CN104403986A - 一种微生物孢子的培养方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微生物孢子的培养方法，向含有微生物生长所需营养物质的液体中加入凝固剂，121℃灭菌，降温至50-55℃，接入微生物孢子悬浮液，搅拌均匀，注入培养盘中，冷却凝固，培养至孢子产生。本发明还提供了与以上方法配套的专用设备，该设备包括立式筒状移动罐、位于罐内并与移动罐横切面平行的一组培养盘和底座组成，移动罐与底座之间以法兰相连，在移动罐的顶部有用于向培养盘内注入培养液的注液管和出气管，底座下面有排污孔和进气管，每一培养盘内有溢流孔。使用本发明方法及设备得到的微生物孢子产品发酵培养基残渣少、孢子含量高。

Description

一种微生物孢子的培养方法及设备

技术领域

本发明涉及一种微生物孢子的培养方法及设备，属于微生物肥料制造技术领域。

背景技术

微生物肥料为含有特殊功能微生物菌种的活体制品。微生物肥料的保质期对微生物肥料商业开发、应用取得成功起着至关重要作用。众所周知，微生物芽孢、孢子比菌体、菌丝体更耐贮存，所以微生物肥料中的活体微生物应该尽可能以芽孢、孢子的形态存在。

对于细菌，可以采用深层液体发酵技术培养芽孢，而对于放线菌、霉菌，不能通过液体培养的方法产生孢子，只能通过固体培养产生孢子。

固体培养可以分为两类：

一类是用马铃薯块、麸皮、米糠、豆饼粉、花生饼粉等天然的固体状物质作培养基，原料经蒸煮灭菌等预加工后，制成含一定水分的固体物料，接入预先培养好的菌种，进行培养得孢子。

适应天然固体状物质作培养基的固态发酵设备种类繁多、形式多样，包括简易浅盘式、固定箱式、移动箱式、链带式、多层箱式、多层圆盘式、旋转圆盘式等。

然而，利用天然的固体物质作培养基培养微生物孢子存在一些缺点：

⑴ 发酵过程参数调控困难，每批次发酵条件不易一致，再现性差；

⑵ 发酵残存的培养基与孢子混合，孢子纯净度低，孢子含量低；

⑶ 从培养基中分离孢子成本高、产率低。

另一类固体培养，也是实验室中常用的固体斜面和固体平板培养，在微生物营养液中添加凝固剂制成人工固体培养基，培养基经蒸汽灭菌，降温至50-55℃，倒入平板中，冷却凝固，涂布微生物菌种，培养得孢子。

人工培养基得到的孢子产品培养基残留少，孢子含量高。

但是人工固体培养基培养孢子也有不足之处：一是向培养基表面涂布菌种十分麻烦，工作效率低，二是缺乏配套的适合于大规模工业化生产的专用设备，所以这种固体培养方法只适合于研发和制作少量孢子样品时采用。

发明内容

本发明对人工固体培养基生产微生物孢子的方法进行了改进，并设计了与之配套的可大规模工业化生产设备。

本发明具体培养微生物孢子的方法如下：

向含有微生物生长所需营养物质的液体中加入凝固剂，蒸汽灭菌，降温至50-55℃，接入微生物孢子悬浮液，搅拌均匀，注入培养盘中，冷却凝固，培养至孢子产生。

培养基中孢子的浓度（cfu）为1×10³-1×10⁴个/mL。

本发明还提供了以上述方法培养微生物孢子的专用设备，该设备主要由立式筒状移动罐[1]、位于罐内并与移动罐横切面平行的一组培养盘[2]和底座[3]组成，移动罐与底座之间以法兰[4]相连，在移动罐的顶部有用于向培养盘内注入培养液的注液管[5]和出气管[6]，底座下面有排污孔[7]和进气管[8]，每一培养盘内有溢流孔[9]，其高度为0.3-0.5cm，培养盘之间有通风间隙。

进气管和出气管用于蒸汽灭菌和微生物培养时向罐内通入空气。

上述设备还具有移动罐上升、下降运行的导向装置，该装置包括导向杆[10]、导向管[11]和连接杆[12]，导向杆位于移动罐相对两侧且与移动罐径向平行，导向管套入导向杆中，导向管直径略大于导向杆，连接杆一端固定于导向管，另一端固定于移动罐外壁。

附图说明

图1为本发明设备的结构示意图。

其中，1.移动罐，2.培养盘，3.底座，4.法兰，5.注液管，6.出气管，7.排污孔，8.进气管，9.溢流孔，10.导向杆，11.导向管，12.连接杆，13.压力表，14.提升环，15.培养盘支架，16.温度探头，17.加热器。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的说明。

