CN101215197A - 植物益生菌复合制剂及制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了植物益生菌复合制剂及制备工艺。该制剂采用天然植物组织作种源材料，通过逆境淘汰培养、富集培养、干燥粉碎步骤制备植物益生菌复合制剂。该制剂制备工艺简单，成本低，效果好，用途广泛，易于普及推广。

Description

植物益生菌复合制剂及制备工艺

技术领域

本发明涉及一种植物益生菌复合制剂及制备工艺。

背景技术

植物微生态学是兴起的边缘科学，依据微生态调控系统工程研制的微生态制剂—益微(有益微生态制剂的简称)获得了很大的成功，益微代表了植物益生菌的发展方向，也是20世纪下半叶植物益生菌产生、成长、发展的一个缩影。

有关植物益生菌的植物微生态学(Plant microecology)是个年轻的学科，也是一个古老的学科(Hallman 1999，Saikkonen 1998)。早在两千多年前：我国西汉时的《汜胜之书》中就有馊种法的记载。

植物益生菌的使用起步于20世纪50年代，用于防病的益生菌产品有5406、G4、1013等，5406在我国应用面积达670万公顷，是当时的世界纪录。

益微(Beneficial Microeeological Preparations，BMP)，曾称增产菌，是有益的微生态制剂的简称。是一项投入少，见效快的农业生产新技术。(见《益生菌基础与应用》一书中第十二章植物益生菌P280页)

目前国内外益生菌种(probiotcs)的生产是广泛采用从动植物体内分离单株内生共生菌株芽孢杆菌(Bacillusspp)，其工艺过程：样本采集→菌种分离→生物测定→菌株鉴定→复壮促活，制成发酵菌种。这种常规菌种繁育工艺存在有以下缺陷：a.培养料和设备的操作消毒环节多；b.增加消毒、控温、控压、通气设备的投资成本和能源消耗；c.菌剂制品野外生存竞争能力减弱，生产应用效果差；d.菌种分离技术要求高，不利于推广普及(见《益生菌基础与应用》一书中第十二章植物益生菌选育P286页)。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单，低成本，高效力，用途广泛，易于普及推广应用的植物益生菌制剂。

本发明另一个目的是提供上述植物益生菌制剂的混菌培养生产工艺。

本发明工艺原理是：①化学诱变剂和环境诱变兼用，诱导变异菌株；②利用微生物间的相互作用：竞争、无关共生、互利共生、偏利共生、偏害共生和捕食(或寄生)作用，优胜劣汰，产生优势菌群；③加富营养，模拟自然生境定向培养，增强优势菌群的环境生存竞争能力。

本发明的工艺流程：样本组织采集→培养基混合制备→混合诱变培养→定向加富培养→干燥→粉碎→成品检验→包装。(仪器分析检测不列入工艺过程)

本发明的上述目的是通过如下技术方案实现的：

一种植物益生菌复合制剂，该制剂是采用下列方法制备得到的：

a、配料：采用二种或二种以上天然植物组织作为种源材料，以玉米粉、米糠、麦麸、草炭作为营养材料，混合均匀制成固体配料备用；再取水、明矾、食用白酒、食用白醋、食盐及葡萄糖混合配制成弱酸处理液备用；

b、逆境淘汰培养：将上述备用固体配料与弱酸处理液充分混匀后，装入发酵池或发酵袋，压实、密封，在5-30℃条件下，厌氧培养1-2天，测PH≤5.4时出料，得预处理培养料；

c、富集培养：取鲜豆芽打浆磨碎，加入蔗糖蜜、酵母膏、水搅匀，配制成促生液；将配制好的促生液加入预处理培养料中混合均匀后装池或袋压实密封，在5-30℃条件下，厌氧培养3-5天，检测pH5.5-6.5，含菌总量≥2亿个/g时出料；

