木霉菌的发酵条件研究(1)

[ 2]
产孢的影响 液体培养基中以红糖、 肝糖为碳源, 培养 BTC21 所获得的菌丝干重最大 , 这可能与红糖中含有 其它生长所需成分有关 ; 其次为淀粉、 蔗糖、 L (+ )树 胶醛糖、 麦芽糖、 半乳糖; 以山梨糖、 木糖、 密二糖、 葡萄 糖、 甘露醇、 果糖为碳源获得的 BTC21 菌丝干重较轻; 以菊糖、 棉子糖为碳源菌丝干重最轻。不同碳源培养 后性状差异很大 , 缺碳对照、 菊糖、 棉子糖培养后产生 纸屑或粉末状菌丝, 不形成菌球且数量极少。麦芽糖、 果糖、 葡萄糖、 甘露醇、 红糖、 半乳糖、 密二糖、 L (+ )树 胶醛糖、 肝糖及蔗糖为碳源, 液体培养过程中易产生小 菌球 ( 直径 < 0. 3mm) ; 木糖、 淀粉、 乳糖为碳源时可产 生不同大小的菌球。并且大多数碳源不利于孢子的产 生, 其中以果糖、 密二糖为碳源的培养滤液中观察到了 大量的木霉菌分生孢子; 其次为蔗糖、 半乳糖、 菊糖、 葡 萄糖、 L ( + ) 树 胶 醛 糖 与 淀 粉。其 余 8 种 碳 源 的 BTC21 培养滤液中几乎未见到分生孢子。综合以上结 果, 液体发酵 BTC21 最利于菌丝生 长的碳源为红糖, 最利于产生孢子的碳源是果糖与密二糖。
效的 BTC21( Trichoderma. harzianum) 菌株。 1. 2 不同碳源对 BTC21 菌丝生长及产孢的影响
5 、 25 、 27. 5 、 30 、 35 等温度下进行振荡培养, 测量 5d 后的菌丝干重及分生孢子量。 2 2. 1 结果与讨论 不同碳源培养 BTC21 后的性状及对菌丝生长与
[ 作者简介]
薛燕潍 ( 1962 年 6 月 ~ ) , 女 ( 汉族 ) , 山东省淄博市人 , 实验师。
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Acta Acad Med Weifang
Vol . 28
No. 5 2006
2. 2
不同氮源培养 BTC21 后的性状及对菌丝生长及 液体培养中以酵母浸出汁、 牛肉浸膏为
长限度后自身开始产生一些碱性物质抑制自身生长并 伴有菌体自溶的现象, 一般培养 12d 后培养物变稀状 物、 菌球消失。 2. 7 不同温度对 BTC21 发酵的影响 之间 , 30 3 结论 研究中发现 BTC21 菌丝生长和分生孢子形成对 碳源和氮源都有不同的选择性, 可根据制备目的来选 择。如在制备以菌丝型为主的木霉菌生防制剂时最好 选择红糖和肝糖 , 菌丝型制剂对培养产生抗生素类物 质及胞壁降解酶有利。要制备分生孢子型木霉菌生防 制剂时则需要选择果糖与密二糖, 孢子型制剂对营养 和空间竞争有利。因此在研究木霉菌发酵培养基时要 考虑实际应用中对制剂的具体要求。本研究发现二糖 或多糖比单糖更有利于木霉菌主长。今后需要考虑在 不同发酵或生长阶段研究木霉菌碳、 氮种类的要求 , 便 于今后生防木霉菌的补料发酵或连续发酵。 本研究明确了木霉菌产孢和菌丝体形成的最佳条 件, 在最佳培养时间、 PH 、 温度等方面都 明显不同, 因 此可以根据生防制剂质量标准和要求来进行选择, 如 偏酸条件有利于菌丝主长 , 偏碱条件则有利于产孢 ; 培 养中前期有利于泡子形成 , 而中后期利于菌体生长 。 