CN104603259A - 具有除臭活性及鳗鱼养殖场的水质净化功能的Lactobacillus parafarraginis菌株及其用途 - Google Patents
具有除臭活性及鳗鱼养殖场的水质净化功能的Lactobacillus parafarraginis菌株及其用途 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种具有除臭活性及鳗鱼养殖场的水质净化功能的Lactobacillus parafarraginis菌株;一种含有上述菌株或其培养液作为有效成分的用于除臭及鳗鱼养殖场的水质净化的微生物制剂;一种包括培养上述菌株的步骤的用于除臭及鳗鱼养殖场的水质净化的微生物制剂的制备方法;一种用上述菌株或其培养液对污水处理厂、畜舍、堆肥工厂或卫生间进行处理,从而去除恶臭的方法;以及一种用上述菌株或其培养液对鳗鱼养殖场进行处理,从而净化水质的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有除臭活性及鳗鱼养殖场的水质净化功能的Lactobacillus parafarraginis菌株及其用途。更详细地,涉及一种含有上述菌株或其培养液作为有效成分的用于除臭及鳗鱼养殖场的水质净化的微生物制剂;一种包括培养上述菌株的步骤的用于除臭及鳗鱼养殖场的水质净化的微生物制剂的制备方法;一种用上述菌株或其培养液对污水处理厂、畜舍、堆肥工厂或卫生间进行处理,从而去除恶臭的方法;以及一种用上述菌株或其培养液对鳗鱼养殖场进行处理,从而净化水质的方法。
背景技术
最近,随着生活水平的提高,除了给日常生活带来不快感的噪音、振动或灰尘之外,恶臭也被规定为公害,因此实际情况为正在通过相关法规来强化管理。通常恶臭被区分为:硫化氢、甲硫醇、甲硫醚及二甲基二硫等酸性气味;氨、三甲基胺及粪臭素等碱性气味;或乙醛及苯乙烯等中性气味。为去除这类恶臭的现有除臭方法大致分为:利用香料或具有香气等的芳香性物质对嗅觉进行掩盖的除臭法(掩蔽法);利用氧化、还原、中和、加成缩合及离子交换反应等来进行分解的化学除臭法;利用活性碳、沸石及硅胶等多孔性物质来进行捕集的物理吸附法;或利用微生物、酶及防腐剂等来进行抑制的生物除臭法。但是掩蔽法根据天然或合成成分容易产生新的恶臭或毒性,物理吸附法虽然见效快,但随着环境条件或长时间使用,恶臭会再生;而化学除臭法虽然可以有多种发展,但是因选择性机制,从而会使总体除臭力的发挥受限。
具体地,恶臭物质有氨、甲硫醇、H2S、甲基硫、二甲基硫、三甲基胺、CH3COOH及苯乙烯等,特别地,代表性物质为氨,其是作为胺类的恶臭的主要原因。氨有着一次性使眼睛疼痛的刺激性,特别是与呼吸系统疾病的发生有很大关联。这类硝酸性氮和氨性氮及大量包含的有机物等作为恶臭的主要诱发因素,它们在污水处理厂、畜舍、家畜的粪尿处理或堆肥工厂等的去除恶臭的处理过程中引起很多副作用。并且,在慢性泄露的情况下,会成为压力因素,因此不仅对家畜产生影响,对人的健康也会产生有害的影响。因此,既简单又有效率地去除恶臭的方法的开发受到持续关注。
一方面,微生物益生菌在复合型食物的世界中占非常重要的部分,对海鲜或虾、养殖鱼类等淡水和海洋生物的健康起着非常有益的作用。本发明的微生物益生菌是饲料添加剂和水质净化剂,可以含有活体微生物,本发明中研究了益生菌的微生物和该微生物所产生的代谢产物是否能在增强养殖鱼类的健康的同时,还起到水质污染和去除恶臭的功能。
