CN101629157A - 一种用于净化水质的复合微生态制剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种用于净化水质的复合微生态制剂及其制备方法，属应用生物技术领域。该方法较为独特的是，遵循了微生态制剂向多元化发展的原则，利用多种功能不同的有益菌种，按照正交试验确定各种菌所占的比例，再进行科学组合，形成高效多功能复合微生态制剂，使其同时具有改善肠道内环境、增加进食、抑制有害菌群、改善水质等多方面的作用。更为独特的是本发明中有益菌各出发菌株市售易得，均采用液体发酵技术扩大培养，还添加了活菌繁殖促进剂、保护剂和活菌吸附剂等，保证了该复合微生态制剂稳定、高效。解决了目前市场上的微生态制剂存在产品性状不稳定，使用效果不理想、活菌存活率低等问题。

Description

一种用于净化水质的复合微生态制剂

技术领域

本发明涉及一种用于净化水质的复合微生态制剂及其加工方法，属应用生物技术领域。

背景技术

水质因子对养殖成败和产量的影响十分显著。一般情况下，水体在有益菌的作用下，氮循环处于一种稳定的状态，水中氨氮及亚硝态氮维持正常水平。但随着水产养殖业迅猛发展，集约化高密度养殖规模日益扩大，导致水体中残饵和动物排泄物大增。与此同时，未经处理的养殖废水和工业、生活污水的排放使水体受到严重污染，养殖生态环境遭到破坏，导致病原微生物种类增多和传播速度加快，养殖生物病害发生日趋严重，给水产养殖业造成严重损失。

一些严重威胁养殖动物的病害，由于药物的使用而得到不同程度的控制。而定期的使用消毒药剂，在杀灭有害微生物的同时，有益微生物种类及数量也会相应减少，水生态失衡，表现为水质恶化，水体透明度降低，水体缺氧，大量积累的氮素硝化过程受阻，形成养殖水体中氨氮和亚硝酸盐含量高，尤其是温度及pH值较低时更为显著。药物防治存在很多弊端，比如过度使用抗生素药物不仅使细菌耐药性增加，破坏和干扰养殖环境的正常微生物区系，导致微生物的生态失调，产生二重感染，还使抗生素在生物体内残留、富集，最终将会对人体构成危害。

众多研究表明，当向水体添加有益微生物，通过大量繁殖成为优势种群可抑制有害病菌的生长，同时通过有益微生物的新陈代谢，可降低水中过剩的营养物质和其他有害物质，对去除水体中的氨态氮、有机质、降低BOD、COD和增加溶解氧等方面有明显的调节作用，同时也调节水体的pH值，促进底泥中氮磷的释放，以促进浮游生物的生长。

微生态制剂是在微生态学理论的指导下，调整生态失调保持微生态平衡，提高环境中宿主健康水平或增进健康状态的生理性活菌制品(微生物)及其代谢产物以及促进这些生理菌群生长繁殖的物质制品。对水环境治理而言，微生态制剂具有无毒、无副作用、无残留和不产生抗药性等特点，能够有效改善养殖生态环境，调节水体质量、消除氨氮等污染、增强养殖对象的免疫力，在健康水产养殖中发挥十分重要的作用。它作用的原理是利用同类生物之间存在着竞争作用，当向养殖水体中选择性地投入一定量的有利于水质改良、能分解水中有机物和有害物质，而对养殖生物无危害的微生物制剂和微生物菌种后，建立一种新的平衡关系，病原菌的生长得到抑制，水质得到改善，养殖生物得以健康成长。

近年来，微生态制剂正广泛应用到养殖的各个环节，越来越受到人们的关注和认可。微生态制剂已成为杀菌剂、消毒剂的替代环保型产品。但是，我国微生态制剂研究应用开始较晚，现在的产品主要是单一菌种的微生态制剂。这种制剂施用效果单一，在生产上难以替代抗生素。由于水产养殖环境复杂多变，目前市场上的微生态制剂存在产品性状不稳定，有效活菌数少，使用效果不理想等问题。另外产品的保质期较短，以及缺乏规范的使用技术等，制约了微生态制剂在水产养殖业的推广应用。

