RU2647569C1 - Способ получения биофунгицида - Google Patents
Способ получения биофунгицида Download PDFInfo
- Publication number
- RU2647569C1 RU2647569C1 RU2016149787A RU2016149787A RU2647569C1 RU 2647569 C1 RU2647569 C1 RU 2647569C1 RU 2016149787 A RU2016149787 A RU 2016149787A RU 2016149787 A RU2016149787 A RU 2016149787A RU 2647569 C1 RU2647569 C1 RU 2647569C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nutrient medium
- grains
- molasses
- distillery
- alcohol
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims abstract description 38
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 claims abstract description 13
- 241000193744 Bacillus amyloliquefaciens Species 0.000 claims abstract description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims abstract description 7
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 12
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- FBEHFRAORPEGFH-UHFFFAOYSA-N Allyxycarb Chemical compound CNC(=O)OC1=CC(C)=C(N(CC=C)CC=C)C(C)=C1 FBEHFRAORPEGFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000000855 fungicidal effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000002585 base Substances 0.000 abstract 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 abstract 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 abstract 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 abstract 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 33
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 210000004215 spore Anatomy 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 9
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 9
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 7
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 7
- 239000012531 culture fluid Substances 0.000 description 7
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 6
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 5
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 5
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 4
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 3
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 3
- 240000004713 Pisum sativum Species 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 3
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 3
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 3
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 3
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 3
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 3
- 244000063299 Bacillus subtilis Species 0.000 description 2
- 235000014469 Bacillus subtilis Nutrition 0.000 description 2
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000010582 Pisum sativum Nutrition 0.000 description 2
- 241000589774 Pseudomonas sp. Species 0.000 description 2
- 241000520648 Pyrenophora teres Species 0.000 description 2
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 2
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 2
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000011218 seed culture Methods 0.000 description 2
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 2
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 2
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 2
- UHPMCKVQTMMPCG-UHFFFAOYSA-N 5,8-dihydroxy-2-methoxy-6-methyl-7-(2-oxopropyl)naphthalene-1,4-dione Chemical compound CC1=C(CC(C)=O)C(O)=C2C(=O)C(OC)=CC(=O)C2=C1O UHPMCKVQTMMPCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 1
- 241000194108 Bacillus licheniformis Species 0.000 description 1
- 241000190150 Bipolaris sorokiniana Species 0.000 description 1
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- 239000004375 Dextrin Substances 0.000 description 1
- 229920001353 Dextrin Polymers 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 241000223218 Fusarium Species 0.000 description 1
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 1
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000881860 Paenibacillus mucilaginosus Species 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000589776 Pseudomonas putida Species 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000007633 bacillus mucilaginosus Substances 0.000 description 1
- 210000004666 bacterial spore Anatomy 0.000 description 1
- 229960000074 biopharmaceutical Drugs 0.000 description 1
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 1
- 238000012272 crop production Methods 0.000 description 1
- 235000019425 dextrin Nutrition 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000004379 membrane Anatomy 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 1
- 125000001477 organic nitrogen group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052625 palygorskite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 1
- 230000003032 phytopathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004476 plant protection product Substances 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000008223 sterile water Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 239000006188 syrup Substances 0.000 description 1
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 235000015099 wheat brans Nutrition 0.000 description 1
- 239000002676 xenobiotic agent Substances 0.000 description 1
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N63/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing microorganisms, viruses, microbial fungi, animals or substances produced by, or obtained from, microorganisms, viruses, microbial fungi or animals, e.g. enzymes or fermentates
- A01N63/10—Animals; Substances produced thereby or obtained therefrom
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
- A01C1/00—Apparatus, or methods of use thereof, for testing or treating seed, roots, or the like, prior to sowing or planting
- A01C1/06—Coating or dressing seed
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- 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
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- 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
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
- C12N1/205—Bacterial isolates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
- C12R2001/07—Bacillus
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Virology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к биотехнологии. Способ получения биологических препаратов с фунгицидной активностью предусматривает культивирование штамма бактерий Bacillus amyloliquefaciens (ВКПМ: B-12464) на питательной среде, содержащей в качестве питательной основы отходы или побочные продукты спиртовой или пивоваренной промышленности, такие как послеспиртовая барда нативная или фильтрованная, или продукты переработки послеспиртовой барды по технологиям Dried Distillers Grains и Dried Distillers Grains with Solubles, или сухая, в том числе гранулированная, пивная дробина с добавлением патоки, или гидрола, или мелассы, или солодового экстракта при необходимости, в условиях постоянного перемешивания и аэрации. При этом маточная культура добавляется в стартовый ферментер в количестве 0,1-0,15% от объема питательной среды. Изобретение позволяет повысить урожайность сельскохозяйственных растений. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к сельскохозяйственной биотехнологии, а именно к технологии получения биологических препаратов с фунгицидной активностью на основе живых микроорганизмов.
