益生優(yōu)良芽孢桿菌發(fā)酵關(guān)鍵技術(shù)研究開發(fā)與應(yīng)用
益生芽孢桿菌因其獨(dú)特的優(yōu)勢可用來制成新型、高效、低殘留的微生態(tài)制劑,廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等科學(xué)研究領(lǐng)域。目前,國內(nèi)外益生芽孢桿菌產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)存在諸多問題。如:活菌數(shù)低、出芽率低、貨架期短、生產(chǎn)工藝研究不夠深入、產(chǎn)品穩(wěn)定性差等。
項(xiàng)目組在完成系列國家及省部級項(xiàng)目基礎(chǔ)上,經(jīng)過十幾年的研究,攻克了芽孢桿菌發(fā)酵集成技術(shù),主要包括:N+誘變結(jié)合熒光探針追蹤,篩選出性狀優(yōu)良的菌種;多階段發(fā)酵與高密度培養(yǎng)結(jié)合,大幅提高菌體密度、芽孢出芽率及菌體適應(yīng)環(huán)境能力;構(gòu)建圖像采集,發(fā)明新型反應(yīng)器,進(jìn)一步優(yōu)化菌體生長條件;將反應(yīng)分離耦合技術(shù)應(yīng)用于發(fā)酵,解除發(fā)酵過程中產(chǎn)物對菌體生長及體內(nèi)酶活力的抑制作用,實(shí)現(xiàn)高濃度的發(fā)酵、提高芽孢出芽率、降低產(chǎn)物分離能耗、簡化產(chǎn)物分離過程。
創(chuàng)新優(yōu)勢:
項(xiàng)目組采用專利技術(shù)生產(chǎn)研發(fā)系列益生芽孢桿菌:蠟樣芽孢桿菌活菌數(shù)由2億cfu/g提高到8億cfu/g,符合市售要求并高于農(nóng)用微生物菌劑國家標(biāo)準(zhǔn)(GB20287-2006)3倍以上;芽孢形成率達(dá)到了89.02%,比國內(nèi)最高提高33.6%,發(fā)酵周期21天,比國內(nèi)最短時間縮短38.2%;凝結(jié)芽孢桿菌活菌數(shù)由0.5億cfu/g提高到12億cfu/g;地衣芽孢桿菌活菌數(shù)由10億cfu/g提高到13億cfu/g。篩選出海藻糖、聚乙二醇400、吐溫80、谷氨酸鈉及甘油5種芽孢保護(hù)劑,延長芽孢半衰期45%以上,對菌體活性起到良好的保護(hù)效果。在示范區(qū)內(nèi)應(yīng)用,病害抑制率達(dá)89%。項(xiàng)目生產(chǎn)的蠟樣芽孢桿菌粉參照標(biāo)準(zhǔn)WS-10001-(HD-0902)-2002,檢驗(yàn)為類白色粉末,干燥失重為3.3%,小于7.0%,異常毒性符合規(guī)定,霉菌小于10個/克,低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定100個/克,未檢出控制菌,活菌數(shù)為731億/克,達(dá)到國家規(guī)定的質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)。
申請國家發(fā)明專利17項(xiàng),授權(quán)14項(xiàng);發(fā)表論文59篇,SCI收錄43篇;出版專著5部。
南京工業(yè)大學(xué)
2021-01-12