CN108624512A - 固体发酵基质、制备方法及培养菌根生物制剂的方法 - Google Patents

固体发酵基质、制备方法及培养菌根生物制剂的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种菌根生物制剂的固体发酵基质，所述固体发酵基质以啤酒制作过程中的废弃物啤酒糟为主要原料，辅以一定比例的营养成分，可用于培养菌根生物制剂。本发明充分利用了啤酒糟中因过滤不完全而残留的麦芽糖成分，并以此作为以麦芽糖成分为主要营养源的菌根真菌的培养，既处理了废弃物，又节省了原本需要另外添加的麦芽汁或麦芽浸膏；另一方面，啤酒糟属于可再生原料，施入土壤中还可以自然降解，相比通常使用的蛭石材料更经济环保。本发明制作的菌根生物制剂可作为松、杉类树种育苗、造林使用，可促进树种形成有效菌根，提高苗木质量和合格苗产量，提高造林成活率和保存率。

Description

固体发酵基质、制备方法及培养菌根生物制剂的方法
技术领域
本发明属于微生物学中的真菌培养及其应用技术领域，具体涉及一种固体发酵基质、制备方法及基于该基质培养菌根生物制剂的方法。
背景技术
菌根是土壤中的菌根真菌侵染植物根系后形成的共生结构，植物有了菌根，就可以通过无数细长菌丝和菌索吸收土壤中的营养和水分，扩大根系的吸收面积，提高吸收能力。菌根分泌的多种酶，能分解土壤中的有机物和矿物质，并把它们转化为植物能吸收的养分。菌根还能产生多种植物激素和生长调节物质，调控植物生理活动，促进植物健康的生长，提高植物的抗病性和生存能力。菌根的形成，提高了土壤活性和肥力，改良了土壤。在自然条件下，许多植物没有菌根就很难正常生长。
自20世纪50年代，菌根对植物的效能被发现以来，引起了各国科学家的关注。研究发现，由于地球生态环境的逐渐改变，植物在自然条件下已很难形成菌根。在农、林及环保领域内，如何利用菌根人工生物技术，帮助植物在不同的环境成活、生长，是既有重大理论价值又有广阔应用前景的新课题。
菌根生物制剂是利用能形成菌根的菌根真菌经过生物技术培养后形成的产品，是一种具有多元作用的生物制剂。它能使植物形成最有效的菌根，在菌根的帮助下，植物能更好地成活和生长，它是应用了完全符合自然规律的生态方法，使用一次菌根生物制剂，植物可以终生受益。菌根生物制剂能起到富根、自肥、促生、丰产、防病和改良土壤等多方面的效果，能减少和避免化肥和农药对土壤、水资源及大气的污染，加快对绿色植被的恢复，促进生态的平衡。
目前，大规模的菌根生物制剂的培养通常以蛭石作为主要原料，但蛭石作为一种矿物，属于非再生原料，而且蛭石生产过程中存在能源消耗大、污染环境等缺点。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种采用啤酒糟为主要原料的菌根生物制剂的固体发酵基质和制备方法，以及基于该固体发酵基质培养菌根生物制剂的方法，有效规避了蛭石存在的缺点。
本发明的技术方案为：
一种菌根生物制剂的固体发酵基质，原料组分包括：固体基质和营养液，
所述固体基质为啤酒糟和草炭的混合物，所述啤酒糟和草炭的体积比为30:1-70:1；
所述营养液为马铃薯汁75-175ml、葡萄糖10-30g、维生素B10.03-0.07g配制而成的混合液。
进一步优选的所述营养液为马铃薯汁125ml、葡萄糖20g、维生素B10.05g配制而成的混合液；所述马铃薯汁的质量浓度为10-30％。
一种制备所述固体发酵基质的方法，包括如下步骤：
(1)将啤酒糟和草炭混合均匀，得到固体基质；将葡萄糖、维生素B1用马铃薯汁溶解，得到营养液；
(2)向所述固体基质中加入营养液，经高温灭菌，冷却后，即得到所述的固体发酵基质。
步骤(2)中，所述加入的营养液与固体基质的体积比为1:10-5:10。
步骤(2)中，进行所述高温灭菌的温度为121℃，进行所述高温灭菌的压力为0.11MPa，进行所述高温灭菌的时间为0.5-2h。
