基本信息
- 項目名稱：
- 響應面法優(yōu)化解淀粉芽孢桿菌Q-12發(fā)酵培養(yǎng)基
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 解淀粉芽孢桿菌Q-12在生長過程中產(chǎn)生的抗菌活性物質，能夠強烈抑制鐮刀菌、曲霉、青霉、毛霉等能引起食品腐敗的真菌。Q-12發(fā)酵液的粗提產(chǎn)物對熱穩(wěn)定，121℃高壓滅菌15min仍能保持很高的活性，易溶于水及極性有機溶劑，經(jīng)非極性有機溶劑萃取后，保留在水相的活性物質活性變化不大，在較寬的pH值范圍內都具有很高的抗菌活性，并且對蛋白酶K、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶不敏感。
- 詳細介紹：
- 本實驗室從堆肥中篩選出一株對若干植物病原霉菌和病原真菌(如立枯絲核菌和尖鐮孢菌)具有強烈抑制作用、并顯示廣譜抗菌活性的解淀粉芽孢桿菌Q-12，發(fā)酵液通過分離純化后得到一種新型抗菌物質，有望作為新型生物農(nóng)藥來開發(fā)。本研究通過響應面法，對該解淀粉芽孢桿菌Q-12的發(fā)酵培養(yǎng)基配比與抑菌物質產(chǎn)量之間的關系進行建模，希望得到更好抑菌活性的最佳培養(yǎng)基配比，以期為進一步發(fā)酵控制提供基礎數(shù)據(jù)。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本實驗室從堆肥中篩選出一株對若干植物病原霉菌和病原真菌(如立枯絲核菌和尖鐮孢菌)具有強烈抑制作用、并顯示廣譜抗菌活性的解淀粉芽孢桿菌Q-12，發(fā)酵液通過分離純化后得到一種新型抗菌物質，有望作為新型生物農(nóng)藥來開發(fā)。本研究通過響應面法，對該解淀粉芽孢桿菌Q-12的發(fā)酵培養(yǎng)基配比與抑菌物質產(chǎn)量之間的關系進行建模，希望得到更好抑菌活性的最佳培養(yǎng)基配比，以期為進一步發(fā)酵控制提供基礎數(shù)據(jù)。
科學性、先進性及獨特之處
- 解淀粉芽孢桿菌Q-12是本實驗室自行篩選的一株具有廣譜抗菌活性的菌株，為了研發(fā)新型生物農(nóng)藥，其發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化試驗設計采用了Plackett–Burman(PB)及Box-Behnken Design(BBD)方法，實驗數(shù)據(jù)處理使用的Design-Expert是全球頂尖級的實驗設計軟件。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 生物農(nóng)藥越來越受到人們的重視，并成為當今對農(nóng)產(chǎn)品安全研究的熱點。微生物易于培養(yǎng)，生長周期短，通過微生物制造生物農(nóng)藥已成為亟待開發(fā)的領域。解淀粉芽孢桿菌Q-12在生長過程中產(chǎn)生的抗菌活性物質，能夠強烈抑制能引起農(nóng)作物腐敗的真菌，具有良好穩(wěn)定性，有望用作抑制真菌的生物農(nóng)藥。本研究通過對解淀粉芽孢桿菌Q-12培養(yǎng)基的優(yōu)化，對進一步發(fā)酵控制、研發(fā)新型生物農(nóng)藥具有重要意義
學術論文摘要
- 本實驗室分離純化得到的解淀粉芽孢桿菌Q-12能夠對多種真菌與細菌產(chǎn)生抑制作用，在生物防治方面具有廣闊的應用前景。為了尋求解淀粉芽孢桿菌Q-12較高抑菌活性的發(fā)酵條件，對其進行搖瓶培養(yǎng)，并利用Design Expert軟件進行實驗設計和響應面分析，對解淀粉芽孢桿菌Q-12發(fā)酵培養(yǎng)基進行優(yōu)化。經(jīng)過逐步回歸分析建立了抑菌圈直徑對培養(yǎng)基主要成分的二次回歸模型，其回歸方程的R2=0.9554。得到的最佳培養(yǎng)基主要組成為（g/L）：葡萄糖 3.92，氯化銨 0.19，氯化鎂 3.83，牛肉膏 7.00。抑菌圈直徑達到29mm。
獲獎情況
- 已投至中國生物工程雜志，審稿中
鑒定結果
- 無
參考文獻
- [1]車曉曦,李校堃.解淀粉芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)的研究進展[J].北京農(nóng)業(yè), 2010, (03): 7-10. [2]劉俏,權春善,等.超濾解淀粉芽孢桿菌發(fā)酵液提取抗菌物質的研究[J]. 食品科技,2006,31(7): 70-72. [3]Nadir RM, Cleison LT, et al. New feather-degrading filamentous fungi [J]. Microb Ecol ,2008,56(01): 13–17.
