專利名稱：一種高細(xì)胞濃度光合細(xì)菌的簡易培養(yǎng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物技術(shù)及微生物應(yīng)用領(lǐng)域，具體說涉及一種高細(xì)胞濃度光合細(xì)菌的簡易培養(yǎng)方法及發(fā)酵液調(diào)節(jié)水質(zhì)的應(yīng)用。具體詳細(xì)的說是一種簡單實(shí)用的高細(xì)胞濃度光合細(xì)菌的生產(chǎn)方法及發(fā)酵液在水產(chǎn)養(yǎng)殖調(diào)節(jié)水質(zhì)上的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
近年來，隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)養(yǎng)殖面積和生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，以及養(yǎng)殖產(chǎn)量的急劇增加和養(yǎng)殖集約化程度的不斷提高，養(yǎng)殖生產(chǎn)本身對養(yǎng)殖水域環(huán)境產(chǎn)生了一定程度的污染；此外，人類生活污水、各種工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)退水等的超量排放，進(jìn)一步污染了養(yǎng)殖用水水源，造成養(yǎng)殖水質(zhì)下降，養(yǎng)殖環(huán)境惡化。養(yǎng)殖水域污染不僅給水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且由于養(yǎng)殖動物體內(nèi)抗生素等有害物質(zhì)殘留，給人民健康造成極大危害。目前國外高密度集約化養(yǎng)殖中一般采用微生態(tài)制劑來達(dá)到養(yǎng)殖用水循環(huán)利用或降低排放廢水中有害物質(zhì)含量的目的。水產(chǎn)養(yǎng)殖上使用比較普遍的微生態(tài)制劑有光合細(xì)菌、(反)硝化細(xì)菌， 以芽孢桿菌為主的復(fù)合制劑，EM復(fù)合菌劑等。其中光合細(xì)菌(photosynthesis kicteria簡稱PSB)在生長繁殖過程中能利用有機(jī)酸、氨、硫化氫、烷烴及低分子有機(jī)物作為碳源和供氫體進(jìn)行光合作用，同時(shí)降解和清除水體環(huán)境中的過量有機(jī)物和有害物質(zhì)，防止水體富營養(yǎng)化，提高水體的溶氧量，從而凈化水質(zhì)，改善水產(chǎn)動物的生長環(huán)境。因此，光合細(xì)菌在水產(chǎn)養(yǎng)殖上是應(yīng)用比較早也是使用比較普遍的一種微生態(tài)制劑。目前國內(nèi)外培養(yǎng)光合細(xì)菌的方式一般有采用密閉光反應(yīng)器動態(tài)連續(xù)培養(yǎng)和采用采用透光的容器靜置密閉培養(yǎng)。中國發(fā)明專利申請?zhí)?009100395 . 0“一種光合細(xì)菌水產(chǎn)養(yǎng)殖餌料添加劑的生產(chǎn)方法”雖然能保證生產(chǎn)的光合細(xì)菌發(fā)酵液質(zhì)量穩(wěn)定，但需要全自動光合微生物發(fā)酵罐，且產(chǎn)量也受到發(fā)酵罐罐體的限制，生產(chǎn)成本偏高將限制這一技術(shù)的推廣應(yīng)用。專利號為03220904. 5 “立式光合細(xì)菌培養(yǎng)裝置”雖然節(jié)約了一定的場地，也能利用人工光源，但該裝置需特殊定制，機(jī)動性差，如利用太陽光則需要類似透光性強(qiáng)的玻璃房場地，如利用完全利用人工光照，則能源消耗較多。從培養(yǎng)基上分析，碳源占光合細(xì)菌的干重的50%以上，因此有關(guān)光合細(xì)菌碳源的研究也較多，一般以乙酸鈉作為培養(yǎng)基的主要有機(jī)碳源，專利號200410009803. χ “一種培養(yǎng)超高細(xì)胞濃度光合細(xì)菌的方法”中用乙醇代替乙酸鈉，制備的光合細(xì)菌菌細(xì)胞濃度可達(dá)每毫升45億以上，但相對而言乙醇的價(jià)格較高， 且隨著能源危機(jī)的加劇，乙醇的價(jià)格會日益攀升。