瓦莱氏芽孢杆菌YH-18发酵液的喷雾干燥工艺

doi:10.3969/j.issn.1000-2006.201903012

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南京林业大学学报（自然科学版） ›› 2020, Vol. 44 ›› Issue (5): 209-214.doi: 10.3969/j.issn.1000-2006.201903012

瓦莱氏芽孢杆菌YH-18发酵液的喷雾干燥工艺

魏丹萍(), 叶建仁^*(), 梁茂金, 陈飞飞

南京林业大学林学院,南方现代林业协同创新中心,江苏省有害生物入侵预防与控制重点实验室,江苏南京 210037

收稿日期:2019-03-05 修回日期:2019-09-11 出版日期:2020-10-30 发布日期:2020-10-30
通讯作者: 叶建仁
基金资助:
江苏省农业自主创新项目(CX[16]1005)

Spray drying processes of Bacillus valeriana YH-18

WEI Danping(), YE Jianren^*(), LIANG Maojin, CHEN Feifei

Co-Innovation Center for the Sustainable Forestry in Southern China, Jiangsu Key Laboratory for Prevention and Management of Invasive Species, College of Forestry, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China

Received:2019-03-05 Revised:2019-09-11 Online:2020-10-30 Published:2020-10-30
Contact: YE Jianren

摘要/Abstract

摘要：

【目的】瓦莱氏芽孢杆菌(Bacillus valeriana) YH-18菌株是1株对多种林木具有抗病促生效果的优良菌株。菌粉是生物菌剂应用在生产上的一种类型,以高集粉率和活菌量作为主要目标,确定YH-18菌粉制备的最佳喷雾干燥的工艺条件,为抗病促生瓦莱氏芽孢杆菌YH-18的规模化应用提供技术支撑。【方法】利用喷雾干燥法对YH-18菌株的发酵液进行喷雾干燥,采用单因素试验和正交试验设计,研究了瓦莱氏芽孢杆菌YH-18菌粉制备的喷雾干燥工艺条件。【结果】瓦莱氏芽孢杆菌YH-18发酵液喷雾干燥的最佳工艺条件为:进风口温度95 ℃,最佳保护剂为15%脱脂奶粉,雾化压力0. 25 MPa,进样速度10 mL/min,真空度-0. 03 Pa。在该条件下喷雾干燥得到的YH-18固体菌剂产物,活菌量可以达到3. 28×10 ⁹ cfu/g。YH-18固体菌剂对林木溃疡病病原菌拟茎点霉(Phomopsis sp.)保持有明显拮抗作用。【结论】固体菌剂相对于液体菌剂具有更易储藏、便于运输、货架期长等优点。喷雾干燥法具有控制性强、稳定性高的特点,是实现液体菌剂到固体菌剂的有效途径。YH-18发酵液喷雾干燥工艺条件的确定为未来规模化固体菌剂应用提供了技术支持。

关键词: 瓦莱氏芽孢杆菌, 固体菌剂, 喷雾干燥, 工艺条件, 活菌量, 集粉率

Abstract:

【Objective】Bacillus valeriana YH-18 is a bacterial strain that exhibits an excellent antifungal ability in different kinds of trees. This strain is used as a biological agent in the form of bacterial powder. In this study, the spray drying of YH-18 strain was investigated as a method for producing the bacterial powder.【Method】The conditions of spray drying of YH-18 strain were studied using single-factor and orthogonal tests that were designed to attain a high powder collection rate and number of living bacteria as the outcomes.【Result】The best conditions for the spray drying of B. valeriana YH-18 fermentation liquid are as follows: air inlet temperature, 95 ℃; addition of 15 % skim milk powder; atomization pressure, 0.25 MPa; feeding speed, 10 mL/min; and vacuum degree, -0.03 Pa. Under these conditions, the yield of YH-18-based solid product obtained after the spray drying of B. valeriana YH-18 fermentation liquid reached up to 3.28 × 10 ⁹ cfu/g. The obtained solid fungicide provided potent protection against the disease caused by Phomopsis sp., a pathogen of wood canker disease.【Conclusion】Solid fungicides possess several advantages over liquid fungicides, such as ease of storage and transportation and long shelf life. The spray drying method can be applied in a highly controlled manner and has been shown to impart increased stability to the end product. It is an effective way of converting liquid fungicides to solid fungicides. Therefore, the determination of spray drying conditions of B. valeriana YH-18 fermentation liquid will provide further technical support in the application and production of large-scale solid fungicides in future.

Key words: Bacillus valeriana, microbial solid fungicides, spray drying, process parameters, viable cell counts, collector efficiency

中图分类号:

TQ450.6

魏丹萍,叶建仁,梁茂金,等. 瓦莱氏芽孢杆菌YH-18发酵液的喷雾干燥工艺[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2020, 44(5): 209-214.

WEI Danping, YE Jianren, LIANG Maojin, CHEN Feifei. Spray drying processes of Bacillus valeriana YH-18[J].Journal of Nanjing Forestry University (Natural Science Edition), 2020, 44(5): 209-214.DOI: 10.3969/j.issn.1000-2006.201903012.

