專利名稱：一種復合棉麻桿生物活性墊料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及微生物發酵領域，尤其涉及一種利用微生物發酵制得的復合棉麻桿生物活性墊料，以及它的制備方法。
背景技術：
一般生物墊料主要成分是菌種，花生殼，玉米秸桿和稻草等，其制備方法是通過將花生殼，玉米秸桿和稻草先混合，然后再加入一定量菌種和飲用水混合制備而成。使用到的菌種一般為納豆菌、地衣芽孢桿菌。但是這種生物墊料使用時間不是很長，容易腐爛；分解效果不明顯。

發明內容
本發明的目的在于克服現有生物墊料的缺陷，提供一種可以長期使用，分解能力較高的新型復合棉麻桿生物活性墊料以及它的制備方法。本發明的另一目的，還在于提供一種在所述復合棉麻桿生物活性墊料中使用的一種復合微生物菌劑，以及它的制備方法。為了實現上述目的，本發明提供的一種復合微生物菌劑，是由枯草芽孢桿菌和釀酒酵母的混合發酵液吸附到黃豆粉上制成的；所述混合發酵液的有效活菌總數為80-100億個/ml，其中枯草芽孢桿菌的有效活菌數為70-80%，釀酒酵母的有效活菌數為20-30% ；所述混合發酵液與黃豆粉的體積質量比為:(30-40): (1-2)。其中，所述混合發酵液與黃豆粉的體積質量比優選為:35: I。上述混合發酵液與 黃豆粉的體積質量比是根據L: g來推算的。所述復合微生物菌劑還可以包括其他載體，如玉米粉或麥麩等。本發明所述的復合微生物菌劑的制備方法，是將釀酒酵母、枯草芽孢桿菌分別進行斜面培養，一級種子培養和二級種子培養，再在發酵罐中進行混合發酵培養后吸附黃豆粉，得到所述復合微生物菌劑。具體地，包括如下步驟:I)斜面培養，包括將釀酒酵母、枯草芽孢桿菌原始菌種分別接種于固體培養基上進行培養；2) 一級種子培養，包括將步驟I)培養的釀酒酵母、枯草芽孢桿菌各菌種分別接種于培養基上，制得釀酒酵母、枯草芽孢桿菌的一級種子；3) 二級種子培養，包括將步驟2)培養的釀酒酵母、枯草芽孢桿菌一級種子分別接種到含培養基的發酵罐中進行培養，制得釀酒酵母、枯草芽孢桿菌的二級種子；4)混合發酵培養，包括將步驟3)培養的釀酒酵母、枯草芽孢桿菌二級種子逐個接種到含培養液的發酵罐中，進行高密度發酵培養后吸附黃豆粉，獲得本發明所述復合微生物菌劑。其中，步驟I)斜面培養中，所述釀酒酵母、枯草芽孢桿菌的固體培養基均為:牛肉膏3g，蛋白胨IOg, NaCl 5g，瓊脂18g，加水至1000ml。其中，步驟I)斜面培養中，將釀酒酵母30°C條件下培養3天。其中，步驟I)斜面培養中，將枯草芽孢桿菌37°C條件下培養2天。其中，步驟2) —級種子培養中，所述釀酒酵母的培養基為:胰蛋白胨10g，酵母提取物5g，氯化鈉5g，加水至1000ml。其中，步驟2) —級種子培養中，所述枯草芽孢桿菌的培養基為:牛肉膏3g，蛋白胨10g, NaCl 5g，瓊脂 18g，加水至 1000ml。其中，步驟2) —級種子培養中，釀酒酵母30°C條件下，150r/min搖床培養3天。其中，步驟2) —級種子培養中，枯草芽孢桿菌37°C條件下靜止培養2天。其中，步驟2) —級種子培養中，結束培養時釀酒酵母、枯草芽孢桿菌各菌種懸液光密度(0D600)值均達到4.0，表面菌種生長情況較好。其中，步驟3) 二級種子培養中，一級種子的接種量為步驟2)所述液體培養基體積的 10%。其中，步驟3) 二級種子培養中，發酵罐內釀酒酵母的培養基為胰蛋白胨10g，酵母提取物5g，氯化鈉5g，加水至1000ml。