枯草芽孢杆菌发酵芽孢形成过程初探及干燥温度优化
发布时间：2021-09-01 15:09
枯草芽孢杆菌微生态制剂因其能够产生芽孢而具有较好的适应性和抗逆性,被广泛应用于动物养殖,植物防病和水体净化等多个领域。目前对枯草芽孢杆菌制剂的研究主要集中于如何提高有效生物量产量,但是在制备过程中培养基理化性质变化以及芽孢形成的分子机制的研究相对较少。本文主要研究了固态发酵过程中,培养基理化性质的动态变化,芽孢形成调控基因的表达,并探讨了其与活菌数,芽孢数以及芽孢率的关系。此外,通过优化干燥温度以进一步提高枯草芽孢杆菌有效生物量。主要研究结果如下:（1）固态发酵体系中,发酵前48h枯草芽孢杆菌生长繁殖迅速,活菌数量达8.34×109 cfu/g。发酵24-48h过程中,菌体利用了培养基中的大量葡萄糖,葡萄糖含量由13.6 mg/g下降到6.38mg/g。低场核磁结果表明,T21峰在发酵过程中向左移动,表明菌体代谢改变了培养基结构,使得T21水与培养基结合更加紧密。发酵48-72h过程中,芽孢数增加,芽孢率达到72%,菌体对培养基中营养物质利用率降低,培养基理化性质变化较小。（2）枯草芽孢杆菌发酵48h后芽孢数持续增加,营...
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：47 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
杆菌菌体大量繁殖，菌体数量迅速增加，芽孢量也在增加。在发酵 48h 后，活菌数少，但是芽孢数量依然在提高。发酵结束后活菌数量为 8.00×109cfu/g，低于发酵 48数量。而此时芽孢率为 72%。芽孢率与发酵 60h 相比，只增加了 4%。整个发酵过程发酵后期活菌数目减少但有效生物量一直在增加。随着发酵时间的增加，有效生物近于芽孢量，因此芽孢量是决定枯草芽孢杆菌微生态制剂产品品质的重要指标。整个发酵过程中，菌体的生长情况与发酵培养基成分变化有关。发酵前期（0～48h基中的碳源，无机盐等营养成分充分，菌体在适宜的条件下大量繁殖迅速生长。但皮加水后通气性差，随着发酵的进行，发酵体系中的氧气被消耗不能及时补充，造基中低氧的生存环境[35]。此时菌体生长条件恶化，菌体生长繁殖受到抑制，因此在（48h～72h）菌体生长量减少；由于枯草芽孢杆菌属于产芽孢菌属，在恶劣条件下成具有抗逆功能的内生芽孢[36]。发酵后期菌体繁殖方式发生改变，菌体形成芽孢以养成分及氧气的消耗，以此来适应恶劣环境。
图 2.2 不同发酵时间的芽孢率Fig.2.2 Sporulation rate at different fermentation time酵过程中葡萄糖含量的变化发酵体系中，随着时间的变化，培养基中葡萄糖及木糖含量变化如图 2.3。发酵萄糖含量从 13.6 mg/g 减少为 6.38mg/g，说明枯草芽孢杆菌菌体在 48h 内迅速生葡萄糖[37]。36h 到 48h 葡萄糖含量减少 1.73 mg/g，低于 24h 到 36h 的葡萄糖变前期生长的菌体利用了培养基中的麸皮豆粕，形成了葡萄糖为发酵体系补充了[38]。发酵 60h 体系中葡萄糖含量为 7.23 mg/g，高于 48h，说明培养基中的麸皮孢杆菌大量利用，纤维素等成分被分解为葡萄糖，导致葡萄糖含量上升。发酵体以芽孢形式存在。而其余少量以营养体形式存在的菌体，利用体系中剩余的生长繁殖，因此葡萄糖含量少量下降。体系中的木糖总体含量较低，主要是由添加木糖，而麸皮豆粕降解能产生的木糖较少[39]。而木糖含量在发酵前 24h 含量
