CN105505819A - 一种利用制糖工业浸淘米废水生产解淀粉芽孢菌肥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用制糖工业浸淘米废水生产解淀粉芽孢菌肥的方法，属于微生物肥料和废水资源化技术领域。该方法主要是以制糖工业浸淘米过程中产生的高浓度废水为主要培养基原料进行液体发酵生产解淀粉芽孢菌肥，生产方法包括：制糖工业浸淘米废水培养基的配制，液体种子制备，液态发酵，无菌灌装。该方法不仅可以低成本地生产环境友好的解淀粉芽孢菌肥，而且为高效处理制糖工业浸淘米废水找到有效的资源化处理方法，减少污染物排放，整个生产过程中无污水排出。

Description

一种利用制糖工业浸淘米废水生产解淀粉芽孢菌肥的方法

技术领域

本明属于微生物肥料和废水资源化技术领域，具体是本发明涉及一种利用制糖工业浸淘米废水生产解淀粉芽孢菌肥的方法。

背景技术

在制取麦芽糖浆的过程中，碎米或陈化米经淘洗与热碱浸泡工序后会产生含有机质约为1-3%，COD约10000-30000mg/L的废水。废水中的有机质主要为蛋白质及多糖等碳水化合物。该废水的特点是：丰富的有机质导致废水在数小时内发生变质腐败，无法存放，传统工艺上是利用水处理絮凝剂如聚合铝，聚丙烯酰胺系列进行快沉淀分离，沉淀后可回收做饲料，罗逸等级在专利号：201310271036.9中公开了一种利用聚硅酸铁（促凝剂），变性淀粉（变性淀粉），及山梨酸钾，乙醇溶液（防腐剂）能将其中60-75%的有机质沉淀，废水的COD可下降50%以上，沉淀物质可作为饲料。但其排出的废水COD还有超过5000mg/L，没有从根本上解决污水处理的问题，只是提高了污水预处理的效率。而且其投入的促凝剂，絮凝剂价格较高，用量大。并未真正实现浸淘米废水的资源化处理。制糖工业浸淘米废水中的有机质主要是蛋白质，淀粉质多糖，都是微生物生长的良好营养底物，可以做成微生物培养基，发酵生产微生物产品。

解淀粉芽孢杆菌在自然界分布广泛，易分离培养，是工业生产上应用较普遍的菌种，主要用于生产各类酶制剂，其能产丰富的淀粉酶与蛋白酶，是一种具有广谱抑菌活性的细菌产生次生代谢产物的能力较强，其分泌的抗生素、抗菌蛋白或多肽类物质等起到较好的生物防治效果。目前，解淀粉芽孢杆菌已被用于新鲜蔬菜保鲜、工业酶生产，环境保护和农业防治等众多领域，解淀粉芽孢杆菌的抑菌谱较广，代谢产物较丰富，能够产生多种抑菌物质。解淀粉芽孢杆菌具有抑制植物病害的能力，可制成生物制剂用于植物花部、叶、枝干、根部以及果蔬釆后病害防治上;使用解淀粉芽孢杆菌的发酵液，对农作物进行喷施、拌种、灌根等，对植物都产生促进生长的功效。也有研究表明，解淀粉芽孢杆菌可治理水环境污染，其能降解被污染的废水中的丁草胺、苯酷等物质，还能溶解水华鱼腥藻，为水体富营养化的水华治理提供了一些理论依据。基于其应用广泛，其生产培养方法也多种，如：王栋等在专利号：201310017340.0中公开了利用柠檬酸废水低成本生产防治植物病害、促进植物生长的解淀粉芽孢杆菌生防菌剂的方法。中国发明专利：201010518034.1公开了一株解淀粉芽孢杆菌Lx-11菌株，保藏编号为CGMCCNO.3789，对水稻细菌性条斑病有良好的防治效果，培养该菌株采用的培养基为：大豆粉1%，豆饼2%，淀粉0.5%，酵母膏0.2%，玉米浆0.22%，氯化钠0.1%，碳酸氢钙0.18%。中国发明专利：200810231406.5公开了一株解淀粉芽孢杆菌YN-1菌株，保藏编号为CGMCCNO.2328，能有效防治苹果褐斑病，小麦纹枯病等真菌病寄存器，并筛选出了成本低廉的工业用培养基，组成包括：葡萄糖8-12g/L，玉米粉10-16g/L，黄豆姘粉10-16g/L，中国发明专利：201010264520.5公开了一株解淀粉芽孢杆菌TF28菌株，保藏编号为CGMCCNO.4038，它能在植物体内定植、繁殖和传导，可产生抗菌蛋白和脂肽类抗生素两种抗菌物质，具有防病促生作用，其液体培养基每1升由10克胰蛋白胨，5克酵母浸粉，10克氯化钠配制而成。中国发明专利：201110095116.4公开了一株解淀粉芽孢杆菌B-004菌株，保藏编号为CGMCCNO.4557，它对番茄采后早疫病菌具有明显拮抗效果，其培养基中，碳源可为可溶性淀粉，藕粉、葡萄糖、乳糖、海藻糖、蔗糖等，氮源可为蛋白胨、牛肉膏、酵母膏、硝酸按、氯化铵、硫酸铵等，其他营养源可为含钾、铁、锌、钠、锰、及钙的金属盐等。从上面可看出，具有拮抗植物病害的解淀粉芽孢杆菌的菌株较多，其培养方法也各不相同，但是，未见采用制糖工业浸淘米废水培养解淀粉芽孢杆菌的制备方法的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够资源化利用制糖工业浸淘米废水生产解淀粉芽孢菌肥的方法。该方法主要是以制糖工业浸淘米过程中产生的高浓度废水为主要培养基原料进行液体发酵生产解淀粉芽孢菌肥，生产方法包括：制糖工业浸淘米废水培养基的配制，液体种子制备，液态发酵，无菌灌装。该方法不仅可以低成本地生产环境友好的解淀粉芽孢菌肥，而且为高效处理制糖工业浸淘米废水找到有效的资源化处理方法，减少污染物排放，整个生产过程中无污水排出。

