秸稈發(fā)酵劑生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性分析范文

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摘要:對(duì)秸稈發(fā)酵劑生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，包括液體種子質(zhì)量控制、低成本配方的研究、雜菌控制方法研究及生產(chǎn)終點(diǎn)的快速判定方法研究等。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)光密度(D660nm)在0．2～0．8時(shí)，其大小與菌數(shù)成正比;加入20%的肥土的培養(yǎng)效果最好，目的菌菌數(shù)為150×108個(gè)/g，雜菌數(shù)為13×108個(gè)/g，雜菌率為8．7%;加入抑菌劑亞硫酸鈉效果較好，菌數(shù)達(dá)到250×108個(gè)/g，是對(duì)照菌數(shù)的1．92倍，雜菌率為12．0%，比對(duì)照低8．8百分點(diǎn)。放線菌在固體發(fā)酵中用于控制染菌方面未能獲得良好效果，有待于進(jìn)一步深入探討。

關(guān)鍵詞:秸稈發(fā)酵劑;生產(chǎn)工藝;穩(wěn)定性

秸稈發(fā)酵劑已廣泛用于設(shè)施農(nóng)業(yè)中，促進(jìn)農(nóng)作物秸稈的快速腐熟，將纖維素大分子轉(zhuǎn)變成適合植物吸收的小分子化合物，提高轉(zhuǎn)化利用率，肥沃土壤;成功解決了冬春季地溫低、土傳病害嚴(yán)重、二氧化碳濃度不足、土壤板結(jié)等制約設(shè)施農(nóng)業(yè)冬季生產(chǎn)的主要難題，降低了化肥和農(nóng)藥的使用量，提高了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了秸稈循環(huán)利用［1］。隨著秸稈發(fā)酵劑產(chǎn)品的大量上市，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，只有價(jià)格低、質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品才能站穩(wěn)市場(chǎng)［2］。本試驗(yàn)對(duì)秸稈發(fā)酵劑生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，包括液體種子質(zhì)量控制、低成本配方的研究、雜菌控制方法研究及生產(chǎn)終點(diǎn)的快速判定方法研究等［3］，為秸稈發(fā)酵劑大生產(chǎn)的工藝穩(wěn)定性提供可靠的方法及理論依據(jù)。

1材料與方法

1．1菌種試驗(yàn)

菌種包括地衣芽孢桿菌、C5、D8、C9、Y6－1、I3、D8－1、BF2、D8+、BF6、BF3、F5、AH、AM、5406、4.1086、11371。

1．2培養(yǎng)基

細(xì)菌液體培養(yǎng)基:蛋白胨2．0%，葡萄糖0．5%，氯化鈉0．5%，磷酸二氫鉀0．06%，pH值7．0～7．2。拮抗試驗(yàn)培養(yǎng)基:蛋白胨1．0%，酵母膏1%，葡萄糖0．6%，磷酸氫二鉀0．2%，硫酸鎂0．02%，瓊脂1．6%，pH值7．0～7．2。固體培養(yǎng)用基礎(chǔ)培養(yǎng)基:稻殼10%，玉米面60%，豆粕10%，麩皮20%，生石灰0．7%。

1．3共生放線菌的篩選

采用移塊法和劃線法2種方法。

1．4抑菌劑的選擇

將濃度為0．2%的抑菌劑溶液做成藥敏片，根據(jù)藥敏片對(duì)生產(chǎn)菌抑制情況選擇抑菌劑。

2結(jié)果與討論

2．1液體種子質(zhì)量控制

通過測(cè)量種子培養(yǎng)過程中不同時(shí)間的光密度和菌數(shù)，找出光密度和菌數(shù)的線性關(guān)系范圍，通過測(cè)量發(fā)酵液的光密度即可快速判定發(fā)酵終點(diǎn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)光密度(D660nm)在0．2～0．8時(shí)，其大小與菌數(shù)成正比。

