本试验旨在分离出一株降解纤维素功能较强的凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans）,研究其生物学特性并通过动物试验验证菌株安全性,优化其发酵工艺,探究发酵后预处理工艺。具体内容如下:1.降解纤维素凝结芽孢杆菌的分离鉴定以采集的土壤样品为研究对象,利用羧甲基纤维素钠培养基进行初筛,通过测定滤纸酶活和纤维素酶活进行复筛。结果显示,在羧甲基纤维素钠培养基上共初筛出32株菌株,其中有7株菌株用刚果红染色后产生酶解圈。复筛分离出一株降解纤维素功能较强的菌株,纤维素酶活和滤纸酶活分别为59.68±1.43 U/m L和34.78±0.65 U/m L,命名MRS-913。通过菌株形态观察、生理生化鉴定以及16S r DNA序列测定,菌株MRS-913是凝结芽孢杆菌。2.凝结芽孢杆菌MRS-913的生物学特性分析及安全性试验分别对凝结芽孢杆菌MRS-913的生长曲线和p H曲线、胆盐、酸和人工胃液的耐受能力、药物敏感性等生物学特性以及安全性进行了检测。结果显示:凝结芽孢杆菌MRS-913随着菌株浓度的增加,菌液p H在不断降低,证明其生长过程中产酸,于18 h时菌体浓度达到最大,活菌数趋于稳定为6.2×10~8CFU/m L。菌株在胆盐质量浓度为0～4%的范围内,随着浓度的增加,菌株的存活率降低。在质量浓度4%的胆盐中,处理4 h存活率为32.8%;在p H为5的酸环境,处理4 h后菌株存活率高达93.4%,p H为1的酸环境处理4 h存活率为55.9%。此外,在菌株对人工胃液的耐受能力检测发现,凝结芽孢杆菌在p H为1.5的模拟胃液中可耐受180 min,存活率为62.8%。在p H为2.5的模拟胃液环境中可耐受180 min,存活率达74.8%。在100℃水浴15 min存活率达54.0%。抗生素敏感性试验表明,菌株除对杆菌肽、奥普托欣、林可霉素不敏感;对阿奇霉素低敏;对多黏菌素B、链霉素中度敏感;对红霉素、卡那霉素高敏外,对其他7种抗生素都极高敏。最后,用菌株发酵液灌喂小鼠14 d,小鼠饮食、精神及活动等临床现象均无异常表现,且无死亡。解剖观察小鼠的脏器,无任何病变等不良现象。3.凝结芽孢杆菌MRS-913发酵培养基及培养条件优化首先通过单因素试验确定了最佳碳源及氮源,结合单因素试验结果,通过Plackett-Burman试验设计得出影响菌体浓度的显著因素,进行对显著因素进行爬坡试验,最后通过Box-Behnken试验设计,得出结果后进行方差分析、等高线图和响应面图分析,得出最佳培养基配方。结果表明,最佳碳源为淀粉,最佳氮源为豆粕。Plackett-Burman试验得出影响菌体浓度的显著因素:淀粉、豆粕和氯化钠。Box-Behnken试验结果表明,最佳培养基配方淀粉14.179 g/L、豆粕4.092 g/L、氯化钠1.993 g/L、玉米面10 g/L、磷酸二氢钠2 g/L、碳酸氢钠1.5 g/L、硫酸镁0.04 g/L、硫酸锰0.05 g/L、硫酸铵12.5 g/L。在基础培养条件下,理论菌落数为2.01×10~9CFU/m L。在此基础上对培养条件进性优化,结果表明,初始p H=7.0,培养温度40℃,转速210 r/min,三角瓶装液量30 m L/250 m L,接种量6%。菌株在最佳培养基配方和最佳培养条件下培养24 h后,活菌数为7.86×10~9CFU/m L,芽孢数为7.61×10~9CFU/m L,芽孢率为96.8%。4.凝结芽孢杆菌MRS-913制剂工艺研究通过对发酵产物进行一系列处理,初步得到一套发酵后预处理条件及储存温度。首先对麦麸、玉米粉、葡萄糖、碳酸钙和豆粕粉进行了最佳吸附载体的筛选,结果表明,麦麸作为吸附载体时,活菌体数最高,为7.15×10~9CFU/m L。在此基础上对离心吸附和直接吸附两种方式进行了对比,结果表明,发酵液经离心吸附菌体更易损失,离心吸附活菌数复测结果是直接吸附活菌数的1.98倍。此外,探究了40、45、50、55、60、65℃干燥下的最佳干燥温度,结果表明,在45℃恒温干燥条件下活菌体数最高,菌体数为6.97×10~9CFU/m L,随着干燥温度的增加活菌体数减少,在65℃干燥温度时活菌体数最低为4.67×10~9CFU/m L。最后,将初产品置于4℃、-20℃以及室温储存,存放7 d、14 d、30 d、60 d后进行活菌复测。结果表明,随着储存时间的延长,活菌数均呈下降趋势,其中,在-20℃条件下储存初产品的活菌数损失较快,保存60 d后菌体存活率为66.7%,在4℃的条件下储存初产品活菌数最高,60 d存活率达84.2%。