摘要
本实验室前期从斜带石斑鱼肠道分离筛选到一株优良的益生菌-短小芽孢杆(Bacillus pumilus)SE5，该菌在活性或热灭活状态下均能调节海水鱼肠道菌群平衡，增强免疫功能，提高生长性能和饲料利用率，具有很好的商业化潜力。在此基础上，本研究通过对SE5进行发酵培养基优化、发酵工艺优化以及喷雾干燥工艺优化，旨在获得活菌数高、生产成本低的短小芽孢杆菌微生态制剂工业化生产工艺，为其商业化推广打下基础。主要结果如下: 1.通过响应面(RSM)法和单因素多水平试验对SE5的发酵培养基和发酵条件进行研究，最后确定了最佳基础培养基:麸皮10g/L，黄豆饼粉38g/L，NaCl6g/L，响应面模型预测活菌数最优结果为3.71×109CFU/mL，验证试验实际测定值为3.61×109CFU/mL;最佳摇瓶发酵条件为:装液量50mL/250mL、接种量5％、温度28℃、初始pH6.4。最后对SE5的产孢条件进行优化，通过正交试验设计，在最佳基础发酵培养基和摇瓶发酵条件基础上确定了最佳产孢无机盐组合:CaCO30.3g/L，MgSO4·7H2O1.5g/L，MnSO4·H2O0.4g/L。综上，SE5发酵培养基组成为:麸皮10g/L，黄豆饼粉38g/L，NaCl6g/L，CaCO30.3g/L，MgSO4·7H2O1.5g/L，MnSO4·H2O0.4g/L;发酵条件为:装液量50mL/250mL，接种量5％，初始pH6.4，温度28℃，摇床转速150r/min。按照此发酵工艺培养24h后活菌数平均值为6.29×109CFU/mL，几乎不产孢;培养48h后活菌数的平均值为3.21×109CFU/mL，芽孢数的平均值为1.60×109CFU/mL，产孢率为49.8％。 2.5L发酵罐放大研究表明，溶氧水平对SE5的菌体生长和芽孢形成有显著影响，当溶氧水平为40％时，发酵24h后SE5的发酵水平达到最高;发酵过程中控制pH对SE5的生长和产孢没有显著影响。SE5在5L发酵罐中的培养条件为:通气量2.4L/min，罐压0.05Mpa，培养温度28℃，自然pH，0-4埘转速200r/min，4-24h时保持溶氧水平40％，在此条件下，发酵24h后活菌数为5.28×109CFU/mL，芽孢数为5.20×109CFU/mL，产孢率为98.5％。 3.以麦芽糊精为载体，进料速度18.38mL/min，雾化压力0.3Mpa，对SE5发酵液进行喷雾干燥，菌粉活菌数为3.725×1011CFU/g，产品得率为74.47％，水分含量为2.26％，密度为0.4255g/cm3，pH为6.91，总糖含量3.18％。人工胃液耐受实验表明，菌粉中SE5对人工胃液有一定耐受性，pH2.0的人工胃液处理2h后菌种存活率较低，但pH3.0和4.0的人工胃液处理2h后菌种存活率较高，活菌数分别为7.83×1010CFU/g和11×1010CFU/g。菌粉中SE5对不同胆盐浓度的人工肠液有很强耐受能力，经含0.1％-0.5％胆盐的人工肠液处理3h后，SE5活菌数均超过1010CFU/g。
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