CN1614005A - 一种苏云金芽孢杆菌生物农药易粉碎固态培养基生产工艺 - Google Patents

一种苏云金芽孢杆菌生物农药易粉碎固态培养基生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种苏云金芽孢杆菌生物农药易粉碎固态培养基生产工艺，具体生产工艺为：在1kg支撑物(米糠、谷壳、破碎的玉米芯或切碎的作物秸杆)中加入10～15kg水、0.2～0.8g纤维素酶(15000国际单位/克)，用稀硫酸调节pH值为5～6，控制温度反应温度为30～60℃，搅拌40～56小时，反应完毕后pH值为6～7，加入麦麸5～9kg，豆饼粉1～3kg，玉米粉0.5～1.5kg，酵母粉0.1～0.3kg，搅拌均匀即得到Bt生物农药易粉碎固态发酵培养基。本发明的优点在于：该培养基透气性能好，营养元素比例合理，支撑物中的纤维素经酶解后所产生的葡萄糖和纤维素二糖也是Bt的营养成分，发酵产物粉碎能耗低于800kw·h/t，从而能够降低Bt的生产成本。

Description

一种苏云金芽孢杆菌生物农药易粉碎固态培养基生产工艺
技术领域
本发明属于生物农药技术领域，特别提供了一种苏云金芽孢杆菌生物农药易粉碎固态培养基生产工艺，适用于工业化生产。
背景技术
微生物发酵方法有两类：液体深层发酵与固态发酵。《化工进展》(2002，21，1：P37-41)报道许多现代生物制品固态发酵的产率比液体深层发酵高得多，这是因为液体深层发酵产生的大量发酵废水、通气与机械搅拌的高动力能耗，成为液体深层发酵进一步发展的障碍，迫使其向高浓度、高黏度方向发展，然而高浓度、黏度的极限就是固态发酵。因此，固态发酵是现代发酵工业的发展方向。
《生物技术通讯》(2002，3：P27-30)指出生物农药当前的研究热点之一就是苏云金芽杆菌(Bacillus Thuringiensis，Bt)。Bt在国际上被列为现代农业三大组成之一，被我国先后列入国家“863”计划，“七五”、“八五”、“九五”重点科技公关项目，最近还被列为国家“火炬”计划。
在Bt可湿性粉剂的生产过程中，需要将发酵产物粉碎到74μm(200目)。《重庆工商大学学报》(自然科学版，2003，20，2：P11~15)指出Bt发酵产物的理想粉碎设备是气流粉碎机，该设备使用高速气流为工作介质，气流减压时吸收热量，降低了粉碎腔的温度，能确保粉碎后Bt的生物活性。但是，粉碎过程中的巨大能耗将导致生产成本的大幅度提高。在生产实践中，我们观察到，Bt固态发酵培养基中的支撑物是造成粉碎能耗过高的主要成分，常用的支撑物有米糠、谷壳、玉米芯和作物结杆，粉碎能耗在2000kw·h/t以上。
传统的Bt固态发酵培养基由麦麸、豆饼粉、玉米粉等营养成分和支撑物所组成。在发酵过程中，麦麸、豆饼粉和玉米粉等营养成分为Bt提供了C、H、N、P、K等营养元素，而本身逐渐降解，不会造成过大的粉碎能耗。但是，支撑物具有较大的硬度和韧性，并且在Bt的发酵条件下很难被降解，所以会造成粉碎能耗的大幅度提高。
发明内容
本发明提供一种Bt生物农药易粉碎固态发酵培养基的生产工艺，降低了生产成本。
本发明采用增加一种Bt生物农药的固态发酵培养基，该培养基的特点是既能满足发酵过程中的支撑透气作用，又有利于在下游处理过程中的粉碎操作，粉碎能耗可降低到800kw·h/t以下，从而降低Bt的生产成本。
颗粒粉碎的理论基础是颗粒的断裂。颗粒断裂在物理学中的微裂纹理论认为在外力作用下，裂纹和缺陷附近会产生应力集中现象，当应力达到一定程度时裂纹开始扩展而导致断裂。如果在Bt发酵前对支撑物进行适当的酶化处理，使支撑物中的纤维素结晶部分降解，可大大增加支撑物的裂纹和缺陷，有利于支撑物的粉碎，同时，支撑物中的纤维素经酶解所产生的葡萄糖和纤维素二糖又可作为Bt的营养成分。
