淡紫拟青霉M-1固体发酵工艺优化及基于自动化种曲机的中试生产

doi:10.16409/j.cnki.2095-039x.2019.05.019

中国生物防治学报 ›› 2019, Vol. 35 ›› Issue (5): 793-804.DOI: 10.16409/j.cnki.2095-039x.2019.05.019

淡紫拟青霉M-1固体发酵工艺优化及基于自动化种曲机的中试生产

周莲¹, 谢小林¹, 吴天福¹, 陈美标¹, 姚青², 朱红惠¹

1. 广东省微生物研究所, 广东省科学院/华南应用微生物国家重点实验室/广东省菌种保藏与应用重点实验室/广东省微生物菌种保藏中心, 广州 510070;
2. 华南农业大学园艺学院, 广州 510642

收稿日期:2019-01-28 出版日期:2019-10-08 发布日期:2019-10-26
通讯作者: 朱红惠,研究员,E-mail:zhuhh@gdim.cn。
作者简介:周莲,工程师,E-mail:1074923873@qq.com;谢小林,高级工程师,E-mail:522353739@qq.com
基金资助:
广东省省级科技计划项目（2017A020224022，2016B090918090）；肇庆市科技计划项目（2017B010136108）；广州市科技计划项目（201906010022）；广东省科学院实施创新驱动发展能力建设专项（2018GDASCX-0909）

Optimization of Solid-state Fermentation Process of Paecilomyces lilacinus M-1 and Pilot Production based on Automatic Seed Koji Machine

ZHOU Lian¹, XIE Xiaolin¹, WU Tianfu¹, CHEN Meibiao¹, YAO Qing², ZHU Honghui¹

1. Guangdong Institute of Microbiology, Guangdong Academy of Sciences/State Key Laboratory of Applied Microbiology Southern China/Guangdong Provincial Key Laboratory of Microbial Culture Collection and Application/Guangdong Microbial Culture Collection Center, Guangzhou 510070, China;
2. South China Agricultural University, College of Agriculture, Guangzhou 510642, China

Received:2019-01-28 Online:2019-10-08 Published:2019-10-26

摘要/Abstract

摘要： 淡紫拟青霉Paecilomyces lilacinus在线虫生物防治上表现出巨大的潜力，但大规模生产技术的不成熟以及产品货架期短限制其工业化生产。为获得淡紫拟青霉M-1固体发酵的最佳条件，并建立其规模化生产工艺，本研究采用单因素和正交试验对淡紫拟青霉M-1固体发酵培养的组成、发酵条件以及烘干条件进行了优化，结果表明淡紫拟青霉M-1固体发酵最佳的培养基组成为麸皮：玉米粉为1：1、蔗糖添加量5%、尿素添加量0.1%、硫酸铵添加量0.1%、料水比1：0.67，固体发酵最佳的培养条件为培养温度28℃、培养时间为7 d、液体接种量为5%、固体接种量为0.5%，固体菌剂最适烘干条件为在35℃烘干24 h，在此条件下淡紫拟青霉M-1固体菌剂的有效活菌数为9.47×10⁹ CFU/g。在此基础上，基于自动化种曲机，建立淡紫拟青霉M-1规模化固体发酵工艺，并通过3个批次规模化生产进行验证，获得将近2 t淡紫拟青霉M-1固体菌剂产品，菌剂有效活菌数能达到15.6×10⁹ CFU/g，杂菌率极低（<0.01%），水分含量为9.68%。由此说明，该工艺可用于淡紫拟青霉M-1工业化生产，且产品质量优异。

关键词: 淡紫拟青霉M-1, 固体发酵, 自动化种曲机, 分生孢子数, 有效活菌数

Abstract: Paecilomyces lilacinus has a great potential in biological control of the plant nematodes, however, the immature technology of mass production and short shelf life limit its industrial production. Thus, in order to obtain the optimum conditions for solid fermentation of P. lilacinus M-1 and to establish its industrial production technology, single factor experiment and orthogonal experiment were used in this study to optimize its fermentation conditions, such as culture medium composition, fermentation conditions and drying conditions. The results showed that the optimized composition for solid fermentation media of P. lilacinus M-1 was as followed:bran:corn (1:1), sucrose addition (5%), urea addition (0.1%), ammonium sulfate (0.1%) and the ratio of material to water (1:0.67). The optimum culture conditions of solid fermentation was as followed:culture temperature (28℃), culture time (7 d), liquid inoculation amount (5%) and solid inoculation amount (0.5%). The optimum drying condition of the fungal inoculum was 35℃ for 24 h. Under this optimal condition, the number of living cells in P. lilacinus M-1 solid inoculant was 9.47×10⁹ CFU/g. Then, on this basis, the large-scale solid fermentation process of P. lilacinus M-1 was established by means of automatic seed koji, and verified by 3 batches of larger-scale production, nearly 2 t P. lilacinus M-1 solid inoculant were obtained, which had 15.6×10⁹ CFU/g living cells and had a very low rate of miscellaneous bacteria (<0.01%), and the moisture content was 9.68%. In conclusion, this process can be used in the industrial production of P. lilacinus M-1 and the product quality is excellent.

