CN104195091B - 一种固体生物菌剂的制备方法及以其制备的固体生物菌剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固体生物菌剂的制备方法，是将植物淀粉纤维素混合物熟化后与酵母菌菌剂混合，添加营养成分，保温发酵，真空冻干发酵物；紫外杀菌营养物多糖等，冻干发酵物中添加营养物多糖、糊化淀粉、复合维生素B、复合菌剂，胶囊包装后，制成固体生物菌剂。该方法具有生物菌剂活性高，贮存方便、使用效果好等优点，生物菌剂菌株存活时间可达12月，节能20～30％，广泛适用于含淀粉的紫色马铃薯、荞麦、黄米、百合等为原料的发酵物生产生物菌剂。

Description

一种固体生物菌剂的制备方法及以其制备的固体生物菌剂

技术领域

本发明涉及生物菌剂制备领域，具体涉及一种固体生物菌剂的制备方法及以其制备的固体生物菌剂。

背景技术

生物菌剂是用于农作物种植业，畜禽饲养业，水产养殖业及农业有机废弃物无害化处理的活菌制剂。这些制剂常常由一些对动物或植物有效而且安全的细菌、放线菌、真菌和酵母菌培养而成。各种农用微生物菌剂因菌种或菌种组合的差异，而具有不同的功能和用途。作用包括：调节动物对营养的吸收能力，促进生长，减少疾病；调节植物的微生态平衡，减少病害发生；加快有机物分解转化，清洁环境，净化水体等。生物菌剂推广应用后可以减少化肥、农药及抗菌素的使用，有利于有机农、畜产品及安全食品生产，有利于生态环境保护。目前，生物菌剂的生产原料主要为化学药剂组配原料，而且在生物菌剂后续生存繁殖过程中需要不断添加营养物质才能保障菌剂生长所需,一定程度上造成菌剂成本高、易产生杂菌污染，导致菌剂质量降低。

植物发酵物指在含有淀粉、纤维素等有机物的紫色马铃薯淀粉混合物中添加酶、酵母菌菌剂，非完全发酵后的有机混合物。现有技术中，对比文献1(CN01127096.9)公开了一种复合微生物菌剂及其生产方法，主要是由光合菌、乳酸菌、放线菌、发酵系的丝状菌等组成，它采用在培养基中殖入上述复合微生物菌种，经培养增殖而成。此方法的不足在于：不同属的菌株要求培养条件不同，培养操作繁琐，而且配置培养基的成分数量多，需要量大，导致培养成本高。对比文献2(200910195988)公开了一种膨润土包衣的复合微生物菌剂及其制备方法，该方法是将枯草芽孢杆菌，巨大芽孢杆菌，胶冻样芽孢杆菌混合而成粉状菌种剂与磷矿粉、中微量元素、膨润土按一定比例混合，制成生物菌剂。此方法的不足在于：菌剂中营养成分少，不能保持芽孢杆菌等菌株存活，只有芽孢杆菌在芽孢状态下可存活。生物菌剂的效果受到限制。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术中菌剂培养技术操作繁琐、营养破坏严重、成本高的缺陷，提供了一种固体生物菌剂的制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种固体生物菌剂的制备方法，包括以下步骤：

1)原料粉碎：将植物原料以超微粉碎机粉碎，原料用量为200～400g，超微粉碎机转速为5000～10000r/min，粉碎时间为1～5min，得到植物原料淀粉纤维混合物；

2)熟化：将步骤1)得到的植物原料淀粉纤维混合物与水按照重量比1：(5～10)的比例加入至加热釜中搅拌混合均匀并加热，得到熟化植物原料淀粉纤维混合物，搅拌速度为80～100r/min，加热温度为90～96℃，加热时间为10～20min；

3)冷却：将步骤2)得到的熟化植物原料淀粉纤维混合物降温至50～60℃后，加入质量百分浓度0.5～2.0％的糖化酶和质量百分浓度0.5～1.0％的营养成分，得到冷却后植物原料淀粉纤维混合物；所述营养成分是由硫酸钾、硫酸镁和蔗糖组成的，具体比例为按照重量比硫酸钾：硫酸镁：蔗糖为(0.1～0.5)：(0.2～0.5)：(1～2)；

