秸稈發(fā)酵劑生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性研究

張慶華　趙新海　鐘麗娟　關(guān)艷麗

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（D660 nm）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

中圖分類號(hào)： S188+.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2017）11-0244-02[HS）][HT9.SS]

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

[JP3]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、41086、11371。[JP]

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[4]

采用移塊法和劃線法2種方法。

1.4抑菌劑的選擇[5]

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(guò)測(cè)量種子培養(yǎng)過(guò)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(guò)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（D660 nm）在0.2～0.8時(shí)，其大小與菌數(shù)成正比（圖1）。

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(guò)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。加入抑菌劑后的菌種生長(zhǎng)情況見(jiàn)表3。[FL）]

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)烈的抑表4結(jié)果表明，在生產(chǎn)菌固體培養(yǎng)過(guò)程中，放線菌與生產(chǎn)菌共培養(yǎng)效果不好，對(duì)生產(chǎn)菌有抑制作用，菌數(shù)不到10×108個(gè)/g，對(duì)照菌數(shù)為130×108個(gè)/g。

2.6生產(chǎn)終點(diǎn)的快速判定方法研究

[JP3]通過(guò)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[JP2]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。[JP]

3結(jié)論與討論

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)。

[JP2]在固體發(fā)酵過(guò)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192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。[JP]

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)：

[1]陳洪章，徐建. 現(xiàn)代固態(tài)發(fā)酵原理及應(yīng)用[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004：141-155.

[2]萬(wàn)素英，李琳，王慧君. 食品防腐與食品防腐劑[M]. 北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，1998：38-120.

[3]高鳳菊，陳惠，吳琦. 產(chǎn)纖維素酶芽孢桿菌C-36的分離篩選及其鑒定[J]. 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，24（2）：175-177.

[4][JP+1]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.[JP]

[5]李永剛，宋興舜，趙雪瑩，等. 生防枯草芽孢桿菌L1特性的初步研究[J]. 植物保護(hù)，2008，34（1）：57-61.

[6]劉煥利，潘小玫，張學(xué)君，等. 產(chǎn)抗菌蛋白芽孢桿菌的篩選及抗菌蛋白性質(zhì)[J]. 中國(guó)生物防治，1995，11（4）：160-164.

[7]郝華昆，賈潔，韓俊華，等. 產(chǎn)抗菌蛋白芽孢桿菌R21-4的鑒定及其抗菌譜研究[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè)，2006，32（10）：54-58.[ZK）][HT][HJ][FL）]