專利名稱：固態(tài)光合細菌技術的制作方法
固態(tài)光合細菌技術屬于應用微生物技術領域。
光合細菌(PSB)是具有原始光能合成體系的原核生物的統(tǒng)稱。自本世紀80年代以來，它被廣泛應用于養(yǎng)殖業(yè)、環(huán)境保護和農業(yè)等領域中。由于光合細菌菌體蛋白達60％以上，氨基酸組成合理，富含B12等多種維生素、葉酸、色素、生物素和輔酶Q等物質，因此已成為開發(fā)研制新型食品、藥品、飼料原料和添加劑的對象。光合細菌還具有促進動物對飼料的消化吸收、刺激動植物生長發(fā)育、分解利用H2S、NH3、脂類、胺、CH4等物質、提高動物機體免疫功能、固氮和改善蛋白黃顏色等特殊功能。
單就在養(yǎng)殖領域的應用而言，現(xiàn)有的光合細菌制劑分為海洋(咸水)型、淡水型和介于這兩者之間的咸淡水兼用型三類。常用的光合細菌菌種主要有紅螺菌屬(Rho-dosplrlllaceae sp.)、球形紅假單孢菌(Rhodo-pseudomonas sphaeroldes)和紅微菌屬(Rhodomlc-roblum sp.)等。
目前國內外大多數(shù)光合細菌制劑均為液態(tài)。其培養(yǎng)基主要成分大體包括醋酸鈉、酵母膏、K2HPO4、KH2PO4、NaHCG3、NaClB族維生素、NH4Cl[或(NH4)2SO4]等。液態(tài)培養(yǎng)基固形物總量一般為1—5％。國內外普遍采用的光合細菌培養(yǎng)方式多為厭氧培養(yǎng)。主要工藝過程為三角瓶(液體)培養(yǎng)→葡萄糖瓶(500ml，液體)培養(yǎng)→透明塑料桶(液體)培養(yǎng)→水缸(或其他較大容器)培養(yǎng)。用自然光或白熾燈(如夜間)進行光照，照度為550—2000lux。培養(yǎng)溫度為20—35℃之間，1—5天即可培養(yǎng)成功。在通用光合細菌培養(yǎng)技術中，光密度(OD)值為1.2—4.0(用分光光度計測定，λ為660nm)，細胞數(shù)為12—40億/ml。這種液態(tài)光合細菌產品的不足之處在于它們在16—35℃(室溫)下可保存三個月左右，三個月后即出現(xiàn)細胞老化和死亡；至于在高溫(如50℃左右)條件下，則產品只能保存15天左右就開始腐敗變質。因此這類產品使用效果不佳。同時，由于產品系液態(tài)，易灑，故給運輸帶來困難。
為了解決液態(tài)光合細菌易老化和運輸困難的缺點，近年來國內外普遍采用碳酸鈣吸附法。即以碳酸鈣為載體，將液態(tài)光合細菌產品吸附在它上面，然后進行干燥處理，但是碳酸鈣吸水量較小，因此如采用一次吸附法，一般單位重量固態(tài)光合細菌細胞數(shù)只有液態(tài)光合細菌細胞數(shù)的20％左右；如果采用多次吸附法，雖可適當增加光合細菌的細胞數(shù)，但同時也增大了工作量和干燥量，成本提高2倍左右。
還有人把液態(tài)光合細菌進行低溫濃縮，然后用碳酸鈣吸附。但由于低溫濃縮動力消耗大，使這種工藝的生產成本相應提高2倍左右。
上述兩種以碳酸鈣為載體，用吸附法制成的固態(tài)光合細菌其保存期只比液態(tài)光合細菌延長25％左右。
目前國內外尚無采用固體培養(yǎng)工藝生產光合細菌制劑的先例。
本發(fā)明針對現(xiàn)有國內外光合細菌技術中的某些不足，主要達到以下幾個目的1、提高單位重量產品中光合細菌的細胞數(shù)；2、大幅度延長在常溫下光合細菌細胞的存活時間、從而延長產品的保存期；3、使產品便于運輸。
本發(fā)明的核心內容有兩點1、以深層土壤為基料(均占75—85％)，并輔以輕質碳酸鈣(占10—15％)和可溶性營養(yǎng)物質(占5—8％，其中包括糖漿2—4％，硫酸銨和氯化銨0.5—1％。K2HPO4和PH2PO40.2—0.5％，MgSO40.1—0.3％，醋酸鈉0.3—0.8％，酵母膏0.1—0.5％，牛肉膏0.2—0.4％，NaHCO30.3—0.4％，復合維生素B0.01—0.02％等成分)；經滅菌后接種液體光合細菌，進行固體培養(yǎng)，以獲得固態(tài)光合細菌制劑。
2、為了解決因固體培養(yǎng)所帶來的光照不足問題，采用定時翻動培養(yǎng)基的方法，以便滿足光臺細菌在固態(tài)培養(yǎng)過程中對光照的要求。
本發(fā)明具體實施步驟一、按常規(guī)方法培養(yǎng)液態(tài)光合細菌1.培養(yǎng)基由如下成分構成氯化銨0.1—0.3％，K2HPO40.3—0.6％，KH2PO40.2—0.3％，MgSO4·7H2O0.3—0.4％，醋酸鈉0.4—1.0％，碳酸鈉0.3—0.8％，氯化鈉0.05—0.2％，復合維生素B0.001％，B、Zn、Co、Mn等微量元素混合物0.01—0.001％，酵母膏0.01—0.05％。
2、培養(yǎng)基中的醋酸鈉和酵母膏采用0.14mpa壓力滅菌達30分鐘，其他培養(yǎng)基在常壓下滅菌。