发明内容

本发明发明了一种用于净化水质的复合微生态制剂及其制备方法。较为独特的是，遵循了微生态制剂向多元化发展的原则，利用多种功能不同的有益菌种，按照正交试验确定各种菌所占的比例，再进行科学组合，形成高效多功能复合微生态制剂，使其同时具有改善肠道内环境、增加进食、抑制有害菌群、改善水质等多方面的作用。更为独特的是本发明还添加了活菌繁殖促进剂、保护剂和活菌吸附剂等，保证了该复合微生态制剂稳定、高效。解决了目前市场上的微生态制剂存在产品性状不稳定，使用效果不理想、活菌存活率低等问题。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种用于净化水质的复合微生态制剂，含多种功能不同的有益菌种及活菌繁殖促进剂、保护剂和活菌吸附剂。多功能有益菌组合包括(有效成份按重量份数计)：光合细菌1-10份、乳酸杆菌1-8份、酵母菌1-8份、枯草芽孢杆菌1-6份、放线菌1-5份。将上述有益菌分别培养后，与活菌繁殖促进剂、保护剂和活菌吸附剂充分混合后，低温真空干燥制成粉状产品。

所述有益菌各出发菌株均为市售产品，均采用液体发酵技术扩大培养。具体来说，一种用于净化水质的复合微生态制剂制备过程如下：

1、光合细菌的获得：

1)出发菌株可以是球形红杆菌(Phodobacter sphaeroide ATCC 17023)、深红红螺菌(Phodospirillum rubrum ATCC 11170)、沼泽红假单胞菌(Phodopseudomonas palustris ATCC 17001)的一种或全部或部分组合。

2)斜面、液体种子、发酵培养基为常规营养琼脂培养基或肉汤培养基。

3)培养条件为25-40℃光照下厌氧培养36-48小时，活菌数≥50亿个/克。

4)发酵结束后用0.2μ微滤膜浓缩，当活菌数≥500亿个/克即可。

2、酵母菌的获得：

1)出发菌株可以是啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae CICC 1964)、热带假丝酵母(Candida tropicalis CICC 1681)、产朊假丝酵母(Candida utilisCICC 1422)的一种或全部或部分组合。

2)斜面、液体种子、发酵培养基为常规YPD酵母培养基。

3)培养条件为25-40℃通风培养36-72小时，活菌数≥50亿个/克。

4)发酵结束后用0.2μ微滤膜浓缩，当活菌数≥500亿个/克即可。

3、乳酸杆菌的获得：

1)出发菌株可以是双歧杆菌(Bifidobacterium longum CICC 6186)、嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus CICC 6241)、保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus，L.b ATCC 11842)的一种或全部。

2)斜面、液体种子、发酵培养基为常规营养琼脂培养基或肉汤培养基。

3)培养条件为25-40℃厌氧培养36-48小时，活菌数≥100亿个/克。

4)发酵结束后用0.2μ微滤膜浓缩，当活菌数≥500亿个/克即可。

4、枯草芽孢杆菌的获得：

1)出发菌株是枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis CICC 23659)。

2)斜面、液体种子、发酵培养基为常规营养琼脂培养基或肉汤培养基。

3)培养条件为25-40℃通风培养36-48小时，活菌数≥100亿个/克。

4)发酵结束后用0.2μ微滤膜浓缩，当活菌数≥500亿个/克即可。

5、放线菌的获得：

1)出发菌株可以是灰色链霉菌(Streptomyces griseus CICC 11002)、棘孢小单胞菌(Micromonsporae chinospora 12)、绛红小单胞菌(Micromonosporapurpurea 20)的一种或全部或部分组合。

棘孢小单胞菌(Micromonsporae chinospora 12)、绛红小单胞菌(Micromonospora purpurea 20)由江苏省微生物研究所有限公司提供。

