一种贝壳-二氧化硅微生物固定载体及其制备方法技术

本发明专利技术涉及微生物应用技术领域，具体为一种贝壳‑二氧化硅微生物固定载体及其制备方法。所述贝壳‑二氧化硅微生物固定载体为直径4‑7mm的颗粒，所述固定载体的孔隙度为40％‑55％。所述制备方法包括如下步骤，将质量比为4～2:1的贝壳粉末与二氧化硅颗粒混合，添加质量分数为5‑10％的水泥作为胶黏剂，混合均匀形成混合原料；将混合原料和水按照10～8:1的比例混合均匀后，进行造粒，即形成微生物固定载体颗粒。本发明专利技术微生物固定载体对微生物无毒性，并且机械强度好、成本低；本发明专利技术微生物固定载体所固定的微生物活性高。

【技术实现步骤摘要】
一种贝壳-二氧化硅微生物固定载体及其制备方法
本专利技术涉及微生物应用
，具体为一种贝壳-二氧化硅微生物固定载体及其制备方法。
技术介绍
刺参具有极高的营养和药用价值，是我国北方经济价值最高的水产养殖品种之一。近年来，大规模的工厂化养殖及近海养殖发展迅速，沉积物耗氧率增加，氨氮含量显著增加，底栖环境逐渐恶化，病害问题日益严重，极大的影响了底栖生态系统环境效益以及刺参养殖的经济效益。抗生素虽能抑制病虫害的发生，同时也为养殖池和近海生态环境带来二次污染。有益微生物菌群成为健康养殖和恢复底栖生态环境和生物多样性的新的研究方向，这些有益菌群以绿色、安全、环保，抑制病原微生物，净化水质等优势得以广泛研究和应用。目前微生物制剂在刺参养殖中的应用方式主要为游离添加或与饲料混合添加两种方式，主要目的在于调节刺参生长过程中肠道菌群的平衡，促进刺参生长发育，提高刺参养殖的经济效益。固定化微生物技术兴起于20世纪60年代，主要由固定化酶技术发展起来的，目前固定微生物的技术主要包括吸附法、包埋法、共价结合法和交联法四种，其中吸附法成本较低，固定化过程简单且容易操作，而包埋法和细胞交联法技术较为繁琐，成本较高。固定化微生物技术目前主要用于水体和土壤中有机质或其它污染物的降解，如废水脱氮、土壤中石油烃、重金属的污染物的去除等。聚氨酯、聚丙烯酰胺等人工高分子材料是常见的载体，人工高分子材料的微生物毒性还需要长期探究；角叉莱胶、琼脂糖植物等天然高分子材料及秸秆等生物废弃物也是常见固定材料，但机械强度及抗微生物分解性能还需要进一步加强；生物炭孔隙高，吸附性强，是常见的用于固定微生物的材料，其缺点在于成本较高。由此，需要提供一种新型环保的价格较低的微生物固定载体。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种贝壳-二氧化硅微生物固定载体的制备方法，从而解决微生物固定载体机械强度差和成本较高，以及负载微生物活性差的问题。为了达到上述目的，本专利技术主要提供如下技术方案：通过一种贝壳-二氧化硅微生物固定载体，包括：所述贝壳-二氧化硅微生物固定载体的大小为4-7mm的颗粒，所述固定载体的孔隙度为40％-55％，所述贝壳-二氧化硅微生物固定载体包含质量比为4～2:1的贝壳粉末与二氧化硅颗粒，并以质量分数为5-10％的水泥作为胶黏剂进行造粒。另一方面，通过一种贝壳-二氧化硅微生物固定载体的制备方法，包括如下步骤，原料混合：将质量比为4～2:1的贝壳粉末与二氧化硅颗粒混合，添加质量分数为5-10％的水泥作为胶黏剂，混合均匀形成混合原料；造粒：将混合原料和水按照10～8:1的比例混合均匀后，进行造粒，即形成微生物固定载体颗粒。上述的贝壳-二氧化硅微生物固定载体的制备方法中，所述贝壳粉末为将扇贝壳磨成60-40目的扇贝壳粉末；所述二氧化硅颗粒为60-40目的中细粒二氧化硅颗粒；所述造粒步骤中，使用圆盘造粒机进行造粒，形成的微生物固定载体颗粒的大小为4-7mm的球形或类球型颗粒。上述的贝壳-二氧化硅微生物固定载体的制备方法中，还包括，改性步骤：将造粒步骤中获得的微生物固定载体颗粒置于改性溶液中，反应10～20min，取出微生物固定载体颗粒，洗涤后自然干燥即得到改性后的微生物固定载体颗粒。上述的贝壳-二氧化硅微生物固定载体的制备方法中，所述改性溶液为柠檬酸溶液，所述为每100mL水中含有0.005-0.01g柠檬酸，其反应方程如下：2C6H8O7+3CaCO3＝(C6H5O7)2Ca3+3CO2↑+3H2O。上述的贝壳-二氧化硅微生物固定载体的制备方法中，在100mL柠檬酸溶液中添加60～80g微生物固定载体颗粒进行改性；将所述改性后的微生物固定载体颗粒用海水浸泡洗涤，自然干燥后放入4℃的冰箱中保存。上述的贝壳-二氧化硅微生物固定载体的制备方法中，还包括负载微生物步骤：制备微生物固定载体颗粒营养液，将待负载微生物转移至所述微生物固定载体颗粒营养液中，25～30℃震荡培养12～24h，即为固定好细菌的微生物固定载体颗粒。上述的贝壳-二氧化硅微生物固定载体的制备方法中，所述微生物固定载体颗粒营养液的制备方法为：在每100mL液体培养基中加入50～70g微生物固定载体颗粒，在121℃灭菌15～30min后冷却至室温。上述的贝壳-二氧化硅微生物固定载体的制备方法中，所述待负载微生物的类型为芽孢杆菌或光合细菌。上述的贝壳-二氧化硅微生物固定载体的制备方法中，待负载微生物的制备方法为取发酵好的待负载菌液200mL，细菌浓度为3×1010CFU/mL，在3000r/min条件下离心浓缩，去掉上清液，即为待负载微生物。上述的贝壳-二氧化硅微生物固定载体的制备方法中，所述固定好细菌的微生物固定载体颗粒经冻干后，在-20℃条件下冷藏保存。借由上述技术方案，本专利技术提出的一种贝壳-二氧化硅微生物固定载体的制备方法及其制备方法至少具有下列优点：1)本专利技术微生物固定载体的原料为贝壳、二氧化硅和水泥，因此对微生物无毒性，成本低；2)本专利技术微生物固定载体通过增加水泥含量，即可提高固定载体的机械强度；3)本专利技术微生物固定载体所固定的微生物活性高。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下结合附图以本专利技术的较佳实施例详细说明如后。附图说明图1是本专利技术的实施例提供的不同水泥添加量对固定载体破碎率影响的线性图；图2是本专利技术的实施例提供的微生物固定载体的制备方法的流程图。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种贝壳-二氧化硅微生物固定载体的制备方法的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。微生物固定载体实施例本实施例公开了一种贝壳-二氧化硅微生物固定载体，包括：所述贝壳-二氧化硅微生物固定载体为直径4-7mm的颗粒，所述贝壳-二氧化硅微生物固定载体包含质量比为4～2:1的贝壳粉末与二氧化硅颗粒，并以质量分数为5-10％的水泥作为胶黏剂进行造粒。所述贝壳-二氧化硅微生物固定载体用于固定微生物，例如，如沼泽红假单胞菌等光合细菌和芽孢杆菌等有益微生物菌群，其中，光合细菌在有光缺氧的环境中分解利用水体中的有机物，降低有机物的耗氧量，芽孢杆菌可以分解水体中有机物、亚硝酸盐等有害物质，降低水体富营养化水平，调整微生态失调，同时也能维持刺参肠道内菌群的平衡，抑制有害菌的繁殖，增强刺参的免疫力。通过将所述贝壳-二氧化硅微生物固定载体制备为直径4-7mm的颗粒，能够使所述微生物固定载体具有较高的机械强度，另外也为微生物提供较大的附着面积。所述微生物固定载体颗粒的直径的大小并不会影响本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种贝壳-二氧化硅微生物固定载体，其特征在于，包括：所述贝壳-二氧化硅微生物固定载体的大小为4-7mm的颗粒，所述固定载体的孔隙度为40％-55％，所述贝壳-二氧化硅微生物固定载体包含质量比为4～2:1的贝壳粉末与二氧化硅颗粒，并以质量分数为5-10％的水泥作为胶黏剂进行造粒。/n

