一种利用豆腐黄水发酵生产的生物农药及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种利用豆腐黄水发酵生产的生物农药及其制备方法,所述生物农药是由微生物利用豆腐黄浆水作为发酵原料发酵得到的，发酵产物中含有γ‑聚谷氨酸和抗菌肽。所述生物农药对植物病原性真菌有明显的抑菌效果。取豆腐生产中沥出的黄浆水，调节豆腐黄浆水的pH=6.5~7.5；将微生物种子液按2%~10%（V/V）的接种量接入豆腐黄浆水中，发酵温度25℃~40℃，好氧发酵20 h~72 h；发酵产物中含有γ‑聚谷氨酸和抗菌肽作为生物农药。本发明专利技术方法可以充分回收利用废弃物豆腐黄浆水，综合利用，减少环境污染，同时变废为宝，提高经济效益；利用豆腐黄浆水粗原料降低成本，能耗低，污染小，生产效率高，工艺简单，操作方便。

Biological pesticide produced by fermentation of bean curd yellow water and preparation method thereof

The invention discloses a biological pesticide produced by the fermentation of bean curd and yellow water and the preparation method of the biological pesticide. The biological pesticide is fermented by the microorganism using the bean curd yellow slurry as the fermentation raw material, and the fermentation product contains gamma glutamic acid and antibacterial peptide. The biological pesticide has obvious bacteriostatic effect on plant pathogenic fungi. The yellow slurry draining from tofu production was taken to adjust the pH=6.5~7.5 of bean curd yellow paste, and the microbial seed liquid was connected to the bean curd water by 2%~10% (V/V) inoculation. The fermentation temperature was 25 C ~40 C, and aerobic fermentation was 20 h~72 h, and the fermentation products contained gamma glutamic acid and antimicrobial peptides as biological pesticides. The method can fully recycle the waste bean curd yellow water, reduce the environmental pollution, reduce the waste into treasure, improve the economic benefit, reduce the cost, low energy consumption, low pollution, high production efficiency, simple process and convenient operation.

【技术实现步骤摘要】
一种利用豆腐黄水发酵生产的生物农药及其制备方法
本专利技术属于生物农药
，具体涉及一种生物农药及其制备方法和应用。
技术介绍
