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甲基营养型芽孢杆菌GSBM05产抗菌活性物质发酵条件优化
摘要：
本文通过对甲基营养型芽孢杆菌GSBM05发酵条件的优化研究，获得了更高的抗菌活性物质产量。实验结果表明，产抗菌活性物质的最佳发酵条件是初期pH为7.0、温度为37℃、发酵时间为48小时、转速为180rpm和初始菌液密度为1.5×10^8CFU/mL。经过优化设计后，该条件下产物的抗菌活性物质产量提高了39.6%。本研究为该菌株的进一步利用提供了可靠的依据。
关键词：甲基营养型芽孢杆菌；抗菌活性物质；发酵条件；优化
Abstract:
ThispaperstudiestheoptimizationofthefermentationconditionsofBacillusmethylotropicusGSBM05toobtainhigheryieldofantibacterialsubstances.TheexperimentalresultsshowedthattheoptimalfermentationconditionsfortheproductionofantibacterialsubstanceswereinitialpHof7.0,temperatureof37℃,fermentationtimeof48hours,rotationspeedof180rpmandinitialcelldensityof1.5×10^8CFU/mL.Afteroptimizationdesign,theyieldofantibacterialsubstancesoftheproductunderthisconditionincreasedby39.6%.Thisstudyprovidesareliablebasisforfurtherutilizationofthisstrain.
Keywords:Bacillusmethylotropicus;antibacterialsubstances;fermentationconditions;optimization
1.引言
芽孢杆菌是一种广泛存在于自然环境中的细菌。它们具有较强的抗逆性，可以在极端环境下生存，并且能够产生多种生物活性产物，如抗生素、酶、多糖等，并且被广泛应用于食品、医药、农业等领域。
甲基营养型芽孢杆菌是一种被广泛应用于环境治理和工业生产等领域的细菌。近年来，越来越多的研究表明，该菌株具有较强的产抗菌活性物质的能力。因此，如何优化其发酵条件以获得更高的抗菌活性物质产量，成为了当前研究的一个热点问题。
本文通过对甲基营养型芽孢杆菌GSBM05产抗菌活性物质的发酵条件进行优化研究，旨在获得更高的产量和更好的品质。
2.实验部分
2.1菌种
采用甲基营养型芽孢杆菌GSBM05作为研究对象。该菌株保存在我实验室中。使用LB琼脂平板培养，incubate24hat37℃。
2.2液态培养基的制备
采用改良的Luria-Bertani培养基（LB）为基础，与成分（摇床发酵）的质量组成比为：葡萄糖8.0g/L、牛肉精粉5.0g/L、酵母提取物3.0g/L、明胶5.0g/L、(KH2PO4)2.0g/L、NaCl2.0g/L、MgSO40.1g/L、FeSO40.01g/L、ZnSO40.001g/L、MnSO40.001g/L。将上述成分倒入蒸馏水中，用自制滤器滤净至1000mL容量瓶中，瓶口用棉塞堵紧并在121℃下高压灭菌20min。
2.3发酵条件的优化研究
2.3.1发酵条件的选取
本文选取初始pH值、温度、发酵时间、转速和初始菌液密度作为发酵条件的影响因素，通过单因素实验与响应面分析，最终确定最佳发酵条件。
2.3.2单因素实验
本文采用单因素实验法进行研究。选取不同的发酵条件，分别在80mL菌液的培养基中进行发酵，测定抗菌活性物质的生产量。
2.3.3响应面分析
将初始pH值、温度、发酵时间、转速和初始菌液密度视为自变量，采用Box-Behnken响应面实验设计方法，建立响应面模型，并通过响应面优化获取最佳发酵条件。实验数据经非线性回归分析处理，得到响应面回归方程。
2.4抗菌活性物质产量的测定
对发酵液进行离心、过滤、乙醇沉淀和制备发酵液浓缩物等处理，通过酸性清洗法，测定产物对荧光素酸钠和金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度(MIC)。
3.结果和分析
3.1单因素实验结果
以抗菌活性物质与菌体总存活细胞数的比值为指标，选取不同的发酵条件，进行单因素实验，得到如图1所示的结果。
图1不同发酵条件下抗菌活性物质产量的变化
通过对比，发现不同发酵条件对抗菌活性物质产生明显的影响。初期pH为7.0、温度为37℃、发酵时间为48小时、转速为180rpm和初始菌液密度为1.5×10^8CFU/mL的组合能够产生最高的产物产量