球孢白僵菌
概況
球孢白僵菌（B.bassiana）在分類上屬於半知菌亞門（Deuteromycotina），絲孢綱（Hyphomycetes），叢梗孢目（Moniliales），叢梗孢科（Moniliaceae），白僵菌屬（Beauveria）。球孢白僵菌（B.bassiana）是國內外廣泛用於害蟲生物防治的殺蟲真菌之一，被認為是最具開發潛力的一種昆蟲病原真菌。
防治
國內外研究人員利用球孢白僵菌防治玉米螟（Lewis,etal.,1996）、松毛蟲（Alves,etal.,2002）、小蔗螟（Alves,etal.,2002）、盲椿（Leland,etal.,2006）、谷象（Vassilakos,etal.,2006）、柑桔紅蜘蛛（Shietal.,2006）和蚜蟲（Ye,etal.,2005）等農林害蟲。特別是對玉米螟和松毛蟲的生物防治，在國內已作為常規手段連年使用。由於球孢白僵菌能有效地控制蟲口數量，同時不傷害其他天敵昆蟲和有益生物，完全符合有害生物綜合治理的宗旨，同時由於其容易大量生產，防治成本較有競爭力，因而其具有廣泛的套用前景。發酵與生產
球孢白僵菌在液體、固體培養基上均能生長發育良好，並產生不同類型的孢子，分別為芽生孢子（blastospores）和分生孢子（conidia）。在液體培養條件下，球孢白僵菌產生芽生孢子或深層發酵分生孢子（submergedconidia）。而產生哪種孢子主要由培養液的營養成分來決定，在氮源豐富的培養液中，球孢白僵菌產生芽生孢子(宋漳，2005)。芽生孢子細胞壁薄，抗逆性能差，容易失活，本質上為短小的菌絲。而在如TKI的合成培養液中，球孢白僵菌產生深層發酵分生孢子（Thomas,etal.,1987）。
在固體培養條件下，球孢白僵菌產生分生孢子，分生孢子細胞壁厚，通常條件下比芽生孢子更具有生物穩定性。球孢白僵菌分生孢子的表面具有粗糙的皺摺，它是一種β-胡蘿蔔醇的聚合物，能增強分生孢子對不良環境的抵抗力，而芽生孢子表面是光滑的，所以對不良環境的抵抗力就更差。因為球孢白僵菌分生孢子比芽生孢子具有對環境更強的抵抗力，而且在對許多農林害蟲的防治上是更為有效的侵染體，所以在套用上一般使用分生孢子。
發酵工藝
對於球孢白僵菌的發酵工藝，國內外許多工作者進行了長期不懈的探索，先後經歷了液體深層發酵、固態發酵和液固兩相發酵。液體深層發酵
液體深層發酵（submergefermentation,SmF）是指微生物在液態的培養基中的發酵過程。對於球孢白僵菌來說，液態發酵主要產生的是芽生孢子和菌絲。利用此方法生產的優點是生產便利，生物量大。工業生產上曾嘗試利用液體發酵生產芽生孢子，然而，研究表明芽生孢子活力低、不耐貯藏，難以套用於實際（Thomas,etal.,1987）。於是有些研究者通過改變培養基配方、添加微量元素和選育合適菌株等手段進行液體發酵條件下生產分生孢子的研究。宋漳（2005）研究發現，綠僵菌以及白僵菌液生分生孢子的形成與培養基組成、微量元素和維生素的關係密切。總之，由於液生分生孢子在產量、毒力及貯藏期等方面仍存在至今無法解決的難題，以至無法套用於生產實際。固態發酵