d、干燥粉碎：出料后在40-50℃干燥或晒干，粉碎包装。

所述的植物益生菌复合制剂，其中作为种源材料的天然植物组织分别采用以下各组中二种或二种以上植物材料，且包括果实类材料和根、茎、叶类材料：

          果实类材料      根、茎、叶类材料

第一组：  黄豆南瓜山芋    苜蓿芦蒿马齿苋

第二组：  绿豆冬瓜生姜    紫云英芹菜蕨菜

第三组：  黄豆西瓜大蒜    桎麻大白菜黑麦草

第四组：  蚕豆苹果芋头    箭豌豆茶叶木樨

第五组：  黄豆草莓芝麻    苕草芦苇田菁

第六组：  蚕豆莲藕鸡头果  水花生胡萝卜水葫芦

每组中各天然植物组织之间配比关系为任意配比，优选为等比关系。

所述的植物益生菌复合制剂，其中种源材料为1-8重量份，营养材料为30-80重量份，弱酸处理液为30-70重量份，促生液为4-10重量份。

所述的植物益生菌复合制剂，其中营养材料按重量份取玉米粉10-20份，米糠10-20份，麦麸15-25份，草炭5-15份。

所述的植物益生菌复合制剂，其中弱酸处理液配制方法为：按重量份取50份水加入0.18-0.22份天然明矾，0.08-0.12份市售50度的白酒，0.08-0.12份食用白醋，1.2-1.7份食盐，0.3-0.7份葡萄糖混合，调节pH5.0-6.0即可。

所述的植物益生菌复合制剂，其中促生液的配制是按重量份取0.3-0.7份鲜豆芽打浆磨碎，蔗糖蜜1.8-2.2份，酵母膏0.08-0.12份，加水5份搅匀即可。

所述植物益生菌复合制剂的制备方法，包括下列步骤：

a、配料：采用二种或二种以上天然植物组织作为种源材料，以玉米粉、米糠、麦麸、草炭作为营养材料，混合均匀制成固体配料备用；再取水、明矾、食用白酒、食用白醋、食盐及葡萄糖混合配制成弱酸处理液备用；

b、逆境淘汰培养：将上述备用固体配料与弱酸处理液充分混匀后，装入发酵池或发酵袋，压实、密封，在5-30℃条件下，厌氧培养1-2天，测PH≤5.4时出料，得预处理培养料；

c、富集培养：取鲜豆芽打浆磨碎，加入蔗糖蜜、酵母膏、水搅匀，配制成促生液；将配制好的促生液加入预处理培养料中混合均匀后装池或袋压实密封，在5-30℃条件下，厌氧培养3-5天，检测pH5.5-6.5，含菌总量≥2亿个/g时出料；

d、干燥粉碎：出料后在40-50℃干燥或晒干，粉碎包装。

本发明有益效果：

一、本发明工艺方法与常规工艺方法进行工艺优势比较，结果如下所示：

(一)本工艺方法

采集种原培养料→混合诱变→定向加富培养→干燥→粉碎→成品检验→封装入库(7道生产工序)。

(二)常规工艺方法(见《益生菌基础与应用》P312-313 2002年10月版)

1、液体发酵培养：

菌种分离提纯→原菌种活化→菌种扩大培养→发酵罐培养→加入填充料→压滤→干燥→粉碎→成品检验→封装入库(10道工序高温消毒4次)

2、固体发酵培养：

菌种分离提纯→菌种活化→菌种扩大培养→接种剂消毒过的填料上→浅层固体发酵培养→干燥→粉碎→成品检验→封装入库(9道工艺4次高温消毒)

3、固体粉剂发酵机培养：

原菌种分离提纯→菌种活化→菌种扩大培养→固体培养基选配→粉碎→固体发酵机→固体粉剂发酵机立体培养→干燥→粉碎→固体粉剂剂型→成品检验→封装入库(12道工序，3次高温消毒)。