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用LF-NMR技术研究鹰嘴蜜桃在贮藏过程中水分的变化[J]. 罗洁莹,汤梅,丘苑新,柳建良,王琴. 仲恺农业工程学院学报. 2019(01)
[2]枯草芽孢杆菌的应用现状概述[J]. 闫杨,刘月静,陈芳. 生物学教学. 2019(02)
[3]枯草芽孢杆菌对苦瓜生长、产量和矿质元素吸收的影响[J]. 秦健,黄如葵,梁家作,刘杏连,黄玉辉,陈小凤,黄熊娟,冯诚诚,琚茜茜. 中国瓜菜. 2019(02)
[4]我国抗菌药物滥用现状及对策分析[J]. 蒋杰,于珊珊,周颖真,王中磊,吕彦广,刘丽萍,杜凤霞. 中国医院用药评价与分析. 2018(10)
[5]不同复合微生态制剂添加方式对凡纳滨对虾生长、非特异性免疫及抗病力的影响[J]. 刘龙镇,田相利,王明阳,李海东,李丽,董双林,马家好. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2018(12)
[6]枯草芽孢杆菌代替抗生素在水产养殖上的应用[J]. 蔡艳,曹根凤,叶盛,许彦. 山西农经. 2018(19)
[7]枯草芽孢杆菌的作用机制及其在家禽生产中的应用[J]. 陈继发,朱瑾,曲湘勇. 经济动物学报. 2019(01)
[8]饲用抗生素在畜禽养殖中的问题与对策分析[J]. 岳磊,牛晋国,吉涛,任彬琳,隋超,任毅菲. 中国猪业. 2018(07)
[9]不同干燥方式对青梅品质的影响[J]. 罗鸣,张桂容,罗钰婕,殷晓翠,马嫄,袁乙平,李靖. 食品与发酵工业. 2018(10)
[10]响应面法优化稀酸水解处理麸皮的条件[J]. 冯豪,江冰心,张建国. 生物加工过程. 2018(04)
博士论文
[1]固态培养基汽爆灭菌及发酵过程强化[D]. 赵志敏.中国科学院研究生院(过程工程研究所) 2016
[2]多粘类芽孢杆菌和海洋芽孢杆菌可湿性粉剂的研制及其加工工艺的优化与放大[D]. 刘振华.华东理工大学 2011
硕士论文
[1]南瓜粉干燥过程品质控制技术[D]. 李敬.山东农业大学 2018
[2]枯草芽孢杆菌微生态制剂制备工艺研究[D]. 钟蔚.南京农业大学 2013
[3]加工工艺对微生态制剂的影响及微生态制剂应用效果研究[D]. 王超.湖南农业大学 2008
[4]乳酸菌活菌制剂保护剂及其工艺的研究[D]. 代海兵.东北林业大学 2008
本文编号：3377198
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：47 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
杆菌菌体大量繁殖，菌体数量迅速增加，芽孢量也在增加。在发酵 48h 后，活菌数少，但是芽孢数量依然在提高。发酵结束后活菌数量为 8.00×109cfu/g，低于发酵 48数量。而此时芽孢率为 72%。芽孢率与发酵 60h 相比，只增加了 4%。整个发酵过程发酵后期活菌数目减少但有效生物量一直在增加。随着发酵时间的增加，有效生物近于芽孢量，因此芽孢量是决定枯草芽孢杆菌微生态制剂产品品质的重要指标。整个发酵过程中，菌体的生长情况与发酵培养基成分变化有关。发酵前期（0～48h基中的碳源，无机盐等营养成分充分，菌体在适宜的条件下大量繁殖迅速生长。但皮加水后通气性差，随着发酵的进行，发酵体系中的氧气被消耗不能及时补充，造基中低氧的生存环境[35]。此时菌体生长条件恶化，菌体生长繁殖受到抑制，因此在（48h～72h）菌体生长量减少；由于枯草芽孢杆菌属于产芽孢菌属，在恶劣条件下成具有抗逆功能的内生芽孢[36]。发酵后期菌体繁殖方式发生改变，菌体形成芽孢以养成分及氧气的消耗，以此来适应恶劣环境。
