一株胶质芽胞杆菌YA-07的鉴定及固体发酵研究

胶质芽胞杆菌(Bacillus mucilaginosus)是一类能分解土壤中磷、钾和硅酸盐矿物的化能异养型好氧细菌,广泛应用于微生物肥料中。该菌在微生物肥料生产过程中主要是经液体发酵后由草炭吸附而成,这种工艺生产的微生物肥料有效活菌数和芽胞率均较低。因此,如何通过改善胶质芽胞杆菌的发酵方式和发酵条件以提高其有效活菌数和芽胞率显得尤为重要。对陕西省洛川县苹果园土壤中分离到的一株YA-07菌株通过形态学、生理生化实验和16s rDNA序列比对鉴定为胶质芽胞杆菌(Bacillus mucilaginosus)。通过单因素实验和正交试验,建立了一种使该菌产生高密度有效活菌数和高芽胞率的固体发酵条件。结果表明:YA-07能够产生大量有效活菌数和高芽胞率的培养基组分为500 mL培养瓶装草炭50 g,淀粉添加量3%,蛋白胨添加量3%,不添加无机盐和微量元素。在培养温度30℃,pH 7.0左右,接种量10%,培养时间144 h条件下,YA-07的有效活菌数可以达到1.58×10~9 cfu/g,芽胞率可以达到91.3%。利用固体发酵技术提高了胶质芽胞杆菌的有效活菌数和芽胞率,在改善微生物肥料产品质量的同时减少了环境的污染,对促进我国绿色农业的发展具有重要意义。     

复合芽胞杆菌共培养条件的响应面优化研究

在前期筛选出了具有耐盐、促生能力的短小芽胞杆菌(Bacillus pumilus)SC-12和具有高效广谱抗病能力的解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)BZ6-1,而且两株菌不存在拮抗作用。为了获得活菌数高、经济效益好的复合芽胞杆菌菌剂,以上述两株菌为研究对象,以活菌数为指标,采用单因素法、最陡爬坡法和Box-Behnken响应面法设计并优化共培养条件,并在100 L发酵罐中进行了验证试验。获得的最佳共培养条件如下:SC-12与BZ6-1的菌落数比例为2∶1(v/v);培养温度为30℃;培养时间为16 h;接种量为3%(v/v);转速为132 r/min;pH值为7.6。以优化后的培养条件进行两个菌株的共培养,得到的菌落数为11.00×108cfu/mL,比原始发酵得到的菌落数增加了39.20%;在100 L发酵罐中发酵的菌落数达到10.30×108cfu/mL,比原始发酵的菌落数增加了43.00%。     

解磷巨大芽胞杆菌液体发酵的培养基优化

为得到高密度发酵的最优培养基组成,以一株分离自土壤的解磷巨大芽胞杆菌为研究对象,以发酵液OD600为判断活菌数依据,进行响应面法优化试验。首先进行单因素试验筛选培养基中的碳源、氮源、碳源浓度、氮源浓度、无机盐及无机盐浓度,得到单因素最佳值;然后利用响应面设计,通过3步试验,即部分因子试验、最陡爬坡试验和中心组合试验对培养基进行优化。结果表明：该株巨大芽胞杆菌的最佳培养基质量组成为：乳糖6 g/L,蛋白胨7.45 g/L,NaCl 5 g/L,MgSO4·7H2O 2.46 g/L,CaCl2 1.22 g/L,K2SO4 0.087 g/L。在此最优培养基条件下培养,发酵液最终活菌数达到2.0×109 cfu/mL以上。运用此培养基配方进行发酵,可为农业生产提供高密度的磷细菌菌剂。     

复合芽胞杆菌共培养条件的响应面优化研究

在前期筛选出了具有耐盐、促生能力的短小芽胞杆菌(Bacillus pumilus)SC-12和具有高效广谱抗病能力的解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)BZ6-1,而且两株菌不存在拮抗作用.为了获得活菌数高、经济效益好的复合芽胞杆菌菌剂,以上述两株菌为研究对象,以活菌数为指标,采用单因素法、最陡爬坡法和Box-Behnken响应面法设计并优化共培养条件,并在100 L发酵罐中进行了验证试验.获得的最佳共培养条件如下:SC-12与BZ6-1的菌落数比例为2:1(v/v);培养温度为30℃;培养时间为16 h;接种量为3％(v/v);转速为132 r/min;pH值为7.6.以优化后的培养条件进行两个菌株的共培养,得到的菌落数为11.00×108 cfu/mL,比原始发酵得到的菌落数增加了39.20％;在100 L发酵罐中发酵的菌落数达到10.30×108 cfu/mL,比原始发酵的菌落数增加了43.00％.     

