1、抗菌脂肽一般是革蘭氏陽(yáng)性芽孢桿菌產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，其種類(lèi)繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有許多特殊的生物活性.抗菌脂肽由于具有可生物降解、不會(huì)造成污染、無(wú)毒或低毒等優(yōu)點(diǎn)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用。然而，由于抗菌脂肽的發(fā)酵水平較低，導(dǎo)致成本太高，限制了抗菌脂肽的工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。因此，尋找能夠提高抗菌脂肽產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本的途徑已成為亟待解決的重要任務(wù)。本研究在實(shí)驗(yàn)室前期研究工作的基礎(chǔ)上，對(duì)Bacillus amyloliquefacien

2、sES-2-4在5L反應(yīng)器中的發(fā)酵條件進(jìn)行了優(yōu)化，并對(duì)其發(fā)酵動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究，同時(shí)初步探討了在發(fā)酵過(guò)程中病原菌對(duì)抗菌脂肽產(chǎn)量的影響，旨在為抗菌脂肽的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　　 1.Bacillus amyloliquefaciens ES-2-4在5L發(fā)酵罐中產(chǎn)抗菌脂肽發(fā)酵條件的優(yōu)化。通過(guò)單因素試驗(yàn)確定發(fā)酵溫度、接種量、通氣量和攪拌轉(zhuǎn)速為影響B(tài)acillus amyloliquefaciens ES-2-4

3、抗菌脂肽產(chǎn)量的因素。采用四因素三水平正交試驗(yàn)法(L34)進(jìn)一步對(duì)發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明，四個(gè)因素對(duì)抗菌脂肽產(chǎn)量的影響大小依次為：A(溫度)＞C（通氣量）＞B(接種量)＞D(攪拌轉(zhuǎn)速)；得到最佳條件為：溫度30℃，接種量5％，通氣量2.5 L/min，攪拌轉(zhuǎn)速250 rpm。在此條件下抗菌脂肽產(chǎn)量達(dá)到512.8 mg/L。
　　 2.Bacillus amyloliquefaciens ES-2-4發(fā)酵過(guò)程動(dòng)力學(xué)的研究。實(shí)驗(yàn)分

4、別采用Logistic方程、Luedeking-Piret方程和類(lèi)似于Luedeking-Piret方程的公式來(lái)描述抗菌脂肽發(fā)酵過(guò)程中菌體生長(zhǎng)情況、抗菌脂肽Surfactin的產(chǎn)出過(guò)程和基質(zhì)葡萄糖的消耗情況，采用SAS統(tǒng)計(jì)軟件根據(jù)試驗(yàn)值求取出各個(gè)方程和公式中的參數(shù)，并擬合出以下各個(gè)變量的變化過(guò)程。
　　 (1)發(fā)酵菌株ES-2-4的菌體生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)方程為
　　 X=0.4423e0.0915t/(1.9455+0.2056

5、e0.0915t)
　　 R2=0.9826，該方程對(duì)發(fā)酵過(guò)程中后期菌體濃度的擬合效果較為理想，對(duì)發(fā)酵前期菌體濃度的擬合效果較為一般。
　　 (2)產(chǎn)物Surfactin合成動(dòng)力學(xué)方程為
　　 P=368.125*ln（（1.9455+0.2056e0.09151)/2.1511)+375.4184434/(1.9455+0.2056e0.0915t)-151.3063
　　 R2=0.868，該方程對(duì)S

6、urfactin發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程的擬合效果較為一般，體現(xiàn)在發(fā)酵初期計(jì)算值與試驗(yàn)值之間的誤差很大，但發(fā)酵中后期誤差大大減小。
　　 (3)基質(zhì)葡萄糖消耗動(dòng)力學(xué)方程為
　　 S=43.0016-27.7302[X-0.2056]+2.5655ln[1-0.09558(1-e0.0915t)]
　　 R2＝0.9891，該方程對(duì)底物葡萄糖消耗過(guò)程的擬合效果較好，對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐具有一定的指導(dǎo)意義.
　　 3.誘導(dǎo)菌對(duì)菌株

7、ES-2-4產(chǎn)抗菌脂肽的影響。結(jié)果表明，發(fā)酵10 h后添加大腸桿菌培養(yǎng)液，當(dāng)添加濃度較低時(shí)對(duì)Surfactin誘導(dǎo)效果最好，在添加量為12.5ml/L時(shí)，Surfactin濃度最高，為681.1 mg/L，比對(duì)照組提高27.1％；對(duì)Fengycin而言，大腸桿菌培養(yǎng)液的誘導(dǎo)作用更明顯，當(dāng)添加量為12.5 ml/L時(shí)，F(xiàn)engycin濃度為1432mg/L，添加量為37.5 ml/L時(shí)，F(xiàn)engycin濃度為1532 mg/L，分別提高4

8、4.6％和54.7％。發(fā)酵20 h后添加活性病源菌，也是濃度較低時(shí)Surfactin產(chǎn)量高，當(dāng)添加濃度為12.5 ml/L時(shí)，Surfactin濃度最高，達(dá)到733.1 mg/L，較對(duì)照組提高34.5％; Fengycin濃度變化規(guī)律與Surfactin一致，也是在誘導(dǎo)菌濃度為12.5 ml/L時(shí)濃度達(dá)到最高，為1777 mg/L，提高39.6％。發(fā)酵10 h添加滅活的大腸桿菌，發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)效果遠(yuǎn)沒(méi)有活菌的誘導(dǎo)效果好。其中，Surfacti