4)保温发酵：将步骤3)得到的冷却后植物原料淀粉纤维混合物与酵母菌菌剂加入至发酵罐中搅拌混合后进行发酵，得到发酵后固态物料；冷却后植物原料淀粉纤维混合物与酵母菌菌剂的加入比例按照重量比为100：(0.1～0.5)，发酵温度为25～32℃，发酵时间为24～72h；

5)冻干：将步骤4)得到的发酵后固态物料取出并进行真空冻干，冻干至发酵后固态物料含水量为8～10％，得到冻干后固态物料；冻干温度为-40℃～-45℃，冻干时间为24～72h；

6)紫外杀菌：分别将茁霉多糖、糊化淀粉和复合维生素B粉100～500g置于干燥密封容器中进行紫外杀菌，杀菌温度为15～25℃，杀菌时间为20～40min；

7)配料：将步骤5)得到的冻干后固态物料加入至无菌搅拌罐中，按照重量比冻干的固态物料：茁霉多糖：糊化淀粉：复合维生素B粉：复合菌剂为10：(0.1～0.5)：(0.5～2)：(0.01～0.05)：(0.1～0.5)的比例分别加入茁霉多糖、糊化淀粉、复合维生素B粉和复合菌剂，搅拌均匀后得到固体生物菌剂混合料；所述复合菌剂由乳酸杆菌、酵母菌和芽孢杆菌组成，组成比例为按照有效活菌数含量亿/mL计乳酸杆菌：酵母菌：芽孢杆菌为(0.1～0.5)：(0.5～2.5)：(0.1～0.5)；

8)胶囊包装：将步骤7)得到的固体生物菌剂混合料，填充入胶囊中，制备得到固体生物菌剂，并封入软包装袋中。

进一步的，上述的一种固体生物菌剂的制备方法，所述步骤1)中的植物原料为紫色马铃薯、荞麦、黄米或百合；所述以植物原料制备的发酵物为紫色马铃薯淀粉纤维混合物发酵物、荞麦淀粉纤维混合物发酵物、黄米淀粉纤维混合物发酵物或百合淀粉纤维混合物发酵物。

本发明的第二个目的是提供了上述一种固体生物菌剂的制备方法制备的固体生物菌剂。

本发明的第三个目的是提供了植物淀粉纤维混合物发酵物在制备上述固体生物菌剂中的应用。

进一步的，上述的应用，所述植物淀粉纤维混合物为紫色马铃薯淀粉纤维混合物发酵物、荞麦淀粉纤维混合物发酵物、黄米淀粉纤维混合物发酵物或百合淀粉纤维混合物发酵物、

本发明的有益效果为：本发明提供的以植物发酵物制备固体生物菌剂的方法，能够充分利用原料有效成分、营养成分含量高、菌株成活率高、生产周期短、高效节能；由于采用了真空冻干技术，将物料冷冻至水的冰点以下，并置于高真空(10～40Pa)的容器中，通过供热使物料中的水分直接从固态冰升华为水汽，快速干燥物料，形成多孔的具有良好凝胶性质的固体物质；由于干燥过程是在很低的温度、隔绝空气的状态下进行，因此有效地抑制了热敏性物质发生生物、化学或物理变化，此方法良好的保存了原料中的活性物质，以及原料的色泽，脱水速度快；由于采用了紫外杀菌技术，利用照射强度，短时间内使多糖等营养物质受到均匀照射，此方法对干物料杀菌，速度快、时间短，并可最大限度地保持多糖等营养物质的养分，同时节能达20～30％。

本发明充分考虑紫外杀菌对多糖等营养物质的影响，利用紫外杀菌在常温下杀菌，保持了多糖等营养物质的品质；紫外杀菌杀菌率可达90～95％，又充分考虑植物发酵物真空冻干技术对生物菌剂产品的影响，利用真空冻干脱出植物发酵物中的水分，形成具有良好品质的干燥植物发酵物。真空冻干方法具有脱水速度快、效果好等优点，脱水率可达90～92％，节能20～30％，广泛适用于含淀粉的紫色马铃薯淀粉纤维混合物、荞麦淀粉纤维混合物、黄米淀粉纤维混合物、百合淀粉纤维混合物等为原料生产的发酵物的真空冻干，该技术的应用对相关生产企业技术更新、增强企业竞争能力、促进产业综合效益的提高具有积极的作用。

