檸檬酸廢水資源化生產多粘類芽孢桿菌微生物菌劑的製作方法
2023-04-27 19:32:21 2
專利名稱:檸檬酸廢水資源化生產多粘類芽孢桿菌微生物菌劑的製作方法
技術領域：
本發明屬於微生物菌劑和廢水資源化技術領域：
。
背景技術：
檸檬酸作為一種重要的化工原料和食品添加劑被廣泛應用於食品、醫藥、化工等行業。目前，中國有檸檬酸生產廠近百家，總年產能力約80萬噸，是全球最大的檸檬酸生產國和出口國，出口量在全球檸檬酸貿易總量中的比重超過60%。檸檬酸的生產是以薯幹或玉米為原料，依次經原料處理、發酵、提取、精製等工序製得產品。檸檬酸廢水主要來自發酵和提取工序產生的中和液、洗糖水、洗罐水和洗濾布水。廢水中主要含有澱粉、蛋白質、碳水化合物、各種有機酸、氨氮和脂肪等，COD濃度為20000 30000mg/L，屬於高濃度有機廢水。據統計，每生產I噸檸檬酸，產生高濃度廢水7. 5 15噸。直接排放會對環境將造成嚴重汙染，處理達標排放費用高昂。
多粘類芽孢桿菌(Paenibacillus polymyxa)在自然界中分布廣泛,是一種重要的生防菌，對多種植物真菌、細菌病害均有較好的防治作用。王智文等報導了一株多粘類芽孢桿菌Cp-S316菌株對動植物真菌、細菌病原物具有廣譜抗性，利用大孔吸附樹脂對多粘類孢桿菌Cp-S316產生的抗真菌活性物質的吸附、解吸性能，篩選出其最佳解吸劑，該活性物質對熱、紫外線穩定，對胰蛋白酶、蛋白酶K有一定的耐受性，對氯仿部分敏感，對酸穩定，對鹼敏感(王智文，袁士濤，何亮等，多粘類芽孢桿菌Cp-S316抗真菌活性物質的提取及其部分性質研究，農業環境科學學報，2007，26 (4) :1464-1468)。中國專利(授權公告號CN1169942C)中報導培養的Paenibacillus polymyxa HY96-2及其發酵上清液可以用來防止植物細菌性青枯病，而且還可用來防治植物苗期立枯病，猝倒病，以及黃瓜枯萎病，番茄枯萎病，茄子枯萎病，大豆根腐病，並且對植物具有十分明顯的促進生長作用。中國專利(授權公告號CN1186441C)中公開了 Paenibacillus polymyxa可以作為微生物肥料菌劑中的一種成分分解稻杆，有效解決農業生產中一方面農業垃圾過多，汙染水體和環境，處理困難，另一方面化肥，農藥使用過多，土壤惡化的矛盾。中國專利(授權公告號CN 1325635C)中公開了 Paenibacilluspolymyxa Jaas cd可以在較低的濃度下進入植物體內，並能在植物體內定植，繁殖和傳導；對植物同時具有促進生長，提高產量，防病抗病的作用，特別是對土傳維管束病害具有良好的防治效果。
多粘類芽孢桿菌的生產方法有多種，如中國專利(公開號CN 1844360A)中公開了一種多粘類芽孢桿菌的生產方法，其培養基為豆渣。中國專利(授權公告號CN1186441C)中使用庖肉培養基作為多粘類芽孢桿菌發酵培養基。以檸檬酸廢水為主要培養基原料生產多粘類芽孢桿菌微生物菌劑的方法未見文獻報導。
發明內容
本發明的目的是提供一種能夠資源化利用檸檬酸廢水生產多粘類芽孢桿菌微生物菌劑的方法。[0006]本發明所使用的菌株是由發明人分離篩選出來的一株高效促進植物生長、拮抗植物病原菌的多粘類芽孢桿菌(Paenibacillus polymyxa)EBL-06菌株，該菌株於2008年2月26日保藏在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏編號為=CGMCCNo. 2377，保藏單位地址北京市朝陽區北辰西路I號院3號，中國科學院微生物研究所，郵編:100101。
本發明所述的多粘類芽孢桿菌微生物菌劑的生產方法如下
I、檸檬酸廢水預處理用氫氧化鈉水溶液調節廢水的pH到6. 5 7. 5，於115 126°C滅菌10 35分鐘。
2、液體種子製備向裝有預處理好的檸檬酸廢水的三角瓶中接種斜面保藏的多粘類芽孢桿菌，於30 37°C，120 200轉/分振蕩培養24 48小時，得到液體種子。
3、液態發酵向裝有預處理好的檸檬酸廢水 發酵罐中接種體積比為2% 15%的液體種子，於25 35°C，通無菌空氣培養12-48小時；培養好的發酵液經平板細菌計數，活菌數達到5 X IO8CFU/毫升以上。
4、菌劑製備以過30目篩的生物碳為載體，按照發酵液生物碳為I : 1.2 5的重量比，將發酵液添加到生物碳中，充分混合均勻，得到固態菌劑，通風乾燥至菌劑含水量30 %以下，包裝，存放在陰涼乾燥處。
具體實施方式
由本發明技術方案生產的多粘類芽孢桿菌微生物菌劑能夠促進作物對養分的吸收和利用，減少化肥的使用量，能有效防治多種真菌類植物病害，減少農藥的使用量，從而改善農田環境質量；而且生產成本低，有效地利用了廢水，減少汙染物排放。
具體實施方式
如下
實施例I :檸檬酸廢水生產多粘類芽孢桿菌微生物菌劑
檸檬酸廢水預處理用氫氧化鈉水溶液調節廢水pH到7. 0，於121°C滅菌20分鐘。
液體種子製備向裝有預處理好的檸檬酸廢水的三角瓶中接種斜面保藏的多粘類芽孢桿菌，於32°C，150轉/分振蕩培養30小時，得到液體種子。
