沼泽红假单胞菌发酵培养的研究

摘 要 沼泽红假单胞菌是目前光合细菌中应用和研究得较为广泛的光合细菌之一。通过对沼泽红假单胞菌的生长条件进行研究，发现pH值、温度、接种量等影响沼泽红假单胞菌的生长，并且它们之间又相互影响。经过单因素试验得出：在酵母膏浓度为0.25%、光照强度为5 625 Lx、pH值为6、接种量为10％、培养温度为25～30 ℃的条件下，沼泽红假单胞菌的生长态势最好。
关键词 沼泽红假单胞菌；生长条件；发酵；培养
中图分类号 Q939.11+2
光合细菌（Photosynthetic Bacteria）是自然界最广泛存在的比较古老的细菌类群，具有原始光能合成体系，能在厌氧条件下进行不放氧的光合作用[1，2]，它包括有红螺菌科(Phodospirillaceae)、着色菌科(Chromatiaceae)、绿杆菌科(Chlorobiaceae)、绿色丝状菌科(Chloroflexaceae)4科[3-5]。光合细菌具有多重代谢方式，尤其在对高浓度有机废水的净化处理中，表现出负荷低、效率高及投资少的优点；在禽畜养殖方面，光合细菌可作为一种饲料蛋白补充，还可以起到益生菌的作用。在水产养殖方面，有改善水质，预防鱼病的作用，对产量和成活率均有显著的提高[6-8]。在光合细菌中沼泽红假单胞菌的应用最为广泛，是我国农业部颁布的12种允许在饲料中直接添加的活体微生物之一。本文研究沼泽红假单胞菌培养过程中各因素的影响，得出最佳培养条件，为光合细菌的研究和开发提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 供试菌
沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris）D1由广州广牧丰生物技术有限公司提供。
1.2 培养基的制备
磷酸氢二钾0.78 g、磷酸二氢钾0.5 g、硫酸镁0.2 g、酵母膏0.1 g、氯化钠0.5 g、氯化钙0.05 g、硫酸铵 0.05 g、醋酸钠1.65 g、硼酸钠0.38 g、钼酸铵0.22 g、水1 000 ml，pH值6.7。
1.3 计数（光密度法）
每隔12 h取样，在375 nm下测定发酵液的吸光度值[9]。
2 结果
2.1 D1菌的生长曲线

由图1的生长曲线可看出，0～20 h为沼泽红假单胞菌的生长延滞期，处于此阶段的菌体细胞体积增长较快，对环境的敏感性较强。在24～75 h，进入对数生长期，75 h之后，进入稳定期，生长曲线趋于平衡。
2.2 D1菌在不同初始pH值下的生长情况比较(见图2)

从图2中可以看出，沼泽红假单胞菌在不同pH值的培养基中其生长速率不同；沼泽红假单胞菌生长的适宜pH值范围为6.0～8.0。
2.3 D1菌在不同温度条件下生长情况的比较(见表1)

从表1可以看出，温度对D1菌的生长有很大的影响，其生长浓度随着温度的升高而增加，且在25～30 ℃范围内达到最高生长浓度，但随着温度的继续上升，其生长浓度反而下降，并在40 ℃时降到最低值。D1菌的最适生长温度为25～30 ℃。
2.4 不同接种量对D1菌生长的情况比较（见图3）

从图3可以看出，接种量为10％的菌体增殖浓度最高，接种量为25％、30％的菌体增殖浓度最低；从生长周期来看，接种量为15％、20％、25％、30％的菌体在培养3 d后就已经进入稳定期了，接种量为10％的菌体在培养3 d后进入稳定期，其增殖最多。
2.5 不同酵母膏浓度对D1菌生长情况的比较(见图4)
由图4可知，酵母膏对菌体生长有明显的促进作用，且无论是沼泽红假单胞菌生长速率还是其生长浓度都随着酵母膏浓度的增加，其生长浓度也随着升高。酵母膏浓度为0.2％和0.25％时生长较好。

2.6 不同光照强度下对D1菌生长情况的比较(见图5)

由图5可知，D1菌在光照强度为3 375、4 500、5 625 Lx下生长速率较快，并在培养2 d后达到生长稳定期，且最终生长浓度都比较高，在光照强度为5 625 Lx时,其最终生长浓度达到最大值；在光照强度为1 125、2 250 Lx下生长速率比较慢,且要在培养3 d后才达到生长稳定期,因此，图5的结果说明，3 375～5 625 Lx范围内的光照强度对沼泽红假单胞菌的生长较为有利。
2.7 最佳培养条件的优化(见表2、表3)
由试验结果分析各因子不同水平，其中因子C（浓度）作用最大，最优组合为A3B1C3，即光照强度为5 625 Lx、pH值为6、酵母膏浓度为0.25％。

3 结论与展望
通过单因素试验对沼泽红假单胞菌培养的研究，得出其较佳培养条件为pH值为6、培养温度为25～30 ℃、接种量为10％、酵母膏浓度为0.25％、光照强度为5 625 Lx。
光合细菌在畜禽和水产养殖方面,可提供单细胞蛋白及多种生理活性物质,并有改善水质、预防鱼病的作用,对产量和成活率均有显著的提高;在对高浓度有机废水的净化处理中,表现出负荷低、效率高及投资少等优点,其发展前景广阔,通过对其生物学特性及培养特性的进一步研究,光合细菌将会进一步得到推广和应用。
参考文献
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