短短芽胞杆菌ch2-22发酵动力学与水分散粒剂的研究

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1、分类号：Q815密级：公开UDC：579编号：201421508002河北工业大学硕士学位论文短短芽胞杆菌ch2-22发酵动力学与水分散粒剂的研究论文作者：孙文学生类别：全日制学科门类：工学硕士学科专业：生物化工指导教师：张丽萍职称：研究员资助基金项目：河北省科技计划项目16292904D，河北省科学院重点项目(16302)DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofBiochemicalengineeringSTUDYONFERMEN

2、TATIONKINETICSOFBREVIBACILLUSBREVISCH2-22ANDPREPARATIONOFWATERDISPRESIBLEGRANULEbySunWenSupervisor:Prof.ZhangLipingMay2017ThisworksupportedbytheScienceandtechnologyprojectofHebeiProvince(16292904D);ThekeyprojectofHebeiAcademyofSciences(16302).摘要本课题组从土壤中筛选得到短短芽胞杆菌ch2-2

3、2，研究室前期试验结果表明该菌株发酵能够产生抗菌物质，3kDa的短杆菌肽，可以有效抑制灰霉病原菌、炭疽病原菌、叶枯病原菌等多种病原真菌，具有广谱的抗真菌活性，且应用试验结果也表明ch2-22发酵液对黄瓜灰霉病、棉花枯萎病具有很好的防治效果，对植物生长有明显的促进作用。本研究主要对短短芽胞杆菌的发酵工艺进行优化，并建立其分批发酵动力学模型，然后对其生物制剂水分散粒剂的配方进行优化。1、通过单因素试验，确定了发酵培养基的基本组分，在单因素试验基础上进行响应面设计优化，通过Plackett-Burman试验确定对菌体生长的显著性因子：淀

4、粉、豆饼粉和蔗糖，然后使用单因素试验方法确定最佳发酵条件。得到的优化发酵培养基为淀粉35.05g/L，豆饼粉26.08g/L，蔗糖10g/L，鱼粉5g/L，NaCl1g/L，MgSO40.3g/L，(NH4)2SO43g/L，MnSO40.1g/L，K2HPO43g/L，酵母膏1g/L，CaCO32g/L。培养条件为温度32℃℃℃，转速180r/min，装液量100mL/500mL，接种量4%，初始pH为7.0，发酵时间45h。优化后的芽胞数量达到8.1×109cfu/mL，与优化前的芽胞数量（1.6×109cfu/mL）相比，提

5、高了3.7倍，优化后发酵液效价达到2335IU/mL，提高了94.5%，高于同类菌株的1200IU/mL。2、在优化后的发酵培养基与培养条件基础上，在5L发酵罐中进行分批发酵，测定发酵过程中的菌体浓度、还原糖浓度和发酵液的抑菌活性，建立并验证了短短芽胞杆菌ch2-22分批发酵动力学模型，结果表明所得的动力学模型能够较好的反应其发酵过程。dXX菌体生长动力学：=4.88691−Xdt80.1270dPdX产物合成动力学：=1.5623+0.5331XdtdtdSdXdP底物消耗动力学：-=12.2134+0.6279dt

6、dtdt3、通过对短短芽胞杆菌ch2-22菌株进行水分散粒剂助剂的筛选，确定了该菌株40%原药的水分散粒剂的最佳配方：短短芽胞杆菌菌粉40%、木质素磺酸钠20%、羧甲基纤维素钠1.5%、海藻酸钠25%、β-环糊精5%、高岭土8.5%。对其水分散粒剂样品进行指标检测，其芽胞数量为1.9×1010cfu/g，崩解时间为170s，悬浮率为85%，I经过加速贮存试验，芽胞存活率达到90%，各项指标符合国家标准。关键词：短短芽胞杆菌发酵优化响应面法动力学模型水分散粒剂IIABSTRACTWescreenedthebrevibacillusb

7、revisch2-22fromsoil.Theresultsshowedthatthe3kDagramicidinistheonlyantibacterialsubstancewhichthestraincouldproduce.Ithasthebroad-spectrumantifungalactivityandcaneffectivelyinhibitthepathogenicfungisuchasBotrytiscinerea,anthracnosepathogen,leafblightpathogenandsoon.The

8、applicationtestresultsshowedthatch2-22fermentationliquidhadagoodcontroleffectoncucumbergraymoldandcottonFusariumwilt,andhada