韩国授权专利第10-1029346号公开了一种具有减少恶臭气体及抗菌效果的复合微生物发酵液及其使用方法。韩国授权专利第10-0654427号公开了一种具有防止恶臭产生及除臭活性的植物乳杆菌CU03KACC 91103,但没有公开本发明中所述的涉及一种具有除臭活性及鳗鱼养殖场的水质净化功能的Lactobacillus parafarraginis菌株及其用途的相关记载。
发明内容
要解决的技术问题
本发明是根据上述要求而提出的,本发明人确认了用包含Lactobacillus parafarraginis菌株的液体样本对高浓度的氨进行处理时,通过探测管式气体测量仪测到氨浓度在短时间内显著下降。确认了将上述菌株加入到一定量的饲料中,给鳗鱼口服的同时,用其对鳗鱼养殖场进行处理的情况下,投入现有的饲料时,不仅能显著缓解水槽中产生的亚硝酸和氨气的产生,对去除少量产生的气体也具有显著的效果,从而在一天至少需要一次100%换水的鳗鱼养殖水槽中,即使以低换水率(10%以下)进行换水的情况下,也能够维持一定的水温及pH,可以长期养殖鳗鱼,从而完成了本发明。
技术方案
为了解决上述问题,本发明提供一种具有除臭活性及鳗鱼养殖场的水质净化功能的Lactobacillus parafarraginis菌株。
并且,本发明提供一种含有上述菌株或其培养液作为有效成分的用于除臭及鳗鱼养殖场的水质净化的微生物制剂。
并且,本发明提供一种包括培养上述菌株的步骤的用于除臭及鳗鱼养殖场的水质净化的微生物制剂的制备方法。
并且,本发明提供一种用上述菌株或其培养液对污水处理厂、畜舍、堆肥工厂或卫生间进行处理,从而去除恶臭的方法。
并且,本发明提供一种用上述菌株或其培养液对鳗鱼养殖场进行处理,从而净化水质的方法。
有益效果
本发明的Lactobacillus parafarraginis菌株对产生恶臭的主要成分-氨的除臭活性效果非常优异,因此,用含有上述Lactobacillusparafarraginis菌株或其培养液作为有效成分的组合物对污水处理厂、畜舍、堆肥工厂或卫生间等产生大量恶臭的地方进行处理时,能在短时间内简单地去除恶臭,因此不仅可以用于工业,对于家庭使用也非常有益。
并且,将本发明的菌株加入到普通饲料中,给鳗鱼口服的同时,对鳗鱼养殖场进行处理的情况下,即使水槽的换水率为最低程度的情况下,也可以长时间维持一定的水温及pH,因此有助于鳗鱼养殖场产业的经济性。
附图说明
图1示出了使用Lactobacillus parafarraginis菌株进行处理后,随时间变化的氨浓度。
图2示出了在鱼苗养殖中随微生物饲料投入量及微生物投入而变化的水槽的pH。微生物饲料投入量是本发明的包含Lactobacillusparafarraginis的饲料,微生物投入是本发明的Lactobacillusparafarraginis的投入。
图3示出了在鱼苗养殖中随微生物饲料投入量的增加的表水槽的换水量及鱼苗的死亡率。:鱼苗死亡率;:微生物饲料投入量)。
图4示出了在鳗鱼养殖场中随微生物饲料投入量及微生物投入而变化的水槽的pH、水温及换水量(鳗鱼养殖到约50日为止)。
图5示出了在鳗鱼养殖中随微生物饲料投入量及微生物投入而变化的水槽的pH、水温及换水量(鳗鱼养殖约从50日至约100日)。
图6示出了在鳗鱼养殖中随微生物饲料投入量及微生物投入而变化的水槽的pH、水温及换水量(鳗鱼养殖约从100日至约140日)。
图7示出了在鳗鱼养殖中投入普通饲料时的水槽的换水量及pH的变化。
具体实施方式
为了实现本发明的目的,本发明提供一种具有除臭活性及鳗鱼养殖场的水质净化功能的Lactobacillus parafarraginis菌株。
