專利名稱：一種膠凍樣芽孢桿菌培養(yǎng)基的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種膠凍樣芽孢桿菌工業(yè)化液體發(fā)酵形成芽孢的工藝技術(shù)，具體地
說，涉及一種膠凍樣芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基。
背景技術(shù)：
膠凍樣芽孢桿菌(Bacillus mucilaginosus)是一種能分解硅酸鹽礦物的細菌，國
內(nèi)一些學者也把它稱為硅酸鹽細菌。這種細菌的形態(tài)特征為菌體粗長呈桿狀，有厚莢膜；
芽孢大，孢囊壁厚，成熟孢囊不膨大；在硅酸鹽細菌專用培養(yǎng)基平板上菌落為圓形，無色透
明，56天后中部有渾濁點，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(zhuǎn)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(yǎng)水平，同時產(chǎn)生多種生理活性物質(zhì)，促進
植物生長發(fā)育，改善品質(zhì)，增強植株的抗寒耐旱和抵御病蟲害的能力。目前，在促進土壤無
效磷鉀的轉(zhuǎn)化、增加土壤磷鉀的供給、提高作物產(chǎn)量的生物肥料中，這類細菌是最好的菌種。 由于微生物肥料在提高化肥利用率、抑制農(nóng)作物對重金屬、農(nóng)藥的吸收、凈化和修 復土壤、降低農(nóng)作物病害發(fā)生、促進農(nóng)作物秸稈和城市垃圾的腐熟利用、保護環(huán)境以及提高 農(nóng)作物產(chǎn)品品質(zhì)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(fā)達國家 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，生物肥料的使用已占到了肥料總量的20%以上，其產(chǎn)量每年以10% 20%的 速度遞增。在我國，在優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)方面(如國家生態(tài)示范區(qū)、綠色和有機農(nóng)產(chǎn)品基地 等)，生物肥料也已經(jīng)成為主力軍。因此，膠凍樣芽孢桿菌的開發(fā)應用，具有廣闊的前景。
目前，對于芽孢桿菌的工業(yè)化液體發(fā)酵工藝，普遍存在著發(fā)酵水平偏低，芽孢形成 不一致，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等缺陷，例如，發(fā)酵液制成的液體產(chǎn)品質(zhì)量標準1994年在農(nóng)業(yè)部 行業(yè)標準NY227-1994(微生物肥料)中規(guī)定的有效菌含量為10. 0億cfu/ml，但隨著生產(chǎn)廠 家增多，產(chǎn)品數(shù)量增加，市場上流通的產(chǎn)品有很多質(zhì)量不達標，有的產(chǎn)品的有效菌含量甚至 不足5億cfu/ml。因此，如何提高發(fā)酵液芽孢數(shù)量并保持很好的同步性就成為膠凍樣芽孢 桿菌發(fā)酵的技術(shù)關(guān)鍵之一。 目前對于膠凍樣芽孢桿菌發(fā)酵工藝的研究主要集中在對菌株進行誘變處理，或者
是調(diào)整發(fā)酵過程中的溫度、壓力等工藝條件，等等，進而提高活菌數(shù)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(chǎn)工藝在出發(fā)菌株的基礎(chǔ)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(chǎn)的、具有抗高溫和耐酸堿的膠凍樣芽孢桿菌突變菌株，并進行純培養(yǎng)。通過這種方法來
提高發(fā)酵生產(chǎn)的活菌數(shù)量和分泌大量的植物活性物質(zhì)，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提供了一種用于微生物肥料的芽孢桿菌液的同步發(fā)酵方 法在發(fā)酵罐生產(chǎn)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(xiàn)有的微生物發(fā)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(chǎn)控制帶來困難，且芽孢形成率低的缺陷，并可在大規(guī)模的 液體發(fā)酵條件下，使之同步形成芽孢，并能提高芽孢形成的數(shù)量和比例，縮短生產(chǎn)周期。
上述工藝雖能不同程度地提高發(fā)酵過程中的活菌數(shù)量，但是實際操作起來還是比 較麻煩，實用性較差。

發(fā)明內(nèi)容
為了進一步降低生產(chǎn)成本，簡化生產(chǎn)工藝，提高發(fā)酵單位，解決原配方不產(chǎn)芽孢等
一系列的問題，我們就芽孢桿菌的培養(yǎng)條件及發(fā)酵工藝進行了初步研究。 本發(fā)明通過研究發(fā)現(xiàn)，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(fā)明所采用的技術(shù)方案為向傳統(tǒng)的基本發(fā)酵培養(yǎng)基(淀粉、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(shù)
生長期延長2-3小時，發(fā)酵液中的活菌數(shù)平均從4. 4億cfu/ml提高到7. 4億cfu/ml，而且
