一種膠凍樣芽孢桿菌培養基的製作方法
2023-07-13 08:59:06
專利名稱：一種膠凍樣芽孢桿菌培養基的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種膠凍樣芽孢桿菌工業化液體發酵形成芽孢的工藝技術，具體地
說，涉及一種膠凍樣芽孢桿菌發酵培養基。
背景技術：
膠凍樣芽孢桿菌(Bacillus mucilaginosus)是一種能分解矽酸鹽礦物的細菌，國
內一些學者也把它稱為矽酸鹽細菌。這種細菌的形態特徵為菌體粗長呈杆狀，有厚莢膜；
芽孢大，孢囊壁厚，成熟孢囊不膨大；在矽酸鹽細菌專用培養基平板上菌落為圓形，無色透
明，56天後中部有渾濁點，邊緣透明，表面光滑，粘稠，彈性大，可拉成絲狀。 膠凍樣芽孢桿菌的重要特性是具有轉化土壤中的無效鉀、磷及鎂、鐵、鉬等微量元
素的機能，改善植物鉀、磷和某些微量元素的營養水平，同時產生多種生理活性物質，促進
植物生長發育，改善品質，增強植株的抗寒耐旱和抵禦病蟲害的能力。目前，在促進土壤無
效磷鉀的轉化、增加土壤磷鉀的供給、提高作物產量的生物肥料中，這類細菌是最好的菌種。 由於微生物肥料在提高化肥利用率、抑制農作物對重金屬、農藥的吸收、淨化和修 復土壤、降低農作物病害發生、促進農作物秸稈和城市垃圾的腐熟利用、保護環境以及提高 農作物產品品質和食品安全等方面具有其它肥料所不可替代的作用，目前在歐美發達國家 農業生產中，生物肥料的使用已佔到了肥料總量的20%以上，其產量每年以10% 20%的 速度遞增。在我國，在優質農產品的生產方面(如國家生態示範區、綠色和有機農產品基地 等)，生物肥料也已經成為主力軍。因此，膠凍樣芽孢桿菌的開發應用，具有廣闊的前景。
目前，對於芽孢桿菌的工業化液體發酵工藝，普遍存在著發酵水平偏低，芽孢形成 不一致，產品質量不穩定等缺陷，例如，發酵液製成的液體產品質量標準1994年在農業部 行業標準NY227-1994(微生物肥料)中規定的有效菌含量為10. 0億cfu/ml，但隨著生產廠 家增多，產品數量增加，市場上流通的產品有很多質量不達標，有的產品的有效菌含量甚至 不足5億cfu/ml。因此，如何提高發酵液芽孢數量並保持很好的同步性就成為膠凍樣芽孢 桿菌發酵的技術關鍵之一。 目前對於膠凍樣芽孢桿菌發酵工藝的研究主要集中在對菌株進行誘變處理，或者
是調整發酵過程中的溫度、壓力等工藝條件，等等，進而提高活菌數量。 如專利CN200610148334. 9提供了一種獲取生物肥料中膠凍樣芽孢桿菌工程菌株
的生產工藝在出發菌株的基礎上，對菌株通過硫酸二甲酯處理及紫外線誘變處理，篩選出
高產的、具有抗高溫和耐酸鹼的膠凍樣芽孢桿菌突變菌株，並進行純培養。通過這種方法來
提高發酵生產的活菌數量和分泌大量的植物活性物質，使所得的膠凍樣芽孢桿菌菌株的解
鉀解磷和固氮能力、抗旱抗病能力以及促進作物生長的能力得到提高，從而增強了生物肥
料的肥效。 專利CN200510126210. 6提供了一種用於微生物肥料的芽孢桿菌液的同步發酵方 法在發酵罐生產過程中，將菌種的芽孢種子液，在種子罐上直接進行高溫接種和高溫處理。這種方法克服了現有的微生物發酵方法接種的種子液易造成生長起點不一，菌體生長 快慢參差不齊，幾代同堂，給生產控制帶來困難，且芽孢形成率低的缺陷，並可在大規模的 液體發酵條件下，使之同步形成芽孢，並能提高芽孢形成的數量和比例，縮短生產周期。
