柑橘采后生防菌34-9及γ-60-11固体发酵工艺研究

论文摘要

柑橘的采后病害是引起柑橘腐烂的主要原因,常会导致巨大的经济损失,化学杀菌剂是控制柑橘采后病害的主要手段,但长期大量使用化学杀菌剂会对人体健康及环境造成危害,同时也导致柑橘致病菌产生抗药性,从而降低防治效果因此,迫切需要生产一些新的、高效无毒的生物保鲜剂,以逐步取代化学杀菌剂在柑橘上的使用。目前,生防菌多采用液体深层发酵技术,对设备要求高,生产工艺复杂,成本高;而固体发酵采用的原料一般是廉价的农副产品,设备也较液体发酵简单。发酵产品经简单处理即可得到固体菌剂,生产成本低于液体发酵。本试验对柠檬形克勒克酵母菌34-9及其诱变菌株γ-60-11固体发酵培养基配方和发酵条件进行了研究,筛选出适合柠檬形克勒克酵母菌34-9及其诱变菌株γ-60-11固体发酵生产的培养基配方,并对培养基配方进行优化,明确了其发酵工艺条件。为研制有效的生物防治菌剂提供科学依据。主要结果如下:1.研究了菌种特性,确定了最佳种子液浓度以及培养时问:分析了柠檬型克勒克酵母的主要组成成分。研究了34-9和γ-60-11在豆芽汁液体培养基上的生长动态,确定了种子液最佳培养时间,34-9为14h,γ-60-11为16h,种子液浓度均为5×108个/mL。2.筛选出固体发酵的最佳培养基配方:在摇瓶固体发酵基础上,34-9固体培养基配方为麸皮:玉米粉:豆粕=1:4:1,葡萄糖30g/kg,（NH4）2SO49g/kg,KH2PO49g/kg,蛋白胨5g/kg;MgSO4·7HO 2.4 g/kg,ZnSO4·7H2O 0.4 g/kg,CaCl2·2H2O 0.12 g/kg,生物素0.1mg/kg,泛酸钙30mg/kg,核黄素6 mg/kg。γ-60-11固体发酵的培养基配方为麸皮:玉米粉:豆粕=1:3:2;葡萄糖30 g/kg,（NH4）2SO49g/kg,NaH2PO49g/kg,蛋白胨10g/kg;MgSO4·7H2O 2.4 g/kg,ZnSO4·7H2O 0.4 g/kg,MnSO4·7H2O 0.02g/kg,CaCl2·2H2O 0.12 g/kg,生物素0.1mg/kg,肌醇3 mg/kg,硫胺素6 mg/kg,核黄素0.6mg/kg。3.获得了适宜的摇瓶固体发酵条件:对不同温度、不同发酵时间、不同接种量、不同料水比分别进行了试验,优化了发酵条件。34-9发酵温度为30℃,发酵时间32h,接种量15%,料水比1:1;γ-60-11发酵温度为28℃、发酵时间28h,接种量15%,料水比1:1;研究还表明在一定范圈内,随着接种量的增加,34-9和γ-60-11的生物量明显的提高。4.优化了发酵生产工艺:在发酵罐水平上,优化选择了34-9和γ-60-11的发酵生产工艺。搅拌速度8r/min,正转60s,反转60s,间隔3s;通气流量前12h为1m3/h,12h-36h为1.5m3/h,最后12h为1m3/h。34—9生物量达到4.16×109CFU/g,γ-60-11达到3.75×109CFU/g。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 世界及我国柑橘产业概况
• 1.2 柑橘采后腐烂状况
• 1.3 拮抗菌在柑橘上的应用
• 1.4 果蔬采后拮抗菌的商品化研究进展
• 1.5 拮抗酵母菌的固体发酵工艺
• 1.5.1 拮抗酵母菌固体发酵的营养成分
• 1.5.1.1 固体发酵的基本培养基
• 1.5.1.2 需要添加的营养成分
• 1.5.2 拮抗酵母菌固体发酵的条件
• 1.5.2.1 温度
• 1.5.2.2 pH值
• 1.5.2.3 氧气
• 1.5.2.4 湿度
• 1.5.2.5 种龄与接种量
• 1.5.2.6 初始含水量
• 1.5.2.7 其他条件
• 1.5.3 拮抗酵母菌固体发酵工艺的放大
• 1.6 当前生物活体杀菌剂研制中存在的问题
• 1.6.1 抑病机理还不清楚
• 1.6.2 规模化培养的基本条件需要摸索
• 1.6.3 产品货架期有待提高
• 1.7 课题来源及其意义
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 菌种
• 2.1.2 固体发酵材料
• 2.1.3 仪器设备
• 2.1.4 培养基
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 菌种特性研究
• 2.2.1.1 柠檬形克勒克酵母化学组成分析
• 2.2.1.2 豆芽汁液体培养基上的生长动态
• 2.2.2 固体发酵工艺配方及条件的确定
• 2.2.2.1 发酵培养基筛选
• 2.2.2.2 外加碳源选择
• 2.2.2.3 外加氮源选择
• 2.2.2.4 外加磷源选择
• 2.2.2.5 碳、氮、磷源优化选择
• 2.2.2.6 培养基中金属离子成分的优化选择
• 2.2.2.7 培养基中维生素成分的优化选择
• 2.2.2.8 不同接种量实验
• 2.2.2.9 不同温度实验
• 2.2.3 固体培养基上的生长动态
• 2.2.4 发酵罐试验
• 2.3 统计分析
• 3 结果与分析
• 3.1 菌种特性研究
• 3.1.1 檬形克勒克酵母化学组成
• 3.1.2 34-9和γ-60-11在豆芽汁液体培养基上的生长动态
• 3.2 固体发酵培养基筛选及发酵条件的优化
• 3.2.1 固体发酵培养基筛选
• 3.2.1.1 单基质筛选
• 3.2.1.2 双基质配比筛选
• 3.2.1.3 三基质配比筛选
• 3.2.2 外加碳源选择
• 3.2.3 外加氮源选择
• 3.2.4 外加磷源选择
• 3.2.5 碳、氮、磷源优化
• 3.2.6 培养基中金属离子成分的优化选择
• 3.2.7 培养基中维生素成分的优化选择
• 3.2.8 不同接种量对酵母生长的影响
• 3.2.9 不同温度对酵母生长的影响
• 3.2.10 不同料水比对酵母生长的影响
• 3.3 固体发酵培养基上的生长动态
• 3.4 发酵罐中的发酵工艺研究
• 4 讨论
• 4.1 培养基配方的优化
• 4.2 发酵条件的优化
• 创新点与下一步研究计划
• 一 创新点
• 二 下一步研究计划
• 参考文献
• 致谢