论文部分内容阅读
绿色广谱生物杀虫剂多杀菌素是由Saccharopolysporaspinosa经有氧发酵后的次级代谢产物,具有杀虫谱广,易降解,低残留,对人畜无害,环境污染少等特点。多杀菌素在农牧业上有着广阔的应用前景,有望成为我国生物农药产业一个新的经济增长点,该产品的开发将具有很好的经济效益和社会效益。本文在研究了多杀菌素产生菌Saccharopolysporaspinosa的生长代谢过程,优化了发酵工艺条件后,进行了生物反应器培养。
首先,确定了采用高效液相色谱法对多杀菌素的含量的测定条件,得到多杀菌素HPLC分析法的回归方程Area=19.81xAmt-30.10,相关系数r=0.98。其次,根据研究菌株的多杀菌素产量过低的情况,建立了采用萃取培养液与浸泡菌丝相结合提取发酵样品中多杀菌素的方法,具体方法为:将发酵至终点的培养液离心,按甲醇体积与菌丝质量比为2:1进行菌丝中多杀菌素的浸提,上清液用50mi的乙酸乙酯萃取两次,减压蒸馏萃取液,蒸干后用甲醇溶解并与菌体浸泡液合并,即为发酵样品中多杀菌素A和多杀菌素D的粗提物,4℃保存。
利用摇瓶培养试验研究刺糖多孢菌Saccharopolysporaspinosa的分批培养过程中生物量、培养液pH、葡萄糖消长、多杀菌素含量等因素的变化规律。菌体生长4个周期的具体时间:1.2d为停滞期,2-7d为对数生长期,7.10d为平衡期,第10d菌体进入衰亡期。多杀菌素的合成时期分布在菌体的生长期和平衡期中,故多杀菌素的合成属于部分生长偶联型。利用MATLAB软件对实验数据进行非线性回归,拟合出了细胞生长动力学模型、基质消耗动力学模型和产物生成动力学模型,得到了细胞生长量、残糖量、多杀菌素产量在发酵过程中随时间变化的规律,相关系数分别为0.9893、0.9927、0.9863。95%置信度区间分析的结果表明,该模型能够很好的反映出刺糖多孢菌分批发酵的过程。
本文对发酵培养基以及培养条件进行了优化。考察了碳源、氮源,前体物质、常见营养元素等,最后进行了正交试验优化。培养条件的优化主要包括装量和初始pH的优化。优化后的发酵工艺条件如下:发酵培养基为2%葡萄糖,6%鱼粉,1%乳糖,0.5%t米浆,0.1%橄榄油,发酵的初始pH为8。在优化以上发酵条件的基础上,发酵产量为4.62mg/L,比原始产量提高了754.71%。
在了解刺糖多孢菌的生长代谢规律和优化了培养条件后,本文进行了刺糖多孢菌的生物反应器培养,比较了发酵条件优化前后的总糖、pH、溶氧量及多杀菌素含量的变化情况。在生物反应器培养中,条件优化后的发酵单位为2.22mg几,与条件未优化的发酵单位相比,提高了436.10%:而与条件优化后的摇瓶培养相比则下降了2.40mg/L。