具体实施方式

原料来源：

酵母菌菌剂：江苏绿科生物技术有限公司，CAS：微生物菌粉；

茁霉多糖：上海陆安生物科技有限公司，CAS:9057-02-7；

糊化淀粉：山东嘉和节能材料有限公司，CAS:9057-07-2；

复合维生素B粉：河北荣发生物科技有限公司；

乳酸杆菌：武汉东方之子生物工程责任有限公司，CAS：微生物菌粉；

酵母菌：江苏绿科生物技术有限公司，CAS：微生物菌粉；

芽孢杆菌：山东宝来利来生物工程股份有限公司，CAS：微生物菌粉。

实施例1：

一种固体生物菌剂的制备方法，包括以下步骤：

1)原料粉碎：将干紫色马铃薯以超微粉碎机粉碎，原料用量为200g，超微粉碎机转速为10000r/min，粉碎时间为1min，得到紫色马铃薯淀粉纤维混合物；

2)熟化：将步骤1)得到的紫色马铃薯淀粉纤维混合物与水按照重量比1：5的比例加入至加热釜中搅拌混合均匀并加热，得到熟化紫色马铃薯淀粉纤维混合物，搅拌速度为100r/min，加热温度为90℃，加热时间为10min；

3)冷却：将步骤2)得到的熟化紫色马铃薯淀粉纤维混合物降温至60℃后，加入质量百分浓度为0.5％的糖化酶和0.5％的营养成分，得到冷却后紫色马铃薯淀粉纤维混合物；所述营养成分是由硫酸钾、硫酸镁和蔗糖组成的，具体比例为按照重量比硫酸钾：硫酸镁：蔗糖为0.1：0.2：1；

4)保温发酵：将步骤3)得到的冷却后紫色马铃薯淀粉纤维混合物与酵母菌菌剂加入至发酵罐中搅拌混合后进行发酵，得到发酵后固态物料；冷却后紫色马铃薯淀粉纤维混合物与酵母菌菌剂的加入比例按照重量比为100：0.1，发酵温度为25℃，发酵时间为24h；

5)冻干：将步骤4)得到的发酵后固态物料取出并进行真空冻干，冻干至发酵后固态物料含水量为9.23％，得到冻干后固态物料；冻干温度为-45℃，冻干时间为24h；

6)紫外杀菌：分别将茁霉多糖、糊化淀粉和复合维生素B粉500g置于干燥密封容器中进行紫外杀菌，杀菌温度为25℃，杀菌时间为40min；

7)配料：将步骤5)得到的冻干后固态物料加入至无菌搅拌罐中，按照重量比冻干的固态物料：茁霉多糖：糊化淀粉：复合维生素B粉：复合菌剂为10：0.1：0.5：0.01：0.1的比例分别加入茁霉多糖、糊化淀粉、复合维生素B粉和复合菌剂，搅拌均匀后得到固体生物菌剂混合料；所述复合菌剂由乳酸杆菌、酵母菌和芽孢杆菌组成，组成比例为按照有效活菌数含量亿/mL计乳酸杆菌：酵母菌：芽孢杆菌为0.1：0.5：0.1；8)胶囊包装：将步骤7)得到的固体生物菌剂混合料，填充入胶囊中，制备得到固体生物菌剂，并封入软包装袋中。

实施例2：

一种固体生物菌剂的制备方法，包括以下步骤：

1)原料粉碎：将干紫色马铃薯以超微粉碎机粉碎，原料用量为300g，超微粉碎机转速为8000～r/min，粉碎时间为2min，得到紫色马铃薯淀粉纤维混合物；

2)熟化：将步骤1)得到的紫色马铃薯淀粉纤维混合物与水按照重量比1：8的比例加入至加热釜中搅拌混合均匀并加热，得到熟化紫色马铃薯淀粉纤维混合物，搅拌速度为90r/min，加热温度为92℃，加热时间为15min；