Key words: Paecilomyces lilacinus M-1, solid fermentation, automatic seed koji machine, spore number, living cell

中图分类号:

S476

周莲, 谢小林, 吴天福, 陈美标, 姚青, 朱红惠. 淡紫拟青霉M-1固体发酵工艺优化及基于自动化种曲机的中试生产[J]. 中国生物防治学报, 2019, 35(5): 793-804.

ZHOU Lian, XIE Xiaolin, WU Tianfu, CHEN Meibiao, YAO Qing, ZHU Honghui. Optimization of Solid-state Fermentation Process of Paecilomyces lilacinus M-1 and Pilot Production based on Automatic Seed Koji Machine[J]. Chinese Journal Of Biological Control, 2019, 35(5): 793-804.

参考文献

[1] Lamovšek J, Gerič S B, Mavrič P I, et al. Agrobacteria enhance plant defense against root-knot nematodes on tomato[J]. Phytopathology, 2017, 107(6):681-691.
[2] Morton O C, Hirsch P R, Kerry B R. Infection of plant-parasitic nematodes by nematophagous fungi-a review of the application of molecular biology to understand infection processes and to improve biological control[J]. Nematology, 2004, 6(2):161-170.
[3] 汪军, 杨腊英, 毛超, 等. 淡紫拟青霉E7菌株固体放大发酵产孢培养基和工艺条件研究[J]. 热带作物学报, 2013, 34(10):2038-2045.
[4] 王帅, 郭龙玉, 朱晓峰, 等. 聚多曲霉Snef 210对南方根结线虫毒性的研究[J]. 植物保护, 2018, 44(6):55-60.
[5] 刘青娥, 曹鹏飞. 植物线虫的研究和防治[J]. 安徽农业科学, 2006(18):4644-4645.
[6] Yan X N, Sikora R A, Zheng J W. Potential use of cucumber (Cucumis sativus L.) endophytic fungi as seed treatment agents against root-knot nematode Meloidogyne incognita[J]. Journal of Zhejiang University-Science B (Biomedicine & Biotechnology), 2011, 12(3):219-225.
[7] 金娜, 刘倩, 简恒. 植物寄生线虫生物防治研究新进展[J]. 中国生物防治学报, 2015, 31(5):789-800.
[8] 佩里. 植物线虫学[M]. 北京:中国农业大学出版社, 2011.
[9] 谷军, 张晓彦, 沙长青. 淡紫拟青霉固态发酵工艺优化[J]. 生物技术. 2014, 24(6):94-98.
[10] 周燚, 王中康. 微生物农药研发与应用[M]. 北京:化学工业出版社农业科技出版中心, 2006.
[11] Kiewnick S. Effect of temperature on growth, germination, germ-tube extension and survival of Paecilomyces lilacinus strain 251[J]. Biocontrol Science and Technology, 2006, 16(5):535-546.
[12] Khan A, Williams K L, Nevalainen H K M. Infection of plant-parasitic nematodes by Paecilomyces lilacinus and Monacrosporium lysipagum[J]. Biocontrol, 2006, 51(5):659-678.
[13] 郝泽婷, 郝晓慧, 阎婧, 等. 淡紫拟青霉次级代谢产物的研究进展[J]. 生物技术通报, 2018, 34(10):11-17.
[14] 李小龙, 王超, 郭坚华. 菌株518鉴定及其次生代谢产物的生防特性与分离[J]. 浙江农业学报, 2013, 25(3):537-542.
[15] 陈洪章, 徐建. 现代固态发酵原理及应用[M]. 北京:化学工业出版社教材出版中心, 2004.
[16] 肖顺. 根结线虫寄生真菌资源与淡紫拟青霉PL89的研究[D]. 福建:福建农林大学, 2006.
[17] Brand D, Roussos S, Pandey A, et al. Development of a bionematicide with Paecilomyces lilacinus to control Meloidogyne incognita[J]. Applied Biochemistry and Biotechnology, 2004, 118(1-3):81-88.
[18] Sharma A, Sharma S, Mittal A, et al. Statistical optimization of growth media for Paecilomyces lilacinus 6029 using non-edible oil cakes[J]. Annals of Microbiology, 2014, 64(2):515-520.
[19] 赵俊杰, 王继雯, 巩涛, 等. 淡紫拟青霉固体发酵条件初步研究[J]. 生物学通报, 2017, 52(5):51-55.
[20] 黄永兵. 淡紫拟青霉固体发酵技术研究[D]. 武汉:华中农业大学, 2006.
[21] 张峰峰, 周可, 谢凤行, 等. 解淀粉芽孢杆菌HN固体菌剂发酵制备技术研究[J]. 中国饲料, 2018(23):33-39.
[22] 贾坤. 混合菌固体及液体发酵凤眼莲产菌体蛋白饲料的研究[D]. 武汉:华中农业大学, 2010.
[23] 杨英歌, 谢昕, 李荣. 豆粕固体发酵生产纳豆激酶条件的优化[J]. 黑龙江畜牧兽医, 2016(21):143-146.
[24] 朱玉霞, 张铁鹰, 高爱琴, 等. 高产纤维分解酶黑曲霉诱变选育与发酵条件优化[J]. 动物营养学报, 2019, 31(3):1396-1404.
[25] 李运华, 王晓彬, 李振. 利用固体发酵工艺生产绿色木霉孢子粉的研究[J]. 黑龙江科技信息, 2016(2):229-230.
[26] 易征璇, 王征, 谭著名. 康氏木霉固体发酵产孢子粉工艺研究[J]. 现代农业科技, 2013(8):194-196.
[27] 牟宏晶, 杨路清, 张辉, 等. 淡紫拟青霉的固体发酵工艺研究[J]. 化学与粘合, 2008(4):68-71.
[28] 梁雪杰, 刘邮洲, 张荣胜, 等. 生防菌PTS-394发酵培养基及培养条件的优化[J]. 扬州大学学报(农业与生命科学版), 2013, 34(3):75-82.
[29] 郭凯, 崔卫东, 王宁, 等. 黑曲霉ZD利用棉花秸秆固体发酵产纤维素酶条件优化[J]. 新疆农业科学, 2018(9):1717-1727.
[30] 高倩, 裴玲燕, 汪强, 等. 淡紫拟青霉产几丁质酶发酵条件的优化[J]. 安徽农业科学, 2013, 41(21):8888-8890.

