[发明专利]一种球形芽孢杆菌活菌制剂的制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种球形芽孢杆菌活菌制剂的制备工艺。

背景技术

球形芽孢杆菌(Bacillus sphaericus)是一种在自然界中广泛分布、形成亚末端膨大孢子囊和球形芽孢的好气芽孢杆菌。在已发现的49个鞭毛血清型中有9个血清型(H1、H2、H3、H5、H6、H9、H25、H26和H48)的菌株对蚊幼虫有一定的毒杀作用。其中大部分高毒力菌株属血清型H5、H6和H25，如2362、1593、2297、Ts-1和C3-41等[6～11]。根据其杀蚊活性，这些菌株分为高毒力菌株和低毒力菌株，所有有毒菌株都具有较高的DNA同源性(>79％)，属DNA同源型IIA型。球形芽孢杆菌对不同蚊幼虫的毒杀作用主要是由其产生的毒素蛋白实现的。现已证明在其生长发育过程中能产生两类不同毒素蛋白，一类是存在于所有高毒力菌株中的晶体毒素蛋白；另一类是存在于低毒力菌株中部分高毒力菌株中的Mtx毒素蛋白。

鉴于球形芽孢杆菌较好的灭蚊特性，国内已有厂家生产球形芽孢杆菌类产品，但是相关产品普遍质量不高。目前球形芽孢杆菌制剂常见的生产方法是采用相关的球形芽孢杆菌生产菌种，分批发酵培养，至其大部分或者全部形成芽孢时，采用板框过滤或者离心的方式进行浓缩，添加助剂后烘干或者喷雾干燥得到球形芽孢杆菌的活菌制剂。这些方法存在着以下不足：

1、发酵罐装料系数为60％-70％，设备利用率不高；

2、由于采用的分批发酵，导致发酵初始培养基浓度过高，接种后延滞期较长，发酵过程中副产物形成较多，发酵产品浓度上不去，最终导致发酵成本较大；

3、发酵液的浓缩一般采用的絮凝/板框过滤或者离心技术，这两种技术一般都会产生大量的废水，后续处理成本较高；

4、采用絮凝/板框过滤或者离心技术还会造成发酵上清里面的有效成分丢失，造成产品效果的下降；

5、喷雾干燥一般设定的入口温度为180℃至200℃，出口温度为80℃到100℃，在这样较高的工作温度下，某些品种的菌数会有一定程度的下降，直接影响了产品的品质。

真空薄膜蒸发器是一类蒸发器的总称，特点是物料液体沿加热管壁呈膜状流动而进行传热和蒸发，优点是传热效率高，蒸发速度快，物料停留时间短，因此特别适合热敏性物质的蒸发。该类蒸发器包括MVR(机械式蒸汽再压缩)蒸发器，降膜式浓缩蒸发器和板式浓缩蒸发器等等。常常应用于中药活性物质浓缩，食品添加剂浓缩，抗生素浓缩，酶制剂浓缩等领域，但目前还没有用于活菌制剂浓缩方面。

多级低温喷雾流化干燥造粒相较于常规喷雾干燥塔，采用了多种先进的技术，比如塔内用了多个喷枪结构，喷枪采用的是高压喷嘴，喷出的雾滴分散效果好，且多个喷嘴喷出的雾滴相互碰撞，极易形成大颗粒；而没有形成颗粒的则被旋风分离器捕集，然后返回塔顶雾化区进行粉体的重新附聚和造粒；并且塔底有流化床可对形成的颗粒进行二次干燥，进一步降低颗粒的含水量；该系统要求进料有很高的固含量(10％-25％)，这样不需要粘合剂就能直接形成颗粒；由于是多级干燥系统，而且物料含水量不高，所以该设备的操作温度相比常规喷雾干燥塔要低，一般风温度控制在130℃-180℃，出口温度控制在60℃-80℃之间，这样该系统具备很好的干燥热敏性物料的能力，将该技术应用于活菌制剂的干燥上，可很好的保留产品中的生物活性，获得高质量的产品，以及环保，工序少等优点。

发酵和干燥造粒会产生大量的废气，里面常含有挥发性有机物(VOC)，硫化氢，氨气，硫醇类等各种污染物，同时伴有难闻的恶臭味，过去发酵企业一般将其直接排放或者简单的用水喷淋后排放，两种处理方式会造成对环境的严重污染。采用合适的化学试剂直接氧化废气中的相关污染物或者用物理方法分解其中的污染物是比较好的处理方法，能够解除废气中的恶臭味，减少环境污染。

发明内容

本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种设备利用率高，产品质量提高，生物活性保持的比较好，废气，废水达标排放，能够大规模产业化生产，产品质量更加稳定，产量更高，生产成本明显降低的球形芽孢杆菌活菌制剂的制备工艺。

本发明目的的实现方式为，一种球形芽孢杆菌活菌制剂的制备工艺，具体步骤如下：

1)一级种子培养：5000ml三角瓶中装有2000ml一级种子培养基，115℃-121℃湿热灭菌15-30min，取10ml球形芽孢杆菌活菌冻干管菌种接种于一级种子培养基中，在28℃-30℃培养12～16h；所用培养基的原料及用量为：葡萄糖0.5％-2.5％，牛肉膏0.5％-3％，蛋白胨0.5％-3％，氯化钠0.5-1％，培养基pH为6.5-7.5；