通过比对可以看出，本发明工艺较传统工艺简单易行，成本低，适于产业化应用。

二、本发明利用植物组织细胞作种质原料，经混合组织培养，富集植物内生共生菌(integrouth endophyte)，制备植物益生菌制剂之工艺技术，还具有以下优点：

1、取材方便，材料来源广泛，亦可自己种植，生产原料有保障；

2、生产上省略菌种分离环节和种曲扩繁过程，培养料(原种制剂)直接用于生产用种降低生产成本；

3、取消消毒、通风、控温、控压环节设备投资，节约成本和能耗；

4、全天然培养，不使用化学合成物质和人工激素；

5、制备的制剂活性强，多功能作用，适用范围广，可做a.有机肥发酵菌种，用量为1-3‰；b.食用培养料发酵菌种，用量为1-3‰；c.存贮发酵饲料添加剂，用量为1-3‰；d.高产有机农业种植肥料，亩用5kg-10kg；e.循环农业中的土壤改良剂、土壤净化剂，亩用5kg-10kg。

三、植物益微的应用效果：

(一)、高效的多功能性：

1.促进植物生长发育；2.增加植物生物产量；3.益微可促进植物组织向丰产优质变化；4.改进植物品质，提高产品质量；5.提高植物的抗逆性。

(二)、广泛的适应性。

(三)、高度的亲和性。

(四)、可靠的安全性。

实验1、用作有机肥发酵菌种

取当天出圈的新鲜禽畜粪便10吨，加入益生菌制剂(按实施例1制备)20kg混合均匀后装入发酵池，踩紧压实后加盖或用塑料布覆盖密封培养5-8天后出池晾晒，或在45℃低温下干燥至含水小于35％，粉碎包装即成有机肥产品，可直接用于农作物肥料，或作食用菌栽培料，或作鱼饵料。

实验2、菌肥应用效果

试验地点：徐州市柳新镇唐沟村

试验单位：柳新乡农技站

试验时间：2000年3月5号

供试作物：皖麦19

试验面积：一亩，处理区150平米，重复150平米，其余为对照区

施用方法：取益生菌剂(按实施例1制备)2000克，加清水50kg浸泡12小时滤汁后加清水50kg喷洒小麦全株。

试验结果：处理区比对照每亩增产33.2kg，增产7.9％，小麦长势表现为：1.熟相好，抗干热风明显2.退化小穗减少1.3个，空瘪粒减少4.2％，个粒重增加3克。

实验3：益生菌发酵有机肥在果树上的应用效果

试验地点：南京市溧水县傅家边桃树巷，青龙山梨园

试验单位：南京新世纪园艺研究所

试验时间：2001年10月-2002年7月17日

试验材料及方法：1.处理区：益生菌有机肥(按实施例1制备)；对照区：鲜猪粪。重复2次。

供试作物：20年生黄花梨，17年生青梅。

用量：益生菌肥每株1kg，鲜猪粪每株30kg。

试验结果：黄花梨：处理区：单果重258克，对照区；单果重256克；

青梅：处理区：单株产量45.8斤，单果重21克；对照区：单株产量43.5斤，单果重20克。

结论：该试验证明：1kg益生菌有机肥相当于30kg猪粪肥的肥效，经益生菌发酵后的有机肥肥效当年利用率提高了30倍，表现出极显著的肥效效果。

实验4：益生菌发酵有机肥在蔬菜上的应用效果

试验单位：国家环保局有机食品发展中心

试验地：南京市马群蔬菜科技站

试验品种：辣椒

试验时间：2000年3月10号

试验方法与内容：每小区0.12亩，重复2次，处理区为益生菌基肥(按实施例1制备)+生物农药防治。

对照区为：1、240kg牛粪/小区+复合肥6kg/小区，生物农药防治2、复合肥12kg/小区+生物农药防治

试验结果：益生菌有机肥株高和分支数分别比对照增加19.2％和28.2％，座果树比复肥区增加74.4，比牛粪加复合肥增加66.7。

结论：牛粪加复合肥株高生长量和分枝数分别低于复合肥11.5和23.1，座果树高于复合肥7.7％，说明未经益生菌发酵的干牛粪当季没有肥效表现。

从上述试验研究中可以看出：益生菌基肥对于有机肥的养分转化的显著作用和对植物生长的协同促进作用。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步的说明：

