枯草芽孢杆菌发酵芽孢形成过程初探及干燥温度优化

枯草芽孢杆菌发酵芽孢形成过程初探及干燥温度优化

枯草芽孢杆菌微生态制剂因其能够产生芽孢而具有较好的适应性和抗逆性,被广泛应用于动物养殖,植物防病和水体净化等多个领域。目前对枯草芽孢杆菌制剂的研究主要集中于如何提高有效生物量产量,但是在制备过程中培养基理化性质变化以及芽孢形成的分子机制的研究相对较少。

本文主要研究了固态发酵过程中,培养基理化性质的动态变化,芽孢形成调控基因的表达,并探讨了其与活菌数,芽孢数以及芽孢率的关系。此外,通过优化干燥温度以进一步提高枯草芽孢杆菌有效生物量。

主要研究结果如下:（1）固态发酵体系中,发酵前48h枯草芽孢杆菌生长繁殖迅速,活菌数量达8.34×10⁹ cfu/g。发酵24-48h过程中,菌体利用了培养基中的大量葡萄糖,葡萄糖含量由13.6 mg/g下降到6.38mg/g。

低场核磁结果表明,T₂₁峰在发酵过程中向左移动,表明菌体代谢改变了培养基结构,使得T₂₁水与培养基结合更加紧密。发酵

48-72h过程中,芽孢数增加,芽孢率达到72%,菌体对培养基中营养物质利用率降低,培养基理化性质变化较小。

（2）枯草芽孢杆菌发酵48h后芽孢数持续增加,营养体数目减少,说明菌体繁殖方式发生明显变化。调控芽孢形成的sigF基因在发酵中期表达量提

高,spo0A基因和sigE基因在发酵后期表达量提高。

以24h的基因表达量为对照,sigF基因在发酵48h时的表达量是其1.58倍。发酵72h后spo0A基因表达量较24h提高了1.92倍,sigE基因表达量提高了89%。

（3）在60℃、70℃、80℃和90℃四种温度下对枯草芽孢杆菌制剂进行热风干燥,结果表明80℃干燥条件下,2h后有效生物量为4.85×10⁹

cfu/g,明显高于其他温度。在一定范围内,随温度升高,葡萄糖含量升高,但在90℃烘干2小时后葡萄糖含量开始下降。

综上,80℃干燥2h是热风干燥制备枯草芽孢杆菌制剂的适宜条件。