枯草芽孢桿菌微生態(tài)制劑制備工藝研究.pdf

1、微生態(tài)制劑是有效的抗生素替代物，可有效防治動物疾病，促進生長發(fā)育，并且無毒無副作用，無殘留污染，不產(chǎn)生抗藥性，在養(yǎng)殖業(yè)中具有很好的應(yīng)用前景。但在微生態(tài)制劑的實際應(yīng)用中，常存在有效活菌數(shù)低、產(chǎn)品穩(wěn)定性差、保質(zhì)期短等問題，限制了其工業(yè)化生產(chǎn)和大規(guī)模應(yīng)用。由于枯草芽孢桿菌在其生活史中可形成抗逆性極強的芽孢，在穩(wěn)定性方面具有先天優(yōu)勢，且枯草芽孢桿菌是我國農(nóng)業(yè)部和美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)都允許作為飼料添加劑的菌種，因此枯草芽孢桿菌制劑是一

2、種理想的抗生素替代物。
　　本實驗室前期研究表明，BacillussubtilisBS1作為飼料添加劑可有效提高斷奶仔豬的生長性能，提高飼料利用率，并有效提高動物機體的抗病能力。在此基礎(chǔ)上，本研究通過對枯草芽孢桿菌BS1進行發(fā)酵培養(yǎng)基優(yōu)化、發(fā)酵工藝優(yōu)化以及噴霧干燥工藝優(yōu)化，旨在獲得芽孢數(shù)高、穩(wěn)定性好的枯草芽孢桿菌微生態(tài)制劑的工業(yè)化生產(chǎn)工藝，為枯草芽孢桿菌制劑替代抗生素提供依據(jù)。主要結(jié)論如下:
　　1.枯草芽孢桿菌Bacill

3、ussubtilisBS1發(fā)酵培養(yǎng)基優(yōu)化。通過單因素試驗，確定枯草芽孢桿菌BS1最適碳源、氮源和無機鹽分別為麥芽浸粉、黃豆粉和碳酸鈣。在單因素試驗的基礎(chǔ)上，采用正交試驗和回歸正交組合試驗，對枯草芽孢桿菌BS1的發(fā)酵培養(yǎng)基進行了優(yōu)化。通過回歸分析，建立了芽孢產(chǎn)量與麥芽浸粉、黃豆粉、碳酸鈣的二次多項式數(shù)學(xué)模型，并對該模型進行顯著性和有效性檢驗。結(jié)果表明，在37℃，180rpm條件下，培養(yǎng)基配方為麥芽浸粉1g/L，黃豆粉15g/L，CaCO3

4、6.68g/L，MnSO40.4g/L，MgCl22g/L，培養(yǎng)48h，枯草芽孢桿菌BS1菌株的芽孢產(chǎn)量可達8.55×1010cfu/mL，比初始水平提高了131倍。
　　2.實驗室規(guī)模發(fā)酵條件研究。50L發(fā)酵罐小試試驗表明，裝液量60％(V/V)，溫度37±1℃，攪拌轉(zhuǎn)速200rpm，無菌空氣通氣量為1.5m3/h，罐壓0.03～0.05Mpa,自然pH進行發(fā)酵，菌體生長約8h進入對數(shù)期，16h進入穩(wěn)定期，20h開始形成芽孢，2

5、8h芽孢大量形成，芽孢產(chǎn)量于46h達到最高值6.90×109cfu/mL。
　　3.中試規(guī)模發(fā)酵條件研究。通過500L發(fā)酵罐中試規(guī)模試驗，得出較適于枯草芽孢桿菌BS1的發(fā)酵過程控制策略為:0～8h，攪拌轉(zhuǎn)速100rpm，通氣量12m3/h;8～20h，攪拌轉(zhuǎn)速150rpm，通氣量18m3/h;20～48h，攪拌轉(zhuǎn)速100rpm，通氣量10m3/h;全程溫度37±1℃，罐壓0.03～0.05Mpa，自然pH。采用上述發(fā)酵過程控制策略