CN110157596A - 一种可高效长期保存纤维素分解菌群的方法及装置 - Google Patents

一种可高效长期保存纤维素分解菌群的方法及装置 Download PDF

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陈世晖
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Abstract

一种可高效长期保存纤维素分解菌群的方法及装置，属于纤维素分解菌群分离和保存技术领域。设有通风口的培养槽一和培养槽二通过连接阀连通。取含有纤维素分解菌群的样本物质，根据样本物质确定蒸馏水的重量，向蒸馏水中加入培养基原料，制作液体富集培养基并摇匀后静置；打开连接阀，使5ml‑20ml的液体富集培养基流至培养槽二内，向培养槽二中加入秸秆瓤并静置；通过通风口鼓风，其间翻动秸秆瓤；将培养槽二静置于干燥环境中，以此实现纤维素分解菌群的保存。本发明实现了纤维素分解菌群的廉价保存，长期保存后的纤维素分解菌群仍具有较好的活性，实现了纤维素分解菌群的快速稳定保存，适用于纤维素分解菌群在农村地区用于秸秆分解的应用。

Description

一种可高效长期保存纤维素分解菌群的方法及装置
技术领域
本发明涉及一种可高效长期保存纤维素分解菌群的方法及装置，属于纤维素分解菌群分离和保存技术领域。
背景技术
2018年我国农作物秸秆的年产量近12亿吨，若能将全部的秸秆分解还田，将极有利于农业的生产。但是，秸秆在自然情况下降解缓慢，即使是在武汉7月的天气下，经过30天也才能分解1/3。由于秸秆难以分解的问题，直接导致了大量焚烧秸秆的现状。为了解决这一现状，需要一种能够快速分解秸秆的方法。
秸秆中含有大量纤维素（含量25-35%）和半纤维素（含量35%-45%），而这两种物质均较难分解。因此，分解秸秆的关键在于分解秸秆中的纤维素和半纤维素。而要分解这两种物质，必须依赖高效的纤维素分解菌群。
目前，纤维素分解菌群的主要获得方法是分离，且通过目前的技术手段分离得到的纤维素分解菌群对纤维素有较高的纤维素分解能力。柏翠翠分离出的纤维素分解菌对纤维素和半纤维素15d的分解率达到了49%和57%。如果能将纤维素分解菌长期保藏，并在需要降解秸秆的时候使用，将大大加速秸秆的降解，进而解决秸秆难以自然分解的问题。
目前的纤维素分解菌保藏方法主要有斜面培养法、液体石蜡覆盖保藏法、载体保藏法、寄主保藏法、冷冻干燥保藏法等。然而，这些保藏方法均需要进行灭菌处理，同时需要在无菌的环境下进行菌种的培养。由于保存条件较为苛刻，因此限制了纤维素分解菌的推广应用。
发明内容
为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种可高效长期保存纤维素分解菌群的方法及装置。
实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种可高效长期保存纤维素分解菌群的装置，包括培养槽一、培养槽二以及连接阀，所述培养槽一和培养槽二通过连接阀连通设置，所述培养槽二的相对两侧面对应设有与培养槽二内腔连通的通风口。
步骤一：取200-2000g蒸馏水；
步骤二：确定样本物质的质量，样本物质的质量是步骤一所述蒸馏水质量的0.5%-5%；
步骤三：向步骤二的蒸馏水中加入培养基原料，配制液体富集培养基，使C/N=25，C/P=125；培养基原料为：纤维素粉末或纤维素钠、尿素或铵盐、磷酸二氢钾、氯化钠、硫酸镁以及步骤一所述样本物质，其中，氯化钠的质量是蒸馏水的质量的0.9%，硫酸镁的质量是蒸馏水的质量的0.1%，纤维素粉末或纤维素钠的质量是蒸馏水的质量的5%，尿素或铵盐的质量是蒸馏水的质量的5%，磷酸二氢钾的质量是蒸馏水的质量的1%；
步骤四：将步骤三配制的液体富集培养基摇匀，使培养基原料充分溶解，并放入培养槽一中静置24h-480h，且需保持外界温度不低于5℃；
步骤五：打开培养槽一与培养槽二之间的连接阀，使5ml-20ml的液体富集培养基从培养槽一内流入至培养槽二内，以此实现纤维素分解菌群的分离；
步骤六：向培养槽二中加入50g-100g的秸秆瓤，使秸秆瓤充分与步骤五所述培养基充分接触，并静置24h-120h；
步骤七：通过通风口鼓风30min，其间每隔5min翻动一次秸秆瓤；
步骤八：将培养槽二静置于干燥环境中，以此实现纤维素分解菌群的保存。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明实现了纤维素分解菌群的廉价保存，长期保存后的纤维素分解菌群仍具有较好的活性，实现了纤维素分解菌群的快速稳定保存，适用于纤维素分解菌群在农村地区用于秸秆分解的应用。
附图说明
图1是本发明的可高效长期保存纤维素分解菌群的装置的整体结构轴测图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体实施方式一：如图1所示，本发明公开了一种可高效长期保存纤维素分解菌群的装置，包括培养槽一1、培养槽二2以及连接阀3，所述培养槽一1和培养槽二2通过连接阀3连通设置，所述培养槽二2的相对两侧面对应设有与培养槽二2内腔连通的通风口A。