2)斜面、液体种子、发酵培养基为常规高氏培养基。

3)培养条件为25-40℃通风培养36-72小时，活菌数≥50亿个/克。

4)发酵结束后用0.2μ微滤膜浓缩，当活菌数≥500亿个/克即可。

6、多功能有益菌混合液的获得：

有效成份按重量份数计：将1-5步骤获得的个组分浓缩液按光合细菌1-10份、乳酸杆菌1-8份、酵母菌1-8份、枯草芽孢杆菌1-6份、放线菌1-5份混合即可。

7、活菌繁殖促进剂、保护剂和活菌吸附剂的添加：分别按混合液体重量的0.5％-2％、1％-5％的比例添加。

活菌繁殖促进剂、保护剂为无机盐混合物、低聚木糖、低聚果糖、低聚麦芽糖、木糖醇、甘露醇、变性淀粉、甘油、脱脂乳中的一种或两种以上的混合物。

吸附剂为沸石粉、硅藻土、草木灰或由核桃壳、板栗壳、椰子壳制成的粉末活性炭中的一种或两种以上的混合物。

8、成品的获得：

将步骤7获得的混合物经适当的低温干燥制成粉末状产品真空包装后即可。

适当的干燥方式应当为冷冻干燥、气流干燥、滚筒干燥、真空干燥或喷雾干燥。

具体实施方式

下面的实例将具体说明本发明的操作方法，但不能作为对本发明的限定。

实例1 一种用于净化水质的复合微生态制剂的获得：

1、多功能有益菌各组分菌体的培养：

将球形红杆菌(Phodobacter sphaeroide ATCC 17023)、啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae CICC 1964)、保加利亚乳杆菌(Lactobacillusbulgaricus，L.b  ATCC 11842)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis CICC23659)、灰色链霉菌(Streptomyces griseus CICC 11002)分别按上述相应的培养基及培养条件，分别扩大到1500L发酵罐进行液体发酵培养。

2、多功能有益菌混合液的获得：

发酵结束后分别用0.2μ微滤膜浓缩，当活菌数≥500亿个/克时结束浓缩，分别得到球形红杆菌浓缩液110L、啤酒酵母浓缩液91L、保加利亚乳杆菌浓缩液157L、枯草芽孢杆菌浓缩液163L、灰色链霉菌浓缩液87L。将获得的各组分浓缩液按光合细菌3份、乳酸杆菌5份、酵母菌2份、枯草芽孢杆菌3份、放线菌1份混合即可。

3、活菌繁殖促进剂、保护剂和活菌吸附剂的添加：

取100L多功能有益菌混合液，向其中添加由钠盐、锰盐、镁盐等组成的无机盐混合液1L、市售甘露醇0.5kg、板栗壳活性炭5kg，搅拌均匀后，低温真空干燥，得到11.7kg复合微生态制剂粉末产品。

实例2 复合微生态制剂的活性分析：

取复合微生态制剂10克，进行常规活菌计数。结果表明各种菌活菌均在50亿个/克以上，明显优于目前市售的同类产品，并且一年后的存活率在80％以上。

实例3 应用试验(一)

1、试验主体：55×35×60cm(长×宽×高)立方体玻璃缸7只，分成3组。1号为空白组，2-4号为对照组，5-7号为实验组。为了更接近池塘条件，缸的四周用黑布遮挡，取湖底黑臭污泥，在缸中铺置8cm。放在室外较开阔处，在自然条件下随机放置。试验用水取自无锡境内太湖水，每缸水加至高50cm，静置24小时后试验。

2、试验方法：1号空白，不添加任何物质；2-4号添加市售某品牌同类产品；5-7号添加本发明产品，添加量均为3g/m²，每天于固定时间检测各缸水的溶解氧、氨氮、亚硝酸盐、COD值并记录，连续记录7天。第7天的结果见表1：

3、测定方法：

COD采用高锰酸钾滴定法；溶氧量采用碘量法；氨氮用奈氏试剂比色法；亚硝酸盐用对氨基苯磺酸和α-萘胺比色法。

                        表1

从表1结果可看出，本发明试验的微生态制剂有明显的改善水质的作用，各项指标均优于对照的市售某品牌同类商品。

实例4 应用试验(二)：

江苏江阴一标准化鱼类养殖试验塘，取两相邻条件相似的池塘进行对比试验。塘四周为水泥板，底为土质，水深1.6米左右。每个池塘中放养100g左右的鲫鱼1000尾，其中一池塘为对照池，一池塘每30天向其中泼洒本发明复合微生态制剂1000g。试验周期为60天，实施过程中每15天定期测定池塘水质和微生物数量，试验周期结束时结果见表2：