一般性说明：

表1：实施例所用种源材料取用表

原始种质资源的采集加工：筛选天然植物组织细胞：选择无病虫健康组织植物果实、根、茎、叶、块根等，及时晒干，配料前将干料粉碎成30目干粉或将当天收获的鲜嫩茎、叶、根组织打成浆液。

实施例1

1、配料：按表1中第一组材料取用：

①种源材料中果实类材料取嫩黄豆1kg，山芋1kg，南瓜1kg，混合打浆，取原汁2kg；

②种源材料中根、茎叶类材料取鲜苜蓿1kg，芦蒿1kg，马齿苋1kg，混合打浆，取原汁2kg；

③营养材料取玉米粉15kg，米糠15kg，麦麸20kg，草炭10kg；

将上述物料混匀，得固体物料，备用。

2、弱酸处理液配制：取50kg水(优选天然雨水或可饮用的井水、泉水)加入0.2kg天然明矾，0.1kg市售50度的白酒，0.1kg食用白醋，1.5kg食盐，0.5kg葡萄糖混合，调节pH5.4-6.0，备用；

3、逆境淘汰培养：将上述配制备用的固体物料与弱酸处理液充分拌匀，装袋或装池踩紧、压实、密封厌氧常温培养(5～30℃)24-36小时，测pH在4.8-5.4之间出料，得预处理料；目的：控制淘汰好氧嗜碱菌株，诱发纯化嗜酸、厌氧和兼性厌氧菌的生长。

4、富集培养：

a、促生液的配制：取0.5kg鲜豆芽打浆磨碎，蔗糖蜜2kg，酵母膏0.1kg，加水5kg(优选天然雨水或饮用井水、泉水)搅匀；

b、将配制好的促生液加入上述预处理培养料中，混合均匀后装池或装袋踩紧压实密封，在5～30℃条件下，厌氧培养3～5天；出料检测：pH5.5-6.5，含菌总量≥2亿个/g。目的：纯化复壮富集益生菌群生长，增强种性优势。

5、干燥粉碎：出料后通过45℃低温及时干燥或晒干、粉碎包装。制剂质量标准：粉剂细度≥80目，有效总菌数≥2亿个/g，杂菌数≤15％，水分含量≤30％。含水量优选18％以内。

经测定，本发明产品中含有多种微生物菌群，其代表菌有：

放线菌类(actinomycetes)：链霉菌属(streptomgces)，弗兰克氏菌属(frnkia)等；

光合固氮菌类(photosyntheticbacteria PSB)：蓝细菌(cyanobacteria)，固氮梭菌属(closteridium)，内生芽孢杆菌(baillus，spp)等；

乳酸杆菌类(lactobacillus)：发酵乳杆菌(lfermtntum)，布氏乳杆菌(lbrevis)，明串珠菌(lenconostoc)等；

酵母菌类(saccharomyces)：白地霉(geotrichum candidum)等；以及真菌类有益微生物。

实施例2

种源材料取表1中第四组材料，取果实类材料蚕豆、苹果各一份，根茎类材料茶叶、木樨各一份，按1∶1∶1∶1的重量等比关系混合，取3kg组织原浆液或1.5kg组织干粉与③营养料混合后备用(其它过程均按实施例1操作步骤进行)。

实施例3

种源材料取表1中第六组的莲藕、水花生各一份按1∶1的重量比关系混合打浆后，取组织原浆液3kg与③营养料混合后备用，其它过程均按实施例1操作步骤进行。

实施例4-6

实施例4-6分别取表1中第二、三、五组材料均按上述实施例1操作步骤进行。

Claims (7)