一种基于所述固体发酵基质培养菌根生物制剂的方法，包括如下步骤：
(1)菌种培养
在马铃薯-葡萄糖-琼脂-麦芽汁培养基(简称PDAM培养基)上接种菌丝块，然后进行培养，得到培养好的菌种；
(2)接种
将所述培养好的菌种在无菌条件下用打孔器打成菌丝圆片，然后用接种针将所述菌丝圆片均匀分散放入所述固体发酵基质中，得到接种好的固体发酵基质；
(3)发酵培养
将接种好的固体发酵基质进行发酵培养，即得所述的菌根生物制剂。
步骤(1)中，进行所述接种的位置为培养基中间位置，所述菌种为血红铆钉菇菌种。
步骤(1)中，进行所述培养的温度为20-30℃，进行所述培养的时间为1-3周，所述培养为暗培养。
步骤(2)中，所述菌丝圆片直径为8-10mm。
步骤(3)中，进行所述发酵培养的温度为20-30℃，进行所述发酵培养的时间为6-9周，所述培养为暗培养。
为了便于理解本发明，现对本发明中的原料作进一步阐述。
啤酒糟：是啤酒工业的主要副产品，是啤酒酿造中，麦芽经糖化工艺后过滤得到的残渣，含有过滤不完全而残留的麦芽糖成分以及丰富的蛋白质、氨基酸及微量元素。
草炭：沼泽发育过程中的产物，由沼泽植物的残体，在多水的嫌气条件下，不能完全分解堆积而成。含丰富的氮、钾、磷、钙、锰等多种元素，是纯天然的有机物质。
马铃薯汁：为菌根真菌的培养提供营养物质。
葡萄糖：为菌根真菌的培养提供营养物质。
维生素B1：为菌根真菌的培养提供营养物质。
本发明的有益效果为：
本发明所述的菌根生物制剂的固体发酵基质，以啤酒制作过程中的废弃物啤酒糟为主要原料，辅以一定比例的营养成分，可用于培养菌根生物制剂。本发明充分利用了啤酒糟中因过滤不完全而残留的麦芽糖成分，并以此作为以麦芽糖成分为主要营养源的菌根真菌的培养，既处理了废弃物，又节省了原本需要另外添加的麦芽汁或麦芽浸膏；另一方面，啤酒糟属于可再生原料，施入土壤中还可以自然降解，相比通常使用的蛭石材料更经济环保。本发明制作的菌根生物制剂可作为松、杉类树种育苗、造林使用，可促进树种形成有效菌根，提高苗木质量和合格苗产量，提高造林成活率和保存率。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例提供一种菌根生物制剂的固体发酵基质，原料组分包括：
啤酒糟600cm3、草炭20cm3、10％马铃薯汁75ml、葡萄糖10g、维生素B10.03g。
进一步，提供一种制备所述固体发酵基质的方法，包括如下步骤：
(1)将啤酒糟和草炭混合均匀，得到固体基质；将葡萄糖、维生素B1用10％的马铃薯汁溶解，得到营养液；
(2)将固体基质加入至600ml玻璃发酵瓶容积的3/5，然后以体积比1：10(营养液：固体基质)的比例加入营养液，经121℃、0.11MPa条件下灭菌0.5h，冷却后，即得到所述固体发酵基质。
进一步，提供一种基于所述固体发酵基质制备菌根生物制剂的方法，包括如下步骤：
(1)菌种培养
在PDAM培养基中间位置接种血红铆钉菇菌丝块，然后于20℃的培养温度下进行暗培养1周，得到培养好的血红铆钉菇菌种；
(2)接种
将所述培养好的铆钉菇菌种在无菌条件下用打孔器打成直径为8mm的菌丝圆片，然后用接种针将所述菌丝圆片均匀分散放入固体发酵基质中，每个发酵瓶8片菌丝圆片，得到接种好的固体发酵基质；
(3)发酵培养
将接种好的固体发酵基质于20℃的培养温度下进行暗培养6周，即得所述的菌根生物制剂。
实施例2
本实施例提供一种菌根生物制剂的固体发酵基质，原料组分包括：
啤酒糟700cm3、草炭10cm3、30％马铃薯汁175ml、葡萄糖30g、维生素B10.07g。
进一步，提供一种制备所述固体发酵基质的方法，包括如下步骤：
(1)将啤酒糟和草炭混合均匀，得到固体基质；将葡萄糖、维生素B1用30％的马铃薯汁溶解，得到营养液；
