CN102616941B - 一种海参微生态水质调节剂及其制备方法 - Google Patents

一种海参微生态水质调节剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种适于海参养殖水体修复的微生态水质调节剂及其制备方法，属于水产养殖技术及微生物技术领域。本发明的针对海参的生理习性和养殖特点，应用现代生物技术，由海参养殖环境中分离筛选的弯曲芽孢杆菌CGMCCNo.5115、枯草芽孢杆菌CGMCCNo.5116和蜡状芽孢杆菌CGMCCNo.5117所组成，以玉米粉和豆饼粉为主要培养料，25-40℃发酵24-48h，再以沸石和麦麸作为吸附载体，加工制得微生态水质调节剂。本产品受环境条件影响小，对海参的养殖水体具有非常显著的净化效果，可以大幅降低氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等有害物质的含量，去除恶臭味，有效抑制病原菌，预防海参病害的发生，提高养殖海参的产量和质量。

Description

一种海参微生态水质调节剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及水产养殖技术及微生物技术领域，特别涉及一种复合微生态水质调节剂的制备。
背景技术
近年来，刺参养殖已成为中国水产养殖业的支柱产业之一，但随着刺参现代集约化和规模化养殖迅速的发展，出现了一些严重问题，制约了其产业的发展，比如在养殖的过程中投喂大量高蛋白的饵料，很多未摄食的残饵、粪便排泄物和生物死体在水体中，分解生成很多的有害物质，恶化了水质，病原菌大量繁殖，致使海参产生强烈的应激反应，出现了摇头、身体收缩僵直、排脏、口肿、体表溃疡等现象，最后大面积体壁腐烂而死。人们通常采用抗生素、化学合成药物等防治刺参的疾病，但长期、大量使用抗生素不仅导致了刺参对病原微生物的易感性以及细菌耐药性，引起过敏等不良反应，并且造成整个生态环境的污染，严重影响了节约减排和食品安全，阻碍了无公害刺参养殖业的发展。
水产微生态制剂，是利用水产动物体内或养殖水体中的有益微生物经特殊加工工艺而形成的活菌制剂。水产微生态制剂具有氧化、氨化、硝化、反硝化、解磷、硫化及固氮等作用，可以使有害物质分解为小分子有机物(氨基酸、低级脂肪酸、单糖、环烃等)，最终分解为二氧化碳、硝酸盐、硫酸盐等，有效地降低水中的COD、氨氮、亚硝酸氮和硫化物的浓度，从而有效地改善水质。目前，应用于水产养殖的微生态水质调节剂，只限于一种或两种益生菌净化养殖水体，对养殖水体的净化效果不明显。海参的养殖水体中由于存有大量的残饵和排泄物，会产生很多复杂的有害物质，如氨、硫化氢、有机酸等，需要多种益生菌对不同的有害物质达到同时一次净化的效果。
本发明本着来源于自然，回归自然的原则，筛选与原宿主、原微生态系、原微生物种群相适应的菌种，选用从刺参养殖海水中筛选获得的高效蛋白酶产生菌、亚硝化细菌和反硝化细菌，旨在经过合理配伍研制一种专门针对净化刺参养殖海水的微生态制剂，主要是利用复合微生物的高浓度、高活性以及微生物之间的各类共代谢作用来降解养殖水体中的毒性及有机物，即利用蛋白酶产生菌分泌的蛋白酶将养殖废水中的可溶性蛋白分解成氨基酸，由亚硝化细菌和反硝化细菌的联合作用，将氨氮转化为无毒无害的气态氮从水中逸出。本发明的复合微生态制剂可以在发酵合成的状态下共存、共荣、共生、共养，使微生物群体朝着有益的方向发展成为一种具有活性的复合微生物。这些众多的微生物在应用环境中相互联合，在发生基质变迁的同时，构成新的生态学，重新建立生存关系，从而形成共同发挥作用的体系。
发明内容
为了克服现有技术中养殖水质污染严重、病害频繁发生、养殖海参死亡率高、海参体内化学残留超标，而发明一种海参养殖水体修复的微生态水质调节剂。针对海参的生理习性和养殖特点，应用现代生物技术，由海参养殖环境中分离筛选的芽孢杆菌所组成的复合益生菌，形成一个菌群共生增殖、功能齐全、结构稳定的微生态水质调节剂。该微生态水质调节剂主要由芽孢杆菌、异养硝化细菌混合组成，由海参养殖环境中分离并筛选的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)YB-1CGMCC No.5116、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)YB-2CGMCCNo.5117和弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)XH-1CGMCC No.5115，以玉米粉和豆饼粉为主要培养料，以沸石和麦麸作为吸附载体，加工成固体粉剂。本发明中涉及的微生态制剂，于2011年08月05号送到中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏(中国科学院微生物研究所，邮编100101)，地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
本发明的主要方面是：一种海参微生态水质调节剂的制备方法，包括以下操作步骤：
