一种浓缩光合细菌的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种浓缩光合细菌的制备方法，利用本方法，可在不影响光合细菌活性的前提下，大规模、简单、高效地浓缩光合细菌。本发明专利技术通过下列技术方案实现，利用常规方法生产光合细菌原液，并进行粗滤，利用超滤浓缩设备循环过滤，得到５到５０倍的光合细菌浓缩剂，可大幅度提高其性价比，更适合用于水产养殖、畜禽养殖、种植和环境保护等行业。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。具体地说，涉及一种使用超滤器浓缩光合细菌的方法。
技术介绍
环境有益微生物的使用对保护养殖环境和养殖产业的可持续发展有非常重要的意义。与以往的制备微生物菌种和微生物代谢产物不同，环境有益微生物要求在特定的使用环境中加入足够数量的且能够繁殖的活的微生物。因此，活细菌的浓度是一个非常重要的指标。光合细菌是环境有益微生物家族中最重要的成员之一，并且已经被证明能对水产养殖、畜禽养殖、种植和环境保护等行业起到非常重要的作用。但在实际中，光合细菌的应用受到很大的限制，昂贵的包装成本和运输成本大大地限制了它的推广。如果将发酵生产的光合细菌原液进行浓缩，一定能大幅度提高其性价比。与枯草芽孢杆菌等环境有益微生物不同，光合细菌不产芽孢，菌体很小，只有不到1微米，而且在胞外能分泌大量的黏液，因此采用常规浓缩方法，如离心法，絮凝和吸附方法，使用常规滤布等等，都不理想。离心法。离心法是一种常用的固液分离手段，其不影响细菌的活性，也没有外源物质引入，而且也可以得到浓度很高的光合细菌。不足之处是，由于受到原始发酵液的菌体所占比例较低，而且光合细菌分泌的黏液较多，黏度较大，导致需要处理的物料体积很大，不能完全分离，回收率不高等不利条件，结果是生产成本依然很高，不能达到降低使用成本和进一步推广的目的。同时该方法不能回收光合细菌分泌的胞外黏液，胞外黏液对光合细菌的功能非常重要，关系到保护养殖动物肠道黏膜和抑制有害细菌等多个方面的功能，使光合细菌的部分功能无法实现。絮凝和吸附的方法。该方法也能够得到浓缩的光合细菌，但是在浓缩的同时，有伴生而来两个致命的缺陷即活性大大降低和引入了絮凝剂的污染，大大降低了市场的应用范围，同样也无法实现光合细菌浓缩的真正价值，同样也无法回收光合细菌分泌的胞外黏液。常规过滤法。由于光合细菌菌体很小，常规滤布法截留细菌菌体，该方法根本就不能得到浓缩光合细菌。由于受到保持活性和浓缩效率的限制，传统的浓缩工艺无法生产出具有实用价值的浓缩光合细菌，因此，在环境有益微生物的市场上，多年来就一直没有出现过真正能区分于非浓缩光合细菌，且能使光合细菌能得到进一步推广使用的浓缩光合细菌制剂。专利号为92219846.2“光合细菌培养浓缩装置”，其构成是利用光合细菌贴壁生长的原理来生产浓缩光合细菌，其缺点是生产效率非常低，超滤膜过滤技术是近年来才出现的一种新型技术，主要应用在大分子的截留和浓缩方面，如酶、蛋白质和多糖等大分子的浓缩。在细菌发酵液的处理方面，目的是除菌或者回收和浓缩代谢产物等，而不是用于制备活的浓缩的细菌制剂。目前还没有检索到超滤技术应用在大规模制备浓缩光合细菌方面的报道。钱学玲等(1995)发表的《动态及平板超滤器分离光合细菌》的研究简讯，其所使用的过滤膜的孔径为0.45微米，严格意义上讲，属于微孔过滤，不属于超滤，此外也没有给出超滤的操作条件，只是提出一种以Taylor涡流理论为基础的动态超滤器。专利申请号为91105125.2“增产菌液体菌浓缩工艺”，仅仅提到了在非常温下，利用超滤膜技术浓缩增产菌的菌液。另一方面，该专利所述的增产菌，不包括不能产生孢子的光合细菌。专利号为96109494.x“苏云金芽孢杆菌杀虫剂的浓缩方法”，使用了超滤装置进行培养液的浓缩，目的是提高杀虫剂的毒力，使杀虫剂的有效成分在浓缩过程中不受损失，其中包括代谢产物和细菌菌体本身的浓缩，而不是活的细菌不受损失。同时，苏云金芽孢杆菌是一种能生成保护性孢子的细菌。该专利中没有提到超滤浓缩方法是否适合于不能产生孢子的光合细菌。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能在不影响细菌活性的情况下，能简单、高效、大规模制备光合细菌浓缩剂的方法。本专利技术所提供的，技术方案包括4大部分，概述如下A、使用常规方法制备光合细菌原液。