2.7溫度、pH及溶氧與菌株生長的關(guān)系
2.7.1溫度Act0988菌株不同溫度培養(yǎng)96 h（圖8）顯示，在16℃-28℃培養(yǎng)，生物量隨培養(yǎng)溫度的升高而增大，28℃培養(yǎng)的生物量達6.0 mg/mL，高于28℃生物量則隨溫度的升高而明顯降低。菌株25℃與31℃培養(yǎng)的生物量分別為86.26%和89.55%，且在37℃下仍可生長。結(jié)果表明，Act0988系一中溫型菌株，且生長適宜的溫度范圍較大，較耐高溫。
2.7.2 pH不同初始pH培養(yǎng)Act0988菌株的生物量（圖9）顯示，菌株經(jīng)pH7處理的生長最好，生物量為6.2 mg/mL，與其他處理間的差異顯著（P＞0.05）。其次，pH=6、8處理發(fā)酵液生物量分別為5.6 mg/mL和5.7 mg/mL。其余5個pH培養(yǎng)基發(fā)酵液的生物量顯著低于前3個pH處理的發(fā)酵液的生物量。結(jié)果表明，菌株生長適宜中性及弱酸、弱堿條件。
圖8溫度與菌株生長的關(guān)系
圖9培養(yǎng)基初始pH與菌株生長的關(guān)系
2.7.3裝液量Act0988菌株在不同裝液量的三角瓶內(nèi)培養(yǎng)96 h的生物量（圖10）顯示，裝液量為40 mL和60 mL處理的生長最佳，生物量分別為6.1 mg/mL和6.3 mg/mL，兩者間差異不顯著，且都顯著高于其他裝液量處理的生物量；裝量為120 mL和140 mL菌株的生長最差，生物量僅為4.3 mg/mL和4.0 mg/mL。結(jié)果表明，菌株生長對溶氧的需求量較大。
3討論
Act0988菌株在葡萄糖培養(yǎng)基內(nèi)生物量顯著低于其他碳源的生物量，可能是因菌株的生長過快，培養(yǎng)基中溶氧不足、發(fā)酵液pH較低。菌株甲基紅實驗為陽性，表明菌株將代謝產(chǎn)生的有機酸轉(zhuǎn)化為中性物質(zhì)的能力較差，當(dāng)培養(yǎng)基溶氧不足時pH值易降低，不利菌株生長。菌株可溶性淀粉培養(yǎng)基的生物量最大，結(jié)果與唐婧媛等［15］對海洋放線菌發(fā)酵條件優(yōu)化的研究結(jié)果相近，淀粉為遲效碳源，可溶性淀粉培養(yǎng)微生物的生長相對較慢，即使溶氧相對較低時發(fā)酵液pH不至過低而抑制菌株的生長。另外，工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)微生物次生代謝產(chǎn)物，以葡萄糖為碳源多因分解代謝阻遏致使目的產(chǎn)物的產(chǎn)量較低［16］，以多糖為碳源次生代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量較高，故開發(fā)Act0988菌株產(chǎn)抗菌物質(zhì)時發(fā)酵培養(yǎng)基碳源篩選應(yīng)以淀粉為重點。
圖10裝液量與菌株生長的關(guān)系
本研究供試氮源包括有機和無機氮源兩類。Act0988菌株在生化試劑類有機氮源的生長較好，而無機含氮化合物的生長較差，與孟慶方等［17］對拮抗鏈霉菌發(fā)酵條件的研究結(jié)果相似。生化試劑有機氮源中含豐富的蛋白質(zhì)、多肽和游離的氨基酸，以及糖類、脂肪、無機鹽、維生素及某些生長因子，可以滿足大多數(shù)微生物生長的營養(yǎng)需求，因而Act0988菌株在生化試劑有機氮源培養(yǎng)基的生長較好。無機氮源的成分單一，幾乎僅為微生物提供氮素營養(yǎng)，氮素利用后殘余離子與機團可能影響微生物的生長。供試4種無機氮源培養(yǎng)基Act0988菌株生物量差異較大的結(jié)果與無機氮源的性質(zhì)相關(guān)，KNO3與NaNO3的氮素被菌株利用后可使發(fā)酵液的pH值升高，有利于菌株的生長；相反，（NH4）2SO4中的氮素被菌株利用后殘余的使發(fā)酵液的pH降低，對菌株的生長不利。發(fā)酵生產(chǎn)微生物代謝產(chǎn)物培養(yǎng)基的氮源主要以大豆餅粉、花生餅粉等為原料，但有機氮源微生物利用較慢，而對無機氮利用快。后續(xù)研發(fā)菌株產(chǎn)抗菌物質(zhì)的過程中，篩選發(fā)酵培養(yǎng)基時適量添加KNO3與NaNO3，對縮短接種后的延滯期及避免對數(shù)期發(fā)酵液pH的大幅下降都有一定的作用。