因此，如何簡化培養(yǎng)裝置和生產(chǎn)過程，降低生產(chǎn)成本，使養(yǎng)殖戶“用得起”光合細(xì)菌，是光合細(xì)菌能大面積推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高細(xì)胞濃度光合細(xì)菌的簡易培養(yǎng)方法，在保證光合細(xì)菌產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，降低光合細(xì)菌的生產(chǎn)成本。本發(fā)明采取的技術(shù)方案為
—種高細(xì)胞濃度光合細(xì)菌的簡易培養(yǎng)方法，其特征在于添加的無機(jī)碳源一碳酸氫鈉作為光合細(xì)菌的的主要碳源，簡化的培養(yǎng)基成分及含量如下乙酸鈉0. 3 %，碳酸氫鈉 0. 8%,NH4Cl 0.1%,NaCl 0.1%,MgSO4 ‘7H20 0. 02%, K2HPO4 0. 05%,KH2PO4 0. 02%, CaCl2 0. 005%，酵母膏 0. 05%。所述培養(yǎng)基配方，培養(yǎng)介質(zhì)為自來水或清潔地下水，室內(nèi)采用多柱塔式培養(yǎng)裝置， 按20%的接菌量接種本實(shí)驗(yàn)室保存的菌種，溫度控制在30°C左右，人工光源的光照強(qiáng)度約為30001uX時(shí)，培養(yǎng)7d的菌液濃度可達(dá)每毫升20億以上。所述培養(yǎng)基配方，可直接用自來水或清潔地下水配置培養(yǎng)基，室外采用白色塑料桶，按20%的接菌量接種本實(shí)驗(yàn)室保存的菌種，日平均氣溫在25°C以上，培養(yǎng)7d的菌液濃度可達(dá)每毫升40億以上，且菌液可保存1年以上。利用所述的高細(xì)胞濃度光合細(xì)菌的生產(chǎn)方法，生產(chǎn)的光合細(xì)菌在水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)調(diào)節(jié)上的應(yīng)用。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于優(yōu)化了培養(yǎng)基的組成及成分，在保證菌液濃度的前提下，降低了生產(chǎn)成本；簡化了光合細(xì)菌的培養(yǎng)過程，使光合細(xì)菌的規(guī)模化生產(chǎn)可操縱性強(qiáng)，所需設(shè)備簡單，養(yǎng)殖戶可在家中自行生產(chǎn)，從而大大降低光合細(xì)菌的使用成本。本發(fā)明生產(chǎn)的光合細(xì)菌可調(diào)節(jié)水體中藻相，有效降低氨氮含量，提高水體中溶解氧的含量。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例4中光合細(xì)菌對水中溶解氧含量的影響。其中橫坐標(biāo)為時(shí)間，單位天；縱坐標(biāo)為水體中溶解氧的含量，單位mg/L。圖1中顯示溶解氧含量隨時(shí)間推移呈現(xiàn)先升后降，再升高的趨勢。水體中溶解氧含量在試驗(yàn)第7d達(dá)到最大值，隨后降低是由于第7d晚上關(guān)閉了光源，新產(chǎn)生的氧氣很少，而原來的氧氣隨著取樣的攪動釋放到空氣中。說明水體中溶解氧含量的升高跟水體中藻類的大量繁殖進(jìn)行光合作用釋放氧氣有關(guān)， 試驗(yàn)過程中可在水面發(fā)現(xiàn)大量的氣泡。圖2為本發(fā)明實(shí)施例4中光合細(xì)菌對水中藻細(xì)胞濃度的影響。其中橫坐標(biāo)為處理； 縱坐標(biāo)為水體中藻細(xì)胞濃度，單位個/毫升。圖2中顯示，處理的藻細(xì)胞濃度接近對照的2倍。圖3為本發(fā)明實(shí)施例4中光合細(xì)菌對水中氨氮含量的影響。其中橫坐標(biāo)為時(shí)間， 單位天；縱坐標(biāo)為水體中氨氮的含量，單位mg/L。圖3顯示，隨著時(shí)間的推移氨氮急劇降低，水體中氨氮的急劇降解可能跟水體中的藻類大量繁殖有關(guān)。其中處理的降解速率相對較快，最終的氨氮濃度也最低，說明菌劑的投入對氨氮的降解起了一定的作用。
