一種固體生物菌劑的製備方法及以其製備的固體生物菌劑的製作方法

2023-05-21 06:45:11 2

一種固體生物菌劑的製備方法及以其製備的固體生物菌劑的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種固體生物菌劑的製備方法，是將植物澱粉纖維素混合物熟化後與酵母菌菌劑混合，添加營養成分，保溫發酵，真空凍幹發酵物；紫外殺菌營養物多糖等，凍幹發酵物中添加營養物多糖、糊化澱粉、複合維生素B、複合菌劑，膠囊包裝後，製成固體生物菌劑。該方法具有生物菌劑活性高，貯存方便、使用效果好等優點，生物菌劑菌株存活時間可達12月，節能20～30％，廣泛適用於含澱粉的紫色馬鈴薯、蕎麥、黃米、百合等為原料的發酵物生產生物菌劑。
【專利說明】-種固體生物菌劑的製備方法及以其製備的固體生物菌劑

【技術領域】
[0001] 本發明涉及生物菌劑製備領域，具體涉及一種固體生物菌劑的製備方法及以其制 備的固體生物菌劑。

【背景技術】
[0002] 生物菌劑是用於農作物種植業，畜禽飼養業，水產養殖業及農業有機廢棄物無害 化處理的活菌製劑。這些製劑常常由一些對動物或植物有效而且安全的細菌、放線菌、真菌 和酵母菌培養而成。各種農用微生物菌劑因菌種或菌種組合的差異，而具有不同的功能和 用途。作用包括：調節動物對營養的吸收能力，促進生長，減少疾病；調節植物的微生態平 衡，減少病害發生；加快有機物分解轉化，清潔環境，淨化水體等。生物菌劑推廣應用後可以 減少化肥、農藥及抗菌素的使用，有利於有機農、畜產品及安全食品生產，有利於生態環境 保護。目前，生物菌劑的生產原料主要為化學藥劑組配原料，而且在生物菌劑後續生存繁殖 過程中需要不斷添加營養物質才能保障菌劑生長所需，一定程度上造成菌劑成本高、易產 生雜菌汙染，導致菌劑質量降低。
[0003] 植物發酵物指在含有澱粉、纖維素等有機物的紫色馬鈴薯澱粉混合物中添加酶、 酵母菌菌劑，非完全發酵後的有機混合物。現有技術中，對比文獻1(CN01127096.9)公開了 一種複合微生物菌劑及其生產方法，主要是由光合菌、乳酸菌、放線菌、發酵系的絲狀菌等 組成，它採用在培養基中殖入上述複合微生物菌種，經培養增殖而成。此方法的不足在於： 不同屬的菌株要求培養條件不同，培養操作繁瑣，而且配置培養基的成分數量多，需要量 大，導致培養成本高。對比文獻2(200910195988)公開了一種膨潤土包衣的複合微生物菌 劑及其製備方法，該方法是將枯草芽孢桿菌，巨大芽孢桿菌，膠凍樣芽孢桿菌混合而成粉狀 菌種劑與磷礦粉、中微量元素、膨潤土按一定比例混合，製成生物菌劑。此方法的不足在於： 菌劑中營養成分少，不能保持芽孢桿菌等菌株存活，只有芽孢桿菌在芽孢狀態下可存活。生 物菌劑的效果受到限制。


【發明內容】

[0004] 本發明的目的就是針對上述現有技術中菌劑培養技術操作繁瑣、營養破壞嚴重、 成本高的缺陷，提供了一種固體生物菌劑的製備方法。
[0005] 為了實現上述目的，本發明提供的技術方案為：一種固體生物菌劑的製備方法，包 括以下步驟：
[0006] 1)原料粉碎：將植物原料以超微粉碎機粉碎，原料用量為200?400g，超微粉碎機 轉速為5000?10000r/min，粉碎時間為1?5min，得到植物原料澱粉纖維混合物；