Использование в практике растениеводства биологических препаратов с различной активностью - важный шаг на пути к экологизации сельского хозяйства. Биологические средства защиты растений, такие как биофунгициды и биоинсектициды, привлекают к себе особенное внимание, поскольку позволяют существенно сократить или даже полностью отказаться от использования химических аналогов, что позволяет избегать проблем, связанных с появлением рас патогенов с множественной устойчивостью, снижением биоразнообразия почвенной микрофлоры, накоплением и миграцией токсичных ксенобиотиков в экосистемах и т.д. Однако использование биопрепаратов при возделывании культурных растений остается крайне низким. Это связано с недостаточной представленностью на рынке, недоверием со стороны потребителей, неудобством препаративной формы, что в свою очередь отражает и проблемы промышленного производства биопрепаратов.
Известен биопрепарат Фитоспорин для защиты растений от болезней (Патент РФ №2099947, опубл. 27.12.1997), при производстве которого суспензию бактериальных клеток Bacillus subtilis ВНИИСХМ 128 в физиологическом растворе смешивают с наполнителем, в качестве которого может выступать сыворотка крови крупного рогатого скота, молоко, обрат или сахарозожелатиновая смесь, разливают в стерильные ампулы и лиофильно высушивают. Недостатком данного способа является наличие этапа лиофильного высушивания, который приводит к существенному удорожанию конечного продукта. Кроме того, приготовление суспензии клеток в физиологическом растворе, которое предполагает их первоначальное отделение от среды культивирования, является не технологичным при производстве препарата в промышленных масштабах.
Известен способ получения препарата для борьбы с болезнями растений (Патент РФ №2069953, опубл. 10.12.1996) на основе штамма Pseudomonas sp., который заключается в выращивании биомассы бактерий, адсорбировании ее на основу из цеолита с размером частиц 10-30 мк с последующим высушиванием в естественных условиях. Выращивание Pseudomonas sp. проводят 23-27 часов в биологическом реакторе в жидкой среде при продувании стерильным воздухом. Кроме того, при осуществлении способа получения препарата может быть введен декстрин в количестве 0,5-1,5 вес. проц. Недостатком этого способа является необходимость больших площадей для высушивания препарата, в которых требуется обеспечивать асептические условия для предотвращения попадания и развития посторонней микрофлоры на остатках питательной среды, пока цеолит влажный.
Известен способ получения бактериального препарата на основе Bacillus subtilis (Патент РФ №2105562, опубл. 27.02.1998), предполагающий культивирование бактерий на поверхности полупроницаемой мембраны, расположенной на плотной питательной среде, до максимального накопления биомассы, а также перевод бактерий в споровую форму путем охлаждения клеток до температуры, не превышающей 10°С, и выдерживания их при этой температуре не менее суток, последующее смешение спор бактерий с наполнителем. Недостатком этого способа является сложность масштабирования технологии для получения больших объемов продукта.