解淀粉芽孢杆菌T1增殖培养基配方及培养条件优化

以解淀粉芽孢杆菌T1为研究菌种,从5种培养基中选出最有利于其生长的基础发酵培养基,并通过单因子试验和正交试验,对基础发酵培养基的配方及发酵条件进行了优化。结果表明,解淀粉芽孢杆菌T1的最优培养基配方为复合氨基酸营养液1%、蛋白胨1.5%、糖蜜5%、可溶性淀粉2.5%。最优培养条件为pH 7.0,装瓶量80 mL/250 mL、接种量5%、温度37℃、摇床转速180 r/min、发酵时间36 h。优化后的培养液中解淀粉芽孢杆菌T1活菌数由1.4×109cfu/mL增加至3.5×109cfu/mL。     

一株油菜根际促生菌的产芽孢发酵条件优化

[目的]提高从油菜根际分离筛选得到的促生菌蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)QZB24-6的芽孢数量和芽孢产率,为进一步该苗株在复合生物肥中的应用打下基础.[方法]采用单因素和正交试验,研究不同的氮源、碳源、pH、温度、培养时间对蜡状芽孢杆菌形成芽孢的影响.[结果]确定蜡状芽孢杆菌产芽孢培养基的最佳组分为(g/L):乳糖2;、酵母膏1.5;、硫酸锰0.07;、磷酸氢二钠0.4;、磷酸二氢钠0.2;.对发酵条件进行了研究,温度35℃、pH值7.0、接种量4;、装液量100 mL、转速为180 r/min下发酵72 h.[结论]通过优化培养基组分和培养基条件,最终发酵液中活菌数、芽孢数、芽孢产率分别为2.27×108 cfu/mL、2.05×108 cfu/mL、90.31;.     

解淀粉芽胞杆菌FJAT-8754产纤维素酶和淀粉酶特性及发酵条件优化

采用淀粉平板和羧甲基纤维素钠（CMC-Na）平板从选取的140株芽胞杆菌中初筛出8株具有产纤维素酶和淀粉酶复合酶芽胞杆菌,经酶活力测定解淀粉芽胞杆菌FJAT-8754（Bacillus amyloliquef aciens）具有较高的淀粉酶、纤维素酶活力。通过研究解淀粉芽胞杆菌FJAT-8754的生长、产酶曲线以及酶学特性,确定在发酵28 h后菌体生长进入稳定期,培养44 h时发酵液中活菌数达到最大为4.41×109 cf u · mL -1,在36 h时纤维素酶、淀粉酶均达到酶活最高峰,酶活分别为135.8、1543.3 U · mL -1;纤维素酶反应最适p H值为5.5、最适温度为50℃,Vmax为5.14×10-3 mg · mL -1· min-1、 Km值为7.71×10-1 mg · mL -1;淀粉酶反应最适pH值为5.5、最适温度为55℃,Vmax为3.35×10-2 mg · mL -1· min-1、 Km值为6.03×10-3 mg · mL -1。采用3因素7水平,即U 7（73）均匀设计法优化解淀粉芽胞杆菌产酶条件,确定产纤维素酶、淀粉酶的最优条件均为：初始pH值6.2、培养温度37.5℃、转速180 r · min-1,优化后解淀粉芽胞杆菌 FJAT-8754纤维素酶活力为202.9 U·mL -1、淀粉酶活力为2392.9U·mL -1。     

益生菌SFU—9发酵工艺的确定

益生菌具有促进动物生长，提高机体免疫能力等生理功能，常用作微生态饲料添加剂。菌体SFU－9是一株蜡状芽杆菌，该菌株在不利环境下能够以孢子形式存在，具有耐高温，耐酸碱和耐挤压等优点，较乳酸菌，酵母菌等益生菌更能保持活菌状态，适合饲料加工业的需要。该研究以菌株SFU－9进行实验，研究发酵温度，接种量，培养基初始pH值，溶解氧等因素对菌株生长的影响，确定出最佳培养条件为：培养基初始pH值为6．0－6．5，接种量5％（相对摇瓶装液量），培养温度30－32℃，装液量28-33mL/250mL。发醇液中的活菌数可达10^11cfu/mL。在此基础上，采用单因子和正交实验相结合的方法，确定出最佳发酵培养基组成为：玉米淀粉2．0％，啤酒酵母1．5％，NaH2PO40.2%,Na2HPO40.2%,玉米浆2．0％。是以最佳培养基配方给菌体提供营养，在最佳培养条件下培养，可以使发酵液中的活菌数高达10^12cfu/mL.     

