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枯草芽孢杆菌B908发酵工艺优化研究

张丽霞  
【摘要】: 枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis (Ehrenberg)Cohn B908是中国农业大学植物病害生物防治研究室从水稻根际土壤中分离获得的有益菌株,它对水稻纹枯病、棉花枯萎病、小麦赤霉病等多种植物病害有明显的防治效果。该芽孢杆菌已经制成制剂而应用于农业生产。制剂中的芽孢含量是影响制剂应用效果的关键因素。本研究的目的是通过优化发酵工艺,提高发酵液中芽孢含量,降低生产成本,提高制剂的生防效果。 本项研究收集到应用于芽孢杆菌发酵的培养基配方16种,通过摇床培养筛选出较适宜于枯草芽孢杆菌B908发酵的培养基配方(玉米粉10g,葡萄糖5g,豆饼粉15g,鱼粉5g,CaCO_35g,(NH_4)_2 SO_4 1g,K_2HPO_4 0.3g,MgSO_4·7H_2O 0.2g,MnSO_4·H_2O 0.2g,水1000ml。)作为下一步优化的初始发酵培养基。并应用Plackett-Burman设计和响应面分析法设计相结合的优化方法,确定了该培养基中影响枯草芽孢杆菌B908发酵液含菌量的主要因子及其最佳配比:玉米粉(13.0g/L)、CaCO_3(7.0 g/L)和豆饼粉(20.5 g/L)。 发酵培养基配方确定后,在摇床条件下,通过对温度、初始pH值、初始接种量、装液量、摇床转速等发酵条件的摸索,确定最佳发酵条件如下:装液量为500ml三角瓶中装50ml培养基,初始pH值为7.0-7.2,接菌量为2%(即在每100ml的液体培养基中接入2ml浓度为1×108个/ml的芽孢悬浮液),培养温度为30℃,摇床转速为200rpm。在摇床条件下,优化后的发酵体系使枯草芽孢杆菌B908发酵液的含菌量从6.6×109个/ml提高到1.18×1010个/ml,提高了79%。在摇瓶条件下优化发酵培养基和发酵工艺后,采用2000L的发酵罐进行发酵培养,对枯草芽孢杆菌B908在液体发酵过程中的菌体数量、pH值、总糖含量和总氮含量四个因素随时间的变化进行了观察。验证了优化后发酵体系的可行性。


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