①制备益生菌的种子液
将枯草芽孢杆菌YB-1CGMCC No.5116的菌悬液、蜡状芽孢杆菌YB-2CGMCC No.5117的菌悬液和弯曲芽孢杆菌XH-1CGMCC No.5115的菌悬液，以1∶1∶1的菌数比例混合后，再按发酵液体积的3％接种，搅拌均匀，并于25-40℃发酵24-48h，制备益生菌种子液；
其中，上述三种益生菌菌悬液的制备方法是本领域技术人员的常规技术，即：将在LB琼脂斜面培养基上生长良好的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)YB-1CGMCC No.5116、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)YB-2CGMCC No.5117和弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)XH-1CGMCCNo.5115，分别加入水后，分别制成一定浓度的菌悬液；
②液态发酵
向在密闭式发酵反应器中加入发酵液，向发酵液中按0.1～1％的体积比加入营养物质，再将步骤①制备的益生菌种子液，按3-5％的体积比接种，进行发酵，压力为0.05～0.25Mpa，25～36℃发酵24～48h，制得发酵产物；
③喷雾干燥
上述步骤②所得的发酵产物喷雾干燥到吸附载体中；
其中，
步骤①和②所说的发酵液均由玉面粉∶豆饼粉∶水按(1.5～3)∶(0.7～1.3)∶100的重量比组成，调pH7.0～8.0；
步骤②所说的营养物质由麸皮∶豆饼粉∶水按(0.5-2)∶(0.5-3)∶100的重量比组成；
步骤③所述的吸附载体的组成为：沸石粉和麸皮按1∶1的体积比混合。
在优化条件下：上述的制备方法中，步骤③所述的吸附载体中，沸石粉和麸皮均为50～100目。
在优化条件下：上述的制备方法中，步骤①中菌悬液的菌体浓度均为1×108cfu/ml。
在优化条件下：上述的制备方法中，还包括以下操作步骤：向步骤③制得的产物中加入吸附载体，混合并使菌含量的终浓度为107～1010cfu/g；其中，所述的吸附载体即上文所述的50～100目的沸石粉和麸皮按1∶1的体积比混合制得。
在优化条件下：上述的制备方法中，向步骤③制得的产物中加入吸附载体的重量比为1∶1～1000。
在优化条件下：上述的制备方法中，步骤③中发酵产物喷雾干燥到吸附载体的方法为：发酵液与吸附载体重量比为1∶1～4，干燥时间为6～36h，产物水份含量为4％。
本发明的另外一方面在于，利用上述的方法制备的海参微生态水质调节剂产品。
本发明的另外一方面在于，利用上述的海参微生态水质调节剂在海参养殖方面的应用。
本发明的微生态水质调节剂受环境条件影响小，对海参的养殖水体具有非常显著的净化效果，在海参的育苗期和养成期定期泼洒该微生态水质调节剂，可以快速降解养殖水体中的有机污染物和氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等有害物质。可以大幅降解水体中氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等有害离子含量，去除恶臭味，避免底质腐败，有效抑制病原菌，减轻海参的应激，预防海参病害的发生，提高养殖海参的产量和质量。
本发明的优点是：
1.快速降解养殖水体中的有机污染物和氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等有害物质；
2.迅速分解池底沉积的废物、沉积物；
3.避免水体水色突变和发黑发臭现象；
4.适用于海参的育苗池和养成池，可以净化“白浊水”、“铁锈水”、“黑臭水”、“老绿水”等恶化水质；
5.稳定浮游植物的繁殖。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。实施例中所用原料如无特殊说明，均由常规方法制备或由商业途径获得。
LB琼脂斜面培养基：其组成每升中含：蛋白胨5g，酵母膏1g，海水晶33g，磷酸高铁0.1g，pH7.4-7.6。固体培养基为液体培养基中加入16g/L琼脂粉，原料均购于汇合生物科技有限公司。
玉米面粉，购于瑞祥生物科技发展有限公司，100-200目。
豆饼粉，购于瑞祥生物科技发展有限公司，100-200目。
麸皮，购于瑞祥生物科技发展有限公司，50-100目。
沸石粉，购于浙江神石矿业有限公司，主要成分为斜发沸石，纯度为55-70％，50-100目。
本发明实施例中涉及的微生态制剂包括：由海参养殖环境中分离筛选的芽孢杆菌包括：枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)YB-1CGMCC No.5116、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)YB-2CGMCC No.5117和弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)XH-1CGMCC No.5115。