益生菌SFU—9发酵工艺的确定

益生菌具有促进动物生长，提高机体免疫能力等生理功能，常用作微生态饲料添加剂。菌体SFU－9是一株蜡状芽杆菌，该菌株在不利环境下能够以孢子形式存在，具有耐高温，耐酸碱和耐挤压等优点，较乳酸菌，酵母菌等益生菌更能保持活菌状态，适合饲料加工业的需要。该研究以菌株SFU－9进行实验，研究发酵温度，接种量，培养基初始pH值，溶解氧等因素对菌株生长的影响，确定出最佳培养条件为：培养基初始pH值为6．0－6．5，接种量5％（相对摇瓶装液量），培养温度30－32℃，装液量28-33mL/250mL。发醇液中的活菌数可达10^11cfu/mL。在此基础上，采用单因子和正交实验相结合的方法，确定出最佳发酵培养基组成为：玉米淀粉2．0％，啤酒酵母1．5％，NaH2PO40.2%,Na2HPO40.2%,玉米浆2．0％。是以最佳培养基配方给菌体提供营养，在最佳培养条件下培养，可以使发酵液中的活菌数高达10^12cfu/mL.     

1株解淀粉芽孢杆菌发酵培养基的设计及发酵条件的优化

[目的]为解淀粉芽孢杆菌的应用提供科学依据。[方法]从最佳碳源、氮源、初始pH值、发酵时间、发酵温度、接菌量和装液量的确定出发,针对一株新发现的解淀粉芽孢杆菌SAB-1进行发酵培养基的设计及发酵条件的优化。[结果]从8种不同的碳源和氮源中确定了长效碳源水溶性淀粉、长效氮源棉籽粉与速效碳源葡萄糖、速效氮源酵母浸膏。并优化了基础发酵培养基的发酵条件：温度31℃、转速180 r/min、发酵时间26 h、初始pH值6.0、接菌量1%、装液量50 ml/250 ml。该条件下发酵后菌体产量为46.0×109/ml。[结论]该解淀粉芽孢杆菌在设计发酵条件下基本达到了工业规模化生产的要求。     

1株益生蜡样芽孢杆菌发酵培养基优化研究

[目的]通过优化蜡样芽孢杆菌的发酵培养基,提高蜡样芽孢杆菌的生物量。[方法]在初始发酵培养基的基础上,通过单因素试验和正交试验确定蜡样芽孢杆菌发酵培养基的最适碳氮源和碳氮比。[结果]优化后的发酵培养基为:葡萄糖15.00 g/L,可溶性淀粉40.00 g/L,蛋白胨10.00 g/L,玉米浆干粉30.00 g/L,硫酸铵3.00 g/L,磷酸氢二钾5.00 g/L,磷酸二氢钠5.00 g/L,硫酸镁1.25 g/L,硫酸锰0.60 g/L,氯化钙2.00 g/L。优化后蜡样芽孢杆菌在50 L不锈钢发酵罐中的发酵液活菌数达1.6×1010cfu/m L,较优化前提高了1个数量级。[结论]优化后的蜡样芽孢杆菌发酵培养基大大提高了该菌的生物量,为工业化放大生产提供了参考。     

Lactobacillus helveticus|ND-01高密度培养条件的优化及冻干发酵剂的制备

瑞士乳杆菌Lactobacillus helveticus ND-01是一株分离、筛选自新疆酸马奶中的乳酸菌,并且在发酵牛乳的过程中能产生较高的ACE-Ⅰ抑制活性和γ-氨基丁酸。实验通过对L.helveticus ND-01培养基的组分进行优化,从而得出L.helveticus ND-01优化培养基配方为：乳糖25 g/L,大豆蛋白胨14.1 g/L,酵母粉14.1 g/L,醋酸钠15.3 g/L,柠檬酸纳6.5 g/L,K2HPO42.2 g/L,MgSO4.7H2O 2 g/L,MnSO4.5H2O 25 mg/L,吐温-80 1 g/L,L-半胱氨酸盐酸盐750 mg/L,维生素B9（VB9）20 mg/L。L.helveticus ND-01在此培养基中经42℃,18 h培养,其活菌数可达到4.2×10^8cfu/mL,比MRS中（8.2×10^7cfu/mL）提高近5倍。将此优化培养基作为基础培养基,在5 L发酵罐中,经优化发酵条件,其活菌数可达到3.1×10^9cfu/mL,发酵液离心收集菌体,加入保护剂,冷冻干燥后活菌数可达到2.5×10^10cfu/g。冻干菌粉经90 d的低温贮藏,其存活率为81.20%。     

