CN102703357A - 聚天冬氨酸作为农用芽孢杆菌喷雾干燥保护剂的应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于农用微生物菌剂的生产领域，具体涉及一种利用聚天冬氨酸作为农用芽孢杆菌喷雾干燥保护剂的用途及在制备农用芽孢杆菌菌剂中的应用方法。将农用芽孢杆菌的液体发酵培养液用轻质碳酸钙吸附和调节菌体密度后，加入经灭菌后的聚天冬氨酸作为保护剂进行喷雾干燥，可以减少农用芽孢杆菌在喷雾干燥过程中的活性损失，提高活菌得率，而且还可以在与农用芽孢杆菌使用过程中发挥出聚天冬氨酸作为增肥成分对土壤的调理作用，扩充聚天冬氨酸的用途。用本发明的方法生产的农用芽孢杆菌菌剂活菌得率平均在60%以上，活菌数在10¹⁰个/g以上，满足复合微生物肥料或微生物有机肥生产的要求。

Description

聚天冬氨酸作为农用芽孢杆菌喷雾干燥保护剂的应用

技术领域

本发明涉及农用微生物生产领域，具体涉及一种利用聚天冬氨酸作为农用芽孢杆菌喷雾干燥保护剂的用途及在制备农用芽孢杆菌菌剂中的应用方法。

背景技术

近半个世纪以来，化肥在农业生产中起着至关重要的作用，但过度依赖化肥已经成为农业可持续发展的瓶颈。随着资源和环境问题日益突出，人们对生态环境及食品安全问题亦日益关注，微生物肥料作为传统化肥的重要补充，已经在生态农业中取得广泛的应用。

农用芽孢杆菌（如巨大芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌等）是生产微生物肥料的重要菌种，其菌剂已经在农业生产得到广泛的应用。喷雾干燥是将微生物发酵液浓缩制成干燥菌剂的最为经济和方便的方法，但在喷雾干燥过程中微生物要承受高温和干燥的压力，活菌回收率一般偏低。因此，人们一般会使用淀粉、脱脂奶粉、环糊精、海藻糖等高分子材料充当微生物喷雾干燥的保护剂，实现减少喷雾干燥过程中微生物活性降低或丧失的目的。

聚天冬氨酸（polyasparticacid,简称PASP）是一种人工合成的水溶性多肽，具有活化土壤养分元素和促进作物根系生长的作用。且作为一种具有良好的保水性和成膜性的高分子材料，聚天冬氨酸从原理上也具有作为微生物喷雾干燥保护剂的潜力。可惜，到目前为止未发现有利用聚天冬氨酸作为农用芽孢杆菌及其他微生物保护剂的应用报道。

由于在201110175676.0（增效水溶性肥料的制备方法）专利申请文件中已公开利用聚天冬氨酸作为肥料增效剂的用途，如果将聚天冬氨酸进一步作为农用芽孢杆菌的保护剂，一方面可以防止和减少农用芽孢杆菌在喷雾干燥过程中的失活，另一方面可以让聚天冬氨酸在随农用芽孢杆菌菌剂施入土壤后发挥肥料增效的作用，将在微生物肥料的生产领域中具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种既能够提高农用芽孢杆菌在喷雾干燥过程中的活菌回收率，又能够作为肥料增效剂和土壤调理剂的保护剂。

为了实现这一目的，本发明以常用的肥料增效剂-聚天冬氨酸为保护剂的原料并采用如下技术方案：

聚天冬氨酸作为农用芽孢杆菌喷雾干燥保护剂的应用：将农用芽孢杆菌经适宜的液体发酵条件培养至芽孢形成期，往其培养液中加入轻质碳酸钙和经灭菌处理的聚天冬氨酸，搅拌均匀后，进行喷雾干燥。

如上述的农用芽孢杆菌为巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）或枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）或胶胨样芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）中的一种或以上。

如上述的聚天冬氨酸符合行业标准HG/T3822－2006，并包含其钠盐、钾盐和钙盐，分子量约为2500-10000道尔顿。

如上述的聚天冬氨酸的质量体积浓度为0.1%-50%，单位kg/L。

如上述的轻质碳酸钙的质量体积浓度为0.1%-50%，单位kg/L。

如上述的喷雾干燥过程要求进风口温度为130-180℃，出风口温度为50-90℃，喷头压力为110-150KPa。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