其中，步驟3) 二級種子培養中，發酵罐內枯草芽孢桿菌的培養基為牛肉膏3g，蛋白胨 10g, NaCl 5g，瓊脂 18g，加水至 1000ml。其中，步驟3) 二 級種子培養中，發酵罐內培養液的總體積為60L。其中，步驟3) 二級種子培養中，釀酒酵母30°C條件下，攪拌速度為150r/min，通氣量為1: 1，培養3天。其中，步驟3) 二級種子培養中，枯草芽孢桿菌37°C條件下培養2天。其中，步驟4)混合發酵培養中，二級種子的接種量為步驟3)所述液體培養基體積的 15%。其中，步驟4)混合發酵培養中，黃豆粉作為吸附劑加入到發酵罐內的培養液中，培養液各成分和黃豆粉的質量是在它們的總質量基礎上進行計算的。釀酒酵母、枯草芽孢桿菌培養液中各成分和黃豆粉的質量百分比為:黃豆粉20%，紅糖1_3%，蛋白胨
0.1-0.5%和麥麩30%，余量為水。該步驟釀酒酵母、枯草芽孢桿菌的培養液還可以為:胰蛋白胨10g，酵母提取物5g，氯化鈉5g，加水至IOOOml ;同樣地，加入黃豆粉的質量為20g。其中，步驟4)混合發酵培養中，發酵罐內的培養液總體積為600-700L。其中，步驟4)混合發酵培養中，具體的高密度發酵培養采用分批補料培養方式，其中補料碳源為:葡萄糖、甘油、蔗糖或紅糖；氮源為:硫酸銨或蛋白胨。其中，所述補充碳源的質量為5-10g,優選8g。其中，所述補充氮源的質量為l_2g，優選2g。其中，步驟4)混合發酵培養過程包括:a、有氧培養階段山、微溶氧和厭氧培養階段。其中，步驟4)混合發酵培養中，枯草芽孢桿菌二級種子的比例為70-80%，釀酒酵母的二級種子比例為20-30%。上述復合微生物菌劑的制備方法，還可以包括濃縮和噴霧干燥的處理，在混合發酵培養后進行。本發明所述的復合棉麻桿生物活性墊料，包括:棉花桿粉碎物，苧麻桿粉碎物，所述復合微生物菌劑和水。其中，每立方米的復合棉麻桿生物活性墊料中，所述棉花桿粉碎物，苧麻桿粉碎物，水和復合微生物菌劑的質量比為(4-5): (3-4): 1.9: 0.1。其中,所述水可以使用飲用水。其中，所述復合棉麻桿生物活性墊料的厚度為80cm_90cm。一種復合棉麻桿生物活性墊料的制備方法，包括:先按照所述復合微生物菌劑的制備方法得到復合微生物菌劑，再分別加入苧麻桿粉碎物、棉花桿粉碎物和水混合制作而成。其中，復合棉麻桿生物活性墊料的制備過程中，加入的所述苧麻桿粉碎物、棉花桿粉碎物是分別由苧麻桿、棉花桿粉碎得到。加入的各組分的用量同本發明內容所述復合棉麻桿生物活性墊料中的相應限定。加入的水為飲用水即可。本發明采用生物菌種(釀酒酵母和枯草芽孢桿菌)，混合發酵培養時以黃豆粉為主的發酵液料中接種枯草芽孢桿菌、釀酒酵母進行發酵，將混合發酵液吸附黃豆粉并處理后調配成純菌液貯存。然后再加入苧麻桿粉碎物、棉花桿粉碎物和水混合而成。其制備工藝流程如下: 斜面培養一搖床發酵(一級種子培養和二級種子培養)一混合發酵培養一混合發酵液吸附黃豆粉和進行處理(濃縮和噴霧干燥)一調配一灌裝一滅菌一貯存一加入苧麻桿粉碎物，棉花桿粉碎物和水。其中，吸附黃豆粉的混合發酵液處理后對加入物料的先后順序沒有要求。選用枯草芽孢桿菌、釀酒酵母菌種作為發酵菌種，先選擇不同來源的菌種，通過分離純化，并對發酵能力進行比較，然后選出宜制作的枯草芽孢桿菌、釀酒酵母菌種。本發明在噴霧干燥后，混合發酵液的保存條件及相關指數為:溫度:30°C -37°C ;時間:2天-4天；有效活菌總數:80-100億個/ml，其中枯草芽孢桿菌的為70-80%，釀酒酵母的為20-30% ；PH:6.0-7.0 ;檢查:無怪氣味，平板培養無任何雜菌。本發明的技術關鍵點在于:1、采用了新菌劑，即復合微生物菌劑；2、避免了高溫下的發酵條件；3、采用了優質的長效原材料；4、使用時間長；5、分解能力強。因此，本發明提供了一種養殖欄舍內可以長期使用的生物發酵活性墊料，其作用有:1、能夠有效地分解畜禽的排泄物，2、提高畜禽機體的抵抗力，3、加快畜禽的生長速度，
