CN103880194A - 一种微生物净水菌剂及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
一种微生物净水菌及其制备工艺，具体操作步骤为：将菌剂接种在甘蔗糖蜜培养基上，在25～35℃下发酵24～120h培养菌剂。使用本发明制备工艺制备得到的微生物净水菌剂净化养殖水质的方法，包括向每立方养殖水中加入15～18ml上述方法制备的菌剂。本发明使用甘蔗糖蜜培养基培养菌剂，能最大限度的提高菌剂的活菌量，能提高对水体起主要净化作用的枯草芽孢杆菌的活菌量，对养殖水体的净化效果更佳；本发明所采用的发酵时间能提高菌剂活菌量的同时还能保持菌剂中有一定量的糖分，菌剂中含有一定量的糖分，能为细菌提供养分，有利于保持菌剂质量；本发明所制得菌剂能有效处理养殖水体中水质容易被破坏、富营养化的问题，从而提高了水产品的量与质量。
Description
技术领域
本发明属于微生物领域，涉及一种微生物净水菌剂及其制备工艺。
背景技术
微生物制剂（Microecologics，Microecological modulator）是利用糖类等物质作为供碳体，通过有益细菌发酵而成的一种生物制剂，其含有大量的有益细菌以及低聚糖和生物酶等活性物质。选择能净化水质的有益细菌，并由此培养成的微生物制剂能很好地净化水体。对富营养化的水体，如湖泊、河流和海湾等封闭或半封闭性水体，就可以使用生物制剂进行处理。在水产养殖上常用来调节水质，消除有害物质，营造养殖好水。
甘蔗糖蜜，是糖厂制糖后产生的主要副产品，含有40～50wt%的糖分，其应用广泛，特别在发酵领域，可作为微生物发酵的廉价碳源。应用于酒精、乳酸、山梨糖醇、柠檬酸等的生产，不仅能够降低生产成本，而且可以减少废糖蜜排放对环境造成的污染，具有良好的经济效益。但是甘蔗糖蜜成分复杂，含有金属离子、黑褐色素、胶体等不利于发酵的物质。因此，必须选择好的菌种、合理的配方和先进的工艺，才能充分利用甘蔗糖蜜来发酵出优质的微生物制剂。现今，人们对水产品的大量需求，使得水产养殖行业也逐渐发展起来。在水产养殖业中，养殖水域内含有大量残余饲料、肥料以及水产品的排泄物、有机物和细菌等，使得水体中的氨氮比例增加。同时，养殖水体中氨氮有机物转为氨态氮，再转为亚硝态氮，再转为硝态氮，最后进一步转为亚硝酸，水中含有亚硝酸会使水域中的水产品亚硝酸中毒，同时，氨氮有机物、亚硝酸等易造成水质破坏，病原菌大量繁殖，影响水产品产量，大大降低水产品质量。
发明内容
本发明针对养殖水体中水质容易被破坏、富营养化的问题，提出一种微生物净水菌剂及其制备工艺，使用所述菌剂对养殖水质进行净化，使得水质变好，水产品增产。
为解决上述技术问题，通过以下技术方案实现本发明：
一种微生物净水菌剂的制备工艺，具体操作步骤为：将菌剂接种在甘蔗糖蜜培养基上，在25～35℃下发酵24～120h培养菌剂。
其中，所述的菌剂为液体菌剂，按体积百分比计算含有20～30%的双歧杆菌、25～35%的热带假丝酵母菌和40～50%的枯草芽孢杆菌。
其中，所述的甘蔗糖蜜培养基按体积比计算包含以下组分原料：甘蔗糖蜜溶液2～6%、NH4Cl溶液0.5～2.5%、KH2PO4溶液0.3～1.5%、微量元素溶液0.1～0.5%、水91.4～95.4%，所述NH4Cl溶液的质量浓度为1.0～2.0%，所述KH2PO4溶液的质量浓度为0.5～1.2%。。
其中，所述甘蔗糖蜜溶液按质量百分数包含：蔗糖43～47%，葡萄糖8～12%，果糖15～19%，碳水化合物2～4%，水分24～26%。
其中，所述微量元素溶液按质量百分比包含10～15%硫酸铜、15～25%硫酸锌、6～13%甘氨酸锌、15～20%硫酸亚铁、5～15%甘氨酸亚铁、10～16%硫酸镁、10～20%硫酸锰、0.3～0.7%氯化钴、0.3～0.7%亚硒酸钠。
其中，所述菌剂的接种量为所述甘蔗糖蜜培养基体积的3～8%。
其中，所述的甘蔗糖蜜培养基接种前须在100～130℃下灭菌15～25min。
其中，所述的发酵过程中，搅拌转速为200～300r/min。
按照上述方法制备得到用于净化养殖水质的菌剂。
