalizálása válaszfelület-módszertan alkalmazásával
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.

A dextráns a gomba paraherquamide A (PA) metabolitjának kémiai származéka, amelyet főként a PA amid-karbonil redukciójával és dezoxigénezésével nyernek (lásd az 1. ábrát). Ezért a dequnte ipari nyersanyagellátását elsősorban a PA-gyártás befolyásolja. A természetes termékek, például a paraherquamid kémiai szerkezete azonban összetett. Bár kémiailag szintetizálhatók ipari nyersanyagokból, például izoprénből vagy izoprén-epoxidokból, a kémiai reakciólépések száma elérheti a 46 lépést, ami magas költségeket és rendkívül alacsony hozamot (2,5%) eredményez, ami megnehezíti ipari méretű előállításukat. A PA mikrobiális fermentációval történő előállítása jelenleg hatékony módja e vegyület nagyüzemi előállításának. A PA-t először a Penicillium paraherquei, a Penicillium nemzetségbe tartozó gomba egyik törzsének fermentációs termékéből izolálták. A vad típusú Penicillium által termelt PA hatékonysága azonban nem volt magas, ami akadályozta a további kísérleti kutatásokat és az ipari alkalmazást. A gombák anyagcseretermékeinek alkalmazási kutatásában a célanyagcseretermék hatékonysági szintje nemcsak magának a törzsnek a teljesítményétől függ, hanem ami még fontosabb, a fermentációs és tenyésztési körülmények optimalizálásától, hogy teljes mértékben kihasználják a termelési kapacitást. A válaszfelület-módszertant jelenleg széles körben használják a mikrobiális fermentációs kultúra optimalizálására. Ez a módszer ötvözi a kísérleti tervezést és a matematikai modellezést, és előnyei közé tartozik a kevesebb kísérlet, a rövidebb ciklusok, a regressziós egyenletek nagyobb pontossága, a jobb előrejelző teljesítmény és a több tényező közötti kölcsönhatás vizsgálata.

Az előzetes munkában kutatócsoportunk felfedezett egy tengeri eredetű Penicillium gomba KWF31-et, amely magas PA-termeléssel rendelkezik. A kezdeti feltárások azt mutatták, hogy fermentációs potenciálja 55,8 ± 3,7 mg/l volt Chatelier közegben, ami nem felelt meg az ipari termelés követelményeinek. E tanulmány célja a KWF31 törzs fermentációs közegének optimalizálása válaszfelületi módszerek, mint például a Plackett Burman design, a meredekebb emelkedés design és a Box Behnken design segítségével, és egy nagy hozamú és stabil PA termelési technológiai folyamatrendszer létrehozása.

A PA egy izopentenil-indol-alkaloid, amely egyedülálló kémiai szerkezettel és kiváló rovarrezisztencia-aktivitással rendelkezik. Ez a kereskedelmi forgalomban kapható rovarrezisztens szer, a Dextrant szintézisének nyersanyaga, és magas piaci értékkel és hatalmas piaci kereslettel rendelkezik. A vad típusú Penicillium törzs azonban alacsony PA-hozammal rendelkezik, több kémiai szintézislépéssel és alacsony hozammal, ami megnehezíti a piaci kereslet kielégítését. Ez a tanulmány Plackett Burman-tervet használt, hogy kiszűrje három olyan közegkomponenst, amelyek jelentősen befolyásolják a vad törzs KWF31 által rázólombikban történő PA horizontális fermentációs termelését rázólombikban nyolc tényezőből: oldható keményítő, glükóz és élesztőkivonat; koncentrációjukat fokozatosan optimalizáltuk mászó kísérletek és Box Behnken-tervezés segítségével. Az optimális optimális koncentrációk a következők: oldható keményítő 31,0 g/l, glükóz 1208 g/l és élesztőkivonat 14,5 g/l. Ebben a közegben a vad típusú KWF31 törzs magas, 243,7 mg/L-es potenciált mutatott a PA-termeléshez a rázólombikos horizontális fermentáció során, ami 3,4-szer magasabb volt, mint az optimalizálás előtt (55,8 mg/L). Az ebben a tanulmányban a PA tengeri gomba KWF31 által történő fermentációs előállítására létrehozott folyamat jó reprodukálhatósággal, stabilitással és ellenőrizhetőséggel rendelkezik. Ennek alapján az iparosított fermentációs folyamatok további fejlesztése megalapozza az új fonálféreg elleni peszticidek kifejlesztését Kínában, ami fontos elméleti és gyakorlati jelentőséggel bír az állattenyésztés egészséges fejlődésének előmozdítása szempontjából Kínában.

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.