(2)将固体基质加入至600ml玻璃发酵瓶容积的3/5，然后以体积比5：10(营养液：固体基质)的比例加入营养液，经121℃、0.11MPa条件下灭菌2h，冷却后，即得到所述固体发酵基质。
进一步，提供一种基于所述固体发酵基质制备菌根生物制剂的方法，包括如下步骤：
(1)菌种培养
在PDAM培养基中间位置接种血红铆钉菇菌丝块，然后于30℃的培养温度下进行暗培养3周，得到培养好的血红铆钉菇菌种；
(2)接种
将所述培养好的血红铆钉菇菌种在无菌条件下用打孔器打成直径为10mm的菌丝圆片，然后用接种针将所述菌丝圆片均匀分散放入固体发酵基质中，每个发酵瓶12片菌丝圆片，得到接种好的固体发酵基质；
(3)发酵培养
将接种好的固体发酵基质于30℃的培养温度下进行暗培养9周，即得所述的菌根生物制剂。
实施例3
本实施例提供一种菌根生物制剂的固体发酵基质，原料组分包括：
啤酒糟800cm3、草炭20cm3、20％马铃薯汁100ml、葡萄糖15g、维生素B10.04g。
进一步，提供一种制备所述固体发酵基质的方法，包括如下步骤：
(1)将啤酒糟和草炭混合均匀，得到固体基质；将葡萄糖、维生素B1用20％的马铃薯汁溶解，得到营养液；
(2)将固体基质加入至800ml玻璃发酵瓶容积的3/5，然后以体积比2：10(营养液：固体基质)的比例加入营养液，经121℃、0.11MPa条件下灭菌0.8h，冷却后，即得到所述的固体发酵基质。
进一步，提供一种基于所述固体发酵基质制备菌根生物制剂的方法，包括如下步骤：
(1)菌种培养
在PDAM培养基中间位置接种血红铆钉菇菌丝块，然后于22℃的培养温度下进行暗培养1.5周，得到培养好的血红铆钉菇菌种；
(2)接种
将所述培养好的铆钉菇菌种在无菌条件下用打孔器打成直径为8mm的菌丝圆片，然后用接种针将所述菌丝圆片均匀分散放入固体发酵基质中，每个发酵瓶9片菌丝圆片，得到接种好的固体发酵基质；
(3)发酵培养
将接种好的固体发酵基质于21℃的培养温度下进行暗培养7周，即得所述的菌根生物制剂。
实施例4
本实施例提供一种菌根生物制剂的固体发酵基质，原料组分包括：
啤酒糟600cm3、草炭10cm3、20％马铃薯汁150ml、葡萄糖25g、维生素B10.06g。
进一步，提供一种制备所述固体发酵基质的方法，包括如下步骤：
(1)将啤酒糟和草炭混合均匀，得到固体基质；将葡萄糖、维生素B1用20％的马铃薯汁溶解，得到营养液；
(2)将固体基质加入至600ml玻璃发酵瓶容积的3/5，然后以体积比4：10(营养液：固体基质)的比例加入营养液，经121℃、0.11MPa条件下灭菌1.5h，冷却后，即得到所述固体发酵基质。
进一步，提供一种基于所述固体发酵基质制备菌根生物制剂的方法，包括如下步骤：
(1)菌种培养
在PDAM培养基中间位置接种血红铆钉菇菌丝块，然后于26℃的培养温度下进行暗培养2.5周，得到培养好的血红铆钉菇菌种；
(2)接种
将所述培养好的铆钉菇菌种在无菌条件下用打孔器打成直径为9mm的菌丝圆片，然后用接种针将所述菌丝圆片均匀分散放入固体发酵基质中，每个发酵瓶11片菌丝圆片，得到接种好的固体发酵基质；
(3)发酵培养
将接种好的固体发酵基质于28℃的培养温度下进行暗培养8周，即得所述的菌根生物制剂。
实施例5
本实施例提供一种菌根生物制剂的固体发酵基质，原料组分包括：
啤酒糟1000cm3、草炭20cm3、20％马铃薯汁125ml、葡萄糖20g、维生素B10.05g。
进一步，提供一种制备所述固体发酵基质的方法，包括如下步骤：
(1)将啤酒糟和草炭混合均匀，得到固体基质；将葡萄糖、维生素B1用20％的马铃薯汁溶解，得到营养液；
(2)将固体基质加入至800ml玻璃发酵瓶容积的3/5，然后以体积比3：10(营养液：固体基质)的比例加入营养液，经121℃、0.11MPa条件下灭菌1h，冷却后，即得到所述固体发酵基质。
进一步，提供一种基于所述固体发酵基质制备菌根生物制剂的方法，包括如下步骤：
(1)菌种培养