液態發酵向裝有預處理好的檸檬酸廢水發酵罐中接種5% (體積比)的液體種子，於32°C，通無菌空氣培養16小時；培養好的發酵液經平板細菌計數，活菌數達到3 X IO9CFU/ 毫升。
菌劑製備以過30目篩的生物碳為載體，按照發酵液生物碳為I : 2的重量比，將發酵液添加到生物碳中，充分混合均勻，得到固態菌劑，通風乾燥至菌劑含水量30%以下，包裝，存放在陰涼乾燥處。
實施例2 :多粘類芽孢桿菌微生物菌劑應用於油菜生產
採用蔬菜大棚小區實驗，設置8個條件完全相同的實驗小區，每個小區60m2，2個小區為I組平行試驗，共分成4組，種植油菜，在油菜幼苗期，第I組2個小區不施肥作對照；第2組2個小區按照50公斤/畝的用量在油菜完全發芽後和3周後各追施多粘類芽孢桿菌微生物菌劑一次；第3組2個小區按照15公斤/畝的施肥量在油菜完全發芽後和3周後各施用尿素一次；第4組2個按照15公斤/畝的施肥量在油菜完全發芽後和3周後各施用尿素一次，並在每次施用尿素後I天按照50公斤/畝的施肥量追施微生物菌劑一次，各小區相同的灌溉和管理方式。油菜生長5周後調查產量和品質。単獨施用微生物菌劑和単獨施用尿素的油菜產量基本一致，都比不施肥的對照小區增產60%左右；兩種肥料都施用的比對照小區增產90%左右；油菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽含量以不施肥和単獨施用微生物菌劑的最低，還不到國家標準限量值的1/3，施用尿素後又施用微生物菌劑的也不到國家標準限量的1/2，而單獨施用尿素的油菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽含量都超標嚴重。表明該微生物菌劑既有良 好的增產效果，又可以明顯提高油菜的品質。
實施例3 :多粘類芽孢桿菌微生物菌劑防止黃瓜猝倒病
黃瓜猝倒病是由真菌侵染引起的病害。採集多年種植黃瓜的溫室大棚中的土壌，混合均勻，裝入花盆中，設置2組花盆，每組10盆，至於15°C 16°C的溫室中，保持較高溼度和較低的光照強度。第I組花盆直接播種黃瓜種子，每盆30粒，作為對照。第2組播種黃瓜種子前向土壤中拌入重量比為O. 2%的多粘類芽孢桿菌微生物菌劑，然後每盆播種30粒種子。幼苗出土後統計總數，幼苗長出I片真葉後，2片真葉前統計倒伏苗總數。結果表明，對照幼苗倒伏率超過50%，而添加菌劑的實驗組，幼苗倒伏率低於10%。
權利要求
1.一種利用朽1檬酸廢水生產多粘類芽孢桿菌(Paenibacillus poIymyxa)微生物菌劑的方法，其特徵在於，該方法是以檸檬酸生產過程中產生的高濃度有機廢水為主要培養基原料進行液態發酵生產多粘類芽孢桿菌微生物菌劑，包括如下步驟 (1)檸檬酸廢水預處理用氫氧化鈉水溶液調節廢水的PH到6.5 7. 5，於115 126°C滅菌10 35分鐘； (2)液體種子製備向裝有預處理好的檸檬酸廢水的三角瓶中接種斜面保藏的多粘類芽孢桿菌，於30 37°C，120 200轉/分振蕩培養24 48小時，得到液體種子； (3)液態發酵向裝有預處理好的檸檬酸廢水發酵罐中接種體積比為2% 15%的液體種子，於25 35°C，通無菌空氣培養12-48小時；培養好的發酵液經平板細菌計數，活菌數達到5 X IO8CFU/毫升以上； (4)菌劑製備以過30目篩的生物碳為載體，按照發酵液生物碳為I: 1.2 5的重量比，將發酵液添加到生物碳中，充分混合均勻，得到固態菌劑，通風乾燥至菌劑含水量30 %以下，包裝，存放在陰涼乾燥處。
2.權利要求
I中所述的多粘類芽孢桿菌(Paenibacilluspolymyxa),其特徵在於,該菌株於2008年2月26日保藏在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏編號為CGMCC No. 2377。
專利摘要
本發明涉及一種檸檬酸廢水資源化生產多粘類芽孢桿菌微生物菌劑的方法，屬於微生物菌劑和廢水資源化技術領域：
。該方法主要是以檸檬酸生產過程中產生的高濃度有機廢水為主要培養基原料，採用液態發酵的方法生產多粘類芽孢桿菌微生物菌劑。生產工藝包括(1)檸檬酸廢水pH調節和滅菌；(2)接種斜面保藏的多粘類芽孢桿菌，振蕩培養獲得液體種子；(3)向裝有檸檬酸廢水培養基的發酵罐中接種液體種子，通無菌空氣培養得到液態發酵產物；(4)發酵液與生物碳混合獲得固體菌劑。該工藝生產的多粘類芽孢桿菌微生物菌劑，具有生產成本低、環境友好的特點，產品能明顯改善土壤環境質量、提高作物產量和品質，而且能夠防治多種植物病害。同時為檸檬酸生產過程中產生的大量高濃度廢水找到有效的資源化利用方法，減少汙染物排放。
文檔編號C12R1/01GKCN102618527SQ201110029278
公開日2012年8月1日 申請日期2011年1月27日
發明者莊國強, 滿鵬, 王謙, 白志輝, 金波, 馬安周 申請人:中國科學院生態環境研究中心導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan