上海那艾实验仪器有限公司

全国统一服务热线021-5161 9676
您的位置:首页>>资讯中心>>技术应用

枯草芽孢杆菌喷雾干燥制备关键技术及实操案例

返回列表 浏览:300 日期:2020-04-18

在微生物技术高速发展的今天,枯草芽孢杆菌作为一种兼具安全性与多功能性的微生物,已渗透到多个行业的生产环节中。对于不熟悉微生物领域的朋友来说,先搞清楚这种微生物的基本属性,才能更好地理解其应用价值与制备技术。

枯草芽孢杆菌是一种广泛存在于土壤、水体及植物根际的革兰氏阳性杆菌,最显著的特征是能够在环境恶劣、营养匮乏的条件下形成抗逆性极强的芽孢。这种芽孢可以在高温、酸碱、高盐等极端环境中长期休眠,一旦环境适宜便会重新萌发为营养体,凭借这一特性,它成为了微生物制剂领域的“佼佼者”。同时,枯草芽孢杆菌还具备丰富的代谢能力,能分泌蛋白酶、淀粉酶等消化酶,以及伊枯草菌素等抗菌物质,既能助力营养消化,又能抑制有害微生物生长,这也为其多行业应用奠定了基础。

从应用场景来看,枯草芽孢杆菌的“足迹”遍布多个关键行业。在农业领域,它是优质的生物肥料核心成分,通过固氮、溶磷、解钾作用提升土壤肥力,还能分泌植物激素刺激作物生长,对小麦、番茄等作物的增产效果可达15%-20%,同时对灰霉病、纹枯病等病害的防治效果能达到60%-80%;在畜牧水产养殖行业,它是理想的抗生素替代品,作为饲料添加剂可调节动物肠道微生态平衡,增强免疫力,提升禽类日增重8%-12%,还能提高饲料利用率、改善肉品质;在工业领域,它是高效的“分子工厂”,可大规模生产蛋白酶、淀粉酶等工业酶制剂,用于洗涤剂、食品加工、皮革处理等环节,部分基因工程改造菌株的酶产量可达野生菌株的数百倍;此外,在环保领域,它还能降解印染废水、焦化废水中的苯酚、氰化物等有害物质,COD去除率可达70%以上,甚至能分泌酶降解塑料,为污染治理提供新方向。

要让枯草芽孢杆菌充分发挥应用价值,高效的制备技术至关重要。喷雾干燥技术因具有效率高、成本低、可规模化生产等优势,成为固体枯草芽孢杆菌菌剂的主流制备方式。以下是经过实践验证的优质制备案例,涵盖不同应用场景与技术优化方向。

第一个案例聚焦农用生物菌剂的规模化制备。某公司为生产防治茄科作物青枯病的枯草芽孢杆菌菌剂,采用离心式喷雾干燥机完成固体化加工。具体流程为:首先进行接种液制备,将枯草芽孢杆菌菌种按5‰的比例接种到液体LB培养基中,在38℃条件下振荡培养24小时,直至接种液中有效活菌数达到1×10⁸ CFU/mL;随后进入发酵液扩繁阶段,将接种液接入1000L发酵罐,加入占罐体积70%的灭菌液体培养基,保持罐内温度37℃、供氧量15m³/h,发酵20小时后得到高浓度发酵液;发酵完成后对发酵液进行浓缩处理,得到菌种浓缩液;最后进入喷雾干燥环节,向浓缩液中加入13%的辅料并充分搅拌均匀,通过0.9Pa的压力将浓缩液压至旋转喷头,保持喷头转速20000r/min进行雾化,同时向干燥塔内通入150℃、4000m³/h的热风,干燥后制得的枯草芽孢杆菌菌粉有效活菌数不低于1×10¹¹ CFU/g,该菌粉后续与有机肥料配伍制成生物有机肥作为底肥施用,在田间试验中展现出优异的青枯病防治效果。

第二个案例针对菌剂稳定性优化,采用气流式喷雾干燥机技术实现微胶囊化包埋。某公司为提升枯草芽孢杆菌在盐碱、酸性土壤环境中的存活能力,以不同葡萄糖当量(DE值)的淀粉水解物作为壁材进行微胶囊化制备。制备过程中,先将枯草芽孢杆菌发酵液浓缩至活菌数2.8×10¹⁰个/mL,随后分别与DE-8、DE-18、DE-38的淀粉水解物混合,配制为固含量15%的料液;采用气流式喷雾干燥机进行干燥,设置进风温度120℃、出风温度65℃,进料速率0.3L/h,雾化压力0.4MPa;干燥后得到不同配方的微胶囊菌剂,其中采用DE-18淀粉水解物作为壁材的产品表现最优,包埋效率达到80%,微胶囊颗粒形态规整、均匀,在50℃环境下放置72小时后仍能保持95%以上的存活率,在高盐和酸性pH胁迫下的抗逆性显著提升,经紫外线照射后存活率也明显高于未包埋菌粉,后续应用于盐碱地作物种植时,有效延长了菌剂在土壤中的存活时间。

第三个案例面向饲料添加剂领域,通过流化床喷雾干燥技术提升菌剂耐热性。某公司针对饲料加工过程中的高温环节(如制粒温度可达80-90℃),优化了枯草芽孢杆菌菌剂的喷雾干燥制备工艺。该工艺采用流化床喷雾干燥机,以大豆分离蛋白和海藻酸钠为复合保护剂,先将保护剂按3.8%大豆分离蛋白、0.06%海藻酸钠的比例溶解于水中,再与枯草芽孢杆菌浓缩发酵液混合,调整料液黏度至15mPa·s;干燥过程中,先将流化床内的惰性载体预热至60℃,随后将料液通过气流雾化后喷入流化床内,控制进风温度113℃、出风温度55℃,热风风量1.2m³/h,通过载体与料液的充分接触实现快速干燥;最终制得的菌剂颗粒均匀,活菌数达到5×10¹⁰ CFU/g,经85℃高温处理10分钟后存活率仍能达到82%,远高于常规喷雾干燥产品,添加到饲料中经制粒加工后,仍可保持足够的生物活性,在畜禽养殖试验中,能有效提升动物肠道消化酶活性和饲料利用率。

综上,枯草芽孢杆菌凭借其独特的生物学特性,在农业、畜牧、工业、环保等领域展现出广阔的应用前景,而喷雾干燥技术通过设备类型的合理选择与工艺参数的精准优化,能够有效保留其生物活性,实现规模化制备。以上案例为枯草芽孢杆菌菌剂的生产提供了切实可行的技术参考,随着制备技术的不断升级,其应用价值还将得到进一步挖掘。

压力喷雾干燥机适合什么行业的物料如何购买一款心仪的小型喷雾干燥机

上海那艾实验仪器有限公司 版权所有转载请注明出处

全国服务热线

021-5161 9676