上述工藝雖能不同程度地提高發酵過程中的活菌數量，但是實際操作起來還是比 較麻煩，實用性較差。
發明內容
為了進一步降低生產成本，簡化生產工藝，提高發酵單位，解決原配方不產芽孢等
一系列的問題，我們就芽孢桿菌的培養條件及發酵工藝進行了初步研究。 本發明通過研究發現，鋅離子作為一種微量元素能夠促進膠凍樣芽孢桿菌的健壯繁殖。
本發明所採用的技術方案為向傳統的基本發酵培養基(澱粉、糖、磷酸氫二鉀、
硫酸鎂、酵母膏、硫酸銨、豆餅粉)中添加0.05% 0.2% (重量百分比)的硫酸鋅，多批次的
實驗證明，鋅離子作為一種微量元素能夠促進膠凍樣芽孢桿菌的健壯繁殖，使細菌的對數
生長期延長2-3小時，發酵液中的活菌數平均從4. 4億cfu/ml提高到7. 4億cfu/ml，而且
菌體生長狀態一致，大小均勻，粗壯整齊，為同步形成芽孢奠定了基礎。 本發明培養基中各組分的重量百分含量分別為 澱粉O. 9-1. 1% ; 糖0. 4-0. 55% ; 磷酸氫二鉀0. 45-0. 53% ; 硫酸鎂O. 47-0. 52% ; 酵母膏0. 15-0. 3% ; 硫酸銨0. 09-0. 11% ; 豆餅粉0. 15-0. 25% ; 硫酸鋅0. 05 % -0. 2 % ; 餘量為水。 實驗證明，基本培養基(即澱粉0.9-1. 1 % ;糖0.4-0. 55% ;磷酸氫二鉀 0. 45-0. 53 % ;硫酸鎂O. 47-0. 52 % ;酵母膏O. 15-0.3% ;硫酸銨O. 09-0. 11% ;豆餅粉 0.15-0.25% ;水)中各組分的改變對發酵水平影響不大，而通過在常規發酵工藝的基礎上 採用向基本發酵培養基中添加微量硫酸鋅的工藝技術，能夠促進膠凍樣芽孢桿菌在生長期 的大量繁殖，且菌體粗壯整齊，在芽孢形成期能同步大量形成芽孢，減少芽孢形成階段的菌 體死亡數量，從而使15M3發酵罐的發酵水平由原有工藝的平均4. 4億cfu/ml提高到平均 7. 2億cfu/ml的水平，大大提高了產品質量，降低了生產成本。 此外，本發明通過多批次的實驗發現(見實施例4)，發酵培養基中硫酸鋅的含量 最好是0.08-0. 12% (重量百分比)，更優地，是O. 1% (重量百分比)。
具體實施例方式
下面通過實施例對本發明作更詳細的描述。這些實施例僅僅是對本發明最佳實施 方式的描述，並不對本發明的保護範圍有限制。
實施例1 採用如下配比的(以重量計)培養基 澱粉O. 9% ; 糖0. 4% ; 磷酸氫二鉀0. 45% ; 硫酸鎂0.47%; 酵母膏0. 15% ; 硫酸銨O. 09%; 豆餅粉O. 15% ; 硫酸鋅O. 05%; 餘量為水。 採用常規的發酵工藝，在15M3的發酵罐中發酵，採用平板稀釋法測定活菌數，重複 三次取平均值，活菌數高達6. 8億cfu/ml，而不添加硫酸鋅的基本培養基的活菌數僅有4. 3 億cfu/ml，提高了 58% ，而且菌體生長狀態一致，大小均勻，粗壯整齊。 實施例2 採用如下配比的(以重量計)培養基 澱粉l. 1%; 糖0. 55% ; 磷酸氫二鉀O. 