4、能夠長時間使用，一般為4-5年，時間和效果都比一般的生物墊料高2-3倍；總體來說，可促進養殖業的可持續發展。


圖1為復合棉麻桿生物活性墊料生產工藝流程圖。
具體實施例方式以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。本發明所用釀酒酵母、枯草芽孢桿菌原始菌種來源于:自主開發，是在牛糞中篩選、提純、復壯的。實施例11、復合微生物菌·劑的制備。I)斜面培養:將釀酒酵母、枯草芽孢桿菌原始菌種各IOg無菌條件下分別接種于固體培養基上，將釀酒酵母30°C條件下培養3天，枯草芽孢桿菌37°C條件下培養2天；釀酒酵母、枯草芽孢桿菌的固體培養基均為:牛肉膏3g,蛋白胨10g, NaCl 5g,瓊脂18g,加水至IOOOml ；2) 一級種子培養:將步驟I)培養的菌種無菌條件下分別接種于培養基，釀酒酵母30°C條件下，150r/min搖床培養3天，枯草芽孢桿菌37°C條件下靜止培養2天，制得一級種子，結束培養時釀酒酵母、枯草芽孢桿菌各菌懸液光密度0D600值均達到4.0 ;釀酒酵母的培養基為:胰蛋白胨IOg,酵母提取物5g,氯化鈉5g,加水至IOOOml ;枯草芽孢桿菌的培養基為:牛肉膏3g，蛋白胨10g, NaCl 5g，瓊脂18g，加水至1000ml。3) 二級種子培養:按液體培養基的體積比為10%的接種量，將一級種子分別接種到100L的發酵罐中，發酵罐內培養基的總體積為60L，釀酒酵母30°C條件下，攪拌速度為150r/min，通氣量為1: 1，培養3天，枯草芽孢桿菌37°C條件下培養2天，制得二級種子；發酵罐內釀酒酵母的培養基為胰蛋白胨10g，酵母提取物5g，氯化鈉5g，加水至IOOOml ;枯草芽孢桿菌的培養基為牛肉膏3g，蛋白胨10g，NaCl 5g，瓊脂18g，加水至1000ml ；4)混合發酵培養:按液體培養基的體積比為15%的接種量，將二級種子逐個接種到I噸的發酵罐中(枯草芽孢桿菌和釀酒酵母的二級種子比例為7: 3)，發酵罐內的培養液總體積為700L，進行高密度發酵培養，獲得復合微生物菌劑；釀酒酵母、枯草芽孢桿菌所用的培養基和加入的黃豆粉配方按質量百分比均為:黃豆粉20%，紅糖2%，蛋白胨0.3%和麥麩30%，余量為水。上述具體的高密度發酵培養采用分批補料培養方式，其中在700L的培養液中補充碳源為:葡萄糖Sg ;氮源為:硫酸銨2g。分批補料培養方式是指發酵過程中將某特定的限止性底物流加到反應器中，而目的生成物則要到收獲時才提取出來的操作方式。混合發酵培養過程包括:a、有氧培養階段:起始0-24小時內，間隔通氣，保持在有氧條件發酵，通氣量1: 1.2，調控發酵溶解氧10%，攪拌轉速1801'/1^11，攪拌間隔時間2小時，攪拌2分鐘，溫度30°C ;b、微溶氧和厭氧培養階段:60小時，保持發酵液上層微溶氧狀態，靜止培養，間隔攪拌，攪拌間隔時間4小時，攪拌4分鐘，使用硫酸硫酸銨水調節穩定pH4.0，溫度 30。。。2、復合棉麻桿生物活性墊料的制備。將獲得的復合微生物菌劑，分別加入苧麻桿粉碎物、棉桿粉碎物和水混合制作而成，其配比為:每立方米加入棉花桿50kg,芒麻桿30kg, 19kg和復合微生物菌劑1kg。制得的生物墊料厚度為80cm。