为了达到上述目的，本发明该方法是以制糖工业浸淘米过程中产生的高浓度废水为主要培养基原料进行液体发酵生产解淀粉芽孢菌肥，包括如下步骤：

1、制糖工业浸淘米废水培养基的配制：在高浓度制糖工业浸淘米废水中添加磷酸氢二钾0.3-0.8g/L，硫酸镁0.1-0.5g/L，硫酸亚铁0.05-0.2g/L，氯化钠1-6g/L，酵母膏0.2-0.6g/L，搅拌均匀，调PH至7.2-7.5，于121℃灭菌20-30分钟；

2、液体种子制备：向装有制糖工业浸淘米废水培养基的三角瓶中接种斜面保藏的解淀粉芽孢杆菌菌种，于37℃，160转/分振荡培养24-48小时，得到一级液体种子：向装有制糖工业浸淘米废水培养基的种子罐中接种体积比为5%-10%的一级液体种子，于37℃，每分钟通入无菌空气的量与液体培养基的比例为：0.8:1，培养16-24小时，得到二级液体种子；

3、液态发酵：向装有制糖工业浸淘米废水培养基的发酵罐中接种体积比为5%-20%的二级液体种子，于37℃培养，前16小时，每分钟通入无菌空气的量与液体培养基的比例为：0.8:1，16小时后，每分钟通入无菌空气的量与液体培养基的比例为：1:1，培养24-48小时，待其芽孢含量高于50亿cfu/ml，即可停止发酵；

4、灌装：将步骤3发酵好的解淀粉芽孢杆菌菌液无菌灌装，打包成为成品，即为解淀粉芽孢菌肥。

由本发明技术方案生产的解淀粉芽孢菌肥，具有生产成本低，环境友好，芽孢含量高，整个生产过程中无污水产生，利用解淀粉芽孢杆菌产生的的淀粉酶与蛋白酶水解制糖工业浸淘米废水中的淀粉与蛋白作为解淀粉芽孢杆菌的营养物质，经过多次正交试验补充适量的无机离子与优化发酵条件，最后得到较高的芽孢含量。该解淀粉芽孢能够有效防治多种土传植物病害，并能够促进作物对养分的吸收和利用，还能提供一定量的有机质，本发明提供的技术方案生产的农用微生物菌肥应用于农业生产可以减少化肥和农药的使用量，从而改善农田环境质量，而且生产成本很低，使高浓度废水得到资源化利用，减少污染物排放。

下面介绍本发明的用制糖工业浸淘废水生产的解淀粉芽孢菌肥在大田上的一些试验效果（以下简称解淀粉芽孢菌肥）

实例1解淀粉芽孢菌肥在茶叶上的应用效果

1．试验时间：2014年4月

2．试验地点：贵州省凤冈县新建乡毛家洞某茶场

3．试验方法：在“明茶”采摘前三天，应用解淀粉芽孢菌肥200倍稀释液对茶场其中的50亩茶叶进行了叶面喷洒和1000倍稀释液灌根；

4．试验结果：过了10天，从整体上看茶园，用过解淀粉芽孢菌肥的茶叶长势要比常规的茶园茂盛许多，茶园呈现墨绿。采摘后，用过光合菌肥的的茶青叶片顏色鲜活脆绿，叶大而厚重，保鲜期增长，产量增加。经过萎凋、杀青、理条、整形等工序后，制成的成品茶做了对比。用过解淀粉芽孢菌肥的茶青在制作成品后，茶叶成型完整有规则，无碎末，无黄叶。茶叶的等级一下子就提高了。泡了两杯茶做对比，用解淀粉芽孢菌肥生产的茶叶泡制的茶汤清淳透明，茶条不散叶，而且气味比常规茶叶的要香浓了很多。

