CN113637610A - 一种基于温控自动喷淋的光合细菌生产方法 - Google Patents

一种基于温控自动喷淋的光合细菌生产方法 Download PDF

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韩寒冰
欧洁莹
罗雪晴
陈彦瑾
尹爱国
韦明肯
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    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
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Abstract

本发明公开一种基于温控自动喷淋的光合细菌生产方法，该方法包括以下步骤：（1）筛选具优良特性的紫色非硫光合细菌或外硫红螺菌作菌种；（2）以饮用井水配制培养基，煮沸10分钟；（3）按15%～20%接种量接种；（4）以20～100 kg容量PVC透明容器作培养箱，按实际需求确定培养箱规格及数量；（5）利用自然太阳光光照，以相对恒温20～25℃的井水作冷却水源，采用带温度控制开关的自动喷淋系统调节培养温度至20～38℃，生产出黏稠状沉水型光合细菌菌液。采用本发明提供的方法，光合细菌生产和使用操作简易、方便、灵活，成本低，产品菌体活性高，菌液在水中能不依赖絮凝剂自由沉降。

Description

一种基于温控自动喷淋的光合细菌生产方法
技术领域
本发明涉及一种基于温控自动喷淋的光合细菌生产方法，属于微生物制剂技术领域。
技术背景
光合细菌可以利用H2S为供氢体，还原CO2，起到去除H2S的作用；可以有机物作为供氢体，去除水体多余有机物；还可以利用苹果酸、琥珀酸、丙酮酸等三羧酸循环的中间产物作为碳源的H+供体，将NO3-还原为N2，去除水体氨氮、亚硝态氮；光合细菌还富含蛋白质、ß-胡萝卜素、Ｂ族维生素及辅酶Ｑ等营养物质。因此，光合细菌作为水体净化剂、养殖饵料等微生物制剂，在鱼、虾、蟹等的水产养殖中及污水处理中得到广泛应用，而且需求量越来越大。光合细菌的培养方式主要是光照厌氧下封闭培养和光照微氧下半开放式培养。目前，光合细菌的规模化生产工艺有2种：一是在气温低于20℃季节，利用温室白炽灯光照培养，二是在气温高于20℃季节，采用太阳光和白炽灯（夜晚补光）联合光照的半开放式培养。上述第一种生产方法成本高，生产环境与开放式养殖环境相差较大，因此菌体活性在生产与应用两阶段表现的活性也会很大，该方法已不适合使用量大的开放式养殖需求，而第二种工艺未能有效解决光照与温度之间的矛盾，存在杂菌多、活性低等诸多问题。在此背景下，本发明提供一种基于温控自动喷淋的光合细菌生产方法，既有效解决光照与温度之间的矛盾，保证菌体活性，又简化了生产和使用工艺，最大限度的降低了生产成本，而且生产规模可根据应用需求灵活调整。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于温控自动喷淋的光合细菌生产方法，它可以保证菌体活性，简化生产和使用工艺，最大限度的降低生产成本。
本发明提供的一种基于温控自动喷淋的光合细菌生产方法，该方法包括以下步骤：
（1）筛选具优良特性的紫色非硫光合细菌或外硫红螺菌作菌种；（2）以饮用井水配制培养基，煮沸10分钟；（3）按15%～20%接种量接种；（4）以20～100 kg容量 PVC透明容器作培养箱，按实际需求确定培养箱规格及数量；（5）利用自然太阳光光照，以相对恒温（20～25℃）的井水作冷却水源，采用带温度控制开关的自动喷淋系统调节培养温度至20～38℃，生产出黏稠状沉水型光合细菌菌液。
上述中，紫色非硫光合细菌是沼泽红假单孢菌，外硫红螺菌是沙氏外硫红螺菌，生长快速，菌体形态杆状或短杆状，菌液鲜红有光泽，NH4 + -N、NO2 - -N 的转化率分别达到87.71%和 65.45%。
上述中，培养基组成为（g/L）： CH3COONa 2.0～4.0，(NH4)2SO4 0.5～1.0，KH2PO4 0.5～1.0，KH2PO4 0.5～1.0，MgSO4·7H2O 0.5～1.0，NaHCO31.0～3.0，C4H6CaO4 (醋酸钙)0.05～0.1，C10H12FeN2NaO8 (乙二胺四乙酸铁钠)0.02～0.05，酵母膏0.2～1.0。饮用井水配制，自然pH。改良后不容易出现沉淀，微生物更易吸收。
上述中，温控自动喷淋系统是电机带温度控制开关和带自动旋转洒水喷头的园林自动喷罐系统，温度探头分别固定在其中的某一培养箱中，在同一场地按四个角及对角线交点共5点布置，当5个点中的任一点温度高于38℃时，则自动启动井水喷淋降温，使培养温度控制在20~38℃范围内。
上述中，该菌液黏度为16～21 mP.s，菌体浓度为1.3χ1010～1.4χ1010 cfu/mL，密度>1.00 kg/L，菌液OD660 ≥2.5，菌体形态杆状或短状。该培养液在水中可以5～8 cm/min的速度自然沉降，最大沉降效率为92.36%。
