秸秆发酵剂生产工艺稳定性分析范文

摘要:对秸秆发酵剂生产工艺稳定性进行了研究，包括液体种子质量控制、低成本配方的研究、杂菌控制方法研究及生产终点的快速判定方法研究等。试验结果表明，当光密度(D660nm)在0．2～0．8时，其大小与菌数成正比;加入20%的肥土的培养效果最好，目的菌菌数为150×108个/g，杂菌数为13×108个/g，杂菌率为8．7%;加入抑菌剂亚硫酸钠效果较好，菌数达到250×108个/g，是对照菌数的1．92倍，杂菌率为12．0%，比对照低8．8百分点。放线菌在固体发酵中用于控制染菌方面未能获得良好效果，有待于进一步深入探讨。

关键词:秸秆发酵剂;生产工艺;稳定性

秸秆发酵剂已广泛用于设施农业中，促进农作物秸秆的快速腐熟，将纤维素大分子转变成适合植物吸收的小分子化合物，提高转化利用率，肥沃土壤;成功解决了冬春季地温低、土传病害严重、二氧化碳浓度不足、土壤板结等制约设施农业冬季生产的主要难题，降低了化肥和农药的使用量，提高了农产品质量和品质，实现了秸秆循环利用［1］。随着秸秆发酵剂产品的大量上市，市场竞争日趋激烈，只有价格低、质量稳定的产品才能站稳市场［2］。本试验对秸秆发酵剂生产工艺稳定性进行了研究，包括液体种子质量控制、低成本配方的研究、杂菌控制方法研究及生产终点的快速判定方法研究等［3］，为秸秆发酵剂大生产的工艺稳定性提供可靠的方法及理论依据。

1材料与方法

1．1菌种试验

菌种包括地衣芽孢杆菌、C5、D8、C9、Y6－1、I3、D8－1、BF2、D8+、BF6、BF3、F5、AH、AM、5406、4.1086、11371。

1．2培养基

细菌液体培养基:蛋白胨2．0%，葡萄糖0．5%，氯化钠0．5%，磷酸二氢钾0．06%，pH值7．0～7．2。拮抗试验培养基:蛋白胨1．0%，酵母膏1%，葡萄糖0．6%，磷酸氢二钾0．2%，硫酸镁0．02%，琼脂1．6%，pH值7．0～7．2。固体培养用基础培养基:稻壳10%，玉米面60%，豆粕10%，麸皮20%，生石灰0．7%。

1．3共生放线菌的筛选

采用移块法和划线法2种方法。

1．4抑菌剂的选择

将浓度为0．2%的抑菌剂溶液做成药敏片，根据药敏片对生产菌抑制情况选择抑菌剂。

2结果与讨论

2．1液体种子质量控制

通过测量种子培养过程中不同时间的光密度和菌数，找出光密度和菌数的线性关系范围，通过测量发酵液的光密度即可快速判定发酵终点。试验结果表明，当光密度(D660nm)在0．2～0．8时，其大小与菌数成正比。

2．2无机盐对提高菌数的影响

营养盐是微生物生长的主要营养要素之一，对菌数的提高起着至关重要的作用。营养盐对本秸杆生产菌固体培养的菌数影响不大，加入硫酸铵的效果最好，菌数提高了26．9%，添加尿素效果则次之，菌数提高了15．2%。

2．3草炭、肥土等原料对菌数的影响

在秸秆发酵剂的生产过程中，原料成本约占总生产成本的1/3，所以控制原料成本也是生产的关键步骤。本试验主要考查草炭、肥土2种原料在大生产中应用的可行性。

2．4抑菌剂在固体发酵中的应用研究

防腐剂选择山梨酸钾、亚硫酸钠、对羟基苯甲酸甲酯和四霉素等4种，采用纸片法进行防腐剂对目的菌的抑制作用分析［6－7］，只有四霉素对生产菌有抑制作用，所以本试验选择山梨酸钾、亚硫酸钠、对羟基苯甲酸甲酯作为固体发酵的抑菌剂。

2．5放线菌在固体发酵中用于控制染菌的可行性研究

采用琼脂移块法和划线法2种方法进行了共生放线菌的筛选。在16株供试放线菌中，菌种C9、Y6－1、I3、5406、D8等5株菌种可以和生产菌共生，BF3、11371和C5对生产菌有强烈的抑制作用，D8－1、BF2、D8+、BF6、F5、AH、AM、4．1086对生产菌有抑制作用。本试验选择5406和C5作为放线菌的试验菌。

2．6生产终点的快速判定方法研究

通过多批次反复试验确定，从观察物料的颜色、测量物料的pH值和闻物料的气味等3个方面可快速判定生产终点。正常的发酵参数:物料颜色呈灰黑色;pH值＞7;物料气味呈碱味。

3结论与讨论

在培养基中不加稻壳，加入20%的肥土时，培养效果最好，其目的菌的菌数为150×108个/g，杂菌数为13×108个/g，杂菌率为8．7%。此配方染菌率低、菌数较高，有待进行重复试验得出结论，为大生产提供可靠依据。在固体发酵过程中，抑菌剂的加入，得到了较理想的效果，亚硫酸钠效果较好，菌数达到250×108个/g，是对照菌数的1.92倍，杂菌率为12．0%，比对照低8．8百分点。但还需补充抑菌剂对杂菌的抑菌试验，从而验证抑菌剂的抗杂菌效果。放线菌在固体发酵中用于控制染菌方面未能获得良好效果，是否因为共生菌的筛选方法不适合，有待于进一步深入探讨。在以后的研究中，可探讨低温菌在固态发酵中的抗杂菌作用的可行性。

参考文献:

［1］陈洪章，徐建．现代固态发酵原理及应用［M］．北京:化学工业出版社，2004:141－155．

［2］万素英，李琳，王慧君．食品防腐与食品防腐剂［M］．北京:中国轻工业出版社，1998:38－120．

［3］高凤菊，陈惠，吴琦．产纤维素酶芽孢杆菌C－36的分离筛选及其鉴定［J］．四川农业大学学报，2006，24(2):175－177．

［4］李晶，杨谦，赵丽华，等．生防枯草芽孢杆菌1329菌株抗菌物质的初步研究［J］．中国生物工程杂志，2008，28(2):59－65．

［5］李永刚，宋兴舜，赵雪莹，等．生防枯草芽孢杆菌L1特性的初步研究［J］．植物保护，2008，34(1):57－61．

［6］刘焕利，潘小玫，张学君，等．产抗菌蛋白芽孢杆菌的筛选及抗菌蛋白性质［J］．中国生物防治，1995，11(4):160－164．

［7］郝华昆，贾洁，韩俊华，等．产抗菌蛋白芽孢杆菌R21－4的鉴定及其抗菌谱研究［J］．食品与发酵工业，2006，32(10):54－58.

作者：张庆华；赵新海；钟丽娟；关艳丽 单位：辽宁省微生物科学研究院