淡紫拟青霉M-1固体发酵工艺优化及基于自动化种曲机的中试生产

Optimization of Solid-state Fermentation Process of Paecilomyces lilacinus M-1 and Pilot Production based on Automatic Seed Koji Machine

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[1]	景芳, 张树武, 刘佳, 徐秉良. 长枝木霉T6生防菌剂发酵条件优化及其对辣椒立枯病的防治效果[J]. 中国生物防治学报, 2020, 36(1): 113-124.
[2]	刘治会, 杨成德, 金梦军, 李统华, 陈星伊, 魏立娟, 崔凌霄, 杨丽萍. 枯草芽胞杆菌262XY2x固体发酵条件优化及对马铃薯炭疽病的防治效果[J]. 中国生物防治学报, 2019, 35(4): 586-596.
[3]	陈燕萍, 肖荣凤, 刘波, 朱育菁, 郑雪芳, 陈德局. 青枯病植物疫苗生产菌FJAT-1458发酵工艺的优化[J]. 中国生物防治学报, 2019, 35(1): 81-88.
[4]	肖荣凤, 郑梅霞, 刘波, 陈燕萍, 朱育菁, 葛慈斌. 利用响应面法优化非致病性尖孢镰刀菌FJAT-9290固体发酵培养基[J]. 中国生物防治学报, 2017, 33(2/3): 258-265.
[5]	唐维媛, 邢丛丛, 董永刚, 王雪郦, 张义明. 对斜纹夜蛾高致病性莱氏野村菌Nr19固体培养条件的优化[J]. 中国生物防治学报, 2016, 32(2): 180-188.
[6]	肖荣凤, 刘波, 唐建阳, 史怀, 陈燕萍. 哈茨木霉FJAT-9040生防菌剂固体发酵及其对苦瓜枯萎病的防治效果[J]. , 2015, 31(4): 508-515.
[7]	段桂芳1,2 , 杨爽2 , 张建萍2 , 余柳青2 . 禾长蠕孢菌稗草专化型固体发酵产孢培养基及其工艺条件的研究[J]. , 2012, 28(3): 415-423.
[8]	黄永兵;肖炎农;黄蓉;成儒萍;江丽娜. 应用玉米秸秆生产淡紫拟青霉36-1菌株孢子[J]. , 2007, 23(4): 338-341.
[9]	王英超1 ;李国庆1,2 ;方媛1 ;姜道宏1,2 . 利用油菜秸秆培养重寄生菌盾壳霉分生孢子[J]. , 2006, 22(4): 308-312.