光合细菌是一类能在光照厌氧下自养生长及黑暗好氧下异养生长的代谢类型多样化微生物，利用白天的太阳光光照获取能量进行光能自养作用，夜晚在微氧下进行异养合成作用。
本发明的有益效果在于：利用饮用井水作培养基水源，微量元素丰富；基于温控自动恒温井水喷淋降温，操作简易，成本低；由于操作的可控性，生产规模和时间可以根据需求灵活调整，保证菌体活性。
具体实施方式
本发明提供的一种基于温控自动喷淋的光合细菌生产方法，该方法包括以下步骤：
（1）菌种制备：对保藏的菌种经两级复壮活化，扩培使菌体浓度达到2χ109～5χ109个/ml，pH≥7.5，OD660≥2.0（以未接菌培养基作参照）；菌液鲜红有光泽，镜检菌体杆状。
（2）培养基配制（g/L）： CH3COONa 2.0～4.0，(NH4)2SO4 0.5～1.0，KH2PO4 0.5～1.0，KH2PO4 0.5～1.0，MgSO4·7H2O 0.5～1.0，NaHCO31.0～3.0，C4H6CaO4 (醋酸钙)0.05～0.1，C10H12FeN2NaO8 (乙二胺四乙酸铁钠)0.02～0.05，酵母膏0.2～1.0。采用饮用井水配制，自然pH。煮沸10分钟灭菌。
（3）接种培养：以20kg以上 PVC透明容器作培养箱，经6%次氯酸钠液消毒，按15%～20%接种量接种，利用暗/光（昼夜）交替的自然光光照培养；以相对恒温（20～25℃）的井水作水源，采用带温控开关的自动喷淋系统调节培养温度至20～38℃；培养3～5天，得到黏稠状沉水型光合细菌菌液。
实施例1（5月份粤西）：
（1）菌种制备：对保藏的菌种经两级复壮活化，扩培使菌体浓度达到3.6χ109ml，pH7.5，OD660≥2.0（以未接菌培养基作参照）；菌液鲜红有光泽，在水中自然沉降。镜检菌体杆状。
（2）培养基配制（g/L）： CH3COONa 3.0，(NH4)2SO4 0.5，KH2PO4 0.5，KH2PO4 0.5，MgSO4·7H2O 0.5，NaHCO31.0，C4H6CaO4 (醋酸钙)0.05，C10H12FeN2NaO8 (乙二胺四乙酸铁钠)0.02，酵母膏0.2。饮用井水配制，自然pH。煮沸10分钟灭菌；
（3）接种培养：把灭菌的培养基灌入经消毒的20 kg 装PVC透明方形袋中，按20%接种量接种，利用自然光光照培养；以相对恒温（20～25℃）的井水作水源，采用带温控开关的自动喷淋系统调节培养温度至20～38℃；培养5天，得到黏稠状沉水型光合细菌菌液。
（4）菌液及菌体性能：浓度为1010 cfu/ml，pH7.8，OD660=2.3（以未接菌培养基作参照）；黏度为17.7 mP.s，菌液鲜红有光泽，在水中自然沉降。镜检菌体杆状。
实施例2（7月份粤西）：
（1）菌种制备：对保藏的菌种经两级复壮活化，扩培使菌体浓度达到3χ109ml，pH8.0，OD660≥2.0（以未接菌培养基作参照）；菌液鲜红有光泽，镜检菌体杆状。
（2）培养基配制（g/L）：CH3COONa 2.0，(NH4)2SO4 0.8，KH2PO4 0.8，KH2PO4 0.8，MgSO4·7H2O 0.8，NaHCO31.2，C4H6CaO4 (醋酸钙)0.08，C10H12FeN2NaO8 (乙二胺四乙酸铁钠)0.03，酵母膏0.5。采用饮用井水配制，自然pH。煮沸10分钟灭菌；
（3）接种培养：把灭菌的培养基灌入20 kg 装的PVC透明塑料桶中，按16%接种量接种，利用暗/光（昼夜）交替的自然光光照培养；以相对恒温（20～25℃）的井水作水源，采用带温控开关的自动喷淋系统调节培养温度至20～38℃；培养3.5天，得到黏稠状沉水型光合细菌菌液。
（4）菌液及菌体性能：浓度为1.4χ1010个/ml，pH8.2，OD660=2.5（以未接菌培养基作参照）；黏度为23.5 mP.s，菌液鲜红有光泽，在水中自然沉降。镜检菌体杆状。
实施例3（10月份粤西）：
（1）菌种制备：对保藏的菌种经两级复壮活化，扩培使菌体浓度达到3χ109ml，pH7.8，OD660≥2.0（以未接菌培养基作参照）；菌液鲜红有光泽，镜检菌体杆状。
（2）培养基配制（g/L）： CH3COONa 4.0，(NH4)2SO4 1.0，KH2PO4 1.0，KH2PO4 1.0，MgSO4·7H2O 1.0，NaHCO33.0，C4H6CaO4 (醋酸钙) 0.1，C10H12FeN2NaO8 (乙二胺四乙酸铁钠)0.05，酵母膏1.0。饮用井水配制，自然pH。煮沸10分钟灭菌；
（3）接种培养：把灭菌的培养基灌入已消毒的50 kg 装PVC长型透明袋中，按18%接种量接种，利用暗/光（昼夜）交替的自然光光照培养；以相对恒温（20～25℃）的井水作水源，采用带温控开关的自动喷淋系统调节培养温度至20～38℃；培养4天，得到黏稠状沉水型光合细菌菌液。
（4）菌液及菌体性能：浓度为1.2χ1010个/ml，pH8.2，OD660=2.5（以未接菌培养基作参照）；黏度为18.3 mP.s，菌液鲜红有光泽，在水中自然沉降。镜检菌体杆状。