Известен штамм бактерий Bacillus licheniformis (его варианты), обладающий бактерицидной и фунгицидной активностью, и препарат на основе этого штамма (Патент РФ №2440413, опубл. 20.01.2012). Способ получения препарата предполагает смешение биомассы бактерий в споровой форме с наполнителем, в качестве которого могут выступать вода или порошкообразный сорбент. Недостатками данного способа являются использование дорогостоящих компонентов питательной среды для наработки биомассы штамма, таких как пептон и дрожжевой экстракт; необходимость отделения споровой массы от среды культивирования и замена последней на воду или твердый наполнитель, при том что в первом случае срок хранения продукта в результате оказывается очень низким (1-2 суток в темном месте).
Известен штамм бактерий Bacillus amyloliquefaciens, обладающий фунгицидным и бактерицидным действием, и биологический препарат на его основе для защиты зерновых растений от заболеваний, вызываемых фитопатогенными грибами (Патент РФ №2528058, опубл. 10.09.2014). Способ получения указанного биопрепарата предполагает смешение активного начала в виде культуральной жидкости штамма с титром 2-3×109 КОЕ/мл и носителя в виде мелкодисперсных гранул диатомита в соотношении по объему 1:3 с последующим высушиванием. Недостатками этого способа являются длительность процесса культивирования микроорганизма (72 часа), высокий риск заражения при высушивании препарата после иммобилизации активного начала на носителе и необходимость для этого больших площадей.
Кроме того, при получении сухих биопрепаратов в виде мелкодисперсных порошков приходится сталкиваться с тем, что продукт сильно пылит. Это требует принятия дополнительных мер для обеспечения безопасности сотрудников, в первую очередь, предотвращение возможности вдыхания и оседания частиц на слизистых оболочках; а также профилактику и контроль распространения микроорганизма вместе с пылевыми частицами по всем производственным помещениям. С этим связано то, что все порошкообразные препараты имеют 3 класс опасности, даже если микроорганизмы в его составе признаны непатогенными.
Жидкие биопрепараты, представляющие собой суспензию вегетативных клеток или спор микроорганизма в среде культивирования, обогащенной метаболитами этого микроорганизма, лишены данного существенного недостатка.
Известны способы получения препарата Фитоспорин (Патент РФ №2128914 и №2128915, опубл. 20.04.1999) из бактерий рода Bacillus, включающие засев питательной среды маточной культурой, жидкостное культивирование в среде, содержащей минеральные соли и пептон, при постоянной аэрации и отделении целевого продукта, содержащего культуральную жидкость со споровой биомассой. Недостатками этого способа является использование дорогостоящего сырья - пептона, необходимость добавления в культуральную жидкость гуми или сульфита натрия для стабилизации биомассы, недостаточный срок хранения получаемого продукта. Известен также иной способ получения препарата Фитоспорин (Патент РФ №2129004, опубл. 20.04.1999), отличающийся от вышеописанных тем, что в процессе культивирования сливают половину объема культуральной жидкости и добавляют в том же объеме свежую питательную среду и вновь культивируют до восстановления концентрации спор, повторно сливают половину объема культуральной жидкости и добавляют в том же объеме свежую питательную среду и после отделения целевого продукта его смешивают со стабилизатором. Недостатком этого способа, помимо тех же недостатков, что и для ранее описанных способов производства препарата Фитоспорин, является неодинаковость сливаемых в процессе одного культивирования продуктов, в первую очередь, по соотношению покоящихся и вегетативных клеток, что может привести к существенному варьированию свойств у разных партий продукта.
Известен штамм бактерий Bacillus mucilaginosus, обладающий широким спектром фунгицидного действия, и биопрепарат на его основе (Патент РФ №2289621, опубл. 20.12.2006), в качестве способа получения которого предложена двухступенчатая ферментация, при этом первую ферментацию проводят на жидкой питательной среде Эшби с добавлением NH4NO3 в течение 24-36 часов, а вторую - на среде Сурмана с мелассой в течение 48-60 часов; ферментации ведут при температуре 29±1°С, непрерывном перемешивании и аэрации, равной 1 объем воздуха / 1 объем питательной среды в минуту, посевную культуру засевают из расчета 5-10% от объема питательной среды. Недостатком данного способа является то, что продукт, получаемый в результате его осуществления, имеет низкий титр 120-180 млн спор/мл и недостаточно длительный срок хранения.