相比较而言 , 适合产孢的培养时间范围较窄, 约第 5~ 7 天收集孢子最理想。与此类似的还有 , 比较适合菌 丝生长的温度范围较宽, 而有利产孢的适温在 22. 5~ 27 之间。在工业发酵过程中 , pH 的变化也会直接影 响目的产物的积累, 需要根据目的产物的不同来调节 pH, 若需要同 时获得多 项产物时 ( 如酶、 孢子及 菌丝 等) , 可在培养过程中调节 pH 的变化以完成分段产物 的积累。总之, 在研究发酵条件时要尽量测定培养条 件对菌种生物学指标的影响才能生产出各种不同要求 的目的物。 [ 参考文献]
菌丝干重最适
宜温度在 22. 5~ 25 之间 , 产孢适宜温度在 25~ 27 时孢子量便急剧变少。
[ 收稿日期]2006 04 11源自[ 3]产孢的影响
氮源的 BTC21 菌丝生长最好 , 菌丝干重最大 , 产生直 径为 2mm 左右的小菌球; 其次为蛋白胨, 菌球直径达 到 2. 5mm; 菌球直径小于 1. 5mm 的谷氨酸、 天门冬氨 酸、 硫酸氨、 硝酸铵, 氯化铵为氮源的菌丝干重较轻 ; 以 脲素、 硝酸钾为氮源的菌丝干重最轻, 且菌丝未能形成 菌球。最适合 BTC21 产生分生孢子的氮 源是酵母浸 出汁、 蛋白胨与硫酸铵 ; 其次为氯化铵与天门冬氨酸; 牛肉浸膏、 硝酸铵、 谷氨酸、 硝 酸钾、 脲素 则不利于产 孢。综合以上试验结果 , 液体发酵 BTC21 最有利于菌 丝生长, 同时又可促进产孢的氮源为酵母浸出汁。 2. 3 钠镁盐对 BTC21 菌丝生长及产孢的影响 蔗糖、 红糖、 牛肉浸膏与酵母浸出汁两种碳源与两种氮源的 不同组合中, 在加有 Na3PO4 与 MgSO4 时, 培 BTC21 所 获得的菌丝干重较没有钠镁盐时大。以红糖为碳源、 酵母 浸 出汁 为 氮 源, 在 有 Na 3PO4 与 MgSO4 存 在 时 BTC21 菌丝干重最大。观察培养后可以发现, 对同一 碳氮组合 , 有无钠镁盐对菌球的形态有很大的影响 , 在 以蔗糖为碳源、 酵母浸出汁与牛肉浸膏为氮源时, 加入 钠镁盐情况下菌球直径变小, 在 2mm 左右, 而菌球数 量明显增多, 在红糖为碳源、 酵母浸出汁与牛肉浸膏分 别为氮源时则与上述情况不同。 2. 4 不同碳氮比对 BTC21 生长及产孢的影响 液体 培养中碳氮比为 4/ 6 时可以获得最大的菌丝干重 , 4/ 8, 4 10 与 4/ 12 时菌丝干重 有所下降 , 碳氮比 分别为 4/ l, 4/ 2 与 4/ 4 时菌丝干重较小。但培养滤液中分生 孢子浓度最大的碳氮比是 4/ 2, 其次依次为 4/ 10, 4/ 12 与 4/ 6, 在碳氮比为 4/ 1 与 4/ 8 时, 滤液分生孢子浓度 最小。从发酵前后 pH 的变化上可以看出 , 当 pH 前后 变化较小时菌丝干重最大。 2. 5 不同 pH 对 BTC21 生长及产 孢的影响 液体发 酵中 BTC21 在 pH3. 0~ pH11. 0 之间都可观察到分生 孢子, 其中以 pH 9. 0 时培养滤液中孢子浓度最大, 较 适宜产孢的 pH 为 8. 0~ 10. 0。 pH 3. 0, pH 4. 0 及 pH 11. 0 的培养滤液中孢子量不是很大。最适宜菌丝生 长的 PH 为 5. 5~ 6. 5。 2. 6 不同时间对 BTC21 产孢的影响 从第 6 天开始 孢子开始大量萌发生长产生菌丝 , 第 6 到 8 天为发酵 的适宜高峰期。第 8 天后无论是茵丝千重还是孢子浓 度都呈下降趋势。另外结合培养后的 pH 变化来看, 第 1 天到第 8 天, 滤液 pH 偏酸性 , 利于菌体生长及产 孢, 第 9 天到第 16 天 pH 偏碱性, 不利于菌体生长及产 孢, 原因可能是在有限的营养浓度内菌体达到最大增
