專利名稱：一種微生物制劑的包埋固定化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物工程領(lǐng)域，具體地涉及一種用于微生物的固定化方法。
背景技術(shù)：
固定化技術(shù)自從上世紀(jì)50年代出現(xiàn)以來，經(jīng)過幾十年的發(fā)展.已形成了較為完備 的理論與方法。固定化技術(shù)使生物催化劑具有了與其在游離狀態(tài)下完全不同的特點如與 產(chǎn)物分離方便.生物催化劑可回收或循環(huán)使用，生物催化劑穩(wěn)定性大大提高，反應(yīng)過程可 得到嚴格控制等。這些特點使價格昂貴的生物催化劑的應(yīng)用成本大大降低.從而使其在大 規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中得到應(yīng)用，其中細胞的固定化技術(shù)是固定化酶技術(shù)的延伸，是現(xiàn)代生物工 程領(lǐng)域的重要內(nèi)容之一。固定化細胞具有生長快、反應(yīng)快、抗污染能力強、可連續(xù)使用、產(chǎn)物 分離方便等特點，目前愈來愈廣泛地應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、環(huán)保與發(fā)酵工業(yè)。固定化細胞的方法主要是包埋法，其次是交聯(lián)法或二者相結(jié)合的方法。工業(yè)上應(yīng) 用最多的就是用包埋法制備的各種形狀的固定化細胞。包埋法是使細胞擴散進入多孔性 載體內(nèi)部或?qū)⒓毎谀z網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中或半透性薄膜內(nèi)，小分子底物和產(chǎn)物可以自由擴 散，而細胞卻不會擴散到周圍介質(zhì)中去。該法操作簡單.對細胞活性影響小，是目前研究最 廣泛的固定化方法，但包埋材料會一定程度阻礙底物和氧擴散，并對大分子底物不適用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種微生物制劑的包埋固定化方法。采用本發(fā)明的包埋固 定化方法對微生物的生長影響不大，包埋材料不會產(chǎn)生二次污染，并且經(jīng)濟，操作簡單，包 埋后的微生物方便運輸保存。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的固定化方法采用包埋法，其主要步驟為a)將聚乙烯醇用60-80°C水溶解后，加入海藻酸鈉、二氧化硅和碳酸鈣混合均勻 制成凝膠溶液；b)在微生物溶液中加入活性炭和秸稈粉末混合吸附；c)待步驟a的凝膠溶液冷卻到35°C以下時和步驟b得到的產(chǎn)物混合均勻，加入到 PH = 6-7的氯化鈣的硼酸溶液中，于8-12°C下固定化10-30小時，制作固定化小球，成球后 用生理鹽水沖洗備用。在本發(fā)明的一個實施例中，聚乙烯醇、海藻酸鈉、二氧化硅和碳酸鈣的含量分別為 70-90g/L、3-5g/L、7-9g/L、0. 4-0. 6g/L。在本發(fā)明的一個實施例中，每升凝膠溶液中加入的微生物量為200-250mL，每毫升 含微生物為7X 106-9X 106CFU。微生物接種量為所有微生物的總量。在本發(fā)明的一個實施例中，活性炭和秸稈粉末的加入量分別為4-6g/L。在本發(fā)明的一個實施例中，固定化小球的粒徑約為10mm。在本發(fā)明的一個實施例中，二氧化硅為粉末狀，其細度為100 200目。在本發(fā)明的一個實施例中，秸稈粉末為將清洗過的秸稈剪斷，再經(jīng)過干燥粉碎，粉碎后的細度接近二氧化硅的細度。在本發(fā)明的一個實施例中，活性炭和秸稈粉末在加入微生物溶液之前需經(jīng)121 °C、 30分鐘的滅菌。本發(fā)明加入海藻酸鈉不僅有助于改善成球性能，而且使活性提高，還可以防止出 現(xiàn)粘連現(xiàn)象，對微生物細胞也可以起到一定的保護作用，可以減輕硼酸對微生物的毒性作 用；加入二氧化硅能夠調(diào)節(jié)顆粒比重而抑制顆粒在運行中的上浮現(xiàn)象，又能增加強度及活 性；碳酸鈣既可以增加通透性，又能與二氧化硅形成硅酸鈣進一步增加顆粒運行穩(wěn)定性。本發(fā)明的特點是1)目前微生物的固定化方法雖然很多，但是仍然存在一定的問題，例如固定化后 的微生物承載能力弱，固定化小球容易溶脹而導(dǎo)致二次污染，通透性差，微生物容易流失、 死亡等一系列相關(guān)問題。本配方的固定化材料中添加了一定量的活性炭和秸稈粉末，這兩 種物質(zhì)可以分別起到吸附微生物和提供微生物生長的營養(yǎng)物質(zhì)的作用，并且添加兩種物質(zhì) 后固定化小球的承載能力增強，不易溶脹等優(yōu)勢。2)添加的活性炭粉和秸稈粉末價格低廉，并且在一定程度上可以起到回收再利 用、環(huán)保的優(yōu)勢。3)若用此方法固定具有凈化廢水功能的微生物，固定后的成品凈化廢水的效果優(yōu) 于懸浮狀態(tài)的。