Известен способ получения биопрепарата для защиты растений от болезней, стимуляции корнеобразования и роста сельскохозяйственных и декоративных культур (Патент РФ №2267531, опубл. 10.01.2006), включающий культивирование штамма бактерий Pseudomonas putida ВСБ-692 в жидкой питательной среде, содержащей источники углерода, азота, фосфора и микроэлементов, в условиях аэрации и перемешивания, отличающийся тем, что в питательную среду вводят в качестве источника углерода гидрол, а в качестве источника азота - кукурузный экстракт, при этом продолжительность ферментации составляет 30-36 часов. Недостатком данного способа является большая продолжительность культивирования, а также зависимость производства от наличия гидрола, который крайне слабо представлен на российском рынке. Кроме того, ничего не известно о титре и сроке хранения получаемого продукта.
Известна группа изобретений, описывающих препараты и способы их получения, действующим началом которых является совокупность различных видов и штаммов микроорганизмов (Патенты РФ №2170510, №2313941, №2314693, №2576197). Основным недостатком является высокая сложность и затратность промышленного производства, требующая проведения множества параллельных ферментаций (по количеству микроорганизмов в препарате) различной длительности при необходимости их более или менее одновременного завершения для получения конечного продукта.
Известен способ производства микробиологических препаратов (Патент РФ №2077204, опубл. 20.04.1997), который предусматривает подготовку посевной культуры микроорганизма из штамма продуцента и питательной среды, содержащей водорастворимые углеводы, источник органического азота, соли и воду, в которой содержание водорастворимых углеводов не менее 2% по массе, аминного азота не менее 0,0005% по массе, всего углеводов не более 18% по массе, общего азота не более 2,7% по массе, внесение посевной культуры в питательную среду, ее культивирование и выделение целевого продукта из культуральной жидкости. Недостатком данного способа является то, что после окончания культивирования получаемый продукт требует дополнительных модификаций, например экструдирование, гранулирование и сушка, концентрирование культуральной жидкости, введение дополнительных компонентов, таких как глицерин, полиэтиленоксид, поливинилпирролидон, зерновая основа, цеолит, монтмориллонит, палыгорскит, биогумус.
Известен биопрепарат для стимуляции роста и защиты растений от болезней, повышения урожайности и почвенного плодородия (Патент РФ №2478290, опубл. 10.04.2013), который получают путем культивирования штамма Bacillus amyloliquefaciens ВКПМ В-11008 на питательной среде на основе отходов зернового производства следующего состава (г/л): отруби пшеничные - 40,0; кукурузный экстракт - 0,5; MgSO4 - 0,9; KH2PO4 - 0,5; СаСО3 - 1,0; рН 7,0±0,2. При этом достигается высокий уровень спорообразования (не менее 94%), а также высокий титр культуры 1,24-1,28×1010 КОЕ/мл. После окончания процесса культивирования в препарат добавляют гуматы в количестве 1,0 об. %. Недостатком этого способа является высокое содержание остаточного сахара и аминного азота в среде к концу выращивания, которое составляет порядка 14 и 2% соответственно от исходного уровня. С одной стороны, это увеличивает вероятность развития в препарате посторонней микрофлоры в процессе хранения, а с другой - может привести к активации и прорастанию спор самого штамма В. amyloliquefaciens ВКПМ В-11008 при хранении. Кроме того, продукт, получаемый по данному способу, несмотря на высокий титр, предполагает его применение в высоких дозировках - 1,5 л/т для предпосевной обработки семян.