从
15 种碳源中选择较好的碳源红糖与蔗糖 ; 从 9 种氮源 中选择理想的氮源酵母浸出汁与牛肉浸膏 , 比较两种 碳源与两种氮源在不同组合下钠、 镁盐对 BTC21 菌丝 干重及分生孢子产生情况的影响, 培养及测量方法同 上。 1. 5 不同碳氮比 BTC21 菌丝生长及产孢的影响 分 别按红糖: 酵母为 4!1, 4!2, 4!4, 4!8, 4!12 的比例配制 培养基, 钠镁盐含量不变 , 培养方法及测量方法同上。 1. 6 液体发酵 BTC21 最适 pH 的 选择 综合以上结 果在最佳培养基的最佳碳、 氮比下用 HCl 与 NaOH 调
潍坊医学院学报
2006 年
第 28 卷
第5期
389
短篇报道
木霉菌的发酵条件研究
薛燕潍 , 薛建生 , 李志坚 ( 潍坊医学院实验室与设备处 , 山东 潍坊 [ 关键词] 木霉菌; 发酵 ; 培养 [ 中图分类号] R 379. 9 [ 文献标识码 ] 261042)
B
[ 文章编号 ]
1004 3101( 2006) 05 0389 02
在医学和农业生产中 , 木霉菌可以作为抑制病害 的生防菌 , 木霉菌的生长及发酵条件是工业化大批量 [ 1] 生产木霉菌的前提 。在本文中 , 主要研究了不同碳 源、 氮源、 碳氮比、 钠镁盐、 培养时问、 温度及 pH 对发 酵产量的影响。 1 1. 1 材料与方法 木霉菌株的来源 经对峙培养及活体试验后有 基
础培养基为 : 蔗糖 20g 、 硝酸 铵 5g 、 磷酸钠 2g 、 硫酸镁 1g 、 蒸馏水 1000ml。分别有葡萄糖、 果糖等 15 种碳源 与其中的蔗糖置换, 以无碳源的做对照 , 配制成不同碳 源的培养液 , 每瓶 50ml, 接种培养 3d 的直径为 6mm 的 BTC21 菌片 3 片 , 于 25 下振荡培养 ( 120r/ min) 。第 8 天测菌丝干重并观察孢子产生情况 , 每处理重复 3 次。 1. 3 不同氮源对 BTCZI 菌丝生长及产孢的影响 在 基础培养基中分别用等量的蛋白胨、 氯化铵等 8 种氮 源与其中的硝酸铵置换, 配制成不同氮源的培养液 , 培 养方法及测量方法同上。 1. 4 钠、 镁盐对 BTC21 菌丝生长及产孢的影响
节发酵液的初始 pH , 设有 pH2. 0~ 12. 0 共 14 个梯度, 培养条件及测量方法同上。 1. 7 不同培养时间对 BTC21 菌丝生长及产孢的影响 从培养第 24 小时起每天定时测量孢子量的变化 , 测 至第 8 天; 从第 72 小时起每天记录菌丝干重的变化, 测至第 16 天, 培养条件及测量方法同上。 1. 8 液体发酵 BTC21 最适温度的选择 将 BTC21 接 、 22. 种在按比例配制好的培养基中 , 分别在 15 、 20
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