图/表 7

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图4

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表1

图6

参考文献 19

[1]	吴建峰, 林先贵 . 我国微生物肥料研究现状及发展趋势[J]. 土壤, 2002,34(2):68-73.
	WU J F, LIN X G . Existing status and development tendency of microbial fertilizer study in China[J]. Soils, 2002,34(2):68-73.
[2]	BRAUTASET T, JAKOBSEN Ø M, FLICKINGER M C , et al. Plasmid-dependent methylotrophy in thermotolerant Bacillus methanolicus[J]. J Bacteriol, 2004,186(5):1229-1238. DOI: 10.1128/jb.186.5.1229-1238.2004. doi: 10.1128/jb.186.5.1229-1238.2004 pmid: 14973041
[3]	尹向田, 杨阳 . 甲基营养型芽孢杆菌GSBM05产抗菌活性物质发酵条件优化[J]. 江苏农业科学, 2018,46(20):89-93.
	YIN X T, YANG Y . Optimization of fermentation conditions of antibacterial substance produced by Bacillus methylotrophicus GSBM05[J]. Jiangsu Agric Sci, 2018,46(20):89-93. DOI: 10.15889/j.issn.1002-1302.2018.20.023.
[4]	赵旭, 常思静, 景春娥 , 等. 我国植物内生菌研究进展[J]. 中国沙漠, 2010,30(1):87-91.
	ZHAO X, CHANG S J, JING C E , et al. Review of research on endophytic bacteria in China[J]. J Desert Res, 2010,30(1):87-91.
[5]	张妙宜, 云天艳, 周登博 , 等. 甲基营养型芽孢杆菌的研究进展[J]. 热带农业科学, 2017,37(9):66-71.
	ZHANG M Y, YUN T Y, ZHOU D B , et al. Research advances on Bacillus methylotrophicus[J]. Chin J Trop Agric, 2017,37(9):66-71.
[6]	江明明 . 几株优良内生菌的分离及鉴定[D]. 南京:南京林业大学, 2016.
	JIANG M M . Isolation and identification about several strains of endophytic bacteria[D]. Nanjing:Nanjing Forestry University, 2016.
[7]	魏奇 . 几株优良内生细菌在上海生态林上的应用研究[D]. 南京:南京林业大学, 2017.
	WEI Q . Application and research of several excellent endophytic bacteria in Shanghai ecological forest[D]. Nanjing:Nanjing Forestry University, 2017.
[8]	徐鹏, 王利莹, 曹小勇 , 等. 乳化喷雾干燥法制备戊唑醇/壳聚糖微胶囊[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2017,41(3):157-161.
	XU P, WANG L Y, CAO X Y , et al. Fabrication of tebuconazole/chitosan microcapsules by the method of spray-drying[J]. J Nanjing For Univ (Nat Sci Ed ), 2017,41(3):157-161. DOI: 10.3969/j.issn.1000-2006.201608005
[9]	贺娜, 于晓晨, 于才渊 . 喷雾干燥技术的应用[J]. 干燥技术与设备, 2009,7(3):116-119.
	HE N, YU X C, YU C Y . Application of spray-drying technique[J]. Dry Technol Equip, 2009,7(3):116-119.
[10]	黄敏, 姚莉, 赵玲华 . 喷雾干燥法制备胡麻籽油微胶囊工艺的优化[J]. 农产品加工, 2015(7):42-45.
	HUANG M, YAO L, ZHAO L H . Research on microencapsulation of linseed oil by spray drying[J]. Farm Prod Process, 2015(7):42-45.
[11]	孟祥坤, 于俊杰, 尹小乐 , 等. 拮抗细菌枯草芽孢杆菌T429喷雾干燥工艺研究[J]. 中国生物防治学报, 2014,30(1):101-106.
	MENG X K, YU J J, YIN X L , et al. Study on the spray drying technology of antagonistic bacteria Bacillus subtilis T429[J]. Chin J Biol Control, 2014,30(1):101-106. DOI: 10.16409/j.cnki.2095-039x.2014.01.017.
[12]	周竞, 程辉彩, 崔冠慧 , 等. 枯草芽孢杆菌BSD-2菌株喷雾干燥工艺优化[J]. 现代农药, 2016,15(1):13-15,27.
	ZHOU J, CHENG H C, CUI G H , et al. Study on spray drying technology of Bacillus subtilis BSD-2[J]. Mod Agrochem, 2016,15(1):13-15,27.
[13]	区伟佳, 王荣, 李华兴 , 等. 高浓度大豆生防芽孢杆菌粉剂喷雾干燥微胶囊化工艺研究[J]. 大豆科技, 2010(3):3-6.
	QU W J, WANG R, LI H X , et al. Technology for micro-encapsulation of high density antifungal entophytic bacteria AF67 by spray drying[J]. Soybean Sci Technol, 2010(3):3-6.
[14]	刘庆莉, 王金生, 刘丽君 , 等. 大豆根瘤菌剂载体的选择及最佳施用浓度筛选[J]. 大豆科学, 2014,33(2):207-210.
	LIU Q L, WANG J S, LIU L J , et al. Chosen of soybean rhizobia carrier and screening of the best concentration[J]. Soybean Sci, 2014,33(2):207-210.
[15]	赵斌, 张建志, 李妍 , 等. 保加利亚乳杆菌冷冻干燥保护剂的研究[J]. 中国乳品工业, 2013,41(2):10-12.
	ZHAO B, ZHANG J Z, LI Y , et al. Study on the freeze-drying protective agents of Lactobacillus bulgaricus[J]. China Dairy Ind, 2013,41(2):10-12.
[16]	郑唯, 朱丹, 牛广财 , 等. 富糖类物料喷雾干燥热熔性粘壁现象研究进展[J]. 农业科技与装备, 2018(1):57-58,61.
	ZHENG W, ZHU D, NIU G C , et al. Research progress on hot melting sticky wall of sugar-rich materials by spray drying[J]. Agric Sci Technol Equip, 2018(1):57-58,61. DOI: 10.16313/j.cnki.nykjyzb.2018.01.024.
[17]	李春梅, 迟玉杰, 王丹 , 等. 改性甜玉米浆喷雾干燥条件的探讨[J]. 食品科技, 2012,37(3):192-196.
	LI C M, CHI Y J, WANG D , et al. Spray drying conditions of modified sweet corn syrup[J]. Food Sci Technol, 2012,37(3):192-196. DOI: 10.13684/j.cnki.spkj.2012.03.069.
[18]	刘军辉, 李利 . 我国微生物肥的应用研究进展[J]. 河北果树, 2018(5):5-6.
	LIU J H, LI L . Research advances on application of microbial fertilizers in China[J]. Hebei Fruits, 2018(5):5-6. DOI: 10.19440/j.cnki.1006-9402.2018.05.002.
[19]	高书锋, 刘惠知, 胡新旭 , 等. 畜禽用凝结芽孢杆菌菌剂制备工艺的初步研究[J]. 饲料工业, 2012(13):37-40.