将三株菌株于2011年08月05号送到中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(中国科学院微生物研究所，邮编100101)，地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
下面通过实例进一步详细描述本发明。
实施例1
1：制备益生菌的种子液。
将在LB琼脂斜面培养基上生长良好的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)YB-1CGMCCNo.5116、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)YB-2CGMCC No.5117和弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)XH-1CGMCCNo.5115，分别加入水后，分别制成菌体浓度均为1×108cfu/ml的菌悬液，将上述三种菌悬液按照菌数1∶1∶1的比例混合，获得混和菌悬液，将混和菌悬液以发酵液体积的3％接种于发酵液中，搅拌均匀1-2min，发酵条件是30℃，24h；制备益生菌种子液。
上述的发酵液由玉面粉∶豆饼粉∶水按1.5∶0.7∶100的重量比混合，调节pH7.0-8.0；
2：液态发酵。
先将营养物质以1％的体积比接种于上述发酵液中，再将步骤1制备的益生菌种子液，以5％的体积比接种于上述发酵液中，在密闭式发酵反应器中进行发酵，压力为0.05-0.25Mpa，发酵温度36℃、发酵时间48h，制得发酵产物；
上述的营养物质由麸皮、豆饼粉和水按0.5∶0.5∶100的重量比混合。
3：喷雾干燥。
吸附载体由50-100目的沸石粉和50-100目的麸皮按体积比为1∶1混合配制；
上述步骤2所得的发酵产物喷雾干燥到上述吸附载体中，发酵产物与吸附载体总重量比为1∶4，产物水份含量为4％，干燥时间为36h，制得微生态粉剂。
4：稀释。
吸附载体由50-100目的沸石粉和50-100目的麸皮按体积比为1∶1混合配制；
将步骤3制备的微生态粉剂与吸附载体以重量比为1∶100混合，配制活菌含量在108cfu/g的复合微生态水质调节剂产品。
实施例2
1：制备益生菌的种子液。
将在LB琼脂斜面培养基上生长良好的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)YB-1CGMCCNo.5116、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)YB-2CGMCC No.5117和弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)XH-1 CGMCC No.5115，分别加入水后，分别制成菌体浓度均为1×108cfu/ml的菌悬液，将上述三种菌悬液按照菌数1∶1∶1的比例混合，获得混和菌悬液，将混和菌悬液以发酵液体积的3％接种于发酵液中，搅拌均匀1-2min，发酵条件是30℃，24h；制备益生菌种子液。
上述的发酵液由玉面粉∶豆饼粉∶水按3∶1∶100的重量比混合，调节pH7.0-8.0；
2：液态发酵。
先将营养物质以0.5％的体积比接种于上述发酵液中，再将步骤1制备的益生菌种子液，以5％的体积比接种于上述发酵液中，在密闭式发酵反应器中进行发酵，压力为0.05-0.25Mpa，发酵温度25℃、发酵时间48h，制得发酵产物；
上述的营养物质由麸皮、豆饼粉和水按2∶1∶100的重量比混合。
3：喷雾干燥。
吸附载体由50-100目的沸石粉和50-100目的麸皮按体积比为1∶1混合配制；
上述步骤2所得的发酵产物喷雾干燥到上述吸附载体中，发酵产物与吸附载体总重量比为1∶4，产物水份含量为4％，干燥时间为24h，制得微生态粉剂。
4：稀释。
吸附载体由50-100目的沸石粉和50-100目的麸皮按体积比为1∶1混合配制；
将步骤3制备的微生态粉剂与吸附载体以重量比为1∶1000混合，配制活菌含量在107cfu/g的复合微生态水质调节剂产品。
实施例3
1：制备益生菌的种子液。
将在LB琼脂斜面培养基上生长良好的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)YB-1CGMCCNo.5116、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)YB-2CGMCC No.5117和弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)XH-1 CGMCC No.5115，分别加入水后，分别制成菌体浓度均为1×108cfu/ml的菌悬液，将上述三种菌悬液按照菌数1∶1∶1的比例混合，获得混和菌悬液，将混和菌悬液以发酵液体积的3％接种于发酵液中，搅拌均匀1-2min，发酵条件是30℃，24h；制备益生菌种子液。
上述的发酵液由玉面粉∶豆饼粉∶水按3∶1∶100的重量比混合，调节pH7.0-8.0；
2：液态发酵。
先将营养物质以1％的体积比接种于上述发酵液中，再将步骤1制备的益生菌种子液，以5％的体积比接种于上述发酵液中，在密闭式发酵反应器中进行发酵，压力为0.05-0.25Mpa，发酵温度36℃、发酵时间48h，制得发酵产物；
上述的营养物质由麸皮、豆饼粉和水按1∶3∶100的重量比混合。
3：喷雾干燥。
吸附载体由50-100目的沸石粉和50-100目的麸皮按体积比为1∶1混合配制；
上述步骤2所得的发酵产物喷雾干燥到上述吸附载体中，发酵产物与吸附载体总重量比为1∶2，产物水份含量为4％，干燥时间为36h，制得微生态粉剂。
4：稀释。
吸附载体由50-100目的沸石粉和50-100目的麸皮按体积比为1∶1混合配制；
将步骤3制备的微生态粉剂与吸附载体以重量比为1∶1-10混合，配制活菌含量在109cfu/g的复合微生态水质调节剂产品。
实施例4实际应用效果
选取六处条件相似的海参育成圈，平均水深2m，参苗规格30-50头/500克，密度在5-10头/平方米。
1、2、3号圈为对照组(未泼洒微生态水质调节剂)，4、5、6号圈为实验组(泼洒微生态水质调节剂)；实验组除了定期泼洒实施例1、2、3所述的微生态水质调节剂之外，饲喂和管理方法与对照组一样。
实验周期为2010.05-2010.07的两个月，实验组每隔3天泼洒1次，泼洒量为5g/m3。
实验期间，定期检测水质，观察海参摄食情况，每隔15天下水摸探，测量海参。盐度为37-38‰，水温为18-22℃，pH为7.9-8.4，溶解氧为3.5-5.5mg/L。实验池的透明度为25.0-44.0cm。
实验结果如下：
表1复合微生态水质调节剂的水质指标比较结果(30天)
Figure BDA0000146780920000061
表2复合微生态水质调节剂对海参生长水平的影响(45天)
  头/m2  平均鲜重(g)   平均体壁重(g)
  对照组   9  84.2   32.4
  实验组   9  96.7   38.1
表3复合微生态水质调节剂对养殖水体的影响
Figure BDA0000146780920000062
结果表明：本发明的微生态水质调节剂，受环境条件影响小，对海参的养殖水体具有非常显著的净化效果，可以大幅降低氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等有害物质的含量，去除恶臭味，有效抑制病原菌，预防海参病害的发生，提高养殖海参的产量和质量。

Claims (2)

1.一种海参微生态水质调节剂的制备方法，包括以下步骤：
① 制备益生菌的种子液
将枯草芽孢杆菌YB-1 CGMCC No.5116的菌悬液、蜡状芽孢杆菌YB-2 CGMCC No.5117的菌悬液和弯曲芽孢杆菌XH-1 CGMCC No.5115的菌悬液，以1:1:1的菌数比例混合后，再按发酵液体积的3%接种，搅拌均匀，并于25-40℃发酵24-48h，制备益生菌种子液；
② 液态发酵
向在密闭式发酵反应器中加入发酵液，向发酵液中按0.1~1%的体积比加入营养物质，再将步骤①制备的益生菌种子液，按发酵液体积的3-5%接种，进行发酵，压力为0.05~0.25 MPa， 25~36℃发酵24~48h，制得发酵产物；
③ 喷雾干燥
上述步骤②所得的发酵产物喷雾干燥到吸附载体中；
其中，
步骤①和②所说的发酵液均由玉面粉：豆饼粉：水按1.5~3：0.7~1.3：100的重量比组成，调pH 7.0~8.0；
步骤②所说的营养物质由麸皮：豆饼粉：水按0.5-2：0.5-3：100的重量比组成；
步骤③所述的吸附载体的组成为：沸石粉和麸皮按1:1的体积比混合。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤③所述的吸附载体中，沸石粉和麸皮均为50~100目。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤①中菌悬液的菌体浓度均为1×108 cfu/mL。 
4. 根据权利要求1、2或3中任一项所述的制备方法，其特征在于还包括：向步骤③制得的产物中加入吸附载体，混合并使菌含量的终浓度为107~1010cfu/g。 
5. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，向步骤③制得的产物中加入吸附载体，按步骤③制得的产物：吸附载体的重量比为1：1~1000。
6. 根据权利要求1、2或5中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤③中发酵产物喷雾干燥到吸附载体的方法为：发酵产物与吸附载体重量比为1：1~4，干燥时间为6~36h，步骤③制得的产物水份含量为4 %。
7. 如权利要求1所述的方法制备的海参微生态水质调节剂。
8. 如权利要求7所述的海参微生态水质调节剂在海参养殖方面的应用。
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