具体实施方式二：一种根据具体实施方式一所述的装置实现高效长期保存纤维素分解菌群的方法，所述方法步骤如下：
步骤一：取200-2000g蒸馏水；
步骤二：确定样本物质的质量，样本物质的质量是步骤一所述蒸馏水质量的0.5%-5%；样本可为但不限于：农田的土壤、腐败农作物秸秆、腐烂木材、芦苇、棉花、粮食、纸张，腐殖质、生活污水以及自然水体；
步骤三：向步骤二的蒸馏水中加入培养基原料，配制液体富集培养基，使C/N=25，C/P=125（其中C代表碳元素，N代表氮元素，P代表磷元素，C/N和C/P均为质量比）；培养基原料为：纤维素粉末或纤维素钠、尿素或铵盐、磷酸二氢钾、氯化钠、硫酸镁以及步骤一所述样本物质，在调节元素含量的时候，不考虑样本中元素的影响；其中，氯化钠的质量是蒸馏水的质量的0.9%，硫酸镁的质量是蒸馏水的质量的0.1%，纤维素粉末或纤维素钠的质量是蒸馏水的质量的5%，尿素或铵盐的质量是蒸馏水的质量的5%，磷酸二氢钾的质量是蒸馏水的质量的1%；
步骤四：将步骤三配制的液体富集培养基摇匀，使培养基原料充分溶解，并放入培养槽一1中静置24h-480h，且需保持外界温度不低于5℃，若外界温度低于5℃，则在进行该步骤的时候需要附带加热器以提高温度；
步骤五：打开培养槽一1与培养槽二2之间的连接阀3，使5ml-20ml的液体富集培养基从培养槽一1内流入至培养槽二2内，以此实现纤维素分解菌群的分离；
步骤六：向培养槽二2中加入50g-100g的秸秆瓤，使秸秆瓤充分与步骤五所述培养基充分接触，并静置24h-120h；
步骤七：通过通风口A鼓风30min，其间每隔5min翻动一次秸秆瓤，使秸秆瓤充分干燥；
步骤八：将培养槽二2静置于干燥环境中，以此实现纤维素分解菌群的保存。
使用本发明分离并保存的纤维素分解菌的方法如下：
步骤一：将培养槽二2中秸秆瓤取出并剪成粒径小于1cm的颗粒；
步骤二：将步骤一的颗粒浸泡在蒸馏水中3h-6h，而后蒸馏水中便含有了纤维素分解菌。
步骤三：将浸泡后的步骤二浸入到需要分解的秸秆上，即可加速秸秆的分解。
实验证明，通过本发明的方法保存的纤维素分解菌群，在保存30天后，使用酶活力鉴定培养基鉴定活力，得出其24小时分解率达到14%，与目前文献中分离出的纤维素分解菌分解效率基本相同。
鉴定实验方案分为如下4个步骤：
1.配制活力鉴定培养基，配方如下：硫酸铵0.4g、磷酸二氢钾0.4g、硫酸镁0.2g、牛肉膏0.1g、蒸馏水400mL以及棉花1g。
2.取5ml使用方法步骤二中的秸秆瓤浸出液，注入上述活力鉴定培养基中，并在40℃恒温下培养24h。
3.取出棉花，清洗并干燥，而后进行称重以及计算分解率。
实验结果表明，棉花在24h内失重14%，此即纤维素分解率。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的装体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同条件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种可高效长期保存纤维素分解菌群的装置，其特征在于：包括培养槽一（1）、培养槽二（2）以及连接阀（3），所述培养槽一（1）和培养槽二（2）通过连接阀（3）连通设置，所述培养槽二（2）的相对两侧面对应设有与培养槽二（2）内腔连通的通风口（A）。
2.一种根据权利要求1所述的装置实现高效长期保存纤维素分解菌群的方法，其特征在于：所述方法步骤如下：
步骤一：取200-2000g蒸馏水；
步骤二：确定样本物质的质量，样本物质的质量是步骤一所述蒸馏水质量的0.5%-5%；
步骤三：向步骤二的蒸馏水中加入培养基原料，配制液体富集培养基，使C/N=25，C/P=125；培养基原料为：纤维素粉末或纤维素钠、尿素或铵盐、磷酸二氢钾、氯化钠、硫酸镁以及步骤一所述样本物质，其中，氯化钠的质量是蒸馏水的质量的0.9%，硫酸镁的质量是蒸馏水的质量的0.1%，纤维素粉末或纤维素钠的质量是蒸馏水的质量的5%，尿素或铵盐的质量是蒸馏水的质量的5%，磷酸二氢钾的质量是蒸馏水的质量的1%；
步骤四：将步骤三配制的液体富集培养基摇匀，使培养基原料充分溶解，并放入培养槽一（1）中静置24h-480h，且需保持外界温度不低于5℃；
步骤五：打开培养槽一（1）与培养槽二（2）之间的连接阀（3），使5ml-20ml的液体富集培养基从培养槽一（1）内流入至培养槽二（2）内，以此实现纤维素分解菌群的分离；
步骤六：向培养槽二（2）中加入50g-100g的秸秆瓤，使秸秆瓤充分与步骤五所述培养基充分接触，并静置24h-120h；
步骤七：通过通风口（A）鼓风30min，其间每隔5min翻动一次秸秆瓤；
步骤八：将培养槽二（2）静置于干燥环境中，以此实现纤维素分解菌群的保存。
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