具體實施例方式本發(fā)明的包埋材料由聚乙烯醇、海藻酸鈉、二氧化硅、碳酸鈣組成。其中，各材料 的含量分別為70-90g/L、3-5g/L、7-9g/L、0. 4-0. 6g/L，每升凝膠溶液中加入微生物量為 200-250mL (每毫升含微生物為7 X 106_9 X 106CFU)，并向微生物溶液中加入4_6g活性炭及 4_6g秸稈粉末。固定化粒徑約為10mm。下面舉一實施例作詳細說明。實施例a)將秸稈沖洗干凈、剪斷，再放在鼓風(fēng)干燥機中干燥，待秸稈完全失去水分后在攪 碎機中攪碎成粉末狀，然后將其滅菌。b)稱取80g的聚乙烯醇加入1000mL蒸餾水中在80°C下完全溶解，然后加入4g海 藻酸鈉、8g 二氧化硅、0. 5g碳酸鈣混合均勻。c)在250mL的微生物溶液(每毫升含微生物為8X 106CFU)中加入5g活性炭、5g 秸稈粉末混合吸附10分鐘。d)待凝膠溶液冷卻至35°C時將上述兩種溶液混合均勻，然后用膠頭滴管滴加入 含2%氯化鈣的硼酸溶液中(pH = 6.7)中，在10°C下固定化24小時，制作固定化小球，成 球后用生理鹽水洗2-3次。小球粒徑約為10mm，e)制作成功的固定化小球可在4°C的冰箱內(nèi)保存。每次使用前將其在的葡萄 糖溶液中震蕩6小時后再用去離子水沖洗2-3次即可使用。
權(quán)利要求
一種微生物制劑的包埋固定化方法，其主要步驟為a)將聚乙烯醇用60-80℃水溶解后，加入海藻酸鈉、二氧化硅和碳酸鈣混合均勻制成凝膠溶液；b)在微生物溶液中加入活性炭和秸稈粉末混合吸附；c)待步驟a的凝膠溶液冷卻到35℃以下時和步驟b得到的產(chǎn)物混合均勻，加入到pH＝6-7的氯化鈣的硼酸溶液中，于8-12℃下固定化10-30小時，制作固定化小球，成球后水沖洗。
2.如權(quán)利要求1所述微生物制劑的包埋固定化方法，其中，聚乙烯醇、海藻酸鈉、二氧 化硅和碳酸鈣的含量分別為70-90g/L、3-5g/L、7-9g/L、0. 4-0. 6g/L。
3.如權(quán)利要求1所述微生物制劑的包埋固定化方法，其中，每升凝膠溶液中加入的微 生物量為200-250mL，每毫升含微生物為7 X 106_9 X 106CFU。
4.如權(quán)利要求3所述微生物制劑的包埋固定化方法，其中，微生物接種量為所有微生 物的總量。
5.如權(quán)利要求1所述微生物制劑的包埋固定化方法，其中，活性炭和秸稈粉末的加入 量分別為4-6g/L。
6.如權(quán)利要求1所述微生物制劑的包埋固定化方法，其中，固定化小球的粒徑約為 10mmo
7.如權(quán)利要求1所述微生物制劑的包埋固定化方法，其中，二氧化硅為粉末狀，其細度 為100 200目。
8.如權(quán)利要求1所述微生物制劑的包埋固定化方法，其中，秸稈粉末為將清洗過的秸 稈剪斷，再經(jīng)過干燥粉碎，粉碎后的細度接近二氧化硅的細度。
9.如權(quán)利要求1所述活微生物制劑的包埋固定化方法，其中，活性炭和秸稈粉末在加 入微生物溶液之前需經(jīng)121°C、30分鐘的滅菌。
10.如權(quán)利要求1所述活微生物制劑的包埋固定化方法，其中，步驟c是用生理鹽水沖洗。
全文摘要
一種微生物制劑的包埋固定化方法，包埋材料為聚乙烯醇、海藻酸鈉、二氧化硅、碳酸鈣；其中，各材料的含量分別為70-90g/L、3-5g/L、7-9g/L、0.4-0.6g/L，每升凝膠溶液中加入微生物量為200-250mL(每毫升含微生物為7×106-9×106CFU)，并向微生物溶液中加入4-6g活性炭及4-6g秸稈粉末。固定化粒徑約為10mm。本發(fā)明的固定化效果微生物在固定化小球內(nèi)生長狀況良好，固定化材料對水產(chǎn)養(yǎng)殖動物沒有毒副作用，固定化方法操作簡單，固定化材料經(jīng)濟實惠、容易回收再利用，固定化后的微生物易保存、運輸。若將可以凈化污水的微生物采用此方法固定化起來，凈化效果優(yōu)于懸浮狀態(tài)。
文檔編號C12N11/04GK101875928SQ200910082799
公開日2010年11月3日 申請日期2009年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月29日
發(fā)明者何連生, 孟睿, 席北斗 申請人:中國環(huán)境科學(xué)研究院