胶质芽孢杆菌培养条件及发酵工艺的研究进展

[摘 要]构建发酵模型，发酵过程控制基于流变学特征来实现，将胶质芽孢杆菌提升土壤品质，基于此进行深入详细的研究。

[关键词]胶质芽孢杆菌 发酵过程 发酵工艺

中图分类号：TQ920.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）02-0124-01

胶质芽孢杆菌作为硅酸盐种类的细菌，可以完成硅酸盐矿物的分解，可以溶解磷，分解钾等多种作用，具有极大的应用价值，可以用于提升土壤的品质，促进植物生长，提高其抗病性，具有极大的应用价值。现阶段研究侧重于三个方面，其一为生物肥料，其二为分解多种矿物，其三为处理各种污水，而本文在此基础之上研究其培养所需要的条件， 除此之外还研究其发酵过程中所应用的工艺。

1 生物学方面的特性

胶质芽孢杆菌其作为大荚膜杆菌，体格比较粗，外形呈现杆子形状，在其末端则呈现圆形，菌体中通常会存在1、2个大脂肪颗粒，革兰氏染色变动比较大。

2 胶质芽孢杆菌微生物肥料模式的培养

此类肥料建立在微生物所存在的活动以及新陈代谢等，从而出现肥料效应，也就是发酵而来的生物制剂，胶质芽孢杆菌对于磷与钾有一定的作用，这样可以让土壤更加肥沃。

2.1 培养基的成分

培养基主要涵盖了以下几种成分，首先就是碳源，其种类以及浓度在选择的时候要慎之又慎，其次为氮源，在培养的过程中有两种培养基，一种为有氮模式，另一种为无氮模式，前者会使得杆菌所存在的产荚膜方面能力受到限制，不过菌类增值速度快，后者容易产生比较多的夹馍，使得菌液变得十分稠， 细菌不多，芽孢不容易形成，受到限制；同时碳氮比需要控制好；紧接着为微量元素等，Mn、B、Zn、Cu、Mo等，浓度要控制好，最后需要对培养基进行磁场处理。

2.2 培养需要的条件

培养条件主要有以下几种，首先就是适宜的温度，最好选用15到45度的温度，不过菌株存在差异，培养温度需要进行相对应的调整的，同时培养前后期也需要注意温度的差异；其次就是酸碱度，在PH数值为4.8到9.0， 方便胶质芽孢杆菌的生长，或高或低都会对其生长造成限制，同时外形参差不齐。 因此初始PH数值方面主要选用7.0到7.5，同时生长后期需要将PH数值维持在6.0以上。最后就是溶氧，作为好氧细菌，相应的临界氧气浓度处在比较高的水平， 尤其是需要注意装液量以及转速。

2.3 生物反应器发酵

此类发酵模式主要有两种，一种是固态模式发酵，另一种就是液体模式发酵， 在反应器层面机械搅拌型是十分合适胶质芽孢杆菌培养的。而气升式反应器也具有一定的使用价值。

3 胶质芽孢杆菌矿物分解的培养

胶质芽孢杆菌UI与高岭石以及长石等可以进行分解，从而获得钾、磷等。

3.1 土壤矿物分解条件

此方面条件类似于胶质芽孢杆菌适宜生长的条件。

3.2 对矿石侵溶所需要的条件

主要涵盖了以下几个层面，首先就是的菌体所存在的形态，其次就是矿浆所存在的浓度，紧接着为矿石所具有的粒度，最后就是PH数值等。接种的菌体主要选用处在芽孢生成率比较低的阶段，针对培养基中物质需要避免限制夹馍生长。矿浆浓度要大，矿石的粒度要小，在PH数值层面，初始选用7.0到7.5.，温度需要保证28到36度。侵矿需要保证七天时间。

4 胶质芽孢杆菌生物絮凝培养

关于絮凝剂方面，现在微生物多糖是热点，在工业应用层前景十分光明。

4.1 培养基的成分

可以选用单糖或者是二糖作为碳源，需要注重添加的浓度；选用尿素或者是硫酸铵作为主要的氮源。

4.2 培养需要的条件

絮凝剂合成通常情况下需要保证在30度左右。 而在情况下PH值为7-8，絮凝率处在比较高的水平，不过促菌生长以及维持絮凝剂活性的PH数值存在一些差异，在培养的过程中最好进行分阶段培养，这样可以使得絮凝率处在比较高的水平，在对数期PH数值选用7.2，在稳定前期PH数值选用6.9。在培养初始阶段，需要保证比较大的通气量，在培养的后期需要保证比较小的通气量。

4.3 絮凝中环境层面需要具备的条件

在此过程中，PH数值的影响是极大的，在絮凝率方面存在比较大的差异，胶质芽孢杆菌絮凝剂最好是选80ml/L，过多过少都会使得絮凝消耗受到干扰。对于生物絮凝剂所具有的活性，可以添加适当浓度的金属离子，如钠离子，锰离子以及镁离子等，不同离子菌株的絮凝效率的影响是不同的，呈现出多多少少的提升作用。如果全部条件都合适，胶质芽孢杆菌生产的絮凝剂其相对应的絮凝率超过93.6%，水平极高。

总结

胶质芽孢杆菌有着广泛的研究，现阶段研究侧重于三个方面，其一为生物肥料，其二为分解矿物，其三为处理污水，不同领域，侧重点也存在差异，经过本文的研究，有利于胶质芽孢杆菌生产以及实践。从现阶段研究来看，现阶段研究侧重于培养基以及发酵工艺的提升层面，大部分使用u瓶培养，动力学层面研究不多，所以，基于反应器层面研究，专注于该体系中氧气的溶解以及转移，体系整体性的特征，对于反应器构建以及工业化培养有着基础性的作用。

胶质芽孢杆菌在繁殖的过程中不可避免的出现荚膜多糖，对发酵工艺进行改良，菌体产量也可以处在不错的水平，不过胶质芽孢杆菌发酵液流变学层面研究不多， 基于研究，了解到生物反应所存在的传质等层面的特征，优化发酵流程，精准控制工艺条件，提升反应器水准，多方面意义重大。胶质芽孢杆菌可以很好的改良土壤， 基于此项目的，实施诱变处理，筛选，同时优化培养条件，这样可以获得价值极大的土壤改良剂生产所需要的胶质芽孢杆菌，同时还可以掌握其发酵的工艺，具有极其广阔的应用前景。

参考文献

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