金丝猴源益生粪肠球菌dlt7a的发酵工艺

从神农架金丝猴的粪便中分离出1株益生菌株dlt7a,经鉴定为粪肠球菌。为进一步提高发酵液中dlt7a的活菌数量,对菌株dlt7a的发酵工艺进行优化。通过单因素水平试验,确定dlt7a的最佳培养条件为装液量20%(50mL/250mL),接种量2%,培养基初始pH 6.5。设计Plackett-Burman(PB)试验和响应面试验,找出发酵培养基中影响dlt7a活菌数的主要成分是蔗糖、鱼粉和KH_2PO_4,并优化3种重要成分的含量,确定最优发酵培养基配方为:蔗糖2.55%,鱼粉2.63%,豆粕2.5%,酵母膏0.4%,CaCO_3 1.0%,KCl 0.1%,MgSO_4·7H_2O 0.1%,KH_2PO_4 0.014%。在此条件下培养dlt7a菌株,活菌数可达58.83×108cfu/mL,比优化前提高了46.53%。     

植物乳杆菌固体发酵饲料工艺的研究

以玉米粉和麦麸为基质,采用固态发酵技术发酵饲用植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum).以活菌数为指标.设计单因素和Lq(34)正交试验优化培养条件和培养基配方.结果表明,植物乳杆菌固态培养的最适条件为接种量10％,37℃静置发酵48h.最适宜的固体发酵培养基中各营养成分的质量分数分别为麸皮59.5％、玉米粉35.0％、葡萄糖2.0％、乳糖1.0％、蛋白胨1.5％、酵母膏1.0％.培养结束后乳杆菌活菌教可达100.5×108 CFU/g(鲜基).     

土壤修复菌M-1固体发酵配方研究

固体发酵培养基配方筛选结果表明,腐殖酸(65%)+土(10%)+玉米粉(20%)+豆饼粉(5%)+生石灰(0.6%)较适合M-1菌株的生长繁殖,菌数达到14.9×108cfu/g,远远超出土壤肥料有效活菌数的行业标准。对该菌株培养条件进行正交试验,结果表明,生石灰量0.4%、含水量40 ml、发酵时间6 d为菌株的最佳发酵条件,有效活菌数达到136×108cfu/g,是初始有效活菌数的近10倍。     

枯草芽孢杆菌HAB-1产生抗菌物质的最优发酵条件

为筛选适合Bacillus subtilis HAB-1生长和抑菌物质产生的最佳培养基和最佳培养条件,采用摇瓶培养法和平板对峙法,通过单因子试验筛选适合菌株HAB-1生长的碳源、氮源、金属离子及最佳培养条件。结果表明,经摇瓶发酵培养筛选到适合菌株HAB-1生长及其拮抗物质产生的最佳碳源为蔗糖和玉米粉,最佳氮源为酵母粉和麸皮,最佳金属离子是K＋。用正交试验法确定了使HAB-1具有较强抗菌活性的最优培养基为zY,其各组分的质量浓度为：蔗糖10g·L-1,玉米粉30g·L-1,酵母粉30g·L-1,麸皮40g·L-1,KH2P041g·L-1;在确定适合该菌株的培养基组分基础上,对其培养条件进行优化试验,结果表明,初始pH为6．0,培养温度为37℃,250mL摇瓶装液量为60mL,接种量的体积分数为2％,培养时间为24h,转速为190r·min-1时为该菌株的最佳培养条件,获得菌株HAB-1活菌数最多且对橡胶树炭疽菌的抑菌活性最强,活菌数和抑菌直径分别为2．6×1010·mL-1。和34．0mm,较NB培养的HAB-1提高了123．81倍和1．10倍。     

花生蛋白纳豆菌发酵工艺条件的研究

[目的]以花生粕作为纳豆菌发酵主要原料,研究花生蛋白纳豆菌发酵工艺的最佳条件.[方法]选择合适的工艺流程,将纳豆激酶活性和纳豆菌活菌数作为观察指标,通过单因素试验和正交试验对发酵条件进行优化.[结果]花生蛋白纳豆菌发酵最佳工艺条件为接种量4%,发酵时间48 h,发酵温度37℃,种龄18 h,初始p H 7.0.在上述发酵条件下,可得到较高的纳豆激酶活力(271.57 U/m L)和纳豆菌活菌数(36×10~5cfu/m L).[结论]该试验结果为花生粕的研究与开发提供了理论依据.     

1株巨大芽孢杆菌BM05发酵条件的优化

[目的]优化巨大芽孢杆菌BM05的发酵条件,提高其发酵活菌数。[方法]通过单因素试验筛选最佳碳、氮源,通过正交试验筛选最佳C/N比,并研究p H、发酵温度、接种量和转速对发酵的影响。[结果]碳源选用玉米淀粉和葡萄糖,氮源选择牛肉粉,初始p H 7.0,发酵温度35℃,接种量为4%,转速220 r/min为最佳发酵条件。通过发酵条件优化,发酵菌数达4.73×109cfu/m L,比原始配方提高了1.56倍。[结论]优化后的发酵条件大大提高了巨大芽孢杆菌BM05的发酵活菌数。