本发明的Lactobacillus parafarraginis菌株是从植物中分离鉴定得到的,上述菌株在2013年1月23日,保藏于韩国生命工学研究院生物资源中心(保藏号:KCTC 12357BP)。
“除臭活性”表示去除恶臭的能力,诱发上述恶臭的恶臭物质为氨、甲硫醇、H2S、甲基硫二甲基硫、三甲基胺,CH3COOH及苯乙烯等,优选氨,但不限定于此。
本发明的鳗鱼养殖场的水质净化功能是指去除因鳗鱼分泌物或投入到水槽中的饲料的腐败等而产生的亚硝酸(NO2)或氨(NH3)气,但并不限定于此。
并且,本发明提供一种含有上述菌株或其培养液作为有效成分的用于除臭及鳗鱼养殖场的水质净化的微生物制剂。
本发明的用于除臭的微生物制剂可以为粉末制剂或液体制剂,可以将上述微生物粉末制剂悬浮于灭菌生理盐水中进行使用,或者可以直接将上述液体制剂喷洒到目标物上,或者可以采用将上述液体制剂装入到容器中后置于产生恶臭的部位上的方法来使用,但并不限定于此。
本发明的用于鳗鱼养殖场的水质净化的微生物制剂可以为粉末制剂或液体制剂,可以将上述微生物粉末制剂悬浮于灭菌生理盐水中进行使用,或者可以直接将上述液体制剂喷洒到鳗鱼养殖场的水槽中进行使用,但并不限定于此。
并且,本发明提供一种包括培养上述菌株的步骤的用于除臭及鳗鱼养殖场的水质净化的微生物制剂的制备方法。本发明的培养菌株的方法可以使用本领域通常使用的方法进行培养,优选使用平板计数琼脂培养基(Plate Count Agar,PCA)及胰化蛋白大豆培养基(TrypticSoy Agar,TSA),但并不限定于此。
并且,本发明提供一种用上述菌株或其培养液对污水处理厂、畜舍、堆肥工厂或卫生间进行处理,从而去除恶臭的方法。
上述畜舍可以是饲养猪、牛、山羊等哺乳类,鲤鱼、金鱼等鱼类及野鸡、鸡、鸭、火鸡等家禽类的场所,但并不限定于此。
并且,本发明提供一种用上述菌株或其培养液对鳗鱼养殖场进行处理,从而净化水质的方法。
本发明中为了对鳗鱼养殖场进行处理,从而净化水质,可以直接将本发明的菌株或其培养液对鳗鱼养殖场进行处理,也可以使用使水质净化效果进一步提高的方法,上述方法为,同时将所述菌株或培养液以一定浓度加入到饲料中口服给鳗鱼进行养殖的方法,但并不限定于此。
下面根据实施例对本发明进行详细说明。下述实施例仅是为了例示本发明,本发明的内容不被下述实施例所限定。
<实施例1>本发明的Lactobacillus parafarraginis菌株的分离
为了从植物中分离具有除臭活性的微生物菌株,用连续稀释法稀释由植物提供的液体样本,将其涂抹到微生物分离用培养基上,在25℃下培养3-7天。微生物分离用培养基使用了PCA,TSA,MRS(De Man,Rogosa,Sharpe)及YM(酵母分离)琼脂培养基。在三种培养基中出现了几乎相似的细菌,因为在乳酸菌分离培养基的MRS培养基中只能区分酵母和细菌,因此只参考了其系数,微生物分离是考虑了TSA及PCA培养基中的各菌落的大小、形态等后筛选出了5~10个菌株。同样地,酵母也基于菌落的大小、形态及颜色等而筛选出了7个菌株。
对菌株筛选方法更详细地进行说明如下。用连续稀释法稀释后,在微生物分离用培养基中培养的12个菌株分别接种到胰化蛋白大豆培养基中,在25~45℃的温度下振荡培养9~48小时,筛选出除臭活性最高,菌落数少的菌株,用超声波破碎仪纳米分离琼脂培养基和绿茶提取物,在25~40℃温度下筛选9~40小时进行二次培养。
<实施例2>本发明的Lactobacillus parafarraginis菌株的鉴定