具體實(shí)施方案以下結(jié)合具體實(shí)施方案對本發(fā)明高細(xì)胞濃度光合細(xì)菌的簡易培養(yǎng)方法，做進(jìn)一步的說明。一種高細(xì)胞濃度光合細(xì)菌的生產(chǎn)方法1.光合細(xì)菌菌種生產(chǎn)用的菌種為本實(shí)驗(yàn)室分離保存的紅螺菌科紅假單胞菌屬的沼澤紅假單胞菌 Rhodopseudomonas palustris。
2.光合細(xì)菌培養(yǎng)基和培養(yǎng)介質(zhì)本發(fā)明涉及的培養(yǎng)基成分及含量乙酸鈉0.3%，碳酸氫鈉0.8%，NH4Cl 0.1%， NaClO. 1%, MgSO4 ‘ 7H20 0. 02%, K2HPO4 0. 05%, KH2PO4 0. 02%, CaCl2 0.005%，酵母膏 0. 05%。光合細(xì)菌生產(chǎn)必須用清潔淡水，水的pH值7. 0 8. 5為宜，雜菌含量少，低于100 個/毫升?？芍苯佑米詠硭虻叵滤?。地下水硬度低的最好。含氯的自來水要放置24 48h，或添加適量硫代硫酸鈉中和后方可使用。3.菌劑的規(guī)模生產(chǎn)的裝置室內(nèi)生產(chǎn)可用多柱塔式培養(yǎng)裝置，室外生產(chǎn)可直接用25L或50L的寬口徑圓筒，使用前用安替福民20 30倍的稀釋液噴灑內(nèi)壁，然后用清水洗凈。4.接種量接種量大小主要影響菌液達(dá)到最大生物量的時(shí)間即發(fā)酵周期，而對最終的光合細(xì)菌生物量影響不大。因此大規(guī)模生產(chǎn)中綜合考慮成本等各方面因素，采用20%接種量比較適宜。5.培養(yǎng)條件①溫度光合細(xì)菌在25 35°C的溫度范圍內(nèi)生長良好，最適生長溫度為30°C。②光照強(qiáng)度光合細(xì)菌生長最適的光照強(qiáng)度為2500 50001UX，在大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)為了節(jié)約成本可以選擇自然光照培養(yǎng)。③pH值光合細(xì)菌在pH值6. 5 9. 0之間均能正常生長，在pH8. 0時(shí)生長最好。 在規(guī)模生產(chǎn)時(shí)如所用水的pH為6. 5 8. 5之間，可不調(diào)pH。6.培養(yǎng)周期 室內(nèi)用多柱塔式光合細(xì)菌反應(yīng)器，溫度在30 V，pH8. 0 8. 5，接種量在20 %，光照培養(yǎng)(光照在25001UX以上)，在7 9d能達(dá)到發(fā)酵終點(diǎn)，菌液濃度一般在2. 0 X IO9個/ 毫升。室外培養(yǎng)，日平均氣溫在25°C以上，天氣晴好，一般5 7d能達(dá)到發(fā)酵終點(diǎn)，菌液濃度一般在4. OX IO9個/毫升以上，自然光照的培養(yǎng)效果好于人工光源。光合細(xì)菌的水產(chǎn)養(yǎng)殖水體水質(zhì)調(diào)節(jié)上的應(yīng)用。室內(nèi)模擬試驗(yàn)表明本發(fā)明中生產(chǎn)的光合細(xì)菌可使水體中的球藻、柵藻等有益藻類成倍增加，隨著藻類的大量繁殖氨氮含量降低90%以上，溶解氧的升高到10mg/L以上。田間應(yīng)用試驗(yàn)表明本發(fā)明中生產(chǎn)的光合細(xì)菌可使水體中的球藻、柵藻等有益藻類增加，氨氮含量降低40%以上，溶解氧的含量升高8. 5%以上。實(shí)施例1光合細(xì)菌培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件的確定光合細(xì)菌培養(yǎng)基(g/L)CH3COONa 3. 0，NaHCO3 8. 0，NH4Cl 1. 0，NaCl 1. 0， MgSO4 · 7Η200· 2，K2HPO4 0. 5，KH2PO4 0. 2，CaCl2 0. 05，酵母膏 0. 5，pH 自然。溫度將合細(xì)菌按10%的接種量轉(zhuǎn)接到培養(yǎng)基中，分別置于15°C、20°C、25°C、 30°C、35°C、4(TC下厭氧光照(光強(qiáng)約3000lux)培養(yǎng)，試驗(yàn)第7d統(tǒng)計(jì)菌數(shù)，結(jié)果見表1。表1溫度對光合細(xì)菌生長的影響