[0007] 2)熟化：將步驟1)得到的植物原料澱粉纖維混合物與水按照重量比1 : (5?10) 的比例加入至加熱釜中攪拌混合均勻並加熱，得到熟化植物原料澱粉纖維混合物，攪拌速 度為80?100r/min，加熱溫度為90?96°C，加熱時間為10?20min ;
[0008] 3)冷卻：將步驟2)得到的熟化植物原料澱粉纖維混合物降溫至50?60°C後，力口 入質量百分濃度0. 5?2. Ο %的糖化酶和質量百分濃度0. 5?1. Ο %的營養成分，得到冷卻 後植物原料澱粉纖維混合物；所述營養成分是由硫酸鉀、硫酸鎂和蔗糖組成的，具體比例為 按照重量比硫酸鉀：硫酸鎂：蔗糖為（0. 1?0. 5) : (0. 2?0. 5) : (1?2);
[0009] 4)保溫發酵：將步驟3)得到的冷卻後植物原料澱粉纖維混合物與酵母菌菌劑加 入至發酵罐中攪拌混合後進行發酵，得到發酵後固態物料；冷卻後植物原料澱粉纖維混合 物與酵母菌菌劑的加入比例按照重量比為100 : (〇. 1?〇. 5)，發酵溫度為25?32°C，發酵 時間為24?72h ;
[0010] 5)凍幹：將步驟4)得到的發酵後固態物料取出並進行真空凍幹，凍幹至發酵後固 態物料含水量為8?10%，得到凍幹後固態物料；凍幹溫度為-40°C?_45°C，凍幹時間為 24 ?72h ;
[0011] 6)紫外殺菌：分別將茁黴多糖、糊化澱粉和複合維生素 B粉100?500g置於乾燥 密封容器中進行紫外殺菌，殺菌溫度為15?25°C，殺菌時間為20?40min ;
[0012] 7)配料：將步驟5)得到的凍幹後固態物料加入至無菌攪拌罐中，按照重量比凍幹 的固態物料：茁黴多糖：糊化澱粉：複合維生素 B粉：複合菌劑為10 : (0. 1?0. 5) : (0. 5? 2) : (0. 01?0. 05) : (0. 1?0. 5)的比例分別加入茁黴多糖、糊化澱粉、複合維生素 B粉和復 合菌劑，攪拌均勻後得到固體生物菌劑混合料；所述複合菌劑由乳酸桿菌、酵母菌和芽孢杆 菌組成，組成比例為按照有效活菌數含量億/mL計乳酸桿菌：酵母菌：芽孢桿菌為（0. 1? 0· 5) : (0· 5 ?2. 5) : (0· 1 ?0· 5);
[0013] 8)膠囊包裝：將步驟7)得到的固體生物菌劑混合料，填充入膠囊中，製備得到固 體生物菌劑，並封入軟包裝袋中。
[0014] 進一步的，上述的一種固體生物菌劑的製備方法，所述步驟1)中的植物原料為紫 色馬鈴薯、蕎麥、黃米或百合；所述以植物原料製備的發酵物為紫色馬鈴薯澱粉纖維混合物 發酵物、蕎麥澱粉纖維混合物發酵物、黃米澱粉纖維混合物發酵物或百合澱粉纖維混合物 發酵物。
[0015] 本發明的第二個目的是提供了上述一種固體生物菌劑的製備方法製備的固體生 物菌劑。
[0016] 本發明的第三個目的是提供了植物澱粉纖維混合物發酵物在製備上述固體生物 菌劑中的應用。
[0017] 進一步的，上述的應用，所述植物澱粉纖維混合物為紫色馬鈴薯澱粉纖維混合物 發酵物、蕎麥澱粉纖維混合物發酵物、黃米澱粉纖維混合物發酵物或百合澱粉纖維混合物 發酵物、