实例2、解淀粉芽孢菌肥在玉米上的应用效果

1．试验地点：辽宁省铁岭蔡牛乡

2．试验方法：播种前，用解淀粉芽孢菌肥200倍稀释液浸种催芽，然后播种，整个生长期间中，玉米只是在拔节期和吐蓉期，用解淀粉芽孢菌肥500倍稀释液喷施，没有用过其他肥料和农药；

3．试验结果：玉米品种为中糯二号，本身是糯玉米，甜度高，加上当年多雨的气候条件，当地区大面积发生了玉米大斑病和玉米螟，其他地块都较严重，但是使用过解淀粉芽孢菌肥的地却很少发生，相对要轻的多，而且长势特别好，植株高矮适中，结穗部位相同，大小均匀一致，幼穗较多，而且两个穗看上也均匀，没有大小穗现象，可以说没有受到病害和虫害的影响，籽粒饱满，较以前增产18%，并且提前10天成熟，在别人忙着防虫治病的时候，就已开始收获加工了。

具体实施方式

下面以实施例作进一步说明，但本发明不局限于这些实例。

实施例1

本发明该方法是以制糖工业浸淘米过程中产生的高浓度废水为主要培养基原料进行液体发酵生产解淀粉芽孢菌肥，包括如下步骤：

1、制糖工业浸淘米废水培养基的配制：在高浓度制糖工业浸淘米废水中添加磷酸氢二钾0.5g/L，硫酸镁0.3g/L，硫酸亚铁0.1g/L，氯化钠2g/L，酵母膏0.5g/L，搅拌均匀，调PH至7.5，于121℃灭菌20-30分钟；

2、液体种子制备：向装有制糖工业浸淘米废水培养基的三角瓶中接种斜面保藏的解淀粉芽孢杆菌菌种（解淀粉芽孢杆菌JCD-H-12（Bacillusamyloliquefaciens），保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCCNO.11856，保藏日期：2015年12月10日，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号），于37℃，160转/分振荡培养24小时，得到一级液体种子：向装有制糖工业浸淘米废水培养基的种子罐中接种体积比为8%的一级液体种子，于37℃，每分钟通入无菌空气的量与液体培养基的比例为：0.8:1，培养20小时，得到二级液体种子；

3、液态发酵：向装有制糖工业浸淘米废水培养基的发酵罐中接种体积比为10%的二级液体种子，于37℃培养，前16小时，每分钟通入无菌空气的量与液体培养基的比例为：0.8:1，16小时后，每分钟通入无菌空气的量与液体培养基的比例为：1:1，培养32小时，检测其芽孢含量为55亿cfu/ml，即停止发酵；

4、灌装：将步骤3发酵好的解淀粉芽孢杆菌菌液无菌灌装，打包成为成品，即为解淀粉芽孢菌肥。

Claims (1)

1.一种利用制糖工业浸淘米废水生产解淀粉芽孢菌肥的方法，其特征在于，该方法是以制糖工业浸淘米过程中产生的高浓度废水为主要培养基原料进行液体发酵生产解淀粉芽孢菌肥，包括如下步骤：

1、制糖工业浸淘米废水培养基的配制：在高浓度制糖工业浸淘米废水中添加磷酸氢二钾0.3-0.8g/L，硫酸镁0.1-0.5g/L，硫酸亚铁0.05-0.2g/L，氯化钠1-6g/L，酵母膏0.2-0.6g/L，搅拌均匀，调PH至7.2-7.5，于121℃灭菌20-30分钟；

2、液体种子制备：向装有制糖工业浸淘米废水培养基的三角瓶中接种斜面保藏的解淀粉芽孢杆菌菌种，于37℃，160转/分振荡培养24-48小时，得到一级液体种子；向装有制糖工业浸淘米废水培养基的种子罐中接种体积比为5%-10%的一级液体种子，于37℃，每分钟通入无菌空气的量与液体培养基的比例为：0.8:1，培养16-24小时，得到二级液体种子；

3、液态发酵：向装有制糖工业浸淘米废水培养基的发酵罐中接种体积比为5%-20%的二级液体种子，于37℃培养，前16小时，每分钟通入无菌空气的量与液体培养基的比例为：0.8:1，16小时后，每分钟通入无菌空气的量与液体培养基的比例为：1:1，培养24-48小时，待其芽孢含量高于50亿cfu/ml，即可停止发酵；

4、灌装：将步骤3发酵好的解淀粉芽孢杆菌菌液无菌灌装，打包成为成品，即为解淀粉芽孢菌肥。