益生優良芽孢桿菌發酵關鍵技術研究開發與應用
益生芽孢桿菌因其獨特的優勢可用來制成新型、高效、低殘留的微生態制劑,廣泛應用于工業、農業、醫學等科學研究領域。目前,國內外益生芽孢桿菌產業化關鍵技術存在諸多問題。如:活菌數低、出芽率低、貨架期短、生產工藝研究不夠深入、產品穩定性差等。
項目組在完成系列國家及省部級項目基礎上,經過十幾年的研究,攻克了芽孢桿菌發酵集成技術,主要包括:N+誘變結合熒光探針追蹤,篩選出性狀優良的菌種;多階段發酵與高密度培養結合,大幅提高菌體密度、芽孢出芽率及菌體適應環境能力;構建圖像采集,發明新型反應器,進一步優化菌體生長條件;將反應分離耦合技術應用于發酵,解除發酵過程中產物對菌體生長及體內酶活力的抑制作用,實現高濃度的發酵、提高芽孢出芽率、降低產物分離能耗、簡化產物分離過程。
創新優勢:
項目組采用專利技術生產研發系列益生芽孢桿菌:蠟樣芽孢桿菌活菌數由2億cfu/g提高到8億cfu/g,符合市售要求并高于農用微生物菌劑國家標準(GB20287-2006)3倍以上;芽孢形成率達到了89.02%,比國內最高提高33.6%,發酵周期21天,比國內最短時間縮短38.2%;凝結芽孢桿菌活菌數由0.5億cfu/g提高到12億cfu/g;地衣芽孢桿菌活菌數由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種芽孢保護劑,延長芽孢半衰期45%以上,對菌體活性起到良好的保護效果。在示范區內應用,病害抑制率達89%。項目生產的蠟樣芽孢桿菌粉參照標準WS-10001-(HD-0902)-2002,檢驗為類白色粉末,干燥失重為3.3%,小于7.0%,異常毒性符合規定,霉菌小于10個/克,低于標準規定100個/克,未檢出控制菌,活菌數為731億/克,達到國家規定的質量檢測標準。
申請國家發明專利17項,授權14項;發表論文59篇,SCI收錄43篇;出版專著5部。
南京工業大學
2021-01-12