益生优良芽孢杆菌发酵关键技术研究开发与应用
益生芽孢杆菌因其独特的优势可用来制成新型、高效、低残留的微生态制剂,广泛应用于工业、农业、医学等科学研究领域。目前,国内外益生芽孢杆菌产业化关键技术存在诸多问题。如:活菌数低、出芽率低、货架期短、生产工艺研究不够深入、产品稳定性差等。
项目组在完成系列国家及省部级项目基础上,经过十几年的研究,攻克了芽孢杆菌发酵集成技术,主要包括:N+诱变结合荧光探针追踪,筛选出性状优良的菌种;多阶段发酵与高密度培养结合,大幅提高菌体密度、芽孢出芽率及菌体适应环境能力;构建图像采集,发明新型反应器,进一步优化菌体生长条件;将反应分离耦合技术应用于发酵,解除发酵过程中产物对菌体生长及体内酶活力的抑制作用,实现高浓度的发酵、提高芽孢出芽率、降低产物分离能耗、简化产物分离过程。
创新优势:
项目组采用专利技术生产研发系列益生芽孢杆菌:蜡样芽孢杆菌活菌数由2亿cfu/g提高到8亿cfu/g,符合市售要求并高于农用微生物菌剂国家标准(GB20287-2006)3倍以上;芽孢形成率达到了89.02%,比国内最高提高33.6%,发酵周期21天,比国内最短时间缩短38.2%;凝结芽孢杆菌活菌数由0.5亿cfu/g提高到12亿cfu/g;地衣芽孢杆菌活菌数由10亿cfu/g提高到13亿cfu/g。筛选出海藻糖、聚乙二醇400、吐温80、谷氨酸钠及甘油5种芽孢保护剂,延长芽孢半衰期45%以上,对菌体活性起到良好的保护效果。在示范区内应用,病害抑制率达89%。项目生产的蜡样芽孢杆菌粉参照标准WS-10001-(HD-0902)-2002,检验为类白色粉末,干燥失重为3.3%,小于7.0%,异常毒性符合规定,霉菌小于10个/克,低于标准规定100个/克,未检出控制菌,活菌数为731亿/克,达到国家规定的质量检测标准。
申请国家发明专利17项,授权14项;发表论文59篇,SCI收录43篇;出版专著5部。
南京工业大学
2021-01-12