序号 No.		A/℃		B/%		C/MPa	活菌量/(×10⁹ cfu·g^-1) viable cell counts
1		95		5		0.15	0.108
2		95		10		0.20	0.380
3		95		15		0.25	3.276
4		100		5		0.20	0.356
5		100		10		0.25	0.140
6		100		15		0.15	0.583
7		105		5		0.25	0.029
8		105		10		0.15	0.084
9		105		15		0.20	0.535
K1	3.656		0.494		0.775
K2	1.079		0.604		1.271
K3	0.648		4.393		3.445
K1	1.219		0.165		0.258
K2	0.359		0.201		0.424
K3	0.216		1.464		1.148
极差poor analysis	3.009		3.900		2.670

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Spray drying processes of Bacillus valeriana YH-18

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[1]	尹艳楠, 谈家金, 李梦伟, 许嘉麟, 郝德君. 蜡样芽孢杆菌NJSZ-13菌株防治松材线虫病研究[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2021, 45(3): 152-158.
[2]	徐鹏,王利莹,曹小勇,邵伟,唐进根. 乳化喷雾干燥法制备戊唑醇/壳聚糖微胶囊[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2017, 41(03): 157-161.
[3]	许崇庆;史勇春. 气流式喷雾干燥装置的干燥实验[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 1997, 21(S1): 84-85.
[4]	黄立新;唐金鑫;王宗濂. 造纸制浆黑液的喷雾干燥[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 1997, 21(S1): 79-81.
[5]	汤培平. 离心喷雾干燥法制备固体碱式硫酸铬[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 1997, 21(S1): 76-78.
[6]	鲍新福;林伯和;杨镇华;唐新南. 智能模糊控制在喷雾干燥过程中的应用[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 1997, 21(S1): 72-75.
[7]	黄立新;唐金鑫;王宗濂;周瑞君;徐瑞鹤;周荣. 离心式喷雾干燥装置的计算机辅助设计[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 1997, 21(S1): 68-71.
[8]	张德;吴海珊. 低压喷雾干燥造粒设备在连铸保护渣生产中的应用[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 1997, 21(S1): 62-64.
[9]	唐金鑫;黄立新;王宗濂;周瑞君;徐瑞鹤;周荣. 三级干燥及其在乳品干燥中的应用[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 1997, 21(S1): 56-58.
[10]	吴羽飞;徐寿华. 粉状酚醛树脂胶粘剂的研究[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 1997, 21(03): 71-75.
[11]	赵春辉;单绍复;邢成. 喷雾干燥阿拉伯-半乳聚糖浸提液[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 1997, 21(03): 68-70.
[12]	单绍复. 栲胶喷雾干燥的强化途径[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 1986, 10(04): 126-132.
[13]	黄律先;郁金霞;张勤;李为辉. 软阔叶材炭化、活化的研究[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 1986, 10(02): 85-94.
[14]	黄律先;汪敏学;吴玉萍;李良仁;周发茂. 阔叶材木炭水蒸气活化的最佳工艺条件的研究[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 1986, 10(01): 31-42.