本发明还提供了一种净化养殖水质的方法，该方法包括向每立方养殖水中加入15～18ml上述方法制备的菌剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明使用甘蔗糖蜜培养基培养菌剂，采用本发明所用甘蔗糖蜜添加到培养基中的量，能最大限度的提高菌剂的活菌量，最主要的是，能提高对水体起主要净化作用的枯草芽孢杆菌的活菌量，对养殖水体的净化效果更佳；进一步的，本发明所采用的发酵时间能提高菌剂活菌量的同时还能保持菌剂中有一定量的糖分，菌剂中含有一定量的糖分，能为细菌提供养分，有利于保持菌剂质量；本发明所制得菌剂能有效解决养殖水体中水质容易被破坏、富营养化的问题，从而提高了水产品的量与质；本发明工艺流程简单易操作。
附图说明
图1为发酵时间与活菌数、总糖含量变化；
图2为不同发酵时间菌剂对水体氨氮的影响；
图3为不同发酵时间菌剂对亚硝酸盐的影响；
图4为不同发酵时间菌剂对水体化学需氧量（COD）的影响。
具体实施方式
以下参照具体实施方式来进一步描述本发明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施，本发明保护范围并不受制于本发明的实施方式。
实施例中，甘蔗糖蜜由南宁市糖业股份有限公司提供，按质量百分数计算其主要成分：蔗糖43～47%，葡萄糖8～12%，果糖15～19%，碳水化合物2～4%，水分23～27%。NH4Cl、KH2PO4为市售可得，NH4Cl质量浓度为1.0～2.0%，KH2PO4质量浓度0.5～1.2%。微量元素按质量百分比包含10～15%硫酸铜、15～25%硫酸锌、6～13%甘氨酸锌、15～20%硫酸亚铁、5～15%甘氨酸亚铁、10～16%硫酸镁、10～20%硫酸锰、0.3～0.7%氯化钴、0.3～0.7%亚硒酸钠，上述微量元素所含各成分，均为市购所得，各成分均为固体颗粒；菌剂：由广西南宁海可海乐微生物工程有限公司提供：按菌种数计算含有20～30%的双歧杆菌、25～35%的热带假丝酵母菌和40～50%的枯草芽孢杆菌。
制备甘蔗糖蜜不同含量的培养基，糖蜜：蔗糖45%，葡萄糖10%，果糖17%，碳水化合物3%，水分25%。NH4Cl、KH2PO4为市售可得，NH4Cl质量浓度为1.5%，KH2PO4质量浓度0.8%,，微量元素：硫酸铜13%、硫酸锌20%、甘氨酸锌9%、硫酸亚铁18%、甘氨酸亚铁10%、硫酸镁13%、硫酸锰16%、氯化钴0.5%、亚硒酸钠0.5%所得培养基如下表1：
表1.
| 培养基 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 甘蔗糖蜜 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 | 6.0 |
| NH4Cl | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
| KH2PO4 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 |
| 微量元素 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| 纯净水/蒸馏水 | 95.4 | 94.4 | 93.4 | 92.4 | 91.4 |
微量元素的配制：
1#：1ml的硫酸铜、1.5ml的硫酸锌、0.6ml的甘氨酸锌、1.5ml的硫酸亚铁、0.5ml的甘氨酸亚铁、1ml的硫酸镁、1ml的硫酸锰、0.03ml的氯化钴、0.03ml的亚硒酸钠。
2#：1.5ml的硫酸铜、2.5ml硫酸锌、1.3ml的甘氨酸锌、2ml的硫酸亚铁、1.5ml的甘氨酸亚铁、1.6ml的硫酸镁、2ml的硫酸锰、0.07ml的氯化钴、0.07ml的亚硒酸钠
实施例1
分别选取表1中的1、2、3、4、5号培养基1500ml，并分别将各培养基放入25L发酵罐中，在120℃下灭菌20min，待培养基冷却后进行接种，菌剂为含有18.75ml的双歧杆菌、22.5ml的热带假丝酵母菌和33.75ml的枯草芽孢杆菌的液体菌剂，接种量为75ml。初始时发酵罐内pH为6.8，发酵温度为30℃，在不通气且搅拌转速为250r/min的情况下进行厌氧发酵，对发酵罐每隔24h取样100ml，共取样5个，即各发酵罐发酵到120h后停止发酵。
实施例2
