專利名稱：一種高效價(jià)生物農(nóng)藥的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物農(nóng)藥的制備方法，特別是一種高效價(jià)蘇云金桿菌制劑的制備方法。
蘇云金桿菌制劑是目前世界上研究最深入、應(yīng)用最廣泛的微生物制劑，我國(guó)蘇云金桿菌制劑的生產(chǎn)廠家較多，產(chǎn)品多用于防治糧、棉、果、蔬、林等作物上的20多種害蟲，應(yīng)用面積較大，但產(chǎn)品的質(zhì)量和性能也存在較大的差異。通常蘇云金桿菌制劑的制備方法是選種育種——砂土管菌種——斜面菌種——種子罐——發(fā)酵罐——濃縮——干燥——質(zhì)量檢驗(yàn)——成品；在濃縮工藝中，最常用的是采用吸附——壓濾法，即在發(fā)酵結(jié)束了的發(fā)酵液中加入占發(fā)酵液總量20％左右的CaCO3粉末以吸附孢子和晶體，而后板框壓濾，排除水份，將其干燥、粉碎、過篩和包裝成成品，其結(jié)果是造成產(chǎn)品的效價(jià)低，溶解性差、體積大、運(yùn)費(fèi)等諸多不便，其次還有離心濃縮、沉淀法、真空濃縮等方法，但所用方法的有效成份回收率較低，浪費(fèi)嚴(yán)重。
超濾濃縮技術(shù)通常應(yīng)用于食品工業(yè)中，一般在樣品濃縮中使用。
本發(fā)明的目的是探索一種高效價(jià)生物農(nóng)藥的制備方法，以解決當(dāng)前蘇云金桿菌制劑效價(jià)低、性能不穩(wěn)定的問題，使之更好地為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。
本發(fā)明的一種高效價(jià)生物農(nóng)藥的制備方法，由選種育種——砂土管菌種——斜面菌種——種子罐——發(fā)酵罐——濃縮——干燥——質(zhì)量檢驗(yàn)——成品等工藝組成。在發(fā)酵工藝中，發(fā)酵培養(yǎng)基的選擇方面采用培養(yǎng)基配方優(yōu)化法，即氮源、碳源和無(wú)機(jī)鹽(經(jīng)正交旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì))——搖瓶培養(yǎng)——建立響應(yīng)面(經(jīng)數(shù)學(xué)分析計(jì)算)——培養(yǎng)基最佳配比。其過程是將培養(yǎng)基中各組分據(jù)其在發(fā)酵代謝中的作用劃分為氮源、碳源和無(wú)機(jī)鹽。氮源為多種含氮原料的總量，碳源為多種含碳原料的總量，無(wú)機(jī)鹽為多種無(wú)機(jī)鹽原料的總量。3個(gè)因素量，正交旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)搖瓶培養(yǎng)液經(jīng)平板計(jì)算所得的芽胞數(shù)Y＝b0+b1x1+b2x2+b3x3+b4x12+b5x22+b6x32+b7x1x2+b8x1x3+b9x2x3，(其中，Y為芽胞數(shù)、x1為氮源、x2為碳源、x3為無(wú)機(jī)鹽、b值由各組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算獲得)根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)代入計(jì)算獲得最佳值。在發(fā)酵液濃縮工藝中，采用超濾技術(shù)對(duì)發(fā)酵液濃縮處理。發(fā)酵液在壓力下與濾膜接觸，流體向膜方向流動(dòng)，水分通過膜而實(shí)現(xiàn)分離，隨著水分的不斷排除，被截離在濾膜表面的大分子物質(zhì)濃度不斷提高，這導(dǎo)致了濃度梯度，即膜表面的濃度大于流體濃度，在濾膜表面的濃度導(dǎo)致物質(zhì)的擴(kuò)散。
本發(fā)明的培養(yǎng)基配方優(yōu)化法，將培養(yǎng)基組分劃分為氮源、碳源和無(wú)機(jī)鹽三因素，應(yīng)用三因素二水平正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)方法進(jìn)行組合優(yōu)化，建立其芽孢產(chǎn)量依氫源、碳源和無(wú)機(jī)鹽的響應(yīng)面方程，借助此方程獲得響應(yīng)最佳點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)快速對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行優(yōu)化，獲得培養(yǎng)基各組分的最佳配比；采用超濾技術(shù)對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行濃縮處理，噴霧干燥，制成的高效價(jià)蘇云金桿菌制劑有效成分(芽孢和晶體)的回收率可達(dá)到100％，芽孢發(fā)育正常，晶體完整無(wú)異常變化。與常規(guī)產(chǎn)品相比，具有溶解性能好、效價(jià)高的優(yōu)點(diǎn)。按照農(nóng)業(yè)部頒發(fā)的生測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行小菜蛾毒力測(cè)定，產(chǎn)品效價(jià)能達(dá)到47619.08IU/mg。高效價(jià)產(chǎn)品與常規(guī)產(chǎn)品對(duì)小菜蛾的室內(nèi)藥效和毒力效價(jià)測(cè)定結(jié)果見表1和表2。
為了充分公開本發(fā)明的一種高效價(jià)生物農(nóng)藥的制備方法，以下介紹一種蘇云金桿菌粉劑的制備方法加以說(shuō)明。
以蘇云金桿菌kurstaki亞種菌株為例，先按通常蘇云金桿菌制劑的制備方法生產(chǎn)。當(dāng)進(jìn)行到發(fā)酵工藝時(shí)，采用以下成分的基礎(chǔ)培養(yǎng)基培養(yǎng)基成分(g/1000ml)
