CN107619825A - 一种基于生物多糖的农用益生菌微球制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于微生物技术领域，具体涉及一种基于生物多糖的农用益生菌包埋复合材料，还涉及农用益生菌微球的制备方法。一种基于生物多糖的包埋微生物球的制备方法及其包埋复合材料，包括下述的组分：羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、琼脂、壳聚糖、豆粕粉、糖蜜、玉米淀粉。采用本发明中涉及的复合材料包埋制取的微生物球，具有生物活性好、机械强度高、性能稳定、微生物土壤存活能力强、萌发快等优点，克服微生物存活能力低、萌发慢的难题。通过试验，使用本发明中的复合材料包埋制取的微生物球，在土壤中定殖6个月，其存活率仍高达85%以上，这为土壤微生物功效的发挥提供了保障。

Description

一种基于生物多糖的农用益生菌微球制备方法

技术领域

本发明属于微生物技术领域，具体涉及一种基于生物多糖的农用益生菌微球制备方法。

背景技术

微生物肥料可以部分代替化学肥料，减少其大量施用造成的损失和浪费。微生物肥料常见的剂型或为发酵后收获的菌液，或以草炭等为载体制成的吸附菌剂，两种剂型在制备上比较方便，但均存在许多不足，比如，菌剂施入土壤后，菌体直接暴露在开放的、存在许多不确定因素的土壤环境中，引起大量菌体的死亡，难以发挥微生物肥料的功效。

包埋法是近些年发展起来的细胞固定化技术之一，是将微生物包埋在富含营养、对外部环境相对封闭的颗粒中，对内部微生物来说，颗粒形成了一个微环境，对外部环境起缓冲作用，利于微生物的增殖，易于形成优势菌群，利于人工接种微生物的存活和与土著菌的生态竞争。目前，虽然包埋微生物的材料很多，但是微生物的包埋仍以单一材料包埋为主，均存在包埋颗粒综合性能不够理想的问题。因此，为解决以上问题，本发明采用具有生物活性、环境友好型的复合多糖为包埋材料，以提高包埋菌剂的综合性能，为微生物肥料的功效发挥提供保障，进而利于农业的生产和发展。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种基于生物多糖的农用益生菌微球制备方法。

本发明的农用益生菌微球包埋生物多糖复合材料，分为包埋液A和包埋液B两部分。

所述包埋液A的原料组成及重量组分如下：

羧甲基纤维素钠 1-10

海藻酸钠 1-10

琼脂 1-5

豆粕粉 0.2-2

糖蜜 0.2-2

水 80-90

所述包埋液B的原料组成及重量组分如下：

壳聚糖 1-10

氯化钙 1-5

玉米淀粉 0.2-2

水 80-95

优选的，农用益生菌微球包埋生物多糖复合材料，包括下述的包埋液A和包埋液B。

所述包埋液A的原料组成及重量组分如下：

羧甲基纤维素钠 2-8

海藻酸钠 2-8

琼脂 1-3

豆粕粉 0.5-1.5

糖蜜 0.5-1.5

水 85-90

所述包埋液B的原料组成及重量组分如下：

壳聚糖 2-8

氯化钙 1-3

玉米淀粉 0.5-1.5

水 85-95

上述一种基于生物多糖的农业益生菌微球制备方法，具体步骤如下：

（1）包埋液的制备

取1-10份羧甲基纤维素钠、1-10份海藻酸钠、1-5份琼脂、0.2-2份豆粕粉、0.2-2份糖蜜，加入到80-90份的水中，搅拌混匀，121℃灭菌30min，冷却至45-50℃，得到包埋液A；

取1-10份壳聚糖、1-5份氯化钙、0.2-2份玉米淀粉加入到80-95份水中混合均匀，121℃灭菌30min，冷却至45-50℃，得到包埋液B；

（2）农用益生菌微球的制备

取1-30份农用益生菌液，加入到上述包埋液A中，搅拌混匀后将其滴入到包埋液B中，室温放置1-3h，滤出颗粒，用无菌生理盐水洗涤3-5次，40℃下烘干干燥0.5min-3h，制得包埋微生物球。

本发明在包埋材料上的选择中：选取羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、琼脂、壳聚糖、豆粕、糖蜜、玉米淀粉为微生物包埋材料，土壤定殖实验表明，明显提高了微生物在土壤中的定殖能力，进而影响了微生物功效的发挥。

本发明对微生物包埋后的有益效果在于，很好的保持微生物的生物活性，利于微生物的增殖，提升了微生物在土壤中的定殖能力，微生物在土壤中定殖6个月后，存活率仍高达85%以上。

产生以上有益作用的原理在于：本发明采用具有生物活性的多糖物质：羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、琼脂、壳聚糖、淀粉为复合包埋材料，主要是利用上述多糖高聚物在形成凝胶的过程中，将微生物及其生长、萌发所需速效、长效养分包埋在其内部的能力，经过上述材料包埋的微生物单位浓度高、生物活性强、性能稳定、萌发快。另外，上述多糖均为生物可降解、环境友好型材料，可间接为作物提供营养和增强土壤的性能。

具体实施方式

下面结合具体实施实例对本发明做更一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不因此限制本发明。

实施例1

一种基于生物多糖的农用益生菌微球制备方法，包括下述的步骤：

1）包埋微生物复合材料的制备

取8份羧甲基纤维素钠、4份海藻酸钠、3份琼脂、1份豆粕粉、0.5份糖蜜加入到83.5份的水中，搅拌混匀，121℃灭菌30min，冷却至45-50℃，得到包埋液A；