甘蔗糖蜜：蔗糖38.7ml，葡萄糖10.8ml，果糖13.5ml，碳水化合物3.6ml，水分23.4ml。配制甘蔗糖蜜培养基：甘蔗糖蜜90ml、质量浓度为1.0%的NH4Cl7.5ml、质量浓度为0.5%的KH2PO422.5ml、1#微量元素7.5ml、纯净水1372.5ml。量取1500ml，放入25L发酵罐内，在100℃下灭菌25min，待培养基冷却后进行接种，菌剂为含有9ml的双歧杆菌、15.75ml的热带假丝酵母菌和20.25ml的枯草芽孢杆菌的液体菌剂，接种量为45ml。初始时发酵罐内pH为6.8，发酵温度为30℃，在不通气且搅拌转速为200r/min的情况下进行厌氧发酵72h，即得本发明的净化养殖水质的菌剂。
实施例3
甘蔗糖蜜：蔗糖28.2ml，葡萄糖4.8ml，果糖11.4ml，碳水化合物1.2ml，水分14.4ml。配制甘蔗糖蜜培养基：按体积百分比取甘蔗糖蜜60ml、质量浓度为2.0%的NH4Cl37.5ml、质量浓度为1.2%的KH2PO44.5ml、2#微量元素1.5ml、蒸馏水1396.5ml。量取1500ml，放入25L发酵罐内，在130℃下灭菌15min，待培养基冷却后进行接种，菌剂为含有36ml的双歧杆菌、36ml的热带假丝酵母菌和48ml的枯草芽孢杆菌的液体菌剂，接种量为120ml。初始时发酵罐内pH为6.8，发酵过程中，发酵温度为30℃，在不通气且搅拌转速为300r/min的情况下进行厌氧发酵72h，即得本发明净化养殖水质的菌剂。
实施例4
甘蔗糖蜜：蔗糖27ml，葡萄糖6ml，果糖10.2ml，碳水化合物1.8ml，水分15ml。配制甘蔗糖蜜培养基：按体积百分比取甘蔗糖蜜60ml、质量浓度为1.5%的NH4Cl375ml、质量浓度为0.8%的KH2PO44.5ml、1#微量元素1.5ml、蒸馏水1396.5ml。量取1500ml，放入25L发酵罐内，在130℃下灭菌15min，待培养基冷却后进行接种，菌剂为含有18.75ml的双歧杆菌、18.75ml的热带假丝酵母菌和37.5ml的枯草芽孢杆菌的液体菌剂，接种量75ml。初始时发酵罐内pH为6.8，发酵过程中，发酵温度为30℃，在不通气且搅拌转速为300r/min的情况下进行厌氧发酵72h，即得本发明净化养殖水质的菌剂。
净化水质具体实施例
实施例5
抽取池塘水注入5个水泥池中，水的氨氮为0.41mg/L左右，亚硝酸盐为0.38mg/L左右，COD为11.50mg/L左右。注水量均为3m3。每个池放入实施例1中发酵罐发酵所取得的菌剂45mL。1#池放入发酵24小时的菌剂；2#池放入发酵48小时的菌剂；3#池放入发酵72小时的菌剂；4#池放入发酵96小时的菌剂；5#池放入发酵120小时的菌剂。水泥池中水温为32℃±0.5，pH为7.3。试验时间7d，每天上午10点到各个水泥池取水样100ml，每个水泥池共取样7次。然后对水体中活菌数、糖蜜总糖含量、COD、氨氮含量、亚硝酸盐含量进行测定，发现氨氮含量由初始的0.29～0.41mg/L降到0.10～0.27mg/L以下，亚硝酸盐由最初的0.25～0.38mg/L降到0.09～0.23mg/L以下，COD由最初的9.0～11.50mg/L降到0.32～6.8mg/L，都达到了养殖水质标准。
实施例6
抽取池塘水注入5个水泥池中，水的氨氮为0.41mg/L左右，亚硝酸盐为0.38mg/L左右，COD为11.50mg/L左右。注水量均为3m3。每个池放入实施例1中发酵罐发酵所取得的菌剂54mL。1#池放入发酵24小时的菌剂；2#池放入发酵48小时的菌剂；3#池放入发酵72小时的菌剂；4#池放入发酵96小时的菌剂；5#池放入发酵120小时的菌剂。水泥池中水温为32℃±0.5，pH为7.3。试验时间7d，每天上午10点到各个水泥池取水样100ml，每个水泥池共取样7次。然后对水体中活菌数、糖蜜总糖含量、COD、氨氮含量、亚硝酸盐含量进行测定，发现氨氮含量由初始的0.29～0.41mg/L降到0.05～0.22mg/L以下，亚硝酸盐由最初的0.25～0.38mg/L降到0.04～0.22mg/L以下，COD由最初的9.0～11.50mg/L降到0.28～6.2mg/L，都达到了养殖水质标准。
实施例7