2．2無機(jī)鹽對(duì)提高菌數(shù)的影響

營(yíng)養(yǎng)鹽是微生物生長(zhǎng)的主要營(yíng)養(yǎng)要素之一，對(duì)菌數(shù)的提高起著至關(guān)重要的作用。營(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)本秸桿生產(chǎn)菌固體培養(yǎng)的菌數(shù)影響不大，加入硫酸銨的效果最好，菌數(shù)提高了26．9%，添加尿素效果則次之，菌數(shù)提高了15．2%。

2．3草炭、肥土等原料對(duì)菌數(shù)的影響

在秸稈發(fā)酵劑的生產(chǎn)過程中，原料成本約占總生產(chǎn)成本的1/3，所以控制原料成本也是生產(chǎn)的關(guān)鍵步驟。本試驗(yàn)主要考查草炭、肥土2種原料在大生產(chǎn)中應(yīng)用的可行性。

2．4抑菌劑在固體發(fā)酵中的應(yīng)用研究

防腐劑選擇山梨酸鉀、亞硫酸鈉、對(duì)羥基苯甲酸甲酯和四霉素等4種，采用紙片法進(jìn)行防腐劑對(duì)目的菌的抑制作用分析［6－7］，只有四霉素對(duì)生產(chǎn)菌有抑制作用，所以本試驗(yàn)選擇山梨酸鉀、亞硫酸鈉、對(duì)羥基苯甲酸甲酯作為固體發(fā)酵的抑菌劑。

2．5放線菌在固體發(fā)酵中用于控制染菌的可行性研究

采用瓊脂移塊法和劃線法2種方法進(jìn)行了共生放線菌的篩選。在16株供試放線菌中，菌種C9、Y6－1、I3、5406、D8等5株菌種可以和生產(chǎn)菌共生，BF3、11371和C5對(duì)生產(chǎn)菌有強(qiáng)烈的抑制作用，D8－1、BF2、D8+、BF6、F5、AH、AM、4．1086對(duì)生產(chǎn)菌有抑制作用。本試驗(yàn)選擇5406和C5作為放線菌的試驗(yàn)菌。

2．6生產(chǎn)終點(diǎn)的快速判定方法研究

通過多批次反復(fù)試驗(yàn)確定，從觀察物料的顏色、測(cè)量物料的pH值和聞物料的氣味等3個(gè)方面可快速判定生產(chǎn)終點(diǎn)。正常的發(fā)酵參數(shù):物料顏色呈灰黑色;pH值＞7;物料氣味呈堿味。

3結(jié)論與討論

在培養(yǎng)基中不加稻殼，加入20%的肥土?xí)r，培養(yǎng)效果最好，其目的菌的菌數(shù)為150×108個(gè)/g，雜菌數(shù)為13×108個(gè)/g，雜菌率為8．7%。此配方染菌率低、菌數(shù)較高，有待進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)得出結(jié)論，為大生產(chǎn)提供可靠依據(jù)。在固體發(fā)酵過程中，抑菌劑的加入，得到了較理想的效果，亞硫酸鈉效果較好，菌數(shù)達(dá)到250×108個(gè)/g，是對(duì)照菌數(shù)的1.92倍，雜菌率為12．0%，比對(duì)照低8．8百分點(diǎn)。但還需補(bǔ)充抑菌劑對(duì)雜菌的抑菌試驗(yàn)，從而驗(yàn)證抑菌劑的抗雜菌效果。放線菌在固體發(fā)酵中用于控制染菌方面未能獲得良好效果，是否因?yàn)楣采暮Y選方法不適合，有待于進(jìn)一步深入探討。在以后的研究中，可探討低溫菌在固態(tài)發(fā)酵中的抗雜菌作用的可行性。

參考文獻(xiàn):

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［4］李晶，楊謙，趙麗華，等．生防枯草芽孢桿菌1329菌株抗菌物質(zhì)的初步研究［J］．中國(guó)生物工程雜志，2008，28(2):59－65．

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作者：張慶華；趙新海；鐘麗娟；關(guān)艷麗 單位：遼寧省微生物科學(xué)研究院