B、培养原液前处理，首先用普通滤布过滤，滤除细菌培养物中的肉眼可见的颗粒物质和悬浮物质，然后收集到储液罐，滤布的目数为40-2000目，优选60-1000目，更优选为100-200目。C、滤液使用超滤器错流过滤，收集并循环截留部分，重复本步骤，直到达到所需浓度。一般可以浓缩5倍到50倍，优选10倍到20倍，细菌的最终浓度可以达到2000亿活菌/毫升以上。所述超滤器膜的组装形式为卷式膜、板式膜或者中空纤维膜，优选中空纤维膜；所述超滤器膜的材质为陶瓷、聚醚砜、聚砜、聚丙烯、聚氟乙烯或其它高聚物；所述超滤膜截留分子量的大小为0.5万-50万，优选为10万-50万。工艺所述运行条件为PH为培养物的天然ph；运行温度为常温，优选20-30℃；循环流量使膜表面的流速达到0.5-3m/s；运行压力为0.05-0.7Mpa，优选为0.1-0.25Mpa。D、滤出液通量降低到初始通量的50％，最低到30％时，需要清洗过滤器；清洗方法采用常规的超滤器清洗方法即可。经活细菌培养证实，本浓缩方法的光合细菌的活细菌回收率在99.9％以上。透过液的细菌浓度与浓缩液(截留部分)相比，数量级差距都大于三，这说明两个问题，一个是透过率不到千分之一，回收率完全达到了浓缩要求；另一个是超滤器过滤完全不影响光合细菌的活力。浓缩后得到浓缩光合细菌制剂，与原液相比，发生了以下几点质的变化1、保活期延长，浓缩后，光合细菌分泌的胞外多糖同时也被浓缩，形成了一种具有凝胶性状的胶性液体，而且，菌液黏度增加，对细菌体的保护加强，细菌的保活期即储藏期可增加到一年以上；2、可用于育苗水体，浓缩后，光合细菌制剂中所含有的培养基残留物下降了90％以上，光合细菌菌液自身所带的限制性因素去除以后，水体中加入光合细菌的浓度可以成十倍的增加，由此可以使光合细菌作为水产幼苗开口饵料的功能得以实现，并可以同时实现净化水质的双重功能；3、浓缩以后，光合细菌分泌的胞外多糖等粘性物质浓度增大，使之更加容易黏附于饲料表面，与更少的培养基残留相互补充，浓缩光合细菌制剂更适合于作为饲料添加剂拌料使用；4、出现了更强的预防肠道疾病的功能，作为拌料使用时，与非浓缩的光合细菌制剂相比，可以使更多的有益细菌进入水产养殖动物体内，参与抑制有害细菌，保护肠道黏膜。本专利技术所述方法可极大的提高生产效率，2立方米体积的光合细菌原液，在1.5千瓦水泵驱动下，4小时即可使体积缩小到十分之一，浓度提高十倍，完全可满足工业化生产的需求，与离心的费用相比，费用不到其1/5。与现有技术相比，利用超滤器浓缩光合细菌的方法的可创造更大的经济效益和社会效益1、解决了行业内多年没有解决的光合细菌浓缩问题，可以节约90％以上的包装和运输费用，降低30％-40％的使用成本，由本方法生产出的高浓度光合细菌制剂经过一年多时间的推广，已经被证明可用于低产值的四大家鱼和罗非鱼的使用，每亩每次的使用成本从5元以上降低到只有2-3元，已经取得了良好的经济效益。2、使用费用大幅度降低，利于光合细菌的推广使用，有助于发展有利于坏境的生态养殖，减少抗生素的使用，提高产品质量，保护环境，促进水产养殖业的可持续发展。本专利技术具有比经济效益更大的社会效益。具体实施例方式应用实例一光合细菌原液5立方米，活菌培养活细菌数为100亿/毫升。经200目的普通滤布过滤，再经5平方米过滤面积的超滤膜错流循环过滤，5小时后，截流液的体积变为1立方米，活菌培养活细菌数为500亿/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浓缩光合细菌的制备方法，其特征是，它包括以下步骤：Ａ、使用常规方法制备光合细菌原液；Ｂ、将上述原液进行前处理，首先用普通滤布过滤，滤除细菌培养物中的肉眼可见的颗粒物质和悬浮物质，然后收集到储液罐；Ｃ、滤液使用超滤 器错流过滤，收集并循环截留部分，重复本步骤，直到达到所需浓度。工艺所述运行条件为：ＰＨ为培养物的天然ｐｈ；运行温度为常温；循环流量使膜表面的流速达到０．５－３ｍ／ｓ；运行压力为０．０５－０．７Ｍｐａ；Ｄ、滤出液通量降低到初始通量的５ ０％，最低到３０％时，需要清洗过滤器；清洗方法采用常规的超滤器清洗方法即可。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王培军，张婷丽，周永灿，
申请(专利权)人：张婷丽，王培军，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]