将聚天冬氨酸作为农用芽孢杆菌的保护剂，一方面可以有效减少农用芽孢杆菌菌体在喷雾干燥过程中的活性损失，提高活菌得率；另一方面可以让聚天冬氨酸在随农用芽孢杆菌菌剂施入土壤后发挥出调节土壤和增强肥力的功效。

具体实施方式

下面结合具体的实施方案对本发明作进一步详细具体说明，请注意，根据本发明的思路所做的任何等效变换均属于本发明的保护范围。

农用芽孢杆菌的最佳培养基配方如下：

葡萄糖9g／L、玉米粉9g／L、豆粕粉25g／L、硫酸锰30mg／L、硫酸镁6g／L、磷酸二氢钠0.5g／L、磷酸氢二钠2.5g／L。

农用芽孢杆菌的最佳发酵工艺条件如下：

培养温度30℃～35℃，初始pH7．0，通气比l：0.5，搅拌转速前期为150r／min，后期为180r／min，18h～24h后，待溶氧升至50mg／L以上时，发酵结束（此时为最佳接种菌龄）。

实施例1

将巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）经液体发酵并使其处于芽孢形成期，往培养液中加入5%(kg/L)的轻质碳酸钙和5%(kg/L)经灭菌后的聚天冬氨酸，对照只加入5%(kg/L)的轻质碳酸钙，搅拌均匀后喷雾干燥。喷雾干燥条件为：进风口温度为140℃，出风口温度为60℃，喷头压力为150KPa。

实施例2

将枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）经液体发酵并使其处于芽孢形成期，往培养液中加入5%(kg/L)的轻质碳酸钙和5%(kg/L)经灭菌后的聚天冬氨酸，对照只加入5%(kg/L)的轻质碳酸钙，搅拌均匀后喷雾干燥。喷雾干燥条件为：进风口温度为140℃，出风口温度为60℃，喷头压力为150KPa。

实施例3

将胶胨样芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）经液体发酵并使其处于芽孢形成期，往培养液中加入5%(kg/L)的轻质碳酸钙和5%(kg/L)经灭菌后的聚天冬氨酸，对照只加入5%(kg/L)的轻质碳酸钙，搅拌均匀后喷雾干燥。喷雾干燥条件为：进风口温度为140℃，出风口温度为60℃，喷头压力为150KPa。

下表为添加聚天冬氨酸（PASP）对三种农用芽孢杆菌喷雾干燥活菌得率的实验结果：

用本发明的方法生产的农用芽孢杆菌菌剂活菌得率平均在60%以上，活菌数在10¹⁰个/g以上，满足生产复合微生物肥料或微生物有机肥的要求。

Claims (6)

1.聚天冬氨酸作为农用芽孢杆菌喷雾干燥保护剂的应用，其特征在于：所述的农用芽孢杆菌液体发酵培养至芽孢形成期，往其培养液中加入轻质碳酸钙和经灭菌处理的聚天冬氨酸，搅拌均匀后，进行喷雾干燥。

2.根据权利要求1所述的聚天冬氨酸作为农用芽孢杆菌喷雾干燥保护剂的应用，其特征在于：所述的农用芽孢杆菌为巨大芽孢杆菌或枯草芽孢杆菌或胶胨样芽孢杆菌中的一种或以上。

3.根据权利要求1所述的聚天冬氨酸作为农用芽孢杆菌喷雾干燥保护剂的应用，其特征在于：所述的聚天冬氨酸包含其钠盐、钾盐和钙盐。

4.根据权利要求3所述的聚天冬氨酸作为农用芽孢杆菌喷雾干燥保护剂的应用，其特征在于：所述聚天冬氨酸的质量体积浓度为0.1%-50%，单位kg/L。

5.根据权利要求4所述的聚天冬氨酸作为农用芽孢杆菌喷雾干燥保护剂的应用，其特征在于：所述轻质碳酸钙的质量体积浓度为0.1%-50%，单位kg/L。

6.根据权利要求1所述的聚天冬氨酸作为农用芽孢杆菌喷雾干燥保护剂的应用，其特征在于：所述喷雾干燥过程要求进风口温度为130-180℃，出风口温度为50-90℃，喷头压力为110-150KPa。