[0018] 本發明的有益效果為：本發明提供的以植物發酵物製備固體生物菌劑的方法，能 夠充分利用原料有效成分、營養成分含量高、菌株成活率高、生產周期短、高效節能；由於採 用了真空凍幹技術，將物料冷凍至水的冰點以下，並置於高真空（10?40Pa)的容器中，通 過供熱使物料中的水分直接從固態冰升華為水汽，快速乾燥物料，形成多孔的具有良好凝 膠性質的固體物質；由於乾燥過程是在很低的溫度、隔絕空氣的狀態下進行，因此有效地抑 制了熱敏性物質發生生物、化學或物理變化，此方法良好的保存了原料中的活性物質，以及 原料的色澤，脫水速度快；由於採用了紫外殺菌技術，利用照射強度，短時間內使多糖等營 養物質受到均勻照射，此方法對乾物料殺菌，速度快、時間短，並可最大限度地保持多糖等 營養物質的養分，同時節能達20?30%。
[0019] 本發明充分考慮紫外殺菌對多糖等營養物質的影響，利用紫外殺菌在常溫下殺 菌，保持了多糖等營養物質的品質；紫外殺菌殺菌率可達90?95%，又充分考慮植物發酵 物真空凍幹技術對生物菌劑產品的影響，利用真空凍幹脫出植物發酵物中的水分，形成具 有良好品質的乾燥植物發酵物。真空凍幹方法具有脫水速度快、效果好等優點，脫水率可達 90?92%，節能20?30%，廣泛適用於含澱粉的紫色馬鈴薯澱粉纖維混合物、蕎麥澱粉纖 維混合物、黃米澱粉纖維混合物、百合澱粉纖維混合物等為原料生產的發酵物的真空凍幹， 該技術的應用對相關生產企業技術更新、增強企業競爭能力、促進產業綜合效益的提高具 有積極的作用。

【具體實施方式】
[0020] 原料來源：
[0021] 酵母菌菌劑：江蘇綠科生物技術有限公司，CAS :微生物菌粉；
[0022] 茁黴多糖：上海陸安生物科技有限公司，CAS:9057-02-7 ;
[0023] 糊化澱粉：山東嘉和節能材料有限公司，CAS:9057-07-2 ;
[0024] 複合維生素 B粉：河北榮發生物科技有限公司；
[0025] 乳酸桿菌：武漢東方之子生物工程責任有限公司，CAS :微生物菌粉；
[0026] 酵母菌：江蘇綠科生物技術有限公司，CAS :微生物菌粉；
[0027] 芽孢桿菌：山東寶來利來生物工程股份有限公司，CAS :微生物菌粉。
[0028] 實施例1 :
[0029] -種固體生物菌劑的製備方法，包括以下步驟：
[0030] 1)原料粉碎：將幹紫色馬鈴薯以超微粉碎機粉碎，原料用量為200g，超微粉碎機 轉速為10000r/min，粉碎時間為lmin，得到紫色馬鈴薯澱粉纖維混合物；
[0031] 2)熟化：將步驟1)得到的紫色馬鈴薯澱粉纖維混合物與水按照重量比1 :5的比 例加入至加熱釜中攪拌混合均勻並加熱，得到熟化紫色馬鈴薯澱粉纖維混合物，攪拌速度 為100r/min，加熱溫度為90°C，加熱時間為lOmin ;
[0032] 3)冷卻：將步驟2)得到的熟化紫色馬鈴薯澱粉纖維混合物降溫至60°C後，加入質 量百分濃度為〇. 5 %的糖化酶和0. 5 %的營養成分，得到冷卻後紫色馬鈴薯澱粉纖維混合 物；所述營養成分是由硫酸鉀、硫酸鎂和蔗糖組成的，具體比例為按照重量比硫酸鉀：硫酸 緩：庶糖為〇. 1 :〇. 2 :1 ;
[0033] 4)保溫發酵：將步驟3)得到的冷卻後紫色馬鈴薯澱粉纖維混合物與酵母菌菌 劑加入至發酵罐中攪拌混合後進行發酵，得到發酵後固態物料；冷卻後紫色馬鈴薯澱粉纖 維混合物與酵母菌菌劑的加入比例按照重量比為100 :〇. 1，發酵溫度為25°C，發酵時間為 24h ；
[0034] 5)凍幹：將步驟4)得到的發酵後固態物料取出並進行真空凍幹，凍幹至發酵後固 態物料含水量為9. 23%，得到凍幹後固態物料；凍幹溫度為-45°C，凍幹時間為24h ;