3、液體培養(yǎng)步驟三角瓶(液體)→葡萄糖瓶(液體)→透明塑料桶(液體)，在照度為900—1100lux，溫度為26—30℃條件下厭氧培養(yǎng)72小時，當6600nmOD值達4.0時，終止培養(yǎng)。
二、固態(tài)培養(yǎng)1、培養(yǎng)基按發(fā)明內容之“l(fā)”所述成分及配比準備。
2、培養(yǎng)基滅菌將NaHCO3化成水溶液(如適量水)單獨進行高壓滅菌；其他培養(yǎng)基加適量水后高壓滅菌。
3、混合、接種按發(fā)明內容所述的比例將分別滅菌的培養(yǎng)基混合；之后按10—20％接種量接種液態(tài)光合細菌。
4、培養(yǎng)采用淺層(或薄層)固體發(fā)酵工藝，在光照為1000—1200lux、溫度為26—30℃的條件下培養(yǎng)48—72小時。
定時翻動培養(yǎng)基，以利于培養(yǎng)基得到充分光照。當每克干培養(yǎng)物光合細菌細胞數(shù)達60億以上時終止培養(yǎng)。
5、干燥、粉碎與包裝對發(fā)酵物進行低溫烘干和曬干(氣流溫度或空氣溫度在60℃以下)。之后用粉碎機粉碎，并包裝入庫。
主要技術指標和優(yōu)點1、主要技術指標(1)外觀；微顯粉紅色粉末。
(2)氣味具有固態(tài)光合細菌制劑的特殊氣味，無異味。
(3)理化指標水份≤8％；灰份≤78％。
(4)微生物指標光合細菌細胞≥60億/8雜菌比例≤0.5％。
2、優(yōu)點(1)單位重量細胞數(shù)比液態(tài)光合細菌提高50％—400％，比碳酸鈣吸附法提高1—6倍。
(2)保存時間比液態(tài)光合細菌長4倍左右，比碳酸鈣吸附法生產的固態(tài)光合細菌長2倍左右。
(3)生產成本比碳酸鈣吸附法降低5％。
(4)運輸方便。
參考文獻1、翁穌穎等(1980)，光合細菌在廢水處理中的應用及菌體的綜合利用。微生物學通報，8(4)186—1882、[日]小林達治(1978)，光合成細菌の自然界しニぞしナ為役割(特ヒニ高等植物との相關性)との利用。發(fā)酵と工業(yè)，367；
3、Welch，E.B.C(1976).J Water Poll.Control Fed.，481335.
4、翁穌穎等編著《環(huán)境微生物學》，科學出版社，1991年版，第277頁。
權利要求
1.一種新型的應用微生物技術——固態(tài)光合細菌技術是指以深層無污染土壤為基料，并輔以碳酸鈣和數(shù)種可溶性營養(yǎng)物質，按一定配比組成固體培養(yǎng)基，經用特定方式滅菌后，接種液體光合細菌，在保證充分光照等條件下進行固體培養(yǎng)，并經干燥處理和粉碎而得到固態(tài)光合細菌制劑。
2.按照權利要求1所述的固態(tài)光合細菌技術其特征是所說的固體培養(yǎng)基的一定配比是指(1)深層無污染土壤，占75—85％；(2)碳酸鈣(輕質)占10—15％；(3)數(shù)種可溶性物質，占5—8％。其中包括糖漿2—4％，硫酸銨和氯化銨0.5—1％，K2HPO4和KH2PO40.2—0.5％，MgSO40.1—0.3％，醋酸鈉0.3—0.8％，酵母膏0.1—0.5％，牛肉膏0.2—0.4％NaHCO30.3—0.4％，復合維生素B0.01—0.02％等。
3.按照權利要求1所說的對固體培養(yǎng)基用特定方式滅菌是指將培養(yǎng)基中的NaHCO3化成水溶液單獨進行高壓滅菌，并將除此之外的其他培養(yǎng)基加適量水后高壓滅菌。
4.按照權利要求1所述的固態(tài)光合細菌技術，其特征是所說的在保證充分光照等條件下進行固體培養(yǎng)是指(1)采用淺層或薄層固體發(fā)酵工藝；(2)在光照為1000—1200lux、溫度為26—30℃條件下，培養(yǎng)48—72小時；(3)對培養(yǎng)基予以定時翻動，使之得到充分光照。
5.按照權利要求1所述的固態(tài)光合細菌技術，其特征是所說的干燥處理是指對發(fā)酵物進行低溫烘干和曬干，其氣流溫度和空氣溫度均在60℃以下。
6.按照權利要求1所述的固態(tài)光合細菌技術，其特征是所說的液態(tài)光合細菌是指按常規(guī)方法培養(yǎng)的液態(tài)光合細菌。
全文摘要
一種新型的應用微生物技術—固態(tài)光合細菌技術是指以深層無污染土壤為基料，并輔以輕質碳酸鈣和糖漿、牛肉膏、酵母膏、復合維生素B和多種無機鹽等可溶性營養(yǎng)物質，按一定配比組成固體培養(yǎng)基，經分別單獨滅菌后接種常規(guī)方法培養(yǎng)的液體光合細菌，運用淺層或薄層固體發(fā)酵工藝，在光照為1000-1200lux和溫度為26-30℃條件下培養(yǎng)48-72小時，并經干燥處理和粉碎而得到固態(tài)光合細菌制劑。本產品單位重量細胞數(shù)比同類產品提高0.5-6倍，保存時間比同類產品延長2-4倍左右，成本降低。本產品便于運輸。
文檔編號C12N1/20GK1124293SQ9411849
公開日1996年6月12日 申請日期1994年12月9日 優(yōu)先權日1994年12月9日
發(fā)明者王厚德 申請人:王厚德