一种固定化微生物颗粒及其制备方法及应用及包埋率检测方法技术

本发明专利技术涉及一种固定化微生物颗粒及其制备方法及应用及包埋率检测方法，该固定化微生物颗粒是由功能菌菌粉，营养物质，辅料，以及包埋载体的构建材料组成；所述包埋载体的构建材料包括海藻酸钠、钙盐、固体酸；所述辅料包括填料；所述营养物质包括碳源、氮源；本发明专利技术的有益效果是：能实现菌剂颗粒在土壤或其他环境中遇水自动包埋固定，解决了当前固定化微生物技术步骤繁琐、生产装置复杂等问题。生产装置复杂等问题。生产装置复杂等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种固定化微生物颗粒及其制备方法及应用及包埋率检测方法


[0001]本专利技术属于农用微生物菌剂领域，具体涉及一种固定化微生物颗粒及其制备方法及应用及包埋率检测方法。

技术介绍

[0002]微生物菌剂在促进农作物生长、提高农作物产量、改善和还原农产品品质等方面有明显功效。但目前而言，普通的微生物菌剂仍然存在保质期短，微生物与土壤中的土著微生物竞争力弱等缺点。微生物固定化技术通过将功能菌株包埋固定在载体中，为其提供一层保护性外壳，水分和营养物质可通过载体上的孔隙渗入，而其产生的生物活性物质可释放至载体外，这种技术能提高微生物菌剂对pH、温度、光照等外界环境因素的耐受能力，当外界环境发生较大变化时，由于固定化微生物包埋于球体内部，包埋菌株仍够保持一定活性，对外界环境表现出一定的耐受性。这种方式解决了游离菌体易流失，对外界环境抵抗能力弱，在土壤中定殖困难的缺点。
[0003]尽管固定化微生物技术已被广泛研究，但其制备工艺均为先发酵，再包埋，常见的包埋技术为海藻酸钠与菌液混匀后滴加至含Ca
2+
的溶液中，交联一段时间后形成包埋着菌株的海藻酸钙凝胶微球，再打捞出来。但这种技术存在制备步骤较长、装置复杂、对环境洁净度要求较高等缺点。
[0004]因此，现提出一种固定化微生物颗粒及其制备方法及应用及包埋率检测方法，该固定化微生物颗粒能在土壤中遇水后自动包埋，且该固定化微生物颗粒制备方法简单，解决了当前固定化微生物技术步骤繁琐、生产装置复杂等问题。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的不足，本专利技术提出了一种固定化微生物颗粒及其制备方法及应用及包埋率检测方法，该制备方法制得的颗粒遇水能交联形成凝胶状包埋载体，同时将菌粉包埋于凝胶中，且该颗粒的制备方法简单，解决了当前固定化微生物技术步骤繁琐、生产装置复杂等问题。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0007]本专利技术一方面，提供了一种固定化微生物颗粒，该固定化微生物颗粒包括功能菌菌粉，营养物质，辅料，以及包埋载体的构建材料；
[0008]所述包埋载体的构建材料包括海藻酸钠、钙盐、固体酸；
[0009]所述辅料包括填料；
[0010]所述营养物质包括碳源、氮源。
[0011]海藻酸钠是一种线性高分子，有三个链段通过糖苷键连接而成，分子每个结构单元中有两个仲羟基，这些仲羟基都具有醇羟基的反应性能；当有Ca2+、Sr2+等阳离子存在时，G单元上的Na+与二价阳离子发生离子交换反应，G单元堆积形成交联网络结构，从而形
成水凝胶；因此，本方案中固定化微生物颗粒中的钙盐可在水中解离出Ca2+与海藻酸钠结合形成海藻酸钠凝胶，进而固定化微生物颗粒在遇水后，包埋载体的构建材料能自动交联形成凝胶状包埋载体。
[0012]优选的，所述的固定化微生物颗粒中，以质量份计，功能菌菌粉为1～20份、海藻酸钠为5～30份、钙盐为5～20份、固体酸为0～40份、碳源为3～40份、氮源为2～20份、填料为10～40份。
[0013]海藻酸钠的种类既可以是高粘度海藻酸钠，也可以是低粘度或其他种类的海藻酸钠，与Ca
2+
交联生成海藻酸钙即可。
[0014]在本专利技术一种实施方案中，所述的功能菌菌粉包括但不限于枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌中的一种或两种。
[0015]在本专利技术一种实施方案中，所述的钙盐为难溶性钙盐；
[0016]所述难溶性钙盐包括但不限于乳酸钙、葡萄糖酸钙、EDTA
‑
Ca、碳酸钙、柠檬酸钙中的一种。
[0017]本专利技术中，钙盐优选难溶性钙盐，固体酸采用无结晶水的固体酸，所述的碳源、氮源、填料等原料则均需要经过干燥脱水处理，以避免制备的颗粒产品在存放过程发生反应。
[0018]在本专利技术一种实施方案中，所述的固体酸包括但不限于氨基磺酸或柠檬酸。
[0019]在本专利技术一种实施方案中，所述的碳源为葡萄糖、蔗糖、糖蜜、甘露醇、淀粉中的一种或多种；
[0020]所述的氮源为蛋白胨、黄豆饼粉、花生饼粉、棉籽饼粉、玉米浆、酵母粉、鱼粉、硫酸铵中的一种或多种。
[0021]在本专利技术一种实施方案中，所述的填料包括但不限于硅藻土、白炭黑、淀粉、腐殖酸中的一种或多种。
[0022]在本专利技术一种实施方案中，所述的固定化微生物颗粒还包括润湿剂；且以质量份计，润湿剂为1～3份。