同類課題研究水平概述
- 響應面法(Response surface methodology, RSM)是綜合實驗設計和數(shù)學建模, 通過實驗得到的數(shù)據(jù),采用多元二次回歸方程來擬合因素與響應值之間的關系, 對影響產(chǎn)量的各因子水平及其交互作用進行優(yōu)化與評價的方法。它可快速有效地確定多因子系統(tǒng)的最佳條件, 且求得的回歸方程精確度高,是優(yōu)化工藝、提高產(chǎn)品質量的一種有效方法, 因此被廣泛地應用于各種生化反應和微生物發(fā)酵條件的優(yōu)化和模型建立中。 自1945年Johnson等報道枯草芽孢桿菌產(chǎn)生抗菌物質后，眾多科技工作者對其產(chǎn)生了濃厚的興趣和極大的關注。芽孢桿菌是自然界中廣泛存在的一種非致病性細菌，能產(chǎn)生多種抗菌物質，其中大部分是多肽，主要抑制革蘭氏陽性菌；有些還能抑制革蘭氏陰性菌、霉菌和酵母。它們易于繁殖，適應環(huán)境能力強，具有很大的開發(fā)利用價值。解淀粉芽孢桿菌能產(chǎn)生多種抑制植物病原真菌的抗菌物質，因而在生物防治中起著重要的作用。解淀粉芽孢桿菌發(fā)酵產(chǎn)物還能很好地抑制真菌和致病菌的生長，因此又可以作為生物農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)中加以應用。 目前農(nóng)藥越來越受到人們的重視，并已成為當今對農(nóng)產(chǎn)品安全研究的熱點。由于微生物易于培養(yǎng)，且生長周期短，通過微生物制造生物農(nóng)藥已成為亟待開發(fā)的領域。 目前發(fā)現(xiàn)的微生物農(nóng)藥中，能夠抑制酵母及霉菌的只有少數(shù)幾種，納他霉素(Natamycin)也稱游鏈霉素(Pimaricin)，作為一種較好的酵母菌和霉菌的抑制劑，已經(jīng)被廣泛應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，但是納他霉素在水中和極性有機溶劑中的溶解度很低，并且其活性的穩(wěn)定性受pH值、溫度、光照強度和氧化劑及金屬的影響較大，限制了它的生物利用度。而解淀粉芽孢桿菌Q-12在生長過程中產(chǎn)生的抗菌活性物質，能夠強烈抑制鐮刀菌、曲霉、青霉、毛霉等能引起食品及農(nóng)作物腐敗的真菌，易溶于水及極性有機溶劑，受pH值、溫度等的影響不大，具有良好穩(wěn)定性，有望用作抑制真菌的生物農(nóng)藥。但要作為商品應用于市場, 首先要提高其產(chǎn)量, 因此優(yōu)化發(fā)酵培養(yǎng)基是其中的關鍵環(huán)節(jié)之一。采用響應面法優(yōu)化解淀粉芽孢桿菌Q-12發(fā)酵培養(yǎng)基, 為該菌的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)提供現(xiàn)實依據(jù)。
