丁酸梭菌是一种广泛存存于土壤、人体或者畜禽肠道的厌氧芽孢菌。作为一种益生菌,临床研究证实,在治疗肠道、消化道疾病方而,能够取得显著疗效；在畜牧养殖方面,作为抗生素替代品在防治疾病、提高饲料利用率、促进生长和营养吸收、降低污染等方面取得良好经济效益和环境效益。随着研究深入,丁酸梭菌必将会有更广阔的发展前景。丁酸梭菌能够克服实际生产和应用中诸多不利条件,具良好应用潜能。本实验目的就是获得高含量菌体同时提高芽孢形成率。以往培养方式中,往往菌数较低,或者培养基中含有大量不溶性成分,引起发酵液后处理困难等问题,本实验探讨采用优化的清液发酵方式,提高菌数,发酵液经过简单处理即可获得高纯度菌粉。本课题从以下四个方面进行了发酵培养基和发酵工艺条件的优化：通过单因素实验筛选碳氮源及其合适浓度范围,设计PB实验,确定影响发酵的显著性因子为初始p11值,酵母粉、氮源M浓度。在此基础上,设定步长,最陡爬坡实验逼近最大响应值中心点区域,最后响应面设计实验得到优化后培养基成分为：葡萄糖2.0%(w/v),氮源M 1.3%,酵母浸粉1.8%,氮源N 1.5%,硫酸铵0.1%,碳酸氢钠0.124%,玉米浆粉0.33%,金属盐C 0.02%,金属盐B 0.02%,金属盐A 0.002%,pH为7.5。再做单因素实验,以耐热芽孢率为指标,对促进芽孢形成的金属盐含量进行优化,得出金属盐A、金属盐B、金属盐C合适浓度范围,再做组合实验,得到优化后金属盐组合：金属盐C 0.05%,金属盐B 0.05%,金属盐A 0.1%,可使得芽孢率达到72%以上进一步优化发酵工艺条件,补料流加碳源并补碱控制pH,优化后发酵工艺条件：接种量3%-5%,控温37℃,搅拌转速50 r/min,发酵过程补加20%碳酸钠控制pH值6.5,在发酵开始后12 h,16 h,20 h,24 h四个时间点等量流加,流加葡萄糖总量为2%,发酵结果,镜检芽孢得率95%以上,发酵液菌数可达到2.3×109cfu/ml,比自然pH发酵结果提高2.6倍,与不流加碳源结果相比提高了1.16倍。最后,对丁酸梭菌分别运用喷雾干燥和冷冻干燥两种方式进行处理,喷雾干燥添加具有吸附保护作用的淀粉,添加3%淀粉取得较好效果,但存活率不超过37.6%。冷冻干燥,发酵液经过离心、菌体洗涤、加保护剂悬浮、预冻、真空干燥、收集菌粉检验等处理过程。优化后冻干保护剂添加量为：采用15%脱脂乳粉或10%海藻糖,发酵液与重悬液比例1：2,平衡时间30 min,最终冻干存活率达到89.7%和85.6%。