CN105695361A - 梨渣固态发酵生产多粘类芽孢杆菌微生物菌剂的方法 - Google Patents

梨渣固态发酵生产多粘类芽孢杆菌微生物菌剂的方法 Download PDF

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赵国群
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Abstract

本发明涉及一种梨渣固态发酵生产多粘类芽孢杆菌微生物菌剂的方法，以梨汁加工过程中产生的新鲜梨渣为主要原料，添加小麦麸皮、豆粕粉、硝酸钠、MnSO4和KH2PO4制成固态发酵培养基。将配制好的培养基进行高温灭菌，冷却后，接种多粘类芽孢杆菌KD101进行固态发酵。发酵结束后，将固态发酵醪进行热风干燥、粉碎，即获得多粘类芽孢杆菌微生物菌剂，其芽孢数达到160～180亿个/g，芽孢率达到97％～99％。本发明不仅可实现梨渣的资源化利用，而且可大大降低多粘类芽孢杆菌微生物菌剂的生产成本。

Description

梨渣固态发酵生产多粘类芽孢杆菌微生物菌剂的方法
技术领域
本发明属于生物技术领域，具体涉及一种梨渣固态发酵生产多粘类芽孢杆菌微生物菌剂的方法。
背景技术
中国是梨树种植大国，年产鲜梨约1600万吨。随着种植面积及产量的不断增加，梨的深加工成为采后增值的重要途径之一。梨汁是目前梨果加工的主要产品之一。在梨汁加工过程中产生大量的梨渣，其总量约为原果重量的40％～50％。以年产10000吨天然梨汁工厂为例，其每年扔掉的梨渣达2000～3000吨。梨渣中存在大量的石细胞，由于适口性较差而不能用作饲料，目前基本上作为废料弃丢，不仅污染环境，还造成资源浪费。
多粘类芽孢杆菌(Paenibacilluspolymyxa)是芽孢杆菌科(Bacillaceae)类芽孢杆菌属(Paenibacillus)的革兰氏阳性细菌，又称多粘芽孢杆菌，对人或动植物没有致病性。多粘芽孢杆菌是一种植物根际促生细菌，可产生多肽抗生素、拮抗蛋白、酶、植物激素等多种生理活性物质，一方面可以用作微生物肥料，促进植物生长、提高作物产量；另一方面，可以有效防治植物细菌性和真菌性土传病害，对植物青枯病、番茄枯萎病、油菜腐烂病、黑松根腐病等多种植物病害具有很好的防治效果。因此，多粘类芽孢杆菌是一种很好的生物防治细菌，已被用于生物有机肥、微生物肥料和生物农药。
目前多粘类芽孢杆菌多采用液体深层发酵技术，再经喷雾干燥进行生产，对设备要求高，生产工艺复杂。与之相比，固态发酵具有以下优点：培养基来源广且价格低；使用的设备相对简单，能耗低；产物的产率较高；发酵过程不排放废水，环境污染较少；生产成本远低于液体深层发酵。
多粘类芽孢杆菌的发酵培养方法有多种。例如，中国专利(公开号：CN104099278A)中以稻壳、玉米粉、土豆和茶渣饼为主要原料，采用固态发酵培养多粘类芽孢杆菌。中国专利(公开号：CN102559564B)中以可溶性淀粉和蛋白胨为主要原料，采用液态发酵培养多粘类芽孢杆菌。中国专利(公开号：CN102249754A)中以甘薯淀粉废水为培养基，液态发酵生产多粘类芽孢杆菌微生物肥料。中国专利(公开号：CN102618527A)中柠檬酸废水为主要培养基原料，液态发酵生产多粘类芽孢杆菌微生物菌剂。以梨渣为主要原料，固态发酵生产多粘类芽孢杆菌微生物菌剂的方法在国内外文献中均未见报道。
发明内容
本发明提供一种利用梨渣固态发酵生产多粘类芽孢杆菌微生物菌剂的方法。所收获的微生物菌剂，其芽孢数达到167.3亿个/g，芽孢率达到96.5％。
发明所使用的菌株是一株高效拮抗多种植物病原菌、促进植物生长的多粘类芽孢杆菌(Paenibacilluspolymyxa)KD101。
本发明采用以下技术方案予以实现：
先空
本发明与现有技术相比具有的有益效果为：
①本发明使用新鲜的梨渣作为发酵生产多粘类芽孢杆菌的主要原料，变废