菌體生長狀態(tài)一致，大小均勻，粗壯整齊，為同步形成芽孢奠定了基礎(chǔ)。 本發(fā)明培養(yǎng)基中各組分的重量百分含量分別為 淀粉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 % ; 余量為水。 實驗證明，基本培養(yǎng)基(即淀粉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(fā)酵水平影響不大，而通過在常規(guī)發(fā)酵工藝的基礎(chǔ)上 采用向基本發(fā)酵培養(yǎng)基中添加微量硫酸鋅的工藝技術(shù)，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(shù)量，從而使15M3發(fā)酵罐的發(fā)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(chǎn)品質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本。 此外，本發(fā)明通過多批次的實驗發(fā)現(xiàn)(見實施例4)，發(fā)酵培養(yǎng)基中硫酸鋅的含量 最好是0.08-0. 12% (重量百分比)，更優(yōu)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(fā)明作更詳細的描述。這些實施例僅僅是對本發(fā)明最佳實施 方式的描述，并不對本發(fā)明的保護范圍有限制。
實施例1 采用如下配比的(以重量計)培養(yǎng)基 淀粉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%; 余量為水。 采用常規(guī)的發(fā)酵工藝，在15M3的發(fā)酵罐中發(fā)酵，采用平板稀釋法測定活菌數(shù)，重復 三次取平均值，活菌數(shù)高達6. 8億cfu/ml，而不添加硫酸鋅的基本培養(yǎng)基的活菌數(shù)僅有4. 3 億cfu/ml，提高了 58% ，而且菌體生長狀態(tài)一致，大小均勻，粗壯整齊。 實施例2 采用如下配比的(以重量計)培養(yǎng)基 淀粉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%; 余量為水。 采用常規(guī)的發(fā)酵工藝，在15M3的發(fā)酵罐中發(fā)酵，采用平板稀釋法測定活菌數(shù)，重復 三次取平均值，活菌數(shù)高達7. 4億cfu/ml，而不添加硫酸鋅的基本培養(yǎng)基的活菌數(shù)僅有4. 4 億cfu/ml，提高了 68% ，而且菌體生長狀態(tài)一致，大小均勻，粗壯整齊。實施例3采用如下配比的(以重量計)培養(yǎng)基淀粉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% ;余量為水。
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采用常規(guī)的發(fā)酵工藝，在15M3的發(fā)酵罐中發(fā)酵，采用平板稀釋法測定活菌數(shù)，重復 三次取平均值，活菌數(shù)高達8. 0億cfu/ml，而不添加硫酸鋅的基本培養(yǎng)基的活菌數(shù)僅有4. 5 億cfu/ml，提高了 78% ，而且菌體生長狀態(tài)一致，大小均勻，粗壯整齊。
實施例4 將培養(yǎng)基中各基本組分的含量(以重量計)固定不變，即淀粉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(shè)定為O. 05%，0. 08%，0. 10%，0. 13%，0. 16%，0. 20%，采用常 規(guī)的發(fā)酵工藝，在15M3的發(fā)酵罐中發(fā)酵，采用平板稀釋法測定活菌數(shù)，每種硫酸鋅濃度均重 復三次取平均值，結(jié)果如下 表1不同硫酸鋅含量的培養(yǎng)基的活菌數(shù)統(tǒng)計
硫酸鋅的含量(以重量計)，％0. 050. 080. 100. 120. 160. 20
活菌數(shù)，億cfu/ml6. 97. 48. 07. 67. 57. 2 而且菌體生長狀態(tài)一致，大小均勻，粗壯整齊。
權(quán)利要求
一種膠凍樣芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基，以重量百分比計，包括0.9-1.1％的淀粉；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，余量為水，其特征在于，該培養(yǎng)基中還含有0.05％-0.2％的硫酸鋅。
2. 如權(quán)利要求1所述的培養(yǎng)基，其特征在于，以重量百分比計，硫酸鋅的含量最好是0. 08-0. 12%。
3. 如權(quán)利要求1所述的培養(yǎng)基，其特征在于，以重量百分比計，硫酸鋅的含量最好是0.1%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種膠凍樣芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基，該培養(yǎng)基中各組分的重量百分含量為淀粉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％；余量為水。本發(fā)明培養(yǎng)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(shù)量，從而大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了生產(chǎn)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(yōu)先權(quán)日2010年3月4日
發(fā)明者姜濤 申請人:山東成武九洲科技開發(fā)有限公司