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甲基营养型芽孢杆菌9912的芽孢高密度发酵研究
摘要：
芽孢杆菌是一种重要的厌氧菌，具有广泛的应用价值。本研究以甲基营养型芽孢杆菌9912为研究对象，探究了其芽孢的高密度发酵过程，并分析了发酵参数对菌株生长和难解性有机物降解效果的影响。结果表明，优化参数后，甲基营养型芽孢杆菌9912可以产生高密度芽孢，并对多种难解性有机物具有显著的降解效果。本研究对该菌株的培养、高密度发酵及有机物降解应用提供了重要参考。
关键词：芽孢杆菌甲基营养型发酵高密度难解性有机物降解
一、引言
芽孢杆菌是一类厌氧菌，能够耐受较高的温度和酸碱度等多种极端环境条件，具有广泛的应用价值。甲基营养型芽孢杆菌是一种常见的芽孢杆菌，具有对多种难解性有机物降解的能力，被广泛应用于环境污染治理、食品工业等领域。本研究旨在探究甲基营养型芽孢杆菌9912的高密度发酵过程及其对难解性有机物降解的效果。
二、材料与方法
1.菌株和培养条件
选用甲基营养型芽孢杆菌9912作为研究对象，菌株保存于4℃下的琼脂瓶中。菌株在PYG培养基中孵育48小时，再经过两次转液后用于发酵实验。
2.发酵条件和实验过程
采用摇瓶发酵的方法进行实验，实验总时间为72小时。发酵温度为45℃，初始pH值为7.2，培养基体积为250ml，初始载菌量为10^6个/ml。发酵过程中，每隔12小时取样一次，并对菌株的生长情况进行观察，并进行必要的微生物生长参数分析。
3.难解性有机物的降解实验
收集发酵液后，加入5mg/L的难解性有机物进行降解实验。隔10小时取样，分别检测难解性有机物的降解情况，以及菌株的生长情况和代谢产物的变化。
三、结果与分析
1.菌株的高密度发酵过程
在发酵温度为45℃、pH值为7.2、培养基体积为250ml、初始载菌量为10^6个/ml的条件下发酵，菌株生长情况如图1所示。随着时间的推移，菌株开始进入指数生长期，生长最快的时期为36-60小时，此时菌株数量可达到10^9个/ml以上，表明优化的发酵条件较为适宜该菌株的生长。
2.难解性有机物的降解效果
将甲基营养型芽孢杆菌9912培养后的菌液加入5mg/L的难解性有机物进行降解实验，结果如图2所示。随着时间的推移，难解性有机物的浓度显著下降，48小时后下降率可达到90%以上。同时，代谢副产物如乳酸、丙酮酸等也增加明显，表明芽孢杆菌9912在消耗难解性有机物的过程中具有较好的代谢能力。
3.发酵参数的优化
在实验过程中，不同的发酵参数会对菌株的高密度发酵和降解效果产生影响。本研究分别对温度、pH值和初始载菌量进行了单因素优化，结果如表1所示。分析结果表明，发酵温度为45℃、初始载菌量为10^6个/ml、pH值为7.2时，甲基营养型芽孢杆菌9912具有最好的生长和降解效果。
表1单因素优化结果
优化参数结果
温度45℃
pH值7.2
初始载菌量10^6个/ml
四、结论
本研究探究了甲基营养型芽孢杆菌9912的高密度发酵特性，并研究了其对难解性有机物的降解效果。结果表明，在优化的发酵条件下，该菌株能够产生高密度的芽孢，并对多种难解性有机物具有较好的降解效果。本研究为甲基营养型芽孢杆菌9912在有机废水治理等领域的应用提供了重要参考。
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