为宝，降低了菌剂生产成本，减少了环境污染。
②所获得的多粘类芽孢杆菌微生物菌剂的芽孢数达到160～180亿个/g，芽
孢率达到97％～99％。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一：
鸭梨梨渣固态发酵生产多粘类芽孢杆菌微生物菌剂方法：
a、种子培养基的配制及灭菌：于1L水中，加入30g葡萄糖、10g蛋白胨、5g酵母粉、4.5g磷酸二氢钾、2.0g碳酸钙。按照所述配比，将各种成分称重后加入三角瓶中，室温下搅拌均匀，制得种子培养基；用8层纱布密封后放入高压灭菌锅中，115℃灭菌15min。灭菌后把三角瓶冷却至室温。
b、种子液的制备：挑取斜面保藏的多粘类芽孢杆菌KD101菌种2～3环，接种到步骤a中所述的种子培养基中，30℃、200rpm摇床振荡培养14h。
c、固态发酵培养基的配制及灭菌：于1000g新鲜鸭梨梨渣中，加入400g小麦麸皮、20g豆粕粉、10g硝酸钠、8g硫酸锰、15g磷酸二氢钾。按照所述配比，将各种成分称重后加入带有机械搅拌桨的卧式固态发酵罐中，室温下搅拌均匀制得固态发酵培养基；然后向发酵罐通入蒸汽开始灭菌，待罐温上升到115℃，保温15min，灭菌结束后，引入冷却水将发酵培养基温度降至25℃～30℃。
d、固态发酵：将步骤b所述多粘类芽孢杆菌KD101种子液以10％接种量接种到步骤c所述发酵罐中的培养基之中，控制发酵温度34℃，每12h搅拌一次，每次搅拌10min，发酵120h。
e、干燥：采用60℃～70℃热风将步骤d所述的固态发酵醪干燥含水量30％以下。
f、粉碎：使用锤式粉碎机将步骤e所述的干燥发酵醪粉碎成60～70目的粉末，即获得多粘类芽孢杆菌微生物菌剂，其芽孢数达到160亿个/g，芽孢率达到97％。菌剂包装后，存放在阴凉干燥处。
实施例二
雪花梨梨渣固态发酵生产多粘类芽孢杆菌微生物菌剂方法包括以下步骤：
a、种子培养基的配制及灭菌：于1L水中，加入30g葡萄糖、20g蛋白胨、10g酵母粉、4.0g磷酸二氢钾、1.6g碳酸钙CaCO3。按照所述配比，将各种成分称重后加入三角瓶中，室温下搅拌均匀，制得种子培养基；用8层纱布密封后放入高压灭菌锅中，115℃灭菌20min。灭菌后把三角瓶冷却至室温。
b、种子液的制备：挑取斜面保藏的多粘类芽孢杆菌KD101菌种2～3环，接种到步骤a中所述的种子培养基中，30℃、200rpm摇床振荡培养14h。
c、固态发酵培养基的配制及灭菌：于1000g新鲜雪花梨梨渣中，加入360g小麦麸皮、25g豆粕粉、10g硝酸钠、8g硫酸锰、10g磷酸二氢钾。按照所述配比，将各种成分称重后加入带有机械搅拌桨的卧式固态发酵罐中，室温下搅拌均匀制得固态发酵培养基；然后向发酵罐通入蒸汽开始灭菌，待罐温上升到115℃，保温15min，灭菌结束后，引入冷却水将发酵培养基温度降至25℃～30℃。
d、固态发酵：将步骤b所述多粘类芽孢杆菌KD101种子液以8％接种量接种到步骤c所述发酵罐中的培养基之中，控制发酵温度34℃，每12h搅拌一次，每次搅拌10min，发酵125h。
e、干燥：采用60℃～70℃热风将步骤d所述的固态发酵醪干燥含水量30％以下。
f、粉碎：使用锤式粉碎机将步骤e所述的干燥发酵醪粉碎成60～70目的粉末，即获得多粘类芽孢杆菌微生物菌剂，其芽孢数达到180亿个/g，芽孢率达到99％。菌剂包装后，存放在阴凉干燥处。
实施例三
皇冠梨梨渣固态发酵生产多粘类芽孢杆菌微生物菌剂方法包括以下步骤：
a、种子培养基的配制及灭菌：于1L水中，加入30g葡萄糖、15g蛋白胨、10g酵母粉、4.5g磷酸二氢钾、2.3g碳酸钙。按照所述配比，将各种成分称重后加入三角瓶中，室温下搅拌均匀，制得种子培养基；用8层纱布密封后放入高压灭菌锅中，115℃灭菌15min。灭菌后把三角瓶冷却至室温。
b、种子液的制备：挑取斜面保藏的多粘类芽孢杆菌KD101菌种2～3环，接种到步骤a中所述的种子培养基中，30℃、200rpm摇床振荡培养12h。