图 2.2 不同发酵时间的芽孢率Fig.2.2 Sporulation rate at different fermentation time酵过程中葡萄糖含量的变化发酵体系中，随着时间的变化，培养基中葡萄糖及木糖含量变化如图 2.3。发酵萄糖含量从 13.6 mg/g 减少为 6.38mg/g，说明枯草芽孢杆菌菌体在 48h 内迅速生葡萄糖[37]。36h 到 48h 葡萄糖含量减少 1.73 mg/g，低于 24h 到 36h 的葡萄糖变前期生长的菌体利用了培养基中的麸皮豆粕，形成了葡萄糖为发酵体系补充了[38]。发酵 60h 体系中葡萄糖含量为 7.23 mg/g，高于 48h，说明培养基中的麸皮孢杆菌大量利用，纤维素等成分被分解为葡萄糖，导致葡萄糖含量上升。发酵体以芽孢形式存在。而其余少量以营养体形式存在的菌体，利用体系中剩余的生长繁殖，因此葡萄糖含量少量下降。体系中的木糖总体含量较低，主要是由添加木糖，而麸皮豆粕降解能产生的木糖较少[39]。而木糖含量在发酵前 24h 含量
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用LF-NMR技术研究鹰嘴蜜桃在贮藏过程中水分的变化[J]. 罗洁莹,汤梅,丘苑新,柳建良,王琴. 仲恺农业工程学院学报. 2019(01)
[2]枯草芽孢杆菌的应用现状概述[J]. 闫杨,刘月静,陈芳. 生物学教学. 2019(02)
[3]枯草芽孢杆菌对苦瓜生长、产量和矿质元素吸收的影响[J]. 秦健,黄如葵,梁家作,刘杏连,黄玉辉,陈小凤,黄熊娟,冯诚诚,琚茜茜. 中国瓜菜. 2019(02)
[4]我国抗菌药物滥用现状及对策分析[J]. 蒋杰,于珊珊,周颖真,王中磊,吕彦广,刘丽萍,杜凤霞. 中国医院用药评价与分析. 2018(10)
[5]不同复合微生态制剂添加方式对凡纳滨对虾生长、非特异性免疫及抗病力的影响[J]. 刘龙镇,田相利,王明阳,李海东,李丽,董双林,马家好. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2018(12)
[6]枯草芽孢杆菌代替抗生素在水产养殖上的应用[J]. 蔡艳,曹根凤,叶盛,许彦. 山西农经. 2018(19)
[7]枯草芽孢杆菌的作用机制及其在家禽生产中的应用[J]. 陈继发,朱瑾,曲湘勇. 经济动物学报. 2019(01)
[8]饲用抗生素在畜禽养殖中的问题与对策分析[J]. 岳磊,牛晋国,吉涛,任彬琳,隋超,任毅菲. 中国猪业. 2018(07)
[9]不同干燥方式对青梅品质的影响[J]. 罗鸣,张桂容,罗钰婕,殷晓翠,马嫄,袁乙平,李靖. 食品与发酵工业. 2018(10)
[10]响应面法优化稀酸水解处理麸皮的条件[J]. 冯豪,江冰心,张建国. 生物加工过程. 2018(04)
博士论文
[1]固态培养基汽爆灭菌及发酵过程强化[D]. 赵志敏.中国科学院研究生院(过程工程研究所) 2016
[2]多粘类芽孢杆菌和海洋芽孢杆菌可湿性粉剂的研制及其加工工艺的优化与放大[D]. 刘振华.华东理工大学 2011
硕士论文
[1]南瓜粉干燥过程品质控制技术[D]. 李敬.山东农业大学 2018
[2]枯草芽孢杆菌微生态制剂制备工艺研究[D]. 钟蔚.南京农业大学 2013
[3]加工工艺对微生态制剂的影响及微生态制剂应用效果研究[D]. 王超.湖南农业大学 2008
[4]乳酸菌活菌制剂保护剂及其工艺的研究[D]. 代海兵.东北林业大学 2008
本文编号：3377198
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