Задачей заявляемого изобретения является разработка высокопроизводительного способа промышленного получения нового эффективного биофунгицида, при использовании которого может быть достигнут технический результат, заключающийся в существенном снижении затрат на производство, использовании легкодоступного дешевого сырья, получении качественного продукта с высоким сроком хранения без внесения дополнительных ингредиентов.
Технический результат достигается тем, что в качестве действующего начала для биофунгицида используется штамм бактерии Bacillus amyloliquefaciens OPS-32 (регистрационный номер ВКПМ: В-12464), а в качестве основы для питательной среды используются отходы спиртовой или пивоваренной промышленности, такие как послеспиртовая барда нативная или фильтрованная, или продукты переработки послеспиртовой барды, такие как DDG (Dried Distillers Grains) и DDGS (Dried Distillers Grains with Solubles)1(1 И.Н. Кузнецов, Н.С. Ручай. Анализ мирового опыта в технологии переработки послеспиртовой барды // Труды БГТУ. Серия IV. Химия, технология органических веществ и биотехнология. Выпуск XVIII. - 2010. - №4. - с. 294-301.), или сухая, в том числе гранулированная, пивная дробина. В случае использования сухого сырья в питательную среду также вводится патока, или гидрол (кормовая патока), или меласса, или солодовый экстракт в количестве не более 2% по массе. Введение других дополнительных компонентов в питательную среду не требуется, так как указанное сырье полностью обеспечивает потребности микроорганизма в источниках углерода, азота, фосфора, калия, магния и микроэлементов. Кроме того, маточная культура вносится в стартовый ферментер в количестве 0,1-0,15% и, таким образом, позволяет исключить 2 стадии процесса культивирования (выращивание культуры в ферментерах с объемом в 100 и в 10 раз меньше), что сокращает производственные затраты и время культивирования. Получаемый по предлагаемому способу биофунгицид эффективен при низких нормах расхода порядка 0,4 л/т для предпосевной обработки семян и 0,4 л/га для опрыскивания вегетирующих растений.
Способ получения биофунгицида заключается в следующем. Первоначально бактерии выращивают в пробирках на скошенном картофельно-глюкозном агаре при 30°С в течение 7 суток. За это время большая часть клеток штамма переходит в споровое состояние, благодаря чему культуру можно использовать в качестве посевного материала в течение года. Далее готовят маточную культуру, для чего в пробирку с посевным материалом наливают 8-10 мл стерильного физиологического раствора или стерильной воды, делают смыв и распределяют его по колбам с питательной средой того же состава, что будет использоваться на последующих этапах процесса. Маточную культуру выращивают при 30°С на качалке в течение 8-10 часов до окончания экспоненциальной - начала стационарной фазы развития культуры. Затем маточной культурой засевают стартовый ферментер в количестве 0,1-0,15% от объема питательной среды, культивируют при 30°С, аэрации 0,6-1,0 л воздуха на 1 л питательной среды в минуту и скорости перемешивания 200-250 об/мин до окончания экспоненциальной - начала стационарной фазы развития культуры в течение 10-12 часов. После этого культуру переливают в финишный ферментер в количестве 10% от объема питательной среды, в котором культивирование проводят при 30°С, аэрации 0,3-0,5 л воздуха на 1 л питательной среды в минуту и скорости перемешивания 110-150 об/мин в течение 16-18 часов, достигая при этом титра не менее 5×109 КОЕ/мл и спорообразования не менее 95%. Полученный продукт разливают по канистрам и хранят при температуре +2 - +30°С в течение 1 года.
