[发明专利]一种利用木质纤维素原料生产胶质芽孢杆菌液体菌剂的方法

说明书

技术领域

本申请涉及生物质资源化利用和农业废弃物综合利用的领域，具体涉及 一种利用木质纤维素原料生产胶质芽孢杆菌液体菌剂的方法。

背景技术

我国是农业生产大国，拥有丰富的木质纤维素原料，仅农作物秸秆每年 就会产生7亿多吨，其中玉米秸秆、小麦秸秆和稻秆是我国的三大类秸秆。 除了少部分被利用外，每年有数亿吨的秸秆被直接焚烧或成为固体废弃物， 造成了资源浪费及环境污染。

木质纤维素原料中纤维素约占35-45％，半纤维素约占20-40％，若采用适 宜技术将它们降解成可发酵性糖，然后利用微生物进一步发酵生产生物基化 学品，不论对农业资源废弃物的再利用，缓解能源危机，还是减少环境污染 等方面都具有十分重要的意义。现有技术中已经利用木质纤维素原料发酵生 产如乙醇、丁醇、丙酮、氢气、谷氨酸、柠檬酸等。

在木质纤维素预处理方面，目前一般采用机械法、稀酸法、碱法、生物 酶解法等。稀酸法或碱法会导致形成大量的酸碱废液，造成环境污染，且处 理过程中会形成羟甲基糠醛等发酵抑制物，进而影响葡萄糖的转化率。

胶质芽孢杆菌(Bacillusmucitaginosus)，又称硅酸盐细菌，能生长于长 石、云母、磷灰石等矿物上，并分解释放出钾、磷等营养元素，提高土壤中 的可溶性磷和钾供植物生长利用，同时可代谢产生有利于植物生长的有机酸、 氨基酸等营养物质，增强土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶的活性，改善土壤生态， 提高土壤肥力并达到增产效果，是一种良好的生物肥料生产用菌株。但是传 统的胶质芽孢杆菌菌剂生产中存在活菌数不高、芽孢产率不稳定等问题。

发明内容

本申请提供了一种利用木质纤维素原料生产胶质芽孢杆菌液体菌剂的方 法，包括如下步骤：(1)将木质纤维素原料粉碎成40-60目的颗粒，进行水 热处理，获得悬浊液；(2)向步骤(1)获得的悬浊液中加入纤维素酶，酶 解，离心去除残渣，获得含葡萄糖的酶解液；(3)加入培养基组分，接入胶 质芽孢杆菌，于37℃，pH7.0，200rpm的条件下培养，获得胶质芽孢杆菌菌 体细胞；(4)将步骤(3)获得的胶质芽孢杆菌菌体细胞加入无机盐缓冲体 系中，获得胶质芽孢杆菌液体菌剂。在一些实施方案中，所述步骤(1)中， 所述水热处理的条件为140-180℃，0.8-1.2MPa，10-20min。在一些实施方案 中，所述步骤(2)中，所述酶解的条件为：按照15FPU/g木质纤维素原料的 用量加入纤维素酶，于55℃，pH4.5-4.8，100-150rpm的条件下反应40-50h。 在一些实施方案中，所述步骤(2)中，获得的酶解液中葡萄糖的浓度为50～60 g/L。在一些实施方案中，所述步骤(3)中，所述培养基组分及其浓度为：磷 酸氢二钾0.5g/L，硫酸镁0.05g/L、硫酸铵5g/L、酵母膏0.5g/L。在一些实 施方案中，所述步骤(4)中，所述无机盐缓冲体系的成分为：磷酸二氢钾5g/L； 磷酸氢二钾8g/L；硫酸镁0.5g/L；硫酸亚铁0.02g/L；氯化钙0.05g/L；硫酸 锰0.01g/L；硫酸锌0.005g/L，pH7.0-7.2。在一些实施方案中，所述木质纤 维素原料包括玉米秸秆、小麦秸秆和/或水稻秸秆，优选玉米秸秆。

本申请还提供了根据本申请的方法生产的胶质芽孢杆菌液体菌剂。

本申请提出一种利用木质纤维素原料生产胶质芽孢杆菌液体菌剂的方 法，为实现上述目的，本申请采取如下技术方案：

1、木质纤维素原料的预处理

将木质纤维素原料用粉碎机粉碎成颗粒，放入水热反应釜中，配成悬浊 液，于合适的条件下处理一段时间后，降温待用。

2、纤维素酶酶解

向步骤1获得的悬浊液中按照合适的用量加入纤维素酶，合适的条件下 反应一段时间，离心去除残渣，获得酶解液。

3.胶质芽孢杆菌的发酵

在步骤2获得的酶解液中，加入磷酸氢二钾、硫酸镁、硫酸铵、酵母膏 等组分后，接入胶质芽孢杆菌，于合适的条件下发酵培养，当菌体生长进入 稳定期，且芽孢产率达到80％以上时，发酵结束，离心收集菌体。

4.菌剂制备

将步骤3所得的胶质芽孢杆菌菌体，按照合适的浓度加入至无机盐缓冲 体系中，即可获得胶质芽孢杆菌液体菌剂。

有益效果