Claims (5)

1.一种基于温控自动喷淋的光合细菌生产方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）筛选具优良特性的紫色非硫光合细菌或外硫红螺菌作菌种；（2）以饮用井水配制培养基，煮沸10分钟；（3）按15%～20%接种量接种；（4）以20～100 kg容量 PVC透明容器作培养箱，按实际需求确定培养箱规格及数量；（5）利用自然太阳光光照，以相对恒温20～25℃的井水作冷却水源，采用带温度控制开关的自动喷淋系统调节培养温度至20～38℃，生产出黏稠状沉水型光合细菌菌液。
2.根据权利要求1所述的一种基于温控自动喷淋的光合细菌生产方法，其特征在于，紫色非硫光合细菌是沼泽红假单孢菌，外硫红螺菌是沙氏外硫红螺菌。
3.根据权利要求1所述的一种基于温控自动喷淋的光合细菌生产方法，其特征在于，培养基组成为（g/L）： CH3COONa 2.0～4.0，(NH4)2SO4 0.5～1.0，KH2PO4 0.5～1.0，KH2PO4 0.5～1.0，MgSO4·7H2O 0.5～1.0，NaHCO31.0～3.0，C4H6CaO4 0.05～0.1，C10H12FeN2NaO80.02～0.05，酵母膏0.2～1.0。
4.根据权利要求1所述的一种基于温控自动喷淋的光合细菌生产方法，其特征在于，温控自动喷淋系统是电机带温度控制开关和带自动旋转洒水喷头的园林自动喷罐系统，温度探头分别固定在其中的某一培养箱中，在同一场地按四个角及对角线交点共5点布置，当5个点中的任一点温度高于38℃时，则自动启动井水喷淋降温，使培养温度控制在20~38℃范围内。
5.根据权利要求1所述的一种基于温控自动喷淋的光合细菌生产方法，其特征在于，该菌液黏度为16～21 mP.s，菌体浓度为1.3χ1010～1.4χ1010 cfu/mL，密度>1.00 kg/L，菌液OD660 ≥2.5，菌体形态杆状或短状。
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