[0023]所述的润湿剂包括但不限于无水快T、拉开粉中的一种或两种。
[0024]另一方面，本专利技术还提供了一种制备固定化微生物颗粒的方法，包括以下步骤：
[0025]步骤S1、混合原料
[0026]将功能菌菌粉、海藻酸钠、钙盐、固体酸、碳源、氮源、填料，按配方比例混合均匀；步骤S2、造粒
[0027]将步骤S1中混合均匀的原料放入造粒机造粒，制得固定化微生物颗粒。
[0028]进一步地优选地，步骤S2中的造粒机可以采用但不限于挤压造粒、对辊造粒。
[0029]再另一方面，本专利技术还提供了一种固定化微生物颗粒的应用，是将固定化微生物颗粒放入土壤中，遇水即可生成海藻酸钙凝胶将菌体包埋，形成微胶囊包埋颗粒。
[0030]再另一方面，本专利技术还提供了一种固定化微生物颗粒的包埋率检测方法，包括以下步骤：
[0031]A、配制0.2mol/L的柠檬酸钠溶液，分装成数瓶，每瓶100mL，每瓶装入10～20粒瓷珠，备用；
[0032]配制数瓶无菌水，每瓶100mL，备用；
[0033]准备数根50mL离心管，121℃灭菌20min，冷却后备用；
[0034]B、制备微胶囊包埋颗粒
[0035]向灭菌后的离心管中加入10g固定化微生物颗粒，加入40mL已灭菌的无菌水，室温静置1h，得到微胶囊包埋颗粒；
[0036]C、微胶囊包埋颗粒溶解
[0037]将微胶囊包埋颗粒3000rpm/min离心10min，除去上清液，得到的沉淀用无菌水反复清洗3次；
[0038]设置实验组、对照组，实验组：将无菌水反复清洗后的沉淀移至步骤A配制的100mL 0.2mol/L的柠檬酸钠溶液中，35℃，150rpm/min振荡2h；
[0039]对照组：将实验组的柠檬酸钠换成步骤A配置的无菌水，按实验组相同方式处理；
[0040]D、实验组：待微胶囊包埋颗粒在0.2mol/L柠檬酸钠溶液中完全溶解后，用0.2mol/L柠檬酸钠溶液梯度稀释；取3个连续的稀释度，分别涂布于对应的选择性培养基平板上，每个稀释度重复3次，35℃培养24h；
[0041]对照组：将实验组的柠檬酸钠换成无菌水，按实验组相同方式处理；
[0042]E、将经步骤D处理后的实验组、对照组分别培养24h后，同一稀释度的三个平板菌落数均符合20～300个标准时，以该稀释度的平板作为计数标准；
[0043]当三个稀释度中只有一个稀释度符合计数标准时，以该稀释度的平均菌落数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固定化微生物颗粒，其特征在于，包括功能菌菌粉，营养物质，辅料，以及包埋载体的构建材料；所述包埋载体的构建材料包括海藻酸钠、钙盐、固体酸；所述辅料包括填料；所述营养物质包括碳源、氮源。2.根据权利要求1中所述的一种固定化微生物颗粒，其特征在于：以质量份计，所述功能菌菌粉为1～20份、海藻酸钠为5～30份、钙盐为5～20份、固体酸为0～40份、碳源为3～40份、氮源为2～20份、填料为10～40份。3.根据权利要求2中所述的一种固定化微生物颗粒，其特征在于：所述的功能菌菌粉包括但不限于枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌中的一种或两种。4.根据权利要求2中所述的一种固定化微生物颗粒，其特征在于：所述的钙盐为难溶性钙盐；所述难溶性钙盐包括但不限于乳酸钙、葡萄糖酸钙、EDTA
‑
Ca、碳酸钙、柠檬酸钙中的一种。5.根据权利要求2中所述的一种固定化微生物颗粒，其特征在于：所述的固体酸包括但不限于氨基磺酸或柠檬酸。6.根据权利要求2中所述的一种固定化微生物颗粒，其特征在于：所述的碳源为葡萄糖、蔗糖、糖蜜、甘露醇、淀粉中的一种或多种；所述的氮源为蛋白胨、黄豆饼粉、花生饼粉、棉籽饼粉、玉米浆、酵母粉、鱼粉、硫酸铵中的一种或多种。7.根据权利要求2中所述的一种固定化微生物颗粒，其特征在于：所述的填料包括但不限于硅藻土、白炭黑、淀粉、腐殖酸中的一种或多种。8.一种用于制备权利要求1～7任一项所的固定化微生物颗粒的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、混合原料将功能菌菌粉、海藻酸钠、钙盐、固体酸、碳源、氮源、填料按配方比例混合均匀；步骤S2、造粒将步骤S1中混合均匀的原料放入造粒机造粒，制得固定化微生物颗粒。9.一种固定化微生物颗粒的应用，其特征在于：是将权利要求1～8任一项所述的固定化微生物颗粒放入土壤中，遇水即可生成海藻酸钙凝胶将菌体包埋，形成微胶囊包埋颗粒。10.一种固定化微生物颗粒的包埋率检测方法，其特征在于，用于测定权利要求1～9任一项所述固定化微生物颗粒的包埋率，该方法包括以下步骤：A、配制0.2mol/L的柠檬酸钠溶液，分装成数瓶，每瓶100mL，每瓶装入10～20粒瓷珠，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王强锋，夏中梅，侯勇，王海涛，杨云月，胡甦，
申请(专利权)人：四川省农业科学院生物技术核技术研究所，
类型：发明
国别省市：