c、固态发酵培养基的配制及灭菌：于1000g新鲜皇冠梨梨渣中，加入400g小麦麸皮、20g豆粕粉、12g硝酸钠、10g硫酸锰、15g磷酸二氢钾。按照所述配比，将各种成分称重后加入带有机械搅拌桨的卧式固态发酵罐中，室温下搅拌均匀制得固态发酵培养基；然后向发酵罐通入蒸汽开始灭菌，待罐温上升到115℃，保温20min，灭菌结束后，引入冷却水将发酵培养基温度降至25℃～30℃。
d、固态发酵：将步骤b所述多粘类芽孢杆菌KD101种子液以10％接种量接种到步骤c所述发酵罐中的培养基之中，控制发酵温度34℃，每12h搅拌一次，每次搅拌10min，发酵125h。
e、干燥：采用60℃～70℃热风将步骤d所述的固态发酵醪干燥含水量30％以下。
f、粉碎：使用锤式粉碎机将步骤e所述的干燥发酵醪粉碎成60～70目的粉末，即获得多粘类芽孢杆菌微生物菌剂，其芽孢数达到175亿个/g，芽孢率达到98％。菌剂包装后，存放在阴凉干燥处。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的数据范围和原则之内，所作的任何修改、同等替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种梨渣固态发酵生产多粘类芽孢杆菌微生物菌剂的方法，其特征是包括以下步骤：
a、种子培养基的配制及灭菌：于1L水中，加入20～30g葡萄糖、10～20g蛋白胨、5～10g酵母粉、4.0～4.5g磷酸二氢钾、1.6～2.3g碳酸钙CaCO3，按照所述配比，将各种成分称重后加入三角瓶中，室温下搅拌均匀，制得种子培养基；用8层纱布密封后放入高压灭菌锅中，115℃～121℃灭菌15～20min，灭菌后把三角瓶冷却至室温；
b、种子液的制备：挑取斜面保藏的多粘类芽孢杆菌KD101菌种2～3环，接种到步骤a中所述的种子培养基中，30℃、180～200rpm摇床振荡培养12～14h；
c、固态发酵培养基的配制及灭菌：于1000g新鲜梨渣中，加入360～400g小麦麸皮、20～25g豆粕粉、10～15g硝酸钠、8～12g硫酸锰、10～15g磷酸二氢钾，按照所述配比，将各种成分称重后加入带有机械搅拌桨的卧式固态发酵罐中，室温下搅拌均匀制得固态发酵培养基；然后向发酵罐通入蒸汽开始灭菌，待罐温上升到115℃，保温15～20min，灭菌结束后，引入冷却水将发酵培养基温度降至25℃～30℃；
d、固态发酵：将步骤b所述多粘类芽孢杆菌KD101种子液以8％～10％接种量接种到步骤c所述发酵罐中的培养基之中，控制发酵温度34℃，每12h搅拌一次，每次搅拌8～10min，发酵120～130h，得固态发酵醪。
e、干燥：采用60℃～70℃热风将步骤d所述的固态发酵醪干燥含水量30％以下。
f、粉碎：使用锤式粉碎机将步骤e所述的干燥后的固态发酵醪粉碎成60～70目的粉末，即获得多粘类芽孢杆菌微生物菌剂，菌剂包装后，存放在阴凉干燥处。
2.根据权利要求1所述的梨渣固态发酵生产多粘类芽孢杆菌微生物菌剂的方法，其特征是：所述步骤c中所使用的梨渣为梨汁加工时产生的新鲜梨渣。
3.根据权利要求1所述的梨渣固态发酵生产多粘类芽孢杆菌微生物菌剂的方法，其特征是：所述步骤c中固态发酵培养基的组成为:于1000g新鲜梨渣中，加入400g小麦麸皮、20g豆粕粉、15g硝酸钠、8g硫酸锰、15g磷酸二氢钾。
4.根据权利要求1所述的梨渣固态发酵生产多粘类芽孢杆菌微生物菌剂的方法，其特征是：所述步骤d中发酵温度为34℃，每12h搅拌一次，每次搅拌8～10min，发酵120～125h。
5.根据权利要求1所述的梨渣固态发酵生产多粘类芽孢杆菌微生物菌剂的方法，其特征是，所述步骤f中所获得的多粘类芽孢杆菌微生物菌剂的芽孢数达到160～180亿个/g，芽孢率达到97％～99％。
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