Bt生物农药易粉碎固态发酵培养基生产工艺如下：
在1kg支撑物(米糠、谷壳、破碎的玉米芯或切碎的作物结杆)中加入10~15kg水、0.2~0.8g纤维素酶15000国际单位/克(IU/g)，用稀硫酸调节pH值为5~6，控制温度反应温度为30~60℃，搅拌40~56小时，反应完毕后pH值为6~7，加入麦麸5~9kg，豆饼粉1~3kg，玉米粉0.5~1.5kg，酵母粉0.1~0.3kg，搅拌均匀即得到Bt生物农药易粉碎固态发酵培养基。
本发明所获得的培养基含有丰富的C、H、N、P、K等Bt生长所需的营养元素。支撑物经纤维素酶水解后仍保持一定的强度，能够起到支撑作用，确保固态培养基的通风透气，以利于Bt的生长。同时，支撑物中的纤维素经酶解后纤维素结晶受到破坏，形成了很多的裂纹和缺陷，其强度大大降低，有利于后期的气流粉碎。另外，支撑物中的纤维素经酶解后所产生的葡萄糖和纤维素二糖也是Bt的营养成分。因此，使用本发明所获得的易粉碎培养基，既可确保Bt的固态发酵培养，又可降低后处理过程的粉碎能耗，从而能够降低Bt的生产成本。
本发明的优点在于：所获得的易粉碎培养基经灭菌后即可用于Bt的固态发酵。该培养基透气性能好，营养元素比例合理，发酵产物易于粉碎，粉碎能耗低于800kw·h/t，适合于固态发酵培养Bt。
具体实施方式
实施例1：
在1kg米糠中加入12kg水、0.5g纤维素酶(15000国际单位/克)，用稀硫酸调节pH值为5.8，控制温度反应温度为47℃，搅拌48小时，反应完毕后pH值为6.8，加入麦麸7kg，豆饼粉2kg，玉米粉1kg，酵母粉0.2kg，搅拌均匀即得到Bt生物农药易粉碎固态发酵培养基。
实施例2：
在1kg谷壳中加入15kg水、0.8g纤维素酶(15000国际单位/克)，用稀硫酸调节pH值为5.5，控制温度反应温度为55℃，搅拌52小时，反应完毕后pH值为6.5，加入麦麸8kg，豆饼粉2kg，玉米粉1.2kg，酵母粉0.3kg，搅拌均匀即得到Bt生物农药易粉碎固态发酵培养基。
实施例3：
在1kg破碎的玉米芯(Φ3mm)中加入10kg水、0.2g纤维素酶(15000国际单位/克)，用稀硫酸调节pH值为5.0，控制温度反应温度为60℃，搅拌40小时，反应完毕后pH值为6.2，加入麦麸6kg，豆饼粉1.5kg，玉米粉1.5kg，酵母粉0.2kg，搅拌均匀即得到Bt生物农药易粉碎固态发酵培养基。
实施例4：
在1kg切碎的玉米结杆(Φ3mm)中加入15kg水、0.6g纤维素酶(15000国际单位/克)，用稀硫酸调节pH值为5.5，控制温度反应温度为45℃，搅拌50小时，反应完毕后pH值为6.5，加入麦麸7kg，豆饼粉2.2kg，玉米粉1.1kg，酵母粉0.3kg，搅拌均匀即得到Bt生物农药易粉碎固态发酵培养基。

Claims (2)

1、一种苏云金芽孢杆菌生物农药易粉碎固态培养基生产工艺，其特征在于：在1kg支撑物中加入10～15kg水、0.2～0.8g纤维素酶15000国际单位/克，用稀硫酸调节pH值为5～6，控制温度反应温度为30～60℃，搅拌40～56小时，反应完毕后pH值为6～7，加入麦麸5～9kg，豆饼粉1～3kg，玉米粉0.5～1.5kg，酵母粉0.1～0.3kg，搅拌均匀即得到Bt生物农药易粉碎周态发酵培养基。
2、按照权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：所述的支撑物为米糠、谷壳、破碎的玉米芯或切碎的作物结杆。
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