Способы подготовки питательной среды для реализации способа
Вариант 1
Питательную среду готовят из нативной жидкой фильтрованной или нефильтрованной барды. Для этого рН барды доводят до значения 8,0 посредством NaOH или КОН и стерилизуют в колбах или в ферментерах при 121°С в течение 1 часа. В процессе стерилизации рН барды снижается до 6,5-7,0. После остывания среда готова для использования. При культивировании Bacillus amyloliquefaciens OPS-32 титр получаемого продукта 10-20 млрд КОЕ/мл. В данном варианте предпочтительно использовать фильтрованную барду, так как при использовании нефильтрованной барды из-за крупных взвешенных частиц, забивающих форсунки опрыскивателей, получаемый продукт оказывается непригоден для опрыскивания растений по вегетации.
Недостатком нативной жидкой барды является ее малый срок хранения (1 сутки), что при нерегулярной работе российских спиртзаводов может привести к проблемам с поставками сырья.
Вариант 2
В качестве основы питательной среды используют гранулированную барду, полученную по технологии переработки сухой барды в продукт DDGS. Для этого барду в количестве 3-10% по массе заливают водой и вываривают в варочном котле в течение 1 часа, после чего фильтруют с помощью нутч-фильтра или отделяют отвар от крупных взвешенных частиц на сепараторе. К полученному отвару добавляют патоку, или гидрол, или мелассу, или солодовый экстракт в количестве 1,5%, рН доводят до значения 8,0. Стерилизуют при 121°С в течение 1 часа. Титр получаемого продукта составляет 5-6 млрд КОЕ/мл.
Вариант 3
В качестве основы питательной среды используют сухую рассыпчатую барду, полученную по технологии укороченной схемы переработки сухой барды в продукт DDG. Питательную среду готовят, как описано в варианте 2, но количество барды увеличивается до 5-20% по массе, а патоки, или гидрола, или мелассы, или солодового экстракта - до 2%. Титр получаемого продукта составляет 5,5-7 млрд КОЕ/мл.
Вариант 4
В качестве основы питательной среды используют сухую гранулированную или рассыпчатую пивную дробину. Питательную среду готовят, как описано в варианте 2, но количество пивной дробины составляет 7-15%, а патоки, или гидрола, или мелассы, или солодового экстракта - 2%. Титр получаемого продукта составляет 5,5-7 млрд КОЕ/мл.
Поскольку при культивировании штамма Bacillus amyloliquefaciens OPS-32 на описанных питательных средах достигается высокий уровень спорообразования в культуре (не менее 95%), а к концу культивирования в среде не остается легкодоступных растворимых сахаров, введение в продукт дополнительных компонентов для стабилизации биомассы или увеличения срока хранения препарата не требуется.
Эффективность биофунгицида, получаемого по предлагаемому способу, иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1
Эффективность биофунгицида, полученного по предлагаемому способу, проверяли в мелкоделяночном опыте на яровом ячмене сорта Авторитет в Рамонском районе Воронежской области на опытных полях ФГБНУ «ВНИИЗР» в 2015 году. Схема обработки растений была следующей:
Оценивали эффективность нового биофунгицида против гельминтоспориозно-фузариозных корневых гнилей (возбудители Bipolaris sorokiniana + Fusarium spp.) и сетчатой пятнистости (возбудитель Drechslera teres). Результаты представлены в таблице 1.
Таким образом, новый биофунгицид, полученный по предлагаемому способу, при использовании в низких дозировках эффективен против корневых гнилей и сетчатой пятнистости ячменя, способствует повышению урожайности растений, превышая по этим показателям известный препарат Фитоспорин-М, П, имеющий более высокие нормы расхода.
Пример 2
Испытания эффективности биофунгицида, полученного по предлагаемому способу, проводили в мелкоделяночном эксперименте на растениях гороха посевного сорта Ватан в Лаишевском районе республики Татарстан на опытных полях ФГБНУ ТатНИИСХ в 2016 году. Схема обработки растений была следующей:
Оценивали эффективность нового биофунгицида против корневых гнилей растений на различных этапах вегетации, а также влияние на урожайность растений. Результаты представлены в таблице 2.