为了用分子生物学方法分离上述实施例1中筛选的菌株,利用16S rDNA碱基序列分析来进行鉴定。16S rDNA碱基序列相似性分析结果,将其判定为属于乳酸菌(Lactobacillus)属的细菌。现有的乳酸菌有140个种和9个亚种(以2010年12月为准),其中与Lactobacillus parafarraginis标准菌株的16S rDNA碱基序列显示出了99.731%的非常高的相似度。(数据未提出)。此外,与乳酸菌泄洪闸(Lactobacillus rapi)、希氏乳杆菌(Lactobacillus hilgardii)及类布氏乳杆菌(Lactobacillus parabuchneri)等标准菌株也显示出了97%以上的高相似度。上述菌株16S rDNA碱基序列分析是1114bp,根据使用上述碱基序列的系统树图分析,本发明的菌株显示出与Lactobacillus parafarraginis标准菌株形成同样的分支。以上述菌株为对象进行分析后获得的SEQ ID NO:1的DNA碱基序列的同源性分析是利用NCBI BLASTN程序(http://www.ncbi.nlm.nihgov/blast/)进行的,将其命名为Lactobacillus parafarraginis。
<实施例3>根据Lactobacillus parafarraginis的处理的氨除臭活性分析
为了确认本发明的菌株是否对氨具有除臭活性,调查了菌株处理后,随时间变化的氨浓度。没有使用本发明的菌株进行处理的状态下进行试验的记载为作为对照组的空白(blank),使用包含本发明菌株的液体样本进行处理的标记为样品(sample)(表1)。样品是将上述菌株使用蒸馏水稀释5倍后,将20ml放入5l反应器中进行密封而得到。在空白及样品中分别注入初期氨浓度为50μmol/mol的试验气体,温度维持在18~28℃,湿度维持在40~60%,在初期(0分种),30分钟,60分钟,90分钟及120分钟测量试验气体浓度。试验气体的浓度通过探测管式气体测量仪(KS I 2218:2009)来进行测定(表1)。各时间段试验气体的去除率按照以下公式计算;试验气体去除率(%)=[{(空白浓度)-(样品浓度)}/(空白浓度)]×100。其结果,在空白中氨的浓度几乎没有变化,但在样品中,30分钟后测量的氨浓度显著地减少到1μmol/mol,表现出了98%的除臭率,可知在90分钟之后几乎测定不到氨(图1)。这一结果表明,与现有的发明相比,能够在短时间内去除氨,因此可以认为本发明的菌株具有优异的氨去除活性效率。
表1
<实施例4>鳗鱼鱼苗养殖中随着微生物饲料投入量及微生物投入而变化的水槽的pH
初期为了水槽水质的稳定化,本发明的Lactobacillusparafarraginis微生物的水槽投入量多于实验标准量,之后,可以确认稳定的微生物投入(图2)。并且,从包含本发明的Lactobacillusparafarraginis的饲料投入量来看,可以确认,为了根据鱼苗的特性转换三种不同类型(在脱脂米糠中接种Lactobacillus parafarraginis微生物进行粉末化的益生菌型、在普通糊状饲料中加入微生物的液状型、进行颗粒化后喷撒(spray)液状微生物而吸附的类型)的饲料而变化的饲料投入量。可以确认,这种微生物饲料投入量和微生物投入下pH数值也在一定的范围内保持稳定(图2)。
<实施例5>在鳗鱼鱼苗养殖中根据微生物饲料投入量的增加的水槽的换水量及鱼苗死亡率