取5份壳聚糖、3份氯化钙、0.5份玉米淀粉加入到91.5份水中混合均匀，121℃灭菌30min，冷却至45-50℃，得到包埋液B；

2）农用益生菌微球的制备

取25份枯草芽孢杆菌浓度为8×10⁹cfu/mL的发酵液，加入到上述包埋液A，搅拌混匀，将所述混合物缓慢滴入包埋液B中，室温放置1-3h，滤出颗粒，用无菌生理盐水洗涤3-5次，40℃下烘干干燥0.5min-3h，制得包埋微生物球。

对比例1

将8份羧甲基纤维素钠，加入到92份的水中，搅拌混匀，121℃灭菌30min，冷却至45-50℃；取25份枯草芽孢杆菌浓度为8×10⁹cfu/mL的湿菌体，加入到上述包埋微生物材料溶液中，搅拌混匀，将所述混合物缓慢滴入到已灭菌的含5份氯化钙的水溶液中，室温放置3h，滤出颗粒，用无菌生理盐水洗涤3次，40℃下烘干干燥3h，制得包埋产物。

对比例2

将2份海藻酸钠，加入到98份的水中，搅拌混匀，121℃灭菌30min，冷却至45-50℃；取25份枯草芽孢杆菌浓度为8×10⁹cfu/mL的湿菌体，加入到上述包埋微生物材料溶液中，搅拌混匀，将所述混合物缓慢滴入到已灭菌的含5份氯化钙的水溶液中，室温放置3h，滤出颗粒，用无菌生理盐水洗涤3次，40℃下烘干干燥3h，制得包埋产物。

对比例3

将3份琼脂，加入到97份的水中，搅拌混匀，121℃灭菌30min，冷却至60℃；取25份枯草芽孢杆菌浓度为8×10⁹cfu/mL的湿菌体，加入到上述包埋微生物材料溶液中，搅拌混匀，将所述混合物缓慢滴入到已灭菌的含5份氯化钙的水溶液中，室温放置3h，滤出颗粒，用无菌生理盐水洗涤3次，40℃下烘干干燥3h，制得包埋产物。

对比例4

将10份壳聚糖，加入到250份的水中，搅拌混匀，121℃灭菌30min，冷却至60℃；取25份枯草芽孢杆菌浓度为8×10⁹cfu/mL的湿菌体，加入到上述包埋微生物材料溶液中，搅拌混匀，将所述混合物缓慢滴入到已灭菌的含5份氯化钙的水溶液中，室温放置3h，滤出颗粒，用无菌生理盐水洗涤3次，40℃下烘干干燥3h，制得包埋产物。

实施例1、对比例1-4的微生物存活率相比较的结果如下：

CK为空白样，即不经包埋的微生物菌液，按等活菌量添加。

选取均质耕作层土壤，充分混匀后，等量分成6份，将实施例1、对比例1-4的农用益生菌包埋产物与6份土样分别混合均匀，置于花盆中，播种小油菜，按照常规种植方式施肥浇水，分别在第15天、30天、90天和180天时各条件花盆土壤，以5点取样方式将样品混合均匀后，分别以枯草芽孢杆菌的存活率为指标，对各条件益生菌定殖效果比较如下：

处理	15天后枯草芽孢杆菌存活率（%）	30天后枯草芽孢杆菌存活率（%）	90天后枯草芽孢杆菌存活率（%）	180天后枯草芽孢杆菌存活率（%）
					CK	71.3	32.8	5.6	1.8
实施例1	96.6	93.5	89.7	86.1
					对比例1	88.5	67.3	26.6	10.9
对比例2	92.5	88.7	50.4	23.7
					对比例3	85.4	60.5	40.8	32.8
对比例4	86.4	55.9	32.7	18.8

从以上的对比可以看出，实施例1益生菌存活率显著高于其他条件，6个月后枯草芽孢杆菌的存活率仍达85%以上。

Claims (3)

1.一种基于生物多糖的农用益生菌微球的制备方法，其特征在于，以重量份计，原料组分为，羧甲基纤维素钠5-50份，海藻酸钠5-40份，琼脂1-25份，壳聚糖1-20份，豆粕粉1-5份，糖蜜1-3份，玉米淀粉1-5份，氯化钙1-5份。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，具体步骤如下：按一定质量比将羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、琼脂加热溶于水，保温45-55℃，向上述溶液中加入一定量的微生物菌液，同时加入一定比例的豆粕、糖蜜混合均匀后，将上述混合溶液用滴入含壳聚糖、玉米淀粉的氯化钙溶液中，静置2-4h，滤出颗粒，用生理盐水洗涤，最后烘干干燥得农用益生菌微球。

3.如权利要求1所述一种基于生物多糖的农用益生菌微球制备方法，其制备方法为：

包埋液的制备

取1-10份羧甲基纤维素钠、1-10份海藻酸钠、1-5份琼脂、0.2-2份豆粕粉、0.2-2份糖蜜，加入到80-90份的水中，搅拌混匀，121℃灭菌30min，冷却至45-50℃，得到包埋液A；

取1-10份壳聚糖、1-5份氯化钙、0.2-2份玉米淀粉加入到80-100份水中混合均匀，121℃灭菌30min，冷却至45-50℃，得到包埋液B；

农用益生菌微球的制备

取1-30份农用益生菌液，加入到上述包埋液A中，搅拌混匀后将其滴入到包埋液B中，室温放置1-3h，滤出颗粒，用无菌生理盐水洗涤3-5次，40℃下烘干干燥0.5min-3h，制得包埋微生物球。