Таблица 2. Влияние нового биофунгицида на пораженность растений гороха корневыми гнилями и урожайность
Приведенные результаты свидетельствуют об эффективности применения нового биофунгицида, полученного по предлагаемому способу, в качестве средства, сдерживающего развитие корневых гнилей гороха и повышающего его урожайность.
Claims (3)
1. Способ получения биофунгицида, включающий культивирование микроорганизма на жидкой питательной среде, содержащей источники всех необходимых элементов питания, в условиях аэрации и перемешивания, до достижения титра конечного продукта не менее 5×109 КОЕ/мл и уровня спорообразования не менее 95%, отличающийся тем, что в качестве микроорганизма-продуцента используют штамм бактерий Bacillus amyloliquefaciens OPS-32 регистрационный номер ВКПМ В-12464, а в качестве основы для приготовления питательной среды - отходы спиртовой или пивоваренной промышленности, такие как послеспиртовая барда нативная или фильтрованная, или продукты переработки послеспиртовой барды по технологиям DDG -Dried Distillers Grains и DDGS -Dried Distillers Grains with Solubles, или сухая, в том числе гранулированная, пивная дробина.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что маточная культура добавляется в стартовый ферментер в количестве 0,1-0,15% от объема питательной среды.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при использовании для приготовления питательной среды продуктов переработки послеспиртовой барды или пивной дробины в питательную среду также добавляется патока, или гидрол, или меласса, или солодовый экстракт в количестве не более 2% по массе.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016149787A RU2647569C1 (ru) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | Способ получения биофунгицида |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016149787A RU2647569C1 (ru) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | Способ получения биофунгицида |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2647569C1 true RU2647569C1 (ru) | 2018-03-16 |
Family
ID=61629618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016149787A RU2647569C1 (ru) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | Способ получения биофунгицида |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2647569C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2774687C1 (ru) * | 2021-02-17 | 2022-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Казанский ГАУ) | Способ получения жидких бактериальных биопрепаратов с диатомитом для защиты сельскохозяйственных культур от болезней |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2128915C1 (ru) * | 1998-03-30 | 1999-04-20 | Байгузина Фаниля Абузаровна | Способ получения препарата фитоспорин |
| RU2129004C1 (ru) * | 1998-03-30 | 1999-04-20 | Байгузина Фаниля Абузаровна | Способ получения препарата фитоспорин |
| RU2289621C1 (ru) * | 2005-09-21 | 2006-12-20 | Закрытое акционерное общество "Промышленно-инновационно-техническая компания "ПИТком" | ШТАММ БАКТЕРИЙ Bacillus mucilaginosus, ОБЛАДАЮЩИЙ ШИРОКИМ СПЕКТРОМ ФУНГИЦИДНОГО ДЕЙСТВИЯ, И БИОПРЕПАРАТ НА ЕГО ОСНОВЕ |
| RU2478290C2 (ru) * | 2011-11-11 | 2013-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Бациз" | Биопрепарат для стимуляции роста и защиты растений от болезней, повышения урожайности и почвенного плодородия |
-
2016
