响应面法优化棘孢木霉产厚垣孢子发酵工艺.PDF

中国生物工程杂志　ＣｈｉｎａＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１３，３３（１２）：９７１０４ 响应面法优化棘孢木霉产厚垣孢子发酵工艺 １，２ ２ ２ １ １ 武为平 　陈　捷 　李雅乾 　陈立杰 　段玉玺 （１沈阳农业大学植物保护学院北方线虫研究所　沈阳　１１０８６６） （２上海交通大学农业与生物学院农业部都市农业（南方）重点实验室　上海　２００２４０） 摘要　采用响应面法（ＢｏｘＢｅｎｈｎｋｅｎＤｅｓｉｇｎ）对影响棘孢木霉（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａａｓｐｅｒｅｌｌｕｍ）ＺＪＳＸ５００３ 菌株产厚垣孢子的４个主要因素（黄豆饼粉玉米粉用量，甘油添加量，装液量，初始ｐＨ）进行了研 究。通过对试验数据进行方差分析考察了各因素及其交互作用对厚垣孢子产量的影响；进行回 归分析并建立基于统计学的回归方程，计算获得最佳发酵条件：大豆饼粉玉米粉用量３３．２５ｇ／Ｌ、 甘油添加量８．８６ｍｌ／Ｌ、装液量９９．３５ｍｌ／５００ｍｌ、初始ｐＨ值３．２６，此时预测的厚垣孢子产量为９．５６ ７ ７ ×１０个／ｍｌ。在此条件下，实际测得厚垣孢子产量为９．８４×１０ 个／ｍｌ，达到理论预测值的 ９７．０７％，且比优化前提高了６９．０７％，进一步采用１０Ｌ发酵罐进行适用性验证，厚垣孢子产量达 ８ 到１．７５×１０个／ｍｌ，比摇瓶发酵的产量高，为木霉菌厚垣孢子菌剂开发提供了理论依据。 关键词　响应面法ＢＢＤ设计　棘孢木霉菌　厚垣孢子　发酵工艺　优化 中图分类号　Ｑ８１９ ［５］ 　　木霉菌（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａｓｐｐ．）是一种具有重要经济价 径 。近年来，基于统计学方法的实验设计广泛地应 ［１］ ［６１１］ 值的有益菌，主要用于植物病害的生物防治 ，可产生 ? 用于化学、化工以及生物方面 ，其中ＲＳＭ（ｒｅｓｐｏｎｓｅ 多种拮抗物质，生防机制多样化，在植物病害生物防治 ｓｕｒｆａｃｅｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ）即响应面法可用较少的实验数据 中显示出明显的优势。早在２０世纪３０年代，人们就认 ［１２］ 推算出目标值的优化条件，优化效率高 ，其原理是通 ［２］ 识到木霉菌对植物病原菌的拮抗作用 ，１９８１年西欧 过一系列确定性试验拟合一个响应面，来模拟真实的 ［３］ ［１３］ 国家已进行木霉菌制剂的商品化生产 ，如今木霉菌 极限状态曲面，从而很容易进行可靠性分析 ，它已广 ［４］ 作为生物防治微生物已得到广泛应用 。 泛地应用于农业、生物、食品、化工等领域的工艺优化 　　目前我国登记的木霉菌制剂主要为活分生孢子制 ［１４］ 设计之中 。 剂，其货架期较短，在一定程度影响了推广使用；厚垣 　　本研究正是采用响应面法对棘孢木霉 （Ｔ． 孢子则具有抗逆性强、存活期长、易贮藏等特点，能够 ａｓｐｅｒｅｌｌｕｍ）ＺＪＳＸ５００３生防菌株发酵产厚垣孢子的关键 满足生产上的实际需求，可是厚