近年来,随着人类对生存环境质量的要求越来越高,无公害、无污染、无残留且不易产生抗性的微生物农药又重新受到关注。此外,微生物农药开发费用较化学农药低。植物真菌病原物引起的植物病害是农作物的重要病害之一，给农业生产造成巨大的经济损失。当前，植物病害的防治方法主要还是抗病品种的培育和化学农药的防治为主。但由于长期过度使用化学物药剂，给生态环境带来了严重污染，人类健康来了巨大威胁。为了绿色农产品的开发和可持续农业的发展，我们广泛采用无公害的生物农药，这些活体微生物成功定殖在植物体内或体表，通过竞争或代谢产物直接抑菌、诱导植物产生系统抗性、促进植物生长等机理来防治植物病害，国内外应用芽抱杆菌防治植物病害已经非常广泛,如水稻纹枯病、水稻白叶枯病、辣椒炭疽病、番茄灰霉病、苹果红腐病、黄瓜苗期碎倒病、小麦赤霉病、西瓜枯萎病、棉花枯萎病、棉花立枯病等。其主要是通过构建表达抗菌肽基因，最终以转基因植物来防治病虫害。本专利主要是以发酵产物直接应用植物病虫害的防治，工艺简单，价格低廉。豆腐黄浆水主要来源于豆腐加工生产过程中沥出的废水，其含有的有机物十分丰富。现今，大多数食品加工企业将豆腐加工过程中产生的豆腐黄浆水直接由下水道排出,直接增加了水质COD和BOD值,既污染环境,又浪费资源。通过检测,豆腐黄浆水基本的化学成分有蛋白质、粗脂肪、金属离子K、Na、Mg、Ca、Fe等、碳酸根、磷酸根等，在这些组分中蛋白质、大豆低聚糖、大豆异黄酮和大豆皂普都属于营养成分,其中的大豆低聚糖,具有促进双歧杆菌增殖、促进肠胃有益细菌的生长,预防和改善便秘,促进钙镁等微量元素的吸收,同时具有较低的热量。因此，使用安全菌株工业化纯种发酵黄浆水具有现实意义。同时，由于各地豆制品厂数量庞大，加工产生的豆腐黄浆水营养丰富，COD和BOD值严重超标，如果直接排放，会造成水体COD和BOD值的明显增加，对环境造成严重的污染。如果将豆制品厂的豆腐黄浆水回收再充分利用，不仅能够变废为宝，降低成本，还能减少环境污染，提高综合效益。γ-聚谷氨酸是一种具有良好的生物亲和性和生物降解性的新型功能性肥料，可作为土壤和植物的保水剂；作为农药、肥料、杀虫剂、除草剂等的缓释剂；还可作为污染水体的絮凝剂等。其不仅可以改进土壤的团粒，还能增强土壤的保湿、保肥性能，在改造荒山、秀岭、沙漠等方面有很大的应用价值。吸水后呈凝胶状，可以作为种子的包衣材料，提高种子在干旱沙地的发芽率。另外，在使用肥料、杀虫剂、除草剂、驱虫剂等药物时，加入适量的可以延长这些药物停留在作用对象表面上的时间，不易因下雨而被冲刷掉。因此，γ-聚谷氨酸可以增强生物农药的效果，市场前景广阔。由于聚谷氨酸的合成方式主要为化学合成、液态发酵、固态发酵。其中，液态发酵仍是利用微生物发酵生产聚谷氨酸的主流，优于另两种生产方式，但液态生产上存在成本高、产量低等问题，限制了其在生物农药领域的应用，因此急需开发新型生产工艺，降低成本，扩大市场。抗菌肽具有分子量小、热稳定性好、水溶性高、抗菌谱广，不易诱发细菌产生耐药性，不易引起药物过敏反应等优点，是目前国际上公认的抗生素最佳替代品，但同时也存在着来源限制等问题。芽抱杆菌属是一种常见的优势微生物种群，其嗜温好氧、能产生热稳定的内生芽抱,抗逆能力强,耐热、耐干、抗紫外线,抗电磁辐射,繁殖速度快,营养要求简单,易定殖在植物表面广泛分布于上壤和植物体内，主要是通过稳定的定殖至植物根部、叶部或植物生境中，与病原菌共同竞争植物生态环境的营养和空间，主要机理有：产生抗生物质直接抑制病原物正常生长，诱导植物防卫系统抵抗病原菌侵入，从而达到生物防治的效果，其主要防治对象为植物真菌所侵染的植物。在实际生产和应用中,生产工艺简单,施用方便,贮存期长,有些菌株甚至具有增产菌的效果,所以该属细菌正成为越来越受瞩目的生防研究材料。目前用于防治植物病害的芽抱杆菌的种类主要有：枯草芽孢杆菌，蜡状芽孢杆菌，解淀粉芽孢杆菌，苏云金芽孢杆菌，巨大芽孢杆菌，地衣芽孢杆菌，多粘芽孢杆菌,短小芽孢杆菌等。目前用于产γ-聚谷氨酸及抗菌肽的菌株有地衣芽杆菌、苏云金芽胞杆菌、枯草芽杆菌等。在专利201710158450.7《一种枯草芽杆菌及其在生产γ-聚谷氨酸中的应用》中记载，其发酵产γ-聚谷氨酸量为46g/L，培养基成分复杂。在专利201410443738.5《一种无公害抗菌肽生物农药》中记载，蚯蚓肽抗菌肽饲料及成分配制复杂。同时，在专利201210588335.0《一种利用解淀粉乳酸菌发酵生产豆腐酸浆的方法》中记载，利用豆腐黄浆水发酵主要用于乳酸菌大量生长，这与本专利的产γ-聚谷氨酸及抗菌肽有明显的不同。