3)冷却：将步骤2)得到的熟化紫色马铃薯淀粉纤维混合物降温至55℃后，加入质量百分浓度为1.5％的糖化酶和0.8％的营养成分，得到冷却后紫色马铃薯淀粉纤维混合物；所述营养成分是由硫酸钾、硫酸镁和蔗糖组成的，具体比例为按照重量比硫酸钾：硫酸镁：蔗糖为0.5：0.5：2；

4)保温发酵：将步骤3)得到的冷却后紫色马铃薯淀粉纤维混合物与酵母菌菌剂加入至发酵罐中搅拌混合后进行发酵，得到发酵后固态物料；冷却后紫色马铃薯淀粉纤维混合物与酵母菌菌剂的加入比例按照重量比为100：0.2，发酵温度为29℃，发酵时间为48h；

5)冻干：将步骤4)得到的发酵后固态物料取出并进行真空冻干，冻干至发酵后固态物料含水量为9.51％，得到冻干后固态物料；冻干温度为-42℃，冻干时间为48h；

6)紫外杀菌：分别将茁霉多糖、糊化淀粉和复合维生素B粉300g置于干燥密封容器中进行紫外杀菌，杀菌温度为20℃，杀菌时间为30min；

7)配料：将步骤5)得到的冻干后固态物料加入至无菌搅拌罐中，按照重量比冻干的固态物料：茁霉多糖：糊化淀粉：复合维生素B粉：复合菌剂为10：0.2：1.5：0.03：0.3的比例分别加入茁霉多糖、糊化淀粉、复合维生素B粉和复合菌剂，搅拌均匀后得到固体生物菌剂混合料；所述复合菌剂由乳酸杆菌、酵母菌和芽孢杆菌组成，组成比例为按照有效活菌数含量亿/mL计乳酸杆菌：酵母菌：芽孢杆菌为0.2：1.6：0.25；

8)胶囊包装：将步骤7)得到的固体生物菌剂混合料，填充入胶囊中，制备得到固体生物菌剂，并封入软包装袋中。

实施例3：

一种固体生物菌剂的制备方法，包括以下步骤：

1)原料粉碎：将干紫色马铃薯以超微粉碎机粉碎，原料用量为400g，超微粉碎机转速为5000r/min，粉碎时间为5min，得到紫色马铃薯淀粉纤维混合物；

2)熟化：将步骤1)得到的紫色马铃薯淀粉纤维混合物与水按照重量比1：10的比例加入至加热釜中搅拌混合均匀并加热，得到熟化紫色马铃薯淀粉纤维混合物，搅拌速度为80r/min，加热温度为96℃，加热时间为20min；

3)冷却：将步骤2)得到的熟化紫色马铃薯淀粉纤维混合物降温至50℃后，加入质量百分浓度为2％的糖化酶和1％的营养成分，得到冷却后紫色马铃薯淀粉纤维混合物；所述营养成分是由硫酸钾、硫酸镁和蔗糖组成的，具体比例为按照重量比硫酸钾：硫酸镁：蔗糖为0.3：0.35：1.5；

4)保温发酵：将步骤3)得到的冷却后紫色马铃薯淀粉纤维混合物与酵母菌菌剂加入至发酵罐中搅拌混合后进行发酵，得到发酵后固态物料；冷却后紫色马铃薯淀粉纤维混合物与酵母菌菌剂的加入比例按照重量比为100：0.5，发酵温度为32℃，发酵时间为72h；

5)冻干：将步骤4)得到的发酵后固态物料取出并进行真空冻干，冻干至发酵后固态物料含水量为8.37％，得到冻干后固态物料；冻干温度为-40℃，冻干时间为72h；

6)紫外杀菌：分别将茁霉多糖、糊化淀粉和复合维生素B粉100g置于干燥密封容器中进行紫外杀菌，杀菌温度为15℃，杀菌时间为20min；

7)配料：将步骤5)得到的冻干后固态物料加入至无菌搅拌罐中，按照重量比冻干的固态物料：茁霉多糖：糊化淀粉：复合维生素B粉：复合菌剂为10：0.5：2：0.05：0.5的比例分别加入茁霉多糖、糊化淀粉、复合维生素B粉和复合菌剂，搅拌均匀后得到固体生物菌剂混合料；所述复合菌剂由乳酸杆菌、酵母菌和芽孢杆菌组成，组成比例为按照有效活菌数含量亿/mL计乳酸杆菌：酵母菌：芽孢杆菌为0.5：2.5：0.5；