在PDAM培养基中间位置接种血红铆钉菇菌丝块，然后于25℃的培养温度下进行暗培养2周，得到培养好的血红铆钉菇菌种；
(2)接种
将所述培养好的铆钉菇菌种在无菌条件下用打孔器打成直径为9mm的菌丝圆片，然后用接种针将所述菌丝圆片均匀分散放入固体发酵基质中，每个发酵瓶10片菌丝圆片，得到接种好的固体发酵基质；
(3)发酵培养
将接种好的固体发酵基质于25℃的培养温度下进行暗培养8周，即得所述的菌根生物制剂。
实验例
进行了以啤酒糟为主要原料的固体发酵基质和以蛭石为主要原料的固体发酵基质发酵培养的比较，实验结果如下：
结论：在发酵过程中，两种不同固体发酵基质相比，从菌丝的生长速度来看，菌丝均能正常生长，8周左右固体基质中能长满菌丝，蛭石发酵基质的稍微慢一些，但无显著差异。但以啤酒糟为主要原料的固体发酵基质，不仅废物利用，而且节省了大量的真菌培养中的主要成分麦芽汁，从而节约了成本。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种菌根生物制剂的固体发酵基质，其特征在于，原料组分包括：固体基质和营养液，
所述固体基质为啤酒糟和草炭的混合物，所述啤酒糟和草炭的体积比为30:1-70:1；
所述营养液为马铃薯汁75-175ml、葡萄糖10-30g、维生素B10.03-0.07g配制而成的混合液。
2.根据权利要求1所述的菌根生物制剂的固体发酵基质，其特征在于，所述营养液为马铃薯汁125ml、葡萄糖20g、维生素B10.05g配制而成的混合液；所述马铃薯汁的质量浓度为10-30％。
3.一种制备权利要求1或2所述的固体发酵基质的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将啤酒糟和草炭混合均匀，得到固体基质；将葡萄糖、维生素B1用马铃薯汁溶解，得到营养液；
(2)向所述固体基质中加入营养液，经高温灭菌，冷却后，即得到所述的固体发酵基质。
4.根据权利要求3所述的制备固体发酵基质的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述加入的营养液与固体基质的体积比为1:10-5:10。
5.根据权利要求3所述的制备固体发酵基质的方法，其特征在于，步骤(2)中，进行所述高温灭菌的温度为121℃，进行所述高温灭菌的压力为0.11MPa，进行所述高温灭菌的时间为0.5-2h。
6.一种基于权利要求1所述固体发酵基质培养菌根生物制剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)菌种培养
在马铃薯-葡萄糖-琼脂-麦芽汁培养基上接种菌丝块，然后进行培养，得到培养好的菌种；
(2)接种
将所述培养好的菌种在无菌条件下用打孔器打成菌丝圆片，然后用接种针将所述菌丝圆片均匀分散放入所述固体发酵基质中，得到接种好的固体发酵基质；
(3)发酵培养
将接种好的固体发酵基质进行发酵培养，即得所述的菌根生物制剂。
7.根据权利要求6所述的培养菌根生物制剂的方法，其特征在于，步骤(1)中，进行所述接种的位置为培养基中间位置，所述菌种为血红铆钉菇菌种。
8.根据权利要求6所述的培养菌根生物制剂的方法，其特征在于，步骤(1)中，进行所述培养的温度为20-30℃，进行所述培养的时间为1-3周，所述培养为暗培养。
9.根据权利要求6所述的培养菌根生物制剂的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述菌丝圆片的直径为8-10mm。
10.根据权利要求6所述的培养菌根生物制剂的方法，其特征在于，步骤(3)中，进行所述发酵培养的温度为20-30℃，进行所述发酵培养的时间为6-9周，所述培养为暗培养。
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