實施效果數據表:
權利要求
1.一種復合微生物菌劑，其特征在于，是由枯草芽孢桿菌和釀酒酵母的混合發酵液吸附到黃豆粉上制成的；所述混合發酵液的有效活菌總數為80-100億個/ml，其中枯草芽孢桿菌的有效活菌數為70-80%，釀酒酵母的有效活菌數為20-30% ;所述混合發酵液與黃豆粉的體積質量比為:(30-40): (1-2)。
2.權利要求1所述的復合微生物菌劑的制備方法，其特征在于，包括將釀酒酵母、枯草芽孢桿菌分別進行斜面培養，一級種子培養和二級種子培養，再在發酵罐中進行混合發酵培養后吸附黃豆粉，得到所述復合微生物菌劑。
3.根據權利要求2所述的復合微生物菌劑的制備方法，其特征在于，所述混合發酵培養中，發酵罐內的培養液中各成分和黃豆粉的質量百分比為:黃豆粉20%，紅糖1-3%，蛋白胨0.1-0.5%，麥麩30%，余量為水；或者為:胰蛋白胨10g，酵母提取物5g，氯化鈉5g，黃豆粉20g，加水至1000ml。
4.根據權利要求2所述的復合微生物菌劑的制備方法，其特征在于，所述斜面培養中，釀酒酵母、枯草芽孢桿菌的培養基均為:牛肉膏3g,蛋白胨10g, NaCl 5g,瓊脂18g,加水至IOOOml。
5.根據權利要求2所述的復合微生物菌劑的制備方法，其特征在于，所述一級種子培養中，釀酒酵母的培養基為:胰蛋白胨10g，酵母提取物5g，氯化鈉5g，加水至IOOOml ;枯草芽孢桿菌的培養基為:牛肉膏3g，蛋白胨10g，NaCl 5g，瓊脂18g，加水至1000ml。
6.根據權利要求2所述的復合微生物菌劑的制備方法，其特征在于，所述二級種子培養中，釀酒酵母的培養基為胰蛋白胨10g，酵母提取物5g，氯化鈉5g，加水至IOOOml ;枯草芽孢桿菌的培養基為牛肉膏3g，蛋白胨10g，NaCl 5g，瓊脂18g，加水至1000ml。
7.一種復合棉麻桿生物活性墊料，其特征在于，包括:棉花桿粉碎物，苧麻桿粉碎物，權利要求1所述的復合微生物菌劑和水。
8.根據權利要求7所述的復合棉麻桿生物活性墊料，其特征在于，每立方米的復合棉麻桿生物活性墊料中，所述棉花桿粉碎物，苧麻桿粉碎物，水和復合微生物菌劑的質量比為(4-5): (3-4): 1.9: 0.1。
9.根據權利要求7或8所述的復合棉麻桿生物活性墊料，其特征在于，所述復合棉麻桿生物活性墊料的厚度為80cm-90cm。
10.權利要求7-9任意一項所述的復合棉麻桿生物活性墊料的制備方法，包括:先按照權利要求2-6任意一項所述復合微生物菌劑的制備方法得到復合微生物菌劑，再分別加入苧麻桿粉碎物、棉花桿粉碎物和水混合制作而成。
全文摘要
本發明提供一種復合棉麻桿生物活性墊料以及它的制備方法。所述復合棉麻桿生物活性墊料包括棉花桿粉碎物，苧麻桿粉碎物，復合微生物菌劑和水。其作用有1)能夠有效地分解畜禽的排泄物，2)提高畜禽機體的抵抗力，3)加快畜禽的生長速度，4)能夠長時間使用，一般為4-5年，時間和效果都比一般的生物墊料高2-3倍；可促進養殖業的可持續發展。
文檔編號C12N1/20GK103081810SQ201110346659
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月4日 優先權日2011年11月4日
發明者孫志良, 譚武貴, 尹德明, 豐來, 郭帥, 蔡浩, 易利輝 申請人:湖南泰谷生物科技有限責任公司, 湖南農業大學