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种生物农药及其制备方法和应用，利用豆腐黄浆水作为发酵原料生产得到生物农药，其发酵产物中主要包括γ-聚谷氨酸和抗菌肽，该发酵方法生产的γ-聚谷氨酸产量高和同时产抗菌肽,且可有效利用豆腐黄浆水这类废弃物进行发酵生产，降低生产成本且安全环保，同时解决了豆腐黄浆水带来的环境污染。本实验室既可利用芽孢杆菌类进行液态发酵，其产物中含有聚谷氨酸和抗菌肽，还可以利用其益生菌的性质应用于病虫害的防治。实验选取四种不同芽孢类菌株作为出发菌株，采用传统的液体发酵的方式进行单独发酵，利用豆腐黄浆水这类废弃物作为发酵原料可以极大程度上减少成本，同时解决环境污染，并且提高了γ-聚谷氨酸的产量及抗菌肽广泛地应用于农业生产行业。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种利用豆腐黄水发酵生产的生物农药，所述生物农药是由微生物利用豆腐黄浆水作为发酵原料发酵得到的，发酵产物中含有γ-聚谷氨酸和抗菌肽。所述微生物为芽孢杆菌，包括但不限于：枯草芽孢杆菌，蜡状芽孢杆菌，解淀粉芽孢杆菌，苏云金芽孢杆菌，巨大芽孢杆菌，地衣芽孢杆菌，多粘芽孢杆菌,短小芽孢杆菌等，这些菌株都可以用于不同种类的植物病虫害作用。所述生物农药对植物病原性真菌有明显的抑菌效果。所述植物病原性真菌包括但不限于棉花立枯、水稻纹枯、西瓜枯萎、小麦赤霉、苹果纶纹、花生叶霉、棉花枯萎、油菜白斑、番茄灰霉病、苹果红腐病、蚕豆黑斑、辣椒疫霉菌、黄瓜霜霉病、玉米小斑、小麦纹枯、甜瓜枯萎、小麦叶霉、烟草赤星病、灰葡萄孢霉、芦笋枯萎、三叶草核盘、立枯丝核、辣椒炭疽病、黄瓜苗期碎倒病、水稻白叶枯病、甘蔗黑穗病、桃软腐病菌、油菜菌核盘、小麦根腐、小麦全蚀。所述生物农药的制备方法，包括如下步骤：1）取豆腐生产中沥出的黄浆水，调节豆腐黄浆水的pH=6.5~7.5；2）将微生物种子液按2%~10%（V/V）的接种量接入豆腐黄浆水中，发酵温度25℃~40℃，好氧发酵20h~72h；发酵产物中含有γ-聚谷氨酸和抗菌肽作为生物农药。发酵产物中50g/L以上，抗菌肽主要为伊枯草菌素（iturin）、表面活性素（surfactin)及丰原素（fengycin），并且有明显地抑菌。步骤1）中豆腐黄浆水可以灭菌或者不灭菌进行发酵，优选灭菌后发酵效果更佳，灭菌条件为本领域常规灭菌方式均可，比如：121℃灭菌20min,冷却至25℃以下。步骤1）中豆腐黄浆水中还添加有葡萄糖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用豆腐黄水发酵生产的生物农药，其特征在于，所述生物农药是由微生物利用豆腐黄浆水作为发酵原料发酵得到的，发酵产物中含有γ‑聚谷氨酸和抗菌肽。

【技术特征摘要】
1.一种利用豆腐黄水发酵生产的生物农药，其特征在于，所述生物农药是由微生物利用豆腐黄浆水作为发酵原料发酵得到的，发酵产物中含有γ-聚谷氨酸和抗菌肽。2.根据权利要求1所述的利用豆腐黄水发酵生产的生物农药，其特征在于，所述微生物为芽孢杆菌。3.根据权利要求1所述的利用豆腐黄水发酵生产的生物农药，其特征在于，所述生物农药对植物病原性真菌有明显的抑菌效果。4.根据权利要求3所述的利用豆腐黄水发酵生产的生物农药，其特征在于，所述植物病原性真菌包括但不限于棉花立枯、水稻纹枯、西瓜枯萎、小麦赤霉、苹果纶纹、花生叶霉、棉花枯萎、油菜白斑、番茄灰霉病、苹果红腐病、蚕豆黑斑、辣椒疫霉菌、黄瓜霜霉病、玉米小斑、小麦纹枯、甜瓜枯萎、小麦叶霉、烟草赤星病、灰葡萄孢霉、芦笋枯萎、三叶草核盘、立枯丝核、辣椒炭疽病、黄瓜苗期碎倒病、水稻白叶枯病、甘蔗黑穗病、桃软腐病菌、油菜菌核盘、小麦根腐、小麦全蚀。5.权利要求1所述生物农药的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）取豆腐生产中沥出的黄浆水，调节豆腐黄浆水的pH=6.5~7.5；2）将微生物种子...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝宁，郭格格，刘兆星，李艳，陈可泉，欧阳平凯，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32