[0035] 6)紫外殺菌：分別將茁黴多糖、糊化澱粉和複合維生素 B粉500g置於乾燥密封容 器中進行紫外殺菌，殺菌溫度為25°C，殺菌時間為40min ;
[0036] 7)配料：將步驟5)得到的凍幹後固態物料加入至無菌攪拌罐中，按照重量比凍幹 的固態物料：茁黴多糖：糊化澱粉：複合維生素 B粉：複合菌劑為10 :0. 1 :0. 5 :0. 01 :0. 1的 比例分別加入茁黴多糖、糊化澱粉、複合維生素 B粉和複合菌劑，攪拌均勻後得到固體生物 菌劑混合料；所述複合菌劑由乳酸桿菌、酵母菌和芽孢桿菌組成，組成比例為按照有效活菌 數含量億/mL計乳酸桿菌：酵母菌：芽孢桿菌為0. 1 :0. 5 :0. 1 ;8)膠囊包裝：將步驟7)得到 的固體生物菌劑混合料，填充入膠囊中，製備得到固體生物菌劑，並封入軟包裝袋中。
[0037] 實施例2 :
[0038] -種固體生物菌劑的製備方法，包括以下步驟：
[0039] 1)原料粉碎：將幹紫色馬鈴薯以超微粉碎機粉碎，原料用量為300g，超微粉碎機 轉速為8000?r/min，粉碎時間為2min，得到紫色馬鈴薯澱粉纖維混合物；
[0040] 2)熟化：將步驟1)得到的紫色馬鈴薯澱粉纖維混合物與水按照重量比1 :8的比 例加入至加熱釜中攪拌混合均勻並加熱，得到熟化紫色馬鈴薯澱粉纖維混合物，攪拌速度 為90r/min，加熱溫度為92°C，加熱時間為15min ;
[0041] 3)冷卻：將步驟2)得到的熟化紫色馬鈴薯澱粉纖維混合物降溫至55°C後，加入質 量百分濃度為1. 5 %的糖化酶和0. 8 %的營養成分，得到冷卻後紫色馬鈴薯澱粉纖維混合 物；所述營養成分是由硫酸鉀、硫酸鎂和蔗糖組成的，具體比例為按照重量比硫酸鉀：硫酸 鎂：蔗糖為〇. 5 :0. 5 :2 ;
[0042] 4)保溫發酵：將步驟3)得到的冷卻後紫色馬鈴薯澱粉纖維混合物與酵母菌菌 劑加入至發酵罐中攪拌混合後進行發酵，得到發酵後固態物料；冷卻後紫色馬鈴薯澱粉纖 維混合物與酵母菌菌劑的加入比例按照重量比為100 :〇. 2,發酵溫度為29°C，發酵時間為 48h ；
[0043] 5)凍幹：將步驟4)得到的發酵後固態物料取出並進行真空凍幹，凍幹至發酵後固 態物料含水量為9. 51 %，得到凍幹後固態物料；凍幹溫度為-42°C，凍幹時間為48h ;
[0044] 6)紫外殺菌：分別將茁黴多糖、糊化澱粉和複合維生素 B粉300g置於乾燥密封容 器中進行紫外殺菌，殺菌溫度為20°C，殺菌時間為30min ;
[0045] 7)配料：將步驟5)得到的凍幹後固態物料加入至無菌攪拌罐中，按照重量比凍幹 的固態物料：茁黴多糖：糊化澱粉：複合維生素 B粉：複合菌劑為10 :0. 2 :1. 5 :0. 03 :0. 3的 比例分別加入茁黴多糖、糊化澱粉、複合維生素 B粉和複合菌劑，攪拌均勻後得到固體生物 菌劑混合料；所述複合菌劑由乳酸桿菌、酵母菌和芽孢桿菌組成，組成比例為按照有效活菌 數含量億/mL計乳酸桿菌：酵母菌：芽孢桿菌為0. 2 :1. 6 25 ;
[0046] 8)膠囊包裝：將步驟7)得到的固體生物菌劑混合料，填充入膠囊中，製備得到固 體生物菌劑，並封入軟包裝袋中。
[0047] 實施例3 :
[0048] 一種固體生物菌劑的製備方法，包括以下步驟：
[0049] 1)原料粉碎：將幹紫色馬鈴薯以超微粉碎機粉碎，原料用量為400g，超微粉碎機 轉速為5000r/min，粉碎時間為5min，得到紫色馬鈴薯澱粉纖維混合物；