8)胶囊包装：将步骤7)得到的固体生物菌剂混合料，填充入胶囊中，制备得到固体生物菌剂，并封入软包装袋中。

实施例4：

具体实施方式与实施例1相同，不同之处在于，使用的原料为荞麦。

实施例5：

具体实施方式与实施例2相同，不同之处在于，使用的原料为黄米。

实施例6：

具体实施方式与实施例3相同，不同之处在于，使用的原料为百合。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种固体生物菌剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）原料粉碎：将植物原料以超微粉碎机粉碎，原料用量为200～400g，超微粉碎机转速为5000～10000r/min，粉碎时间为1～5min，得到植物原料淀粉纤维混合物；植物原料为紫色马铃薯、荞麦、黄米或百合；以所述植物原料淀粉纤维混合物制备的发酵物为紫色马铃薯淀粉纤维混合物发酵物、荞麦淀粉纤维混合物发酵物、黄米淀粉纤维混合物发酵物或百合淀粉纤维混合物发酵物；

2）熟化：将步骤1）得到的植物原料淀粉纤维混合物与水按照重量比1：（5～10）的比例加入至加热釜中搅拌混合均匀并加热，得到熟化植物原料淀粉纤维混合物，搅拌速度为80～100r/min，加热温度为90～96℃，加热时间为10～20min；

3）冷却：将步骤2）得到的熟化植物原料淀粉纤维混合物降温至50～60℃后，加入质量百分浓度0.5～2.0%的糖化酶和质量百分浓度0.5～1.0%的营养成分，得到冷却后植物原料淀粉纤维混合物；所述营养成分是由硫酸钾、硫酸镁和蔗糖组成的，具体比例为按照重量比硫酸钾：硫酸镁：蔗糖为（0.1～0.5）：（0.2～0.5）：（1～2）；

4）保温发酵：将步骤3）得到的冷却后植物原料淀粉纤维混合物与酵母菌菌剂加入至发酵罐中搅拌混合后进行发酵，得到发酵后固态物料；冷却后植物原料淀粉纤维混合物与酵母菌菌剂的加入比例按照重量比为100：（0.1～0.5），发酵温度为25～32℃，发酵时间为24～72h；

5）冻干：将步骤4）得到的发酵后固态物料取出并进行真空冻干，冻干至发酵后固态物料含水量为8～10%，得到冻干后固态物料；冻干温度为-40℃～-45℃，冻干时间为24～72h；

6）紫外杀菌：分别将茁霉多糖、糊化淀粉和复合维生素B粉各100～500g置于干燥密封容器中进行紫外杀菌，杀菌温度为15～25℃，杀菌时间为20～40min；

7）配料：将步骤5）得到的冻干后固态物料加入至无菌搅拌罐中，按照重量比冻干的固态物料：茁霉多糖：糊化淀粉：复合维生素B粉：复合菌剂为10：（0.1～0.5）：（0.5～2）：（0.01～0.05）：（0.1～0.5）的比例分别加入步骤6）中经过紫外杀菌的茁霉多糖、糊化淀粉、复合维生素B粉和复合菌剂，搅拌均匀后得到固体生物菌剂混合料；所述复合菌剂由乳酸杆菌、酵母菌和芽孢杆菌组成，组成比例为按照有效活菌数含量g/L计乳酸杆菌：酵母菌：芽孢杆菌为（0.1～0.5）：（0.5～2.5）：（0.1～0.5）；

8）胶囊包装：将步骤7）得到的固体生物菌剂混合料，填充入胶囊中，制备得到固体生物菌剂，并封入软包装袋中。

2.根据权利要求1所述的一种固体生物菌剂的制备方法制备的固体生物菌剂。