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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(shì)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(guó)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(guó)家及省部級(jí)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(zhǎng)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(duì)菌體生長(zhǎng)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(jiǎn)化產(chǎn)物分離過程。創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)：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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB20287-2006)3倍以上；芽孢形成率達(dá)到了89.02%，比國(guó)內(nèi)最高提高33.6%，發(fā)酵周期21天，比國(guó)內(nèi)最短時(shí)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(zhǎng)芽孢半衰期45%以上，對(duì)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(gè)/克，低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定100個(gè)/克，未檢出控制菌，活菌數(shù)為731億/克，達(dá)到國(guó)家規(guī)定的質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。申請(qǐng)國(guó)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

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