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芽孢杆菌发酵效果与合适温度和ph值
发布时间:2023-03-23 01:30:13 来源:
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益生菌具有促进动物成长、进步机体免疫能力等生理功用,常用作微生态饲料增加剂。菌体SFU-9是一株蜡状芽孢杆菌,该菌株在晦气环境下能够以孢子方式存在,具有耐高温、耐酸碱和耐揉捏等长处,较乳酸菌、酵母菌等益生菌更能坚持活菌状况,合适饲料加丁业的需求。
该研讨以菌株SFU-9进行试验,研讨发酵温度、接种量、培育基初始pH值、溶解氧等要素对菌株成长的影响,确认出最佳培育条件为:培育基初始pH值为6.0~6.5,接种量5%(相对摇瓶装液量),培育温度30-32℃,装液量28 ~33mL /250mL 。
发酵液中的活菌数可达10的11次方cfu/mL。在此基础上,选用单因子和正交试验相结合的办法,确认出最佳发酵培育基组成为:玉米淀粉 2.0%,啤酒酵母 1.5%,NaH2PO40.2%,Na2HPO40.2%,玉米浆 2.0%。
以最佳培育基配方给菌体供给养分,在最佳培育条件下培育,能够使发酵液中的活菌数高达10的12次方cfu / mL。
因为抗生素等药物性饲料增加剂发生的药物残留、细菌耐药性等损害,人们将目光投向了无毒、无公害的微生态饲料增加剂的研讨和开发。
我国农业部1994年发布的能够用于出产微生态制剂的菌种有:乳酸杆菌、芽孢杆菌、粪链球菌、酵母菌和双歧杆菌。
芽孢杆菌具有耐高温、耐酸碱和耐揉捏等长处,合适饲料加工业的需求,能够坚持较高的活菌数。
孢子进入肠道后,能够在肠道上部敏捷复生而发挥生理生化效果,促进动物成长,进步机体免疫能力,该菌在饲料工业中的使用具有远大远景。
所以,本试验选用了出产效率高、出产周期短的高密度深层液体发酵法培育菌株 SFU-9,在摇床培育的条件下确认了合适蜡状芽孢杆菌SFU-9成长的最佳成长参数,在确认的最佳成长参数的基础上进行培育基优化的研讨,使发酵液的活菌含量进一步进步到达10的12次方cfu / mL,为该菌的工业化出产供给了理论依据和技术支持。
液体菌种培育:用Φ1mm的接种环取3环斜面菌种于液体培育基中,装液量30mL /250mL三角瓶,八层纱布封口,八层纱布封口,30~31℃,160r/min摇床培育16~18h,镜检菌体形状正常上无杂菌后备用。
摇床发酵:根本条件:装液量30mL/250mL三角瓶,接种量2%(瓶装液量),八层纱布封口30℃,160r/min,培育时刻16~18h。
选用血球计数办法在发酵过程中每隔3h取一次样,直至33h时止。做出菌株的成长曲线能够看出,当培育时刻到达15~18h左右时,菌种成长根本处于稳定时。
在20 ~25h时,有芽孢构成并很多发生孢子。该试验以菌体为意图产品,又因孢子具有耐高温、耐揉捏和耐酸碱等功用,能够长时期坚持生机,故从图中可知,该菌株的种龄为16~18h,发酵时刻为21~24h。
温度的凹凸与发酵中的酶反响速率、氧在培育液中的溶解度和传递速率等密切相关,然后影响菌体成长和产品组成。
本试验是在根本培育条件下,将培育温度由30℃改为别离在20,25,30,35,40,45℃下培育,选用活菌计数的办法测定发酵液中的活菌含量。菌株SFU-9的成长与温度的联系如图2示
在根本培育基的组成不变的前提下,将培育基的初始pH值由7.0别离调为5.5,6.0,6.5,7.0,7.5,8.0,然后接种培育。选用活菌计数办法测定发酵液中的活菌含量。pH值对菌株SFU-9的影响如图3示。
由此可知,当培育基的初始pH值为5.5~6.8时,发酵液中活菌含量超越10的11次方cfu/ml,该菌最适成长pH为6.0~6.5。
在根本培育条件前提下,改动接种量,使接种量别离为1%,2%,3%,4%,5%,6%,7%,8%,9%,10%,选用活菌计数办法测定发酵液中生物量。
接种量与发酵液中活菌总数的联系如图4所示:成果表明当接种量为5%时,发酵液中的活菌总数最大,可达10的11次方cfu/mL。该研讨的意图是获得最大菌体数,所以最佳接种量为5%
溶解氧是需氧菌发酵的必备条件,摇瓶装液量的多少直接影响氧的传递。本试验在根本培育条件前提下,改动装液量,使装液量别离为:15,20,25,30,35,40,45,50,55,60mL,然后接种培育。相同选用活菌计数办法测定发酵液中的活菌含量。菌株SFU-9对氧气的需求状况如图5所示。
从图中可知,装液量为28 ~ 33mL/250 mL时,发酵液中的活菌含量最高。
将基础培育基的碳源蔗糖3%别离用表1中的碳源替代,制成培育基后接种培育,用活菌计数办法测定发酵液中的活菌含量,成果见表1:
从表中能够看出,最合适蜡状芽孢杆菌SFU-9 成长的碳源是玉米淀粉,其次为马铃薯淀粉和可溶性淀粉。
将基础培育基中的蛋白胨和酵母膏用表2中的物质替代制造培育基,用于发酵出产菌株SFU-9。
从表2能够得知有机氮源较无机氮源更有利于蜡状芽杆菌SFU-9的成长其间以啤酒酵母为最佳,豆粕粉、酵母膏效果次之。
将基础培育基中的NaH2PO4,Na2HPO4用表3中的无机盐替代制造培育基,研讨无机盐对菌株SFU-9成长的影响,用活菌计数办法测定发酵液的活菌含量。
由此可知,无机元素磷是蜡状芽孢杆菌SFU-9成长所必需的元素,磷在菌体的核酸代谢、能量的储存与传递方面起着重要的效果。一起,磷酸盐也是重要的缓冲剂。
玉米浆富含成长因子,本试验是在基础培育基的基础上增加玉米浆,研讨其对菌株SFU-9的成长促进效果。
培育基中各组分之间有必定的内涵联系,为寻觅它们之间最恰当的配比,在研讨了碳源、氮源、无机盐和成长因子等单因子对菌株SFU-9成长的影响今后,选用正交试验的办法研讨这些要素对菌株成长的归纳效果,以进一步完善培育基中各组分的功用,进步发酵液的生物量。
以啤酒酵母、玉米淀粉、NaH2PO4+Na2HPO4和玉米浆作为发酵要素,每个要素各选取三个水平,并按L9(3的四次方)正交表规划9组摇瓶发酵试验,每组做两个平行。正交试验的要素与水平缓试验成果剖析见表 4。
由极差可知,C的极差最大,D的极差最小。极差越大,反映该要素水平改变时,总目标改变越大。也便是该目标对归纳目标的影响越大。因而,按极差巨细次序排列出要素的首要次序为CABD,据表4可知,菌株SFU-9最佳培育基配方为A2B2C2D2。
由试验可知,培育基的初始pH值、接种量,培育温度、培育时溶氧状况的培育条件和培育基的组成对菌株的成长有很大的影响。
经过单因子剖析和正交试验,确认出蜡状芽抱杆菌SFU-9的最优化培育基组成为:玉米淀粉2.0%,啤酒酵母1.5%,NaH2PO40.2%,Na2HPO40.2%,玉米浆2.0%。
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