利用玉米秸稈發(fā)酵生產(chǎn)芽孢桿菌肥料的研究.pdf

1、膠質(zhì)芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌是良好的生物肥料生產(chǎn)用菌株被廣泛應(yīng)用。目前工業(yè)生產(chǎn)膠質(zhì)芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌主要采用淀粉糖類和玉米面等，在日益緊張的糧食供給情況下，處于與人爭糧的窘境中，從長遠(yuǎn)角度來看難以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。秸稈是一種儲量很大的生物質(zhì)材料，其綜合利用率較低，隨著纖維素處理技術(shù)的發(fā)展，其開發(fā)利用的范圍也越來越廣。本實(shí)驗(yàn)首次研究了利用玉米秸稈酶解液發(fā)酵生產(chǎn)膠質(zhì)芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌的可行性，其次優(yōu)化了玉米秸稈酶解液初始糖濃度，考察了秸

2、稈酶解液初始糖濃度對膠質(zhì)芽孢桿菌發(fā)酵的影響，探討了膠質(zhì)芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌發(fā)酵罐的分批發(fā)酵培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，最后建立了膠質(zhì)芽孢桿菌的補(bǔ)料分批發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，研究了發(fā)酵罐的培養(yǎng)參數(shù)。論文的主要研究結(jié)果如下：
　　(1)通過與淀粉蔗糖培養(yǎng)基發(fā)酵培養(yǎng)膠質(zhì)芽孢桿菌的對比試驗(yàn)，研究了利用玉米秸稈酶解液發(fā)酵生產(chǎn)膠質(zhì)芽孢桿菌的可行性。結(jié)果表明，當(dāng)?shù)矸壅崽桥囵B(yǎng)基和秸稈酶解液培養(yǎng)基中糖濃度相當(dāng)時(shí)，秸稈酶解液培養(yǎng)基中膠質(zhì)芽孢桿菌的活菌數(shù)可達(dá)3.52×108 cf

3、u/mL，是淀粉蔗糖培養(yǎng)基的1.63倍。此外，考察了發(fā)酵結(jié)束10小時(shí)內(nèi)不同處理方式對膠質(zhì)芽孢桿菌生物量的影響，發(fā)現(xiàn)繼續(xù)振蕩培養(yǎng)時(shí)活菌數(shù)能維持在較高水平，但是優(yōu)勢不明顯。
　　(2)對發(fā)酵結(jié)束秸稈酶解液培養(yǎng)基在10小時(shí)內(nèi)進(jìn)行不同處理后，考察了秸稈固體殘?jiān)桨l(fā)酵液后的膠質(zhì)芽孢桿菌活菌數(shù)的變化。當(dāng)秸稈酶解殘?jiān)c發(fā)酵液1:2(m/V)吸附時(shí)，發(fā)酵液中的活菌數(shù)較高，但是一周后的活菌數(shù)變化不大。
　　(3)探討了秸稈酶解液初始糖濃度對

4、膠質(zhì)芽孢桿菌發(fā)酵的影響，通過分析膠質(zhì)芽孢桿菌在5 L發(fā)酵罐發(fā)酵過程中相關(guān)參數(shù)的變化，建立了補(bǔ)料分批發(fā)酵工藝，有效提高了菌體的生物量。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)初始葡萄糖濃度為15 g/L時(shí)最適合菌體生長。在最適初始糖濃度下，當(dāng)轉(zhuǎn)速為250 r/min，pH控制在7.0-7.2時(shí)，5 L發(fā)酵罐的試驗(yàn)結(jié)果顯示，其活菌數(shù)高達(dá)6.76×108 cfu/mL，是搖瓶培養(yǎng)的1.71倍。其中，補(bǔ)料分批發(fā)酵工藝為：初始糖濃度為15 g/L，通過利用200 g/L秸稈

5、酶解液濃縮液進(jìn)行間歇補(bǔ)料維持葡萄糖濃度在15 g/L以下，用氨水調(diào)節(jié)pH7.0-7.2之間，發(fā)酵周期38 h，活菌數(shù)最大值達(dá)到9.14×108 cfu/mL，是搖瓶培養(yǎng)的4.23倍。
　　(4)通過研究種子液的生長曲線，分別以秸稈酶解液和玉米粉為碳源發(fā)酵生產(chǎn)枯草芽孢桿菌，考察了利用玉米秸稈酶解液發(fā)酵生產(chǎn)枯草芽孢桿菌的可行性，并且研究了其發(fā)酵罐的分批發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)，采用14-18 h時(shí)的菌液作為菌種接種到發(fā)酵培養(yǎng)基較合適。秸稈酶