蘇云金芽胞桿菌發(fā)酵液微濾濃縮和微膠囊劑的研究.pdf

1、本文采用膜分離技術(shù)改進(jìn)傳統(tǒng)的蘇云金芽胞桿菌后處理工藝。確定了無機(jī)陶瓷膜微濾濃縮蘇云金芽胞桿菌發(fā)酵液的工藝條件，系統(tǒng)地研究了微濾濃縮液的流變特性，以及微濾濃縮處理對(duì)發(fā)酵液特性及其噴霧干燥的影響。結(jié)果表明，微濾濃縮工藝優(yōu)于傳統(tǒng)的離心濃縮工藝。本文還制備了蘇云金芽胞桿菌微膠囊劑，該制劑的貯存穩(wěn)定性和田間殘效期都有所提高。 蘇云金芽胞桿菌發(fā)酵液微濾膜通量在10min之內(nèi)迅速下降，并在此后1個(gè)小時(shí)內(nèi)基本穩(wěn)定在80L·m-2·h-1水平。根

2、據(jù)膜通量的變化確定了微濾濃縮的較優(yōu)工藝條件：操作壓力0.12～0.14MPa，溫度40～45℃，pH值4.5～5.0。不同溫度下發(fā)酵液的表觀黏度與膜通量成反比，因此溫度對(duì)膜通量的影響是通過改變黏度來改變膜通量的。 在15～50℃、電機(jī)轉(zhuǎn)速為75～750r/min下，用L-90型流變儀測(cè)定了蘇云金芽胞桿菌發(fā)酵成熟醪液及其微濾濃縮液的流變特性。分析結(jié)果顯示：冪律方程適于描述發(fā)酵液及其微濾濃縮液的流變曲線，它們的流變指數(shù)n值均小于1(

3、n=0.7347～0.9748)，這表明蘇云金芽胞桿菌發(fā)酵液及其微濾濃縮液均為擬塑性流體。隨著濃度的上升，稠度系數(shù)上升，流變指數(shù)下降。對(duì)所測(cè)表觀黏度數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析發(fā)現(xiàn)，溫度對(duì)表觀黏度的影響符合Arrhenius方程，不同濃度下的濃縮液的表觀黏度與濃度的關(guān)系符合關(guān)系式η=aexp(bC2)，并求得了濃度和溫度對(duì)蘇云金桿菌濃縮液表觀黏度綜合影響的數(shù)學(xué)模型，它可被用來預(yù)測(cè)不同濃度和溫度條件下的表觀黏度。 研究了濃縮處理對(duì)蘇云金芽胞桿

4、菌發(fā)酵液芽胞數(shù)、晶體含量、效價(jià)和黏度的影響。經(jīng)離心和微濾濃縮處理后，發(fā)酵液的密度、黏度和含固量增加，芽胞數(shù)、晶體含量和效價(jià)提高，效價(jià)收率隨濃縮倍數(shù)的增加而降低。發(fā)酵液微濾濃縮2.94倍晶體收率87.4％，芽胞收率100％，效價(jià)收率71.6％，上清液中并未測(cè)出晶體蛋白條帶。微濾濃縮會(huì)引起上清液中的增效物質(zhì)的損失，但微濾濃縮引起的效價(jià)損失要小于離心濃縮。將濃縮10倍的上清液加入濃縮液中，濃縮液的效價(jià)增至原來的2.01倍。 將發(fā)酵液直

5、接噴霧干燥所得的原粉效價(jià)和質(zhì)量收率分別為51347IU/mg和75.52％，微濾濃縮液的分別為56239IU/mg和73.48％；在添加填料后，發(fā)酵液的效價(jià)和質(zhì)量收率分別為53358IU/mg和92.70％，微濾濃縮液的分別為56209IU/mg和72.50％。由此可見，對(duì)于發(fā)酵液而言，添加適量的填料可以提高質(zhì)量收率，而對(duì)于濃縮倍數(shù)較高的濃縮液而言，添加填料作用并不明顯。 通過單因素實(shí)驗(yàn)及正交實(shí)驗(yàn)確定了制備微膠囊的復(fù)合凝聚體系的

6、最佳條件，并在此基礎(chǔ)上制備了蘇云金芽胞桿菌微膠囊制劑。通過紫外線處理發(fā)現(xiàn)微膠囊制劑有較強(qiáng)的抗紫外線能力。紫外照射處理8h，微膠囊劑的效價(jià)增幅為4.6～43.2％，芽胞存活率則為56.0～96.8％，而原粉的效價(jià)則下降了40.7％，芽胞存活率僅為5.7％。加速貯藏(54±2℃，14d)后效價(jià)下降5.5％，顯示了良好的貯存性能。盆栽試驗(yàn)結(jié)果表明，微膠囊制劑噴灑7天后對(duì)棉鈴蟲的致死率仍然達(dá)到71.％，而同樣劑量的可濕性粉劑殺蟲活性基本喪失；而