[0050] 2)熟化：將步驟1)得到的紫色馬鈴薯澱粉纖維混合物與水按照重量比1 :10的比 例加入至加熱釜中攪拌混合均勻並加熱，得到熟化紫色馬鈴薯澱粉纖維混合物，攪拌速度 為80r/min，加熱溫度為96°C，加熱時間為20min ;
[0051] 3)冷卻：將步驟2)得到的熟化紫色馬鈴薯澱粉纖維混合物降溫至50°C後，加入質 量百分濃度為2%的糖化酶和1%的營養成分，得到冷卻後紫色馬鈴薯澱粉纖維混合物；所 述營養成分是由硫酸鉀、硫酸鎂和蔗糖組成的，具體比例為按照重量比硫酸鉀：硫酸鎂：蔗 糖為 0· 3 :0· 35 :L 5 ;
[0052] 4)保溫發酵：將步驟3)得到的冷卻後紫色馬鈴薯澱粉纖維混合物與酵母菌菌 劑加入至發酵罐中攪拌混合後進行發酵，得到發酵後固態物料；冷卻後紫色馬鈴薯澱粉纖 維混合物與酵母菌菌劑的加入比例按照重量比為1〇〇 :〇. 5,發酵溫度為32°C，發酵時間為 72h ；
[0053] 5)凍幹：將步驟4)得到的發酵後固態物料取出並進行真空凍幹，凍幹至發酵後固 態物料含水量為8. 37%，得到凍幹後固態物料；凍幹溫度為-40°C，凍幹時間為72h ;
[0054] 6)紫外殺菌：分別將茁黴多糖、糊化澱粉和複合維生素 B粉100g置於乾燥密封容 器中進行紫外殺菌，殺菌溫度為15°C，殺菌時間為20min ;
[0055] 7)配料：將步驟5)得到的凍幹後固態物料加入至無菌攪拌罐中，按照重量比凍幹 的固態物料：茁黴多糖：糊化澱粉：複合維生素 B粉：複合菌劑為10 :0. 5 :2 :0. 05 :0. 5的比 例分別加入茁黴多糖、糊化澱粉、複合維生素 B粉和複合菌劑，攪拌均勻後得到固體生物菌 劑混合料；所述複合菌劑由乳酸桿菌、酵母菌和芽孢桿菌組成，組成比例為按照有效活菌數 含量億/mL計乳酸桿菌：酵母菌：芽孢桿菌為0. 5 :2. 5 :0. 5 ;
[0056] 8)膠囊包裝：將步驟7)得到的固體生物菌劑混合料，填充入膠囊中，製備得到固 體生物菌劑，並封入軟包裝袋中。
[0057] 實施例4 :

【具體實施方式】 [0058] 與實施例1相同，不同之處在於，使用的原料為蕎麥。
[0059] 實施例5 :

【具體實施方式】 [0060] 與實施例2相同，不同之處在於，使用的原料為黃米。
[0061] 實施例6:

【具體實施方式】 [0062] 與實施例3相同，不同之處在於，使用的原料為百合。
[0063] 最後應說明的是：以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明， 儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可 以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。 凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的 保護範圍之內。
【權利要求】