- 2016-12-19 RU RU2016149787A patent/RU2647569C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2128915C1 (ru) * | 1998-03-30 | 1999-04-20 | Байгузина Фаниля Абузаровна | Способ получения препарата фитоспорин |
| RU2129004C1 (ru) * | 1998-03-30 | 1999-04-20 | Байгузина Фаниля Абузаровна | Способ получения препарата фитоспорин |
| RU2289621C1 (ru) * | 2005-09-21 | 2006-12-20 | Закрытое акционерное общество "Промышленно-инновационно-техническая компания "ПИТком" | ШТАММ БАКТЕРИЙ Bacillus mucilaginosus, ОБЛАДАЮЩИЙ ШИРОКИМ СПЕКТРОМ ФУНГИЦИДНОГО ДЕЙСТВИЯ, И БИОПРЕПАРАТ НА ЕГО ОСНОВЕ |
| RU2478290C2 (ru) * | 2011-11-11 | 2013-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Бациз" | Биопрепарат для стимуляции роста и защиты растений от болезней, повышения урожайности и почвенного плодородия |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2774687C1 (ru) * | 2021-02-17 | 2022-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Казанский ГАУ) | Способ получения жидких бактериальных биопрепаратов с диатомитом для защиты сельскохозяйственных культур от болезней |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI708560B (zh) | 用於產業用途的細菌孢子組成物 | |
| RU2626543C2 (ru) | Штамм бактерий Paenibacillus mucilaginosus, способ стимуляции роста и защиты растений от болезней и применение штамма бактерий Paenibacillus mucilaginosus в качестве удобрения и агента биологического контроля (противопатогенного средства) в профилактике и/или лечении заболевания растений | |
| CN106282067B (zh) | 多功能农用复合微生物菌剂及微生态制剂与应用 | |
| CN106305793A (zh) | 一种防治棉花黄萎病的复合微生物菌肥及其制备方法 | |
| CN110205271B (zh) | 地衣芽孢杆菌的深层发酵方法及其应用 | |
| CN106011022B (zh) | 一种玫瑰黄链霉菌固体发酵培养基及其制备和发酵方法 | |
| KR101647135B1 (ko) | 복합 미생물 종균을 이용하여 제조된 토양 개량제 및 그 제조 방법 | |
| CN113862189A (zh) | 玉米促生、益生、生防菌肥一体化制剂及其制备方法 | |
| CN108865954B (zh) | 一种海水芽孢杆菌及其在酵素肥中的应用和应用方法 | |
| CN104004803A (zh) | 利用侧孢短芽孢杆菌发酵生产抗菌肽的方法 | |
| CN105638744A (zh) | 一种短短芽孢杆菌可湿性粉剂的制备方法 | |
| CN102531746A (zh) | 使用秸秆、化肥一次性混合发酵的生物肥料及其制备方法 | |
| CN109503251A (zh) | 一种生物刺激素的制备方法及其应用 | |
| WO2019029394A1 (zh) | 一种海洋微生物菌剂及其制备方法 | |
| CN108795810A (zh) | 液固双相发酵生产生防解淀粉芽孢杆菌菌剂的方法 | |
| CN111088169B (zh) | 一种木霉菌、微生物菌剂及其应用 | |
| CN104341235B (zh) | 一种生物性肥料菌粒剂的制造方法 | |
| RU2647569C1 (ru) | Способ получения биофунгицида | |
| RU2413762C2 (ru) | ШТАММ КЛУБЕНЬКОВЫХ БАКТЕРИЙ Bradyrhizobium japonicum ВКМ В-2456D ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАКТЕРИАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ ПОД СОЮ | |
| KR102132065B1 (ko) | 정균형미생물군, 발효형미생물군 및 합성형미생물군과 유기질원료로 제조된 유기비료 제조방법 및 그 제조방법으로 생성된 유기비료 | |
| RU2403719C1 (ru) | Способ выращивания сахарной свеклы | |
| RU2625967C2 (ru) | Штамм бактерий Beijerinckia fluminensis Bf 2806, его применение в качестве удобрения и агента биологического контроля в профилактике и/или лечении заболеваний растений и способ стимуляции роста и защиты растений от болезней | |
| NL2024759B1 (en) | All-organic straw granular fertilizer and preparation method therefor | |
| RU2551968C2 (ru) | ШТАММ БАКТЕРИЙ Bacillus pumilus А 1.5, В КАЧЕСТВЕ СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ РАСТЕНИЙ И ИХ ЗАЩИТЫ ОТ БОЛЕЗНЕЙ, ВЫЗЫВАЕМЫХ ФИТОПАТОГЕННЫМИ МИКРООРГАНИЗМАМИ | |
| RU2658430C1 (ru) | Способ получения биопрепарата для обработки растений |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HE4A | Change of address of a patent owner |
Effective date: 20190208 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: PLEDGE FORMERLY AGREED ON 20190315 Effective date: 20190315 |