權(quán)利要求
1.一種高細(xì)胞濃度光合細(xì)菌的生產(chǎn)方法，其特征在于添加的無機(jī)碳源--碳酸氫鈉作為光合細(xì)菌的的主要碳源，簡化的培養(yǎng)基成分及含量如下乙酸鈉0.3%，碳酸氫鈉 0. 8%, NH4ClO. 1 %，NaCl 0.1%, MgSO4 · 7H20 0. 02%, K2HPO4 0. 05%, KH2PO4 0. 02%, CaCl2 0. 005%，酵母膏 0. 05%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高細(xì)胞濃度光合細(xì)菌的生產(chǎn)方法，其特征在于所述培養(yǎng)基配方，培養(yǎng)介質(zhì)為自來水或清潔地下水，室內(nèi)采用多柱塔式培養(yǎng)裝置，按20%的接菌量接種本實(shí)驗(yàn)室保存的菌種，溫度控制在30°C左右，人工光源的光照強(qiáng)度約為30001UX時(shí)，培養(yǎng)7d 的菌液濃度可達(dá)每毫升20億以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高細(xì)胞濃度光合細(xì)菌的生產(chǎn)方法，其特征在于所述培養(yǎng)基配方，可直接用自來水或清潔地下水配置培養(yǎng)基，室外采用白色塑料桶，按20%的接菌量接種本實(shí)驗(yàn)室保存的菌種，日平均氣溫在25°C以上，培養(yǎng)7d的菌液濃度可達(dá)每毫升40億以上，且菌液可保存1年以上。
4.利用所述的高細(xì)胞濃度光合細(xì)菌的生產(chǎn)方法，生產(chǎn)的光合細(xì)菌在水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)調(diào)節(jié)上的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高細(xì)胞濃度光合細(xì)菌的簡易培養(yǎng)方法，簡化了光合細(xì)菌的培養(yǎng)基成分，培養(yǎng)基的主要成分為乙酸鈉0.3％，碳酸氫鈉0.6％，NH4Cl 0.1％，NaCl 0.1％，MgSO4·7H2O0.02％，K2HPO4 0.05％，KH2PO4 0.02％，CaCl2 0.005％，酵母膏0.05％，同時(shí)簡化了光合細(xì)菌的生產(chǎn)過程。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于優(yōu)化了培養(yǎng)基的組成及成分，在保證菌液濃度的前提下，降低了生產(chǎn)成本；簡化了光合細(xì)菌的培養(yǎng)過程，使光合細(xì)菌的規(guī)?；a(chǎn)可操縱性強(qiáng)，所需設(shè)備簡單，養(yǎng)殖戶可在家中自行生產(chǎn)，從而大大降低光合細(xì)菌的使用成本。本發(fā)明生產(chǎn)的光合細(xì)菌可調(diào)節(jié)水體中藻相，有效降低氨氮含量，提高水體中溶解氧的含量。
文檔編號C12N1/20GK102212491SQ201110077489
公開日2011年10月12日 申請日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月29日
發(fā)明者周可, 張峰峰, 謝鳳行, 趙玉潔 申請人:天津市農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究中心