培養(yǎng)基pH對微生物的生長的影響很大［18］。Act0988菌株在pH6-8內(nèi)的生長較好，其中pH為7的生長生物量最大，與大多數(shù)放線菌一致［19］。微生物生長適宜的pH范圍與次生代謝產(chǎn)物產(chǎn)生pH范圍可能各異。開發(fā)菌株目的產(chǎn)物時，前期應(yīng)提供菌株生產(chǎn)最適的pH值，對數(shù)期后則要提供產(chǎn)物合成最適的pH，這有待進一步研究發(fā)酵pH的調(diào)控技術(shù)。
好氧微生物生長對數(shù)期的需氧量最大，振蕩培養(yǎng)中裝液量是影響三角瓶發(fā)酵液溶氧的主要因素之一，在特定轉(zhuǎn)速下，裝液量直接影響培養(yǎng)基中的溶氧量。Act0988菌株在裝60 mL培養(yǎng)基的500 mL三角瓶內(nèi)的生物量最大，與相關(guān)微生物產(chǎn)生次生代謝發(fā)酵工藝研究的最適裝液量基本一致［20-22］，而本研究僅為裝液量與菌株生長的關(guān)系。發(fā)酵過程中需氧最大的是對數(shù)期，而次生代謝產(chǎn)物合成的時期為平穩(wěn)期，此期間的需氧較對數(shù)期的需氧量低。
本研究表明Act0988拮抗菌株為多產(chǎn)色鏈霉菌，菌株產(chǎn)抗菌物質(zhì)的吸收光譜與多烯大環(huán)內(nèi)酯類廣譜抗真菌抗生素吻合。迄今關(guān)于多產(chǎn)色鏈霉菌的研究，國內(nèi)僅有廉立慧等［23］分離獲得對黃瓜枯萎病菌、番茄枯萎病菌拮抗作用的多產(chǎn)色鏈霉菌菌株及袁林等［24］獲得對金黃色葡萄球菌、白假絲酵母菌、黑曲霉具拮抗作用的GX-21菌株的報道，國外僅見Kim等［25］對多產(chǎn)色鏈霉菌產(chǎn)膽固醇氧化酶研究的報道?？股貫槲⑸锎紊x產(chǎn)物，工業(yè)生產(chǎn)微生物次生代謝產(chǎn)物中的工藝調(diào)控可分為平穩(wěn)期前的生長期和平穩(wěn)期中的產(chǎn)物合成期兩個重要階段。生長期的重點是創(chuàng)造良好培養(yǎng)條件，確保微生物生長速度快、生物量大，以提高設(shè)備的利用率、并有足夠的菌量為后期目的產(chǎn)物的累積奠定基礎(chǔ)；產(chǎn)物合成期的重點是防止微生物過早衰亡，從而獲得更多的目的產(chǎn)物的產(chǎn)量，提高生產(chǎn)效率。兩個階段的目的不同，實現(xiàn)兩個階段目的的條件常不一致。本研究報道對多產(chǎn)色鏈霉菌Act0988拮抗菌株培養(yǎng)條件與菌株生長的關(guān)系不僅豐富了多產(chǎn)色鏈霉菌的研究內(nèi)容，而且為后續(xù)開發(fā)菌株產(chǎn)抗菌物質(zhì)中實現(xiàn)菌種培養(yǎng)前期的快速生長、確保生物量奠定一定基礎(chǔ)，但對于延長產(chǎn)物合成累積的平穩(wěn)期的調(diào)控技術(shù)有待進一步研究。后續(xù)再進一步進行Act0988拮抗菌株高產(chǎn)菌株的選育、發(fā)酵培養(yǎng)基的系統(tǒng)篩選與優(yōu)化、發(fā)酵調(diào)控技術(shù)等的研究后，成功開發(fā)適用于多種水果采后貯藏防腐的菌株產(chǎn)抗菌物質(zhì)的潛力極大。
4結(jié)論
經(jīng)生理生化與分子生物學(xué)鑒定結(jié)表明Act0988拮抗菌株為多產(chǎn)色鏈霉菌菌株。Act0988野生型菌株以玉米淀粉、豆餅粉及少量酵母膏制備的培養(yǎng)基培養(yǎng)144 h，發(fā)酵液對青霉菌的平板抑菌圈直徑為18.4 mm，菌株適宜生長溫度25-31℃。研究表明Act0988菌株易培養(yǎng)、發(fā)酵液抗菌活性強。
Act0988放線菌拮抗菌株的鑒定、培養(yǎng)條件與菌株生長關(guān)系、發(fā)酵工藝（一）
Act0988放線菌拮抗菌株的鑒定、培養(yǎng)條件與菌株生長關(guān)系、發(fā)酵工藝（二）