实施例一：

本发明实施例一提供一种微生物孢子的培养方法，以木霉为例，该方法包括以下步骤：

（1）营养液配制：配制木霉生长营养液，配方为：20%土豆（切成小块，在水中煮沸并持续30min后，用双层纱布取浸提液，定容至所需培养基量），2%白砂糖。

（2）加入凝固剂：向配制好的营养液中加入凝固剂，本实施例中以琼脂条作为凝固剂，加入量为2%。

（3）营养液灭菌：将配制好的营养液注入发酵罐内，121℃高温持续30min灭菌后，冷却至52℃左右，保持罐压0.05MPa，备用。

（4）接种孢子悬浮液：采用火焰接种法，把配制好的孢子悬浮液自注液口注入发酵罐内，使得培养基中的孢子浓度为2.4×10³个/mL左右，关闭注液口，搅拌均匀，调节罐压至0.05MPa，温度50-55℃。

（5）注入培养设备：将接种的营养液注入培养盘或其他培养设备中，冷却凝固。

（6）恒温培养：待营养液冷却凝固后，保持温度28-30℃，培养3-5天后，长出孢子。

（7）培养结束后，取出培养盘，得木霉孢子。

实施例二：

本发明实施例二提供一种微生物孢子的培养设备，该设备主要由立式筒状移动罐[1]、位于罐内并与移动罐横切面平行的一组培养盘[2]和底座[3]组成，移动罐与底座之间以法兰[4]相连。在移动罐的顶部有用于向培养盘内注入营养液的注液管[5]、出气管[6]及压力表[13]，罐体内壁一侧装有温度探头[16]，连接罐外温度显示装置。底座下面有排污孔[7]和进气管[8]，底座内部有加热器[17]。培养盘内有溢流孔[9]，其高度为0.3-0.5cm，培养盘边缘高度为1.5cm，底部装有培养盘支架[15]，其高度为2.5cm。进气管和出气管用于蒸汽灭菌和微生物培养时向罐内通入空气。该设备还具有移动罐上升、下降运行的导向装置，该装置通过提升环[14]连接提升机，控制罐体升降，装置包括导向杆[10]、导向管[11]和连接杆[12]，导向杆位于移动罐相对两侧且与移动罐径向平行，导向管套入导向杆中，导向管直径略大于导向杆，连接杆一端固定于导向管，另一端固定于移动罐外壁。该设备操作过程如下：

（1）操作提升机，打开移动罐，将各培养盘上下重叠水平放置后，关闭移动罐，拧紧法兰，使移动罐与底座完全闭合。

（2）高温灭菌：关闭罐顶出气管、注液管及底座排污孔，打开进气管通入蒸汽加热罐体，通过温度和压力表显示来控制罐温、罐压，保持121℃、0.12MPa持续灭菌30min。

（3）降温：关闭蒸汽，打开罐顶出气管、底座排污孔及无菌空气进气管进行降温，保持罐压0.05MPa，降温至30℃左右，备用 。

（4）注入营养液：将实施例一中步骤（4）制得的营养液注入此设备中。操作如下，减小底座进气管无菌空气流量，使罐压降至0，调节营养液所在发酵罐罐压至0.02MPa左右，通过已灭菌管道连接此设备注液管，打开注液管及排污孔，向罐内培养盘注入营养液，至排污孔有营养液流出，停止注液，关闭注液管、排污孔。

（5）恒温培养：同时打开出气管及进气管，调节并保持罐压为0.05MPa，待营养液冷却凝固后，打开底座加热器，调节罐内温度至28-30℃，恒温培养3-5天后，长出孢子。

（6）培养结束后，操作提升机，打开移动罐，取出培养盘，得木霉孢子。

Claims (5)

1.一种微生物孢子的培养方法，向含有微生物生长所需营养物质的液体中加入凝固剂，蒸汽灭菌，降温至50-55℃，其特征在于：接入微生物孢子悬浮液，搅拌均匀，注入培养盘中，冷却凝固，培养至孢子产生。

2.根据权利要求1一种微生物孢子的培养方法，其特征在于：培养基中孢子的浓度（cfu）为   1×10³-1×10⁴个/mL。

3.根据权利要求1所述方法培养微生物孢子的专用设备，其特征在于：主要由立式筒状移动罐、位于移动罐内并与之横切面平行的一组培养盘和底座组成，移动罐和底座之间以法兰相连，在移动罐的顶部有用于向培养盘内注入培养液的注液管和出气管，底座下面有排污孔和进气管，培养盘之间有通风间隙，每一培养盘内有溢流孔。

4.根据权利要求3培养微生物孢子的专用设备，其特征在于：溢流孔的高度为0.3-0.5cm。

5.根据权利要求3或4培养微生物孢子的专用设备，其特征在于：具有培养罐上升、下降运行的导向装置，该装置包括导向杆、导向管和连接杆，导向杆位于培养罐相对两侧且与培养罐径向平行，导向管套入导向杆中，连接杆一端固定于导向管，另一端固定于移动罐外壁。