【摘 要】
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短短芽孢杆菌（Brevibacillus brevis）ch2-22菌株是本实验室从土壤中分离保藏的一株生防菌,前期实验验证其能够合成3KDa的短杆菌肽,具有广谱的抗真菌活性,对番茄、黄瓜、棉花等作物具有较强促生的作用。本研究在前期发酵工艺优化的基础上,进一步提高发酵的水平,从pH与溶氧（DO）两方面入手对发酵工艺进行调控,建立了发酵过程动力学模型;研究了发酵液中氨基酸变化与抗菌肽合成之间的联系。
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短短芽孢杆菌（Brevibacillus brevis）ch2-22菌株是本实验室从土壤中分离保藏的一株生防菌,前期实验验证其能够合成3KDa的短杆菌肽,具有广谱的抗真菌活性,对番茄、黄瓜、棉花等作物具有较强促生的作用。本研究在前期发酵工艺优化的基础上,进一步提高发酵的水平,从pH与溶氧（DO）两方面入手对发酵工艺进行调控,建立了发酵过程动力学模型;研究了发酵液中氨基酸变化与抗菌肽合成之间的联系。（1）通过单因素试验确定发酵初始pH为7.00;对发酵过程中菌体不同生长阶段进行pH调控,确定发酵过程pH最佳控制方式为稳定期通过补加酸碱维持在pH 8.50,有利于芽孢的形成。（2）通过测定溶氧系数KLa确定2.2vvm为最适通气比。通过测定不同转速下发酵的二氧化碳排放量（CER）与氧气消耗量（OUR）以及发酵呼吸商（RQ）分析代谢的途径变化及抗菌肽比合成速率的变化,确定不同生长阶段的搅拌转速。确定分阶段调控,即0-8 h延滞期保持350 r/min、8-24 h对数期调节至410 r/min、24-36h稳定期维持350 r/min,发酵末期将转速降低至300 r/min,维持发酵液菌体活性。优化后的培养结果较其余恒定转速培养均有不同程度提高,较350 r/min培养提升11.53%,较180 r/min培养提升24.28%。与pH调控前相比提升45%以上。（3）在优化后的发酵工艺基础上于5 L发酵罐进行分批发酵。建立短短芽孢杆菌分批发酵过程动力学模型,结果表明所得动力学模型能够较好反映该菌发酵过程。菌体生长动力学:（?）产物合成动力学:（?）底物消耗动力学:（?）通过发酵过程动力学模型对pH阶段培养及分阶段DO优化策略进行分析验证,通过相关参数的变化确定了优化结果的可靠性。（4）对短短芽孢杆菌分批发酵过程中主要氨基酸建立检测方法,检测得到17种主要氨基酸在发酵过程中含量变化,明确了 17种氨基酸与抗菌肽合成之间的关系。选取含量随菌体浓度升高、抗菌肽合成量增多而浓度减少的一类氨基酸进行补加。对几种天然氮源进行发酵实验,确定鱼粉为最适氨基酸补加原料。补加培养后,发酵液菌体浓度达到1.45×1010 cfu/mL以上,芽孢浓度达到1.10×1010 cfu/mL,抗菌肽含量达到 9.012×10-3 mg/mL。
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