                         表2

从表3结果可看出，试验塘的水质明显优于对照塘，并且试验塘未发生鱼类病害，鱼存活率也高于对照塘10个百分点。

Claims (6)

1、一种用于净化水质的复合微生态制剂及其制备方法，其特征在于：

1)多功能有益菌各组份菌的液体发酵培养：

I光合细菌的培养：将出发菌株按斜面、液体种子、液体发酵的顺序培养，培养基为常规营养琼脂培养基或肉汤培养基；培养条件为25-40℃光照下厌氧培养36-48小时，活菌数≥50亿个/克；

II酵母菌的培养：将出发菌株按斜面、液体种子、液体发酵的顺序培养，培养基为常规YPD酵母培养基；培养条件为25-40℃通风培养36-72小时，活菌数≥50亿个/克；

III乳酸杆菌的培养：将出发菌株按斜面、液体种子、液体发酵的顺序培养，培养基常规营养琼脂培养基或肉汤培养基；培养条件为25-40℃厌氧培养36-48小时，活菌数≥100亿个/克；

IV枯草芽孢杆菌的培养：将出发菌株按斜面、液体种子、液体发酵的顺序培养，培养基常规营养琼脂培养基或肉汤培养基；培养条件为25-40℃培养36-48小时，活菌数≥100亿个/克；

V放线菌的培养：将出发菌株按斜面、液体种子、液体发酵的顺序培养，培养基为常规察式培养基；培养条件为25-40℃通风培养36-72小时，活菌数≥50亿个/克。

2)多功能有益菌各组份菌的提取浓缩：各种有益菌发酵结束后用0.2μ微滤膜浓缩，当活菌数≥500亿个/克即可。

3)多功能有益菌混合液的获得：在有效成份浓缩液按重量份数计按光合细菌1-10份、乳酸杆菌1-8份、酵母菌1-8份、枯草芽孢杆菌1-6份、放线菌1-5份混合即可。

4)活菌繁殖促进剂、保护剂和活菌吸附剂的添加：分别按混合液体重量的0.5％-2％、1％-5％的比例添加。

5)成品的获得：将获得的混合物经适当的低温干燥制成粉末状产品真空包装后即可。

2、如权利要求1所述，其特征是多功能有益菌为：光合细菌是可以是球形红杆菌(Phodobacter sphaeroide ATCC 17023)、深红红螺菌(Phodospirillum rubrumATCC 11170)、沼泽红假单胞菌(Phodopseudomonas palustris ATCC 17001)的一种或全部或部分组合；酵母菌可以是啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiaeCICC 1964)、热带假丝酵母(Candida tropicalis CICC 1681)、产朊假丝酵母(Candida utilis CICC 1422)的一种或全部或部分组合；乳酸杆菌可以是双歧杆菌(Bifidobacterium longum CICC 6186)、嗜酸乳杆菌(Lactobacillusacidophilus CICC 6241)、保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus，L.bATCC 11842)的一种或全部；枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis CICC 23659)；放线菌可以是灰色链霉菌(Streptomyces griseus CICC 11002)、棘孢小单胞菌(Micromonsporae chinospora  12)、绛红小单胞菌(Micromonosporapurpurea 20)的一种或全部或部分组合；

3、如权利要求1所述，其特征是采用0.2μ微滤膜对各有益菌发酵液进行浓缩，浓缩至活菌数≥500亿个/克；

4、如权利要求1所述，其特征是活菌繁殖促进剂、保护剂为无机盐混合物、低聚木糖、低聚果糖、低聚麦芽糖、木糖醇、甘露醇、变性淀粉、甘油、脱脂乳中的一种或两种以上的混合物；

5、如权利要求1所述，其特征是吸附剂为沸石粉、硅藻土、草木灰或由核桃壳、板栗壳、椰子壳制成的粉末活性炭中的一种或两种以上的混合物；

6、如权利要求1所述，其特征是适当的干燥方式应当为冷冻干燥、气流干燥、滚筒干燥、真空干燥或喷雾干燥。