抽取池塘水注入5个水泥池中，水的氨氮为0.41mg/L左右，亚硝酸盐为0.38mg/L左右，COD为11.50mg/L左右。注水量均为3m3。每个池放入实施例1中发酵罐发酵所取得的菌剂50mL。1#池放入发酵24小时的菌剂；2#池放入发酵48小时的菌剂；3#池放入发酵72小时的菌剂；4#池放入发酵96小时的菌剂；5#池放入发酵120小时的菌剂。水泥池中水温为32℃±0.5，pH为7.3。试验时间7d，每天上午10点到各个水泥池取水样100ml，每个水泥池共取样7次。然后对水体中活菌数、糖蜜总糖含量、COD、氨氮含量、亚硝酸盐含量进行测定，得出图1、图2、图3、图4。
由附图1可以看出，在发酵时间为72～96之间，活菌数较高的同时糖蜜总糖含量也相对较高，保持活菌数的同时糖分能给细菌提供养分，进一步的提高菌剂质量；由附图2、附图3、附图4可以看出，本发明所制得菌剂，能使养殖水体中氨氮含量、亚硝酸盐含量快速下降，消除情况明显；同时对水体中COD去除能力也比较显著；优选的是，本发明中当甘蔗糖蜜培养基中的甘蔗糖蜜的添加量为4%时，发酵菌剂各类细菌结构最为合理；对于不同发酵时间，从菌剂的活菌数达到峰值和总糖含量两个指标进行分析，发酵的最佳时间为72小时；发酵72小时的菌剂净化养殖水体效果最好，菌剂投放水体第5天，氨氮含量由初始的0.29～0.41mg/L降到0.05～0.2mg/L以下，亚硝酸盐由最初的0.25～0.38mg/L降到0.05～0.21mg/L以下，COD由最初的9.0～11.50mg/L降到0.28～6.0mg/L，都达到了养殖水质标准。
可见，通过本发明的制备方法制备的菌剂能有效净化养殖水质。本发明使用甘蔗糖蜜培养基培养菌剂，采用本发明所用甘蔗糖蜜添加到培养基中的量，能最大限度的提高菌剂的活菌量，最主要的是，能提高对水体起主要净化作用的枯草芽孢杆菌的活菌量，对养殖水体的净化效果更佳；进一步的，本发明所采用的发酵时间能提高菌剂活菌量的同时还能保持菌剂中有一定量的糖分，菌剂中含有一定量的糖分，能为细菌提供养分，有利于保持菌剂质量；本发明所制得菌剂能有效解决养殖水体中水质容易被破坏、富营养化的问题，从而提高了水产品的量与质；更进一步的，本发明工艺流程简单易操作。
Claims (10)
1.一种微生物净水菌剂的制备工艺，其特征在于，具体操作步骤为：将菌剂接种在甘蔗糖蜜培养基上，在25～35℃下发酵24～120h培养菌剂。
2.根据权利要求1所述微生物净水菌剂的制备工艺，其特征在于：所述的菌剂为液体菌剂，按体积百分比计算含有20～30%的双歧杆菌、25～35%的热带假丝酵母菌和40～50%的枯草芽孢杆菌。
3.根据权利要求1所述微生物净水菌剂的制备工艺，其特征在于：所述的甘蔗糖蜜培养基按体积比计算包含以下组分原料：甘蔗糖蜜溶液2～6%、NH4Cl溶液0.5～2.5%、KH2PO4溶液0.3～1.5%、微量元素溶液0.1～0.5%、水91.4～95.4%，所述NH4Cl溶液的质量浓度为1.0～2.0%，所述KH2PO4的质量浓度为0.5～1.2%。
4.根据权利要求3所述微生物净水菌剂的制备工艺，其特征在于：所述甘蔗糖蜜溶液按质量百分数包含：蔗糖43～47%，葡萄糖8～12%，果糖15～19%，碳水化合物2～4%，水分24～26%。
5.根据权利要求3所述微生物净水菌剂的制备工艺，其特征在于：所述微量元素溶液按质量百分比包含10～15%硫酸铜、15～25%硫酸锌、6～13%甘氨酸锌、15～20%硫酸亚铁、5～15%甘氨酸亚铁、10～16%硫酸镁、10～20%硫酸锰、0.3～0.7%氯化钴、0.3～0.7%亚硒酸钠。
6.根据权利要求1所述微生物净水菌剂的制备工艺，其特征在于：所述菌剂的接种量为所述甘蔗糖蜜培养基体积的3～8%。
7.根据权利要求1所述微生物净水菌剂的制备工艺，其特征在于：所述的甘蔗糖蜜培养基接种前须在100～130℃下灭菌15～25min。
8.根据权利要求1所述微生物净水菌剂的制备工艺，其特征在于：所述的发酵过程中，搅拌转速为200～300r/min。
9.权利要求1～8任一所述的制备工艺制备得到的微生物净水菌剂。
10.使用权利要求1所述制备工艺制备得到的微生物净水菌剂净化养殖水质的方法，其特征在于：该方法包括向每立方养殖水中加入15～18ml上述方法制备的菌剂。
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