地衣芽孢杆菌发酵过程的优化

地衣芽孢杆菌发酵过程的优化

吴俊罡阎英凯刘吉华王梅雪

(大连开发区松岚街11号,大连翔大生物技术有限公司）

本文通过对培养基配方的调整和发酵培养过程中对发酵工艺的调整，从而节约生产中成本，提高了产量，通过实验所得的工艺条件不但大大降低了成本而且使产量在原有的基础上有了大幅度的提高，极大的提高了产品的市场竞争力。

关键词：地衣芽孢杆菌发酵

抗生素作为饲料添加剂，在畜禽防疫方面虽起到积极的作用，但近10多年来由于科学水平的提高，国外饲料业和饲养业中很多人反对用抗菌素做饲料添加，这是因为抗菌素在预防性应用时，其化学残留污染肉、蛋、奶；另外，抗菌素会抑制和杀死肠道内的有益菌群，造成肠道正常菌群生态失调，导致疫病的发生，出现二重感染，有害于人畜健康。鉴于此，国内外专家学者对研究开发微生态制剂用于畜禽养殖日趋关注，从而也促进了这一产业的迅猛发展，国内用于制作微生态添加剂的主要是一些芽孢菌类和乳酸菌类，但长期以来生产成本一直居高不下，对企业的发展造成了障碍，本文阐述了如何通过对地衣芽孢菌发酵过程进行优化，来提高产量，降低生产成本。

１材料与方法

１.1材料

１.1.1菌种

地衣芽孢杆菌（Bacillus lichenniformis），大连翔大生物技术研究中心保存。

１.1.2主要试剂：淀粉、豆汁、硫酸锰、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾等。

１.1.3主要设备：控温摇床、蒸汽消毒器、托盘式扭力天平、显微镜、发酵罐等。

１.２方法

１.2.1检测方法

活菌计数采用平皿活菌计数法，芽孢率采用芽孢染色后显微镜下计算。

１.2.2 摇瓶正交实验

１.2.2.1 以一适合生产的经验培养基为基础进行正交试验

经验培养基为：淀粉1.0％尿素0.2％磷酸氢二钾0.6％磷酸二氢钾0.3％酵母膏0.04％硫酸镁0.1％硫酸锰0.02％豆汁1.0％

1 0.5 0.5 0.01 0.02

2 0.5 1.0 0.02 0.04

3 0.5 1.5 0.03 0.06

4 1.0 0.

5 0.03 0.06

5 1.0 1.0 0.02 0.04

6 1.0 1.5 0.01 0.02

7 1.5 0.5 0.03 0.04

8 1.5 1.0 0.01 0.06

9 1.5 1.5 0.02 0.02

注：每种配方中再加：尿素0.2％磷酸氢二钾0.6％磷酸二氢钾0.3％硫酸镁0.1％

１.2.3发酵罐培养实验

１.2.3.1以常用细菌培养基作为对照培养基（牛肉膏0.3%蛋白胨1.0%氯化钠0.5%PH7.0～7.5）操作如下：

用蒸汽对培养基进行灭菌，121℃灭菌20分钟，然后换空气保压，同时进行冷却，当温度达到最适培养温度（37℃）时将通气比调至1:0.5，接入种子，开动搅拌为200rpm，开始进行发酵培养(培养期间罐压要保持在0.04~0.06Mpa)，随着菌体的不断生长溶氧值也逐渐发生变化，因此需调通气比和搅拌转数使溶氧值相对值不低于20％以下（由于设备限制一般调通气比不超过1:1）。取样检测，当空形芽孢率达到80%以上时，发酵结束。

１.2.3.2按正交实验得出的培养基作为发酵罐培养基进行发酵培养，操作方法同3.2.3.1。１.2.3.3发酵培养基同3.2.3.2，但发酵过程中控制PH，防止PH低于6.5,使地衣芽孢杆菌始终生长在相对较适宜的PH范围之内，其他培养条件同3.2.3.1。

２结果

1 0.5 0.5 0.01 0.0

2 11.

3 45

2 0.5 1.0 0.02 0.04 15.9 80

3 0.5 1.5 0.03 0.06 14.7 31

4 1.0 0.

5 0.03 0.0

6 14.1 0

5 1.0 1.0 0.02 0.04 13.2 5

6 1.0 1.5 0.01 0.02 12.9 0

7 1.5 0.5 0.03 0.04 12.6 0

8 1.5 1.0 0.01 0.06 12.4 0

9 1.5 1.5 0.02 0.02 14.3 0

Ij 41.9 38.0 36.6 38.5

IIj 40.2 41.5 43.4 41.7

IIIj 39.3 41.9 41.4 41.2

Kj 3 3 3 3

Ij/Kj 13.97 12.67 12.2 12.83

IIj/Kj 13.4 13.83 14.47 13.9

IIIj/Kj 13.1 13.97 13.8 13.73

Dj 0.3 1.3 2.27 1.07

影响因素：硫酸锰＞豆汁＞酵母膏＞淀粉

最适培养基为：

淀粉0.5％尿素0.2％磷酸氢二钾0.6％磷酸二氢钾0.3％酵母膏0.04％硫酸镁0.1％硫酸锰0.02％豆汁1.0％

２.2发酵罐实验结果

２.2.1以常用细菌培养基作为对照培养基配方上罐发酵结果

发酵周期：48小时 芽孢形成率为：80% 活菌数为：15.4亿/毫升 ２.2.2用摇瓶实验得出的培养基配方上罐发酵结果

发酵周期：36小时 芽孢形成率为： 85% 活菌数为：24亿/毫升 ２.2.3发酵过程中控制PH 的培养结果

发酵周期：32小时 芽孢形成率为：95 % 活菌数为：30亿/毫升 ３讨论

因为我们所生产的产品为活菌制剂，所以最重要的控制指标是含活菌数,而只有形成芽孢才能利于活菌保存，因而我们的实验主要围绕活菌数和芽孢率这两项展开，又根据生产实际，我们又着重将发酵周期列为一个很重要的实验指标，

因为缩短发酵周期就意味着降低能

204060801002

6

10

14

18

22263034

38

42

48

相对值

时间（h ）

表1 肉汤培养基发酵曲线

1020304050607080901002

6

10

14

182226

30

34

相对值

时间（h ）

表二正交实验所得配方发酵曲线

204060801002

4

6

8101214161820222426283032

相对值

时间（h ）

表3 正交实验所得配方控制pH 所得发酵曲线