【技术特征摘要】
1.一种贝壳-二氧化硅微生物固定载体，其特征在于，包括：所述贝壳-二氧化硅微生物固定载体的大小为4-7mm的颗粒，所述固定载体的孔隙度为40％-55％，所述贝壳-二氧化硅微生物固定载体包含质量比为4～2:1的贝壳粉末与二氧化硅颗粒，并以质量分数为5-10％的水泥作为胶黏剂进行造粒。


2.一种贝壳-二氧化硅微生物固定载体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，
原料混合：将质量比为4～2:1的贝壳粉末与二氧化硅颗粒混合，添加质量分数为5-10％的水泥作为胶黏剂，混合均匀形成混合原料；
造粒：将混合原料和水按照10～8:1的比例混合均匀后，进行造粒，即形成微生物固定载体颗粒。


3.根据权利要求2所述的贝壳-二氧化硅微生物固定载体的制备方法，其特征在于，
所述贝壳粉末为将扇贝壳磨成60-40目的扇贝壳粉末；
所述二氧化硅颗粒为60-40目的中细粒二氧化硅颗粒；
所述造粒步骤中，使用圆盘造粒机进行造粒，形成的微生物固定载体颗粒的大小为4-7mm的球形或类球型颗粒。


4.根据权利要求2所述的贝壳-二氧化硅微生物固定载体的制备方法，其特征在于，还包括，
改性步骤：将造粒步骤中获得的微生物固定载体颗粒置于改性溶液中，反应10～20min，取出微生物固定载体颗粒，洗涤后自然干燥即得到改性后的微生物固定载体颗粒。


5.根据权利要求4所述的贝壳-二氧化硅微生物固定载体的制备方法，其特征在于，
所述改性溶液为柠檬酸溶液，所述为每100mL水中含有0.005-0.01g柠檬酸，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓玲，孙涛，杨薇，舒安平，刘海飞，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：北京;11