随鳗鱼鱼苗成长的饲料量增减,本发明的Lactobacillusparafarraginis微生物饲料量也相应地进行增减,根据对水质敏感的鱼苗特性,平均更换了60%的水槽水(图3)。在这种情况下,虽然增加了饲料量,而鱼苗的死亡率反而降低,并且可以确认从中期开始没有发生死亡。比较微生物饲料投入量和死亡率的移动平均线和可以确认显著变化的水质稳定化情况(图3)。
<实施例6>在鳗鱼养殖场中随着微生物饲料投入量及微生物投入而变化的水槽的pH、水温及换水量
图4示出了从鳗鱼养殖开始日开始至约50日的随着包括本发明的菌株的饲料投入量及微生物投入而变化的水槽的pH、水温及换水量。从110kg的35640条开始的第一次选择养殖过程,可以确认,维持稳定水温的同时,在水槽内投入一定微生物,以及随着鳗鱼生长而增加的饲料量等。水槽的换水是按照最高17%至最低4%的方式进行调整的。在一般的鳗鱼养殖中,水槽的水质成为死亡等的直接影响因素,因此通常实施大量的换水,而本发明中利用微生物稳定地维持水质,能够使换水率维持在最低(图4)。
为了调查本发明的微生物通过分解鳗鱼的废产物(亚硝酸及氨气)和残余浮游饲料来改善水质的效果,对包括9个30坪的湖地和3个90坪的湖地的总共12个湖地中的约22万条喂养饲料时,稀释到一般饲料(产品名称,鳗鱼成万饲料,制备公司,Woo Sung饲料)中后口服饲喂,为了与饲料投入量成比例地观察包括水质去除在内的多个目的方面的效果,在湖地中将微生物500cc~2l投入到水57吨至282吨的水中的结果,如表2及表3所示,可以确认显著去除了亚硝酸及氨气,维持了稳定的pH,显著地减少了一日换水量(表2及表3)。
图5示出了鳗鱼养殖约从50日至约100日的随着微生物饲料投入量及微生物投入而变化的水槽的pH、水温及换水量,水温以29℃为准,维持稳定,换水量约为5~8%,与第一次选择养殖维持了相似的条件。几次换水量的急增和饲料量的减少,因水槽的清扫等而发生了改变。饲料量随着鳗鱼的成长而持续增长,水槽内的微生物投入也根据比例定期地投入一定量。可以知道,因这种饲料增加和微生物投入,pH数值维持在稳定的范围内(图5)。
图6示出了鳗鱼养殖约从100日至约140日的随着微生物饲料投入量及微生物投入而变化的水槽的pH、水温及换水量,可以知道图表的变动曲线与图4及图5相应地进行。但,配合鳗鱼成长的饲料给食量和根据其的微生物混合量的增加,水深的增加等是微小的变动因素。示出了图表中的饲料量减少和换水量增加是由于水槽内部清扫等原因而变化的。可以知道pH及水温维持稳定。
图7示出了在鳗鱼养殖中投入普通饲料时的水槽的换水量及pH变化,可以知道鳗鱼的水槽投入第六天时,即4月2日开始,为了水槽的水质管理,以100%换水量进行了水槽换水。可以判断因鳗鱼的粪尿和投入的饲料的腐败等而进行了100%的水槽换水。并且,可以确认随着饲料的增减,pH也以同样的模式增减。可以确认水槽内的pH数值与饲料量有直接的关系。
表2
表3
Claims (5)
1.一种具有除臭活性及鳗鱼养殖场的水质净化功能的Lactobacillus parafarraginis菌株(KCTC 12357BP)。
2.一种含有权利要求1所述的菌株或其培养液作为有效成分的用于除臭及鳗鱼养殖场的水质净化的微生物制剂。
3.一种包括培养权利要求1所述的菌株的步骤的用于除臭及鳗鱼养殖场的水质净化的微生物制剂的制备方法。
4.一种用权利要求1所述的菌株或其培养液对污水处理厂、畜舍、堆肥工厂或卫生间进行处理,从而去除恶臭的方法。
5.一种用权利要求1所述的菌株或其培养液对鳗鱼养殖场进行处理,从而净化水质的方法。
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