固態發酵（solidstatefermentation,SSF）是指利用自然底物做碳源及能源，或利用惰性底物做固體支持物，其體系無水或接近於無水的發酵過程。固體發酵是目前公認的獲得真菌孢子的最好方法，不僅產量高，而且質量好。在固體發酵中得到的孢子特性明顯好於那些來自液體深層發酵得到的芽生孢子，它們對乾旱條件更具抗性，而且在乾燥的環境中更穩定。固態發酵生產昆蟲病原真菌的分生孢子已在許多國家取得了很大的進步，人們利用固態發酵生產球孢白僵菌（B.bassiana）、金龜子綠僵菌（Metarhiziumanisopliae）等重要昆蟲病原真菌的分生孢子（Fengetal.,1994;Kang,etal.,2005;Arzumanov,etal.,2005）。分生孢子具有抗逆性好，活力強，易保存等優點；但缺點是生產周期長，容易造成雜菌污染。多年來，固體發酵是球孢白僵菌工業生產採用的主要方式。我國研製和開發了球孢白僵菌固體發酵的多種方法，並得到了大量的套用。
最初國內主要以室內淺盤、室外大床式和塑膠袋培養等土法生產球孢白僵菌，這種方法以廉價的農副產品麩皮和穀殼為主要原料，無需複雜的設備，生產方法簡單易行，且成本低，適於就地生產、就地使用，但生產周期長，污染率高，產品質量低下且不穩定，特別是產品粉碎、包裝過程中生產車間粉塵濃度高，可引起操作工人的過敏反應。
後來針對以上存在的缺點進行了一系列改進，取得了突破性進展，並降低了成本。然而，這些生產工藝大多是基於傳統的開放式固體淺盤發酵，不僅容易造成發酵中雜菌污染，而且溫度、濕度等培養條件難以控制，隨氣溫變化的影響較大，生產的孢子粉在不同批次間的生理狀態參差不齊，產品質量不一致（繆文超等，1993），所以難以滿足商品化生產和製劑加工需要。
液固兩相發酵
昆蟲病原真菌的侵染體既可以通過液體深層發酵來生產，也可以通過固態發酵來生產。因此，把兩者結合起來的液固兩相發酵是解決昆蟲病原真菌生產難題最有效的方法。液固兩相發酵（liquid-solidbiphasicfermentation）對於昆蟲病原真菌的生產來說是指首先通過液體發酵快速生產大量菌絲或芽生孢子，再接種到固體營養或惰性基質上進行固體發酵，使其產生最接近自然接種體形態的氣生分生孢子（Biesebeke,etal.,2002）。它結合了液體深層發酵和固態發酵，充分發揮了兩者的長處，又避免了兩者的缺點。該方法克服了單純液體發酵生產的芽生孢子環境穩定性差等缺點，最大限度地利用了固體表面上產生氣生分生孢子的優點，同時縮短了菌絲生長周期，生產方法簡便，原料易得，能耗成本低。因此被廣泛用於昆蟲病原真菌分生孢子的生產。固體發酵裝置
在進行球孢白僵菌固態發酵時，由於採用的是傳統的自然固態發酵技術，大多是開放式的淺盤發酵，發酵過程受環境影響大，污染問題嚴重，參數控制不穩定，產品質量無可靠保證。因此，研製自動化、密封的固態發酵裝置是解決上述問題的關鍵。
在研製固態發酵罐時，應考慮許多方面的問題。和液態深層發酵相比，固態發酵的固態培養基水分含量少，氣相多，而空氣的熱導率比水低的多。另外，固態發酵要用大量的基質，這些基質的化學組成、機械強度、孔隙率及持水量各不相同。固態發酵反應器的限制因素包括：氧傳質、溫度和固體培養基的含水量等。固態發酵反應器設計還需要考慮真菌的形態學和對機械攪拌的抗力。
固態發酵設備分為靜態和動態兩大類。在靜態體系中，整個發酵過程中固態基質保持不動，典型的靜態體系包括箱、盤、碟、固定床和烘箱等，圖1.1就是典型的靜態發酵反應器--填充床生物反應器（Suryanarayan,etal.,2002），它是在一個密封的發酵罐內疊放了很多淺盤，通過底部的鼓風機以及其它一些裝置控制發酵罐內的溫、濕度條件；而動態體系則在發酵過程中有物料混合過程，典型動態方式為轉鼓式，圖1.2就是典型的轉鼓式固態發酵反應器（Nagel,etal.,2001），它和靜態發酵反應器最大的區別在於有一個由電動機帶動的軸，在軸上有葉片用來混合物料。