所選配方中，氮源包括蛋白胨和酵母膏；碳源包括葡萄糖和玉米漿；無(wú)機(jī)鹽包括磷酸二氫鉀、硫酸鎂和硫酸錳。經(jīng)優(yōu)化后培養(yǎng)基的最佳配比為氮源濃度值∶碳源濃度值∶無(wú)機(jī)鹽濃度值＝1.6∶8∶0.12。發(fā)酵生產(chǎn)按此培養(yǎng)基配方進(jìn)行。
發(fā)酵液濃縮工藝采用超濾技術(shù)，發(fā)酵液經(jīng)0.5um醋酸纖維微孔濾膜，其濃縮倍數(shù)可達(dá)11倍。將濃縮后的發(fā)酵液進(jìn)行噴霧干燥處理，其干燥條件為進(jìn)氣溫度120℃，排氣溫度65℃。其余按常規(guī)工藝即可制成高效價(jià)蘇云金桿菌粉劑。
表1不同工藝產(chǎn)品對(duì)小菜蛾的室內(nèi)藥效測(cè)定處理 供試蟲試處理48h后活蟲數(shù) 死亡率(％) 校正死亡率顯著性差異0.05 0.01高效粉劑稀釋2000× 500 100 100 aA高效粉劑稀釋2000× 50 1570 70 bB常規(guī)產(chǎn)品1-500×50 1276 76 bB常規(guī)產(chǎn)品2-500×50 1472 72 bBCK50 50 0
表2 不同工藝產(chǎn)品對(duì)小菜蛾的室內(nèi)藥效測(cè)定樣品質(zhì)量濃度供試蟲數(shù) 死蟲數(shù)平均死 劑量對(duì)數(shù) 死亡機(jī)mg.L-I亡率％ (X)率值(r)標(biāo)準(zhǔn)品100.00030.00027.00090.0002.0006.280a＝3.38050.00030.00018.00060.0001.6995.250b＝1.28025.00030.00014.00046.3001.3984.910r＝0.91012.50030.00013.00043.3001.0974.830LC10＝18.4606.25030.00010.00033.3000.7964.570高效粉劑 100.00030.00028.00093.3002.0006.500a＝3.93025.00030.00020.00066.7001.3985.430r＝0.98012.50030.00020.00066.7001.0975.430LC10＝6.9806.25030.00016.00053.3000.7965.080pXIU＝47619.0803.12530.00011.00036.7000.4954.6601.56030.000 5.00016.7000.1934.030常規(guī)樣品 500.00030.00030.000 100.0002.6998.720a＝0.400250.00030.00022.00073.3002.3985.620b＝2.950125.00030.00020.00063.3002.0975.340r＝0.91062.50030.00012.00040.0001.7964.750LC10＝67.45031.25030.000 6.00020.0001.4954.160pXIU＝4925.93015.62030.000 2.000 6.6001.1943.490
權(quán)利要求
1.一種高效價(jià)生物農(nóng)藥的制備方法，由選種育種——砂土管菌種——斜面菌種——種子罐——發(fā)酵罐——濃縮——干燥——質(zhì)量檢驗(yàn)——成品工藝組成，本發(fā)明的特征是，在發(fā)酵工藝中，發(fā)酵培養(yǎng)基采用“氮源、碳源和無(wú)機(jī)鹽——搖瓶培養(yǎng)——建立響應(yīng)面——培養(yǎng)基最佳配比”的方法選擇優(yōu)化；發(fā)酵液濃縮工藝采用超濾技術(shù)濃縮處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效價(jià)生物農(nóng)藥的制備方法，其特征是發(fā)酵液采用以下成份的基礎(chǔ)培養(yǎng)基培養(yǎng)基成分(g/1000ml)
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高效價(jià)生物農(nóng)藥的制備方法，其特征是培養(yǎng)基的配比為氮源濃度值∶碳源濃度值∶無(wú)機(jī)鹽濃度值＝1.6∶8∶0.12。
全文摘要
一種高效價(jià)生物農(nóng)藥的制備方法，其發(fā)酵培養(yǎng)基采用“氮源、碳源和無(wú)機(jī)鹽—搖瓶培養(yǎng)—建立響應(yīng)面—培養(yǎng)基最佳配比”的方法選擇優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)快速獲得培養(yǎng)基各組分的最佳配比；以蘇云金桿菌制劑為例，再采用超濾技術(shù)對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行濃縮處理，噴霧干燥，制成制劑的有效成分(芽孢和晶體)回收率可達(dá)到100％，且芽孢發(fā)育正常，晶體完整無(wú)異常變化。與常規(guī)產(chǎn)品相比，具有溶解性能好、效價(jià)高的優(yōu)點(diǎn)。按照農(nóng)業(yè)部頒發(fā)的生測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行小菜蛾毒力測(cè)定，產(chǎn)品效價(jià)能達(dá)到47619.08IU/mg。
文檔編號(hào)A01N63/04GK1444856SQ0211560
公開日2003年10月1日 申請(qǐng)日期2002年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月15日
發(fā)明者關(guān)雄, 黃志鵬, 陳錦權(quán) 申請(qǐng)人:福建農(nóng)林大學(xué)