1. 一種固體生物菌劑的製備方法，其特徵在於：包括以下步驟： 1) 原料粉碎：將植物原料以超微粉碎機粉碎，原料用量為200?400g，超微粉碎機轉速 為5000?10000r/min，粉碎時間為1?5min，得到植物原料澱粉纖維混合物； 2) 熟化：將步驟1)得到的植物原料澱粉纖維混合物與水按照重量比1 : (5?10)的比 例加入至加熱釜中攪拌混合均勻並加熱，得到熟化植物原料澱粉纖維混合物，攪拌速度為 80?100r/min，加熱溫度為90?96°C，加熱時間為10?20min ; 3) 冷卻：將步驟2)得到的熟化植物原料澱粉纖維混合物降溫至50?60°C後，加入質 量百分濃度〇. 5?2. 0 %的糖化酶和質量百分濃度0. 5?1. 0 %的營養成分，得到冷卻後植 物原料澱粉纖維混合物；所述營養成分是由硫酸鉀、硫酸鎂和蔗糖組成的，具體比例為按照 重量比硫酸鉀：硫酸鎂：蔗糖為（0. 1?0. 5) : (0. 2?0. 5) : (1?2); 4) 保溫發酵：將步驟3)得到的冷卻後植物原料澱粉纖維混合物與酵母菌菌劑加入至 發酵罐中攪拌混合後進行發酵，得到發酵後固態物料；冷卻後植物原料澱粉纖維混合物與 酵母菌菌劑的加入比例按照重量比為1〇〇 :(〇. 1?0.5)，發酵溫度為25?32°C，發酵時間 為24?72h ; 5) 凍幹：將步驟4)得到的發酵後固態物料取出並進行真空凍幹，凍幹至發酵後固態物 料含水量為8?10%，得到凍幹後固態物料；凍幹溫度為-40°C?-45°C，凍幹時間為24? 72h ； 6) 紫外殺菌：分別將茁黴多糖、糊化澱粉和複合維生素 B粉100?500g置於乾燥密封 容器中進行紫外殺菌，殺菌溫度為15?25°C，殺菌時間為20?40min ; 7) 配料：將步驟5)得到的凍幹後固態物料加入至無菌攪拌罐中，按照重量比凍幹的固 態物料黴多糖：糊化澱粉：複合維生素 B粉：複合菌劑為10 : (0. 1?0. 5) : (0. 5?2): (0. 01?0. 05) : (0. 1?0. 5)的比例分別加入茁黴多糖、糊化澱粉、複合維生素 B粉和復 合菌劑，攪拌均勻後得到固體生物菌劑混合料；所述複合菌劑由乳酸桿菌、酵母菌和芽孢杆 菌組成，組成比例為按照有效活菌數含量億/mL計乳酸桿菌：酵母菌：芽孢桿菌為（0. 1? 0· 5) : (0· 5 ?2. 5) : (0· 1 ?0· 5); 8) 膠囊包裝：將步驟7)得到的固體生物菌劑混合料，填充入膠囊中，製備得到固體生 物菌劑，並封入軟包裝袋中。
2. 根據權利要求1所述的一種固體生物菌劑的製備方法，其特徵在於，所述步驟1)中 的植物原料為紫色馬鈴薯、蕎麥、黃米或百合；所述以植物原料製備的發酵物為紫色馬鈴薯 澱粉纖維混合物發酵物、蕎麥澱粉纖維混合物發酵物、黃米澱粉纖維混合物發酵物或百合 澱粉纖維混合物發酵物。
3. 根據權利要求1或2所述的一種固體生物菌劑的製備方法製備的固體生物菌劑。
4. 植物澱粉纖維混合物發酵物在製備權利要求3所述固體生物菌劑中的應用。
5. 根據權利要求4所述的應用，其特徵在於，所述植物澱粉纖維混合物為紫色馬鈴薯 澱粉纖維混合物發酵物、蕎麥澱粉纖維混合物發酵物、黃米澱粉纖維混合物發酵物或百合 澱粉纖維混合物發酵物。
【文檔編號】C12R1/225GK104195091SQ201410465985
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月12日 優先權日:2014年9月12日
【發明者】趙瑛, 羅俊傑, 王方, 張運暉, 歐巧明, 葉春雷, 張敏敏, 李靜雯 申請人:甘肅省農業科學院生物技術研究所