53%; 硫酸鎂O. 52%; 酵母膏0. 3% ; 硫酸銨O. 11%; 豆餅粉O. 25% ; 硫酸鋅O. 2%; 餘量為水。 採用常規的發酵工藝，在15M3的發酵罐中發酵，採用平板稀釋法測定活菌數，重複 三次取平均值，活菌數高達7. 4億cfu/ml，而不添加硫酸鋅的基本培養基的活菌數僅有4. 4 億cfu/ml，提高了 68% ，而且菌體生長狀態一致，大小均勻，粗壯整齊。實施例3採用如下配比的(以重量計)培養基澱粉1.0% ;糖O. 50% ;磷酸氫二鉀0.48% ;硫酸鎂O. 49% ;酵母膏0. 2% ;硫酸銨O. 10% ;豆餅粉O. 22% ;硫酸鋅O. 1% ;餘量為水。
5
採用常規的發酵工藝，在15M3的發酵罐中發酵，採用平板稀釋法測定活菌數，重複 三次取平均值，活菌數高達8. 0億cfu/ml，而不添加硫酸鋅的基本培養基的活菌數僅有4. 5 億cfu/ml，提高了 78% ，而且菌體生長狀態一致，大小均勻，粗壯整齊。
實施例4 將培養基中各基本組分的含量(以重量計)固定不變，即澱粉1. 0% ;糖0. 50% ; 磷酸氫二鉀0. 48% ;硫酸鎂0. 49% ;酵母膏0. 2% ;硫酸銨0. 10% ;豆餅粉0. 22%，分別將 硫酸鋅的含量(以重量計)設定為O. 05%，0. 08%，0. 10%，0. 13%，0. 16%，0. 20%，採用常 規的發酵工藝，在15M3的發酵罐中發酵，採用平板稀釋法測定活菌數，每種硫酸鋅濃度均重 復三次取平均值，結果如下 表1不同硫酸鋅含量的培養基的活菌數統計
硫酸鋅的含量(以重量計)，％0. 050. 080. 100. 120. 160. 20
活菌數，億cfu/ml6. 97. 48. 07. 67. 57. 2 而且菌體生長狀態一致，大小均勻，粗壯整齊。
權利要求
一種膠凍樣芽孢桿菌發酵培養基，以重量百分比計，包括0.9-1.1％的澱粉；0.4-0.55％的糖；0.45-0.53％的磷酸氫二鉀；0.47-0.52％的硫酸鎂；0.15-0.3％的酵母膏；0.09-0.11％的硫酸銨；0.15-0.25％的豆餅粉，餘量為水，其特徵在於，該培養基中還含有0.05％-0.2％的硫酸鋅。
2. 如權利要求1所述的培養基，其特徵在於，以重量百分比計，硫酸鋅的含量最好是0. 08-0. 12%。
3. 如權利要求1所述的培養基，其特徵在於，以重量百分比計，硫酸鋅的含量最好是0.1%。
全文摘要
本發明涉及一種膠凍樣芽孢桿菌發酵培養基，該培養基中各組分的重量百分含量為澱粉0.91.1％；糖0.4-0.55％；磷酸氫二鉀0.45-0.53％；硫酸鎂0.47-0.52％；酵母膏0.15-0.3％；硫酸銨0.09-0.11％；豆餅粉0.15-0.25％；硫酸鋅0.05％-0.2％；餘量為水。本發明培養基能夠促進芽孢桿菌在生長期的大量繁殖，使菌體粗壯整齊，在芽孢形成期能同步大量形成芽孢，減少芽孢形成階段的菌體死亡數量，從而大大提高了產品質量，降低了生產成本。
文檔編號C12N1/20GK101775362SQ20101011721
公開日2010年7月14日 申請日期2010年3月4日 優先權日2010年3月4日
發明者姜濤 申請人:山東成武九洲科技開發有限公司