1.一种植物益生菌复合制剂，其特征在于该制剂是采用下列方法制备得到的：

a、配料：采用二种或二种以上天然植物组织作为种源材料，以玉米粉、米糠、麦麸、草炭作为营养材料，混合均匀制成固体配料备用；再取水、明矾、食用白酒、食用白醋、食盐及葡萄糖混合配制成弱酸处理液备用；

b、逆境淘汰培养：将上述备用固体配料与弱酸处理液充分混匀后，装入发酵池或发酵袋，压实、密封，在5-30℃条件下，厌氧培养1-2天，测PH≤5.4时出料，得预处理培养料；

c、富集培养：取鲜豆芽打浆磨碎，加入蔗糖蜜、酵母膏、水搅匀，配制成促生液；将配制好的促生液加入预处理培养料中混合均匀后装池或袋压实密封，在5-30℃条件下，厌氧培养3-5天，检测pH5.5-6.5，含菌总量≥2亿个/g时出料；

d、干燥粉碎：出料后在40-50℃干燥或晒干，粉碎包装。

2.根据权利要求1所述的植物益生菌复合制剂，其特征在于作为种源材料的天然植物组织分别采用以下各组中二种或二种以上植物材料，且包括果实类材料和根、茎、叶类材料：

            果实类材料      根、茎、叶类材料

第一组：    黄豆南瓜山芋    苜蓿芦蒿马齿苋

第二组：    绿豆冬瓜生姜    紫云英芹菜蕨菜

第三组：    黄豆西瓜大蒜    桎麻大白菜黑麦草

第四组：    蚕豆苹果芋头    箭豌豆茶叶木樨

第五组：    黄豆草莓芝麻    苕草芦苇田菁

第六组：    蚕豆莲藕鸡头果  水花生胡萝卜水葫芦

每组中各天然植物组织之间配比关系为任意配比，优选为等比关系。

3.根据权利要求1所述的植物益生菌复合制剂，其特征在于种源材料为1-8重量份，营养材料为30-80重量份，弱酸处理液为30-70重量份，促生液为4-10重量份。

4.根据权利要求1所述的植物益生菌复合制剂，其特征在于营养材料按重量份取玉米粉10-20份，米糠10-20份，麦麸15-25份，草炭5-15份。

5.根据权利要求1所述的植物益生菌复合制剂，其特征在于弱酸处理液配制方法为：按重量份取50份水加入0.18-0.22份天然明矾，0.08-0.12份市售50度的白酒，0.08-0.12份食用白醋，1.2-1.7份食盐，0.3-0.7份葡萄糖混合，调节pH5.0-6.0即可。

6.根据权利要求1所述的植物益生菌复合制剂，其特征在于促生液的配制是按重量份取0.3-0.7份鲜豆芽打浆磨碎，蔗糖蜜1.8-2.2份，酵母膏0.08-0.12份，加水5份搅匀即可。

7.如权利要求1所述植物益生菌复合制剂的制备方法，其特征在于包括下列步骤：

a、配料：采用二种或二种以上天然植物组织作为种源材料，以玉米粉、米糠、麦麸、草炭作为营养材料，混合均匀制成固体配料备用；再取水、明矾、食用白酒、食用白醋、食盐及葡萄糖混合配制成弱酸处理液备用；

b、逆境淘汰培养：将上述备用固体配料与弱酸处理液充分混匀后，装入发酵池或发酵袋，压实、密封，在5-30℃条件下，厌氧培养1-2天，测PH≤5.4时出料，得预处理培养料；

c、富集培养：取鲜豆芽打浆磨碎，加入蔗糖蜜、酵母膏、水搅匀，配制成促生液；将配制好的促生液加入预处理培养料中混合均匀后装池或袋压实密封，在5-30℃条件下，厌氧培养3-5天，检测pH5.5-6.5，含菌总量≥2亿个/g时出料；

d、干燥粉碎：出料后在40-50℃干燥或晒干，粉碎包装。