本(ben)發明屬(shu)于(yu)微(wei)生物(wu)技(ji)術(shu)應用(yong)領域,具體涉(she)及一株粉狀側孢霉菌株及其在農業(ye)廢棄物(wu)轉化生物(wu)飼料上(shang)的應用(yong),屬(shu)于(yu)循環農業(ye)中(zhong)的廢物(wu)再利用(yong)技(ji)術(shu)范疇。
背景技術:
農(nong)(nong)(nong)業(ye)(ye)廢(fei)(fei)(fei)(fei)棄(qi)(qi)(qi)(qi)物(wu)是(shi)指人(ren)類(lei)在組織(zhi)農(nong)(nong)(nong)業(ye)(ye)生(sheng)(sheng)產(chan)過程中(zhong)所丟棄(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)有(you)機(ji)類(lei)物(wu)質的(de)總稱,主要(yao)(yao)包(bao)括(1)植(zhi)物(wu)性廢(fei)(fei)(fei)(fei)棄(qi)(qi)(qi)(qi)物(wu),主要(yao)(yao)是(shi)指農(nong)(nong)(nong)作物(wu)秸稈、林業(ye)(ye)枝條、雜草、落葉、果實外殼等,我(wo)國每(mei)年產(chan)生(sheng)(sheng)約(yue)10億噸左右(you)的(de)種植(zhi)業(ye)(ye)廢(fei)(fei)(fei)(fei)棄(qi)(qi)(qi)(qi)物(wu);(2)農(nong)(nong)(nong)副(fu)產(chan)品加(jia)(jia)工產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)廢(fei)(fei)(fei)(fei)棄(qi)(qi)(qi)(qi)物(wu),如果渣(zha)、土豆渣(zha)、屠宰污血等;(3)動物(wu)性廢(fei)(fei)(fei)(fei)棄(qi)(qi)(qi)(qi)物(wu),如畜禽糞(fen)便(bian)等,我(wo)國每(mei)年產(chan)生(sheng)(sheng)約(yue)畜禽糞(fen)便(bian)26億噸;(4)農(nong)(nong)(nong)村居(ju)民生(sheng)(sheng)活(huo)廢(fei)(fei)(fei)(fei)棄(qi)(qi)(qi)(qi)物(wu),如人(ren)糞(fen)尿及(ji)生(sheng)(sheng)活(huo)垃圾(ji)等。隨著工農(nong)(nong)(nong)業(ye)(ye)生(sheng)(sheng)產(chan)的(de)迅速(su)發(fa)展(zhan)和人(ren)口的(de)增(zeng)加(jia)(jia),這些廢(fei)(fei)(fei)(fei)棄(qi)(qi)(qi)(qi)物(wu)以年均5%~10%的(de)速(su)度遞增(zeng)。這其中(zhong)大部分(fen)廢(fei)(fei)(fei)(fei)棄(qi)(qi)(qi)(qi)物(wu)被當(dang)作垃圾(ji)丟棄(qi)(qi)(qi)(qi)或排放到環境(jing)中(zhong),造成可利用資源的(de)浪費和對生(sheng)(sheng)態環境(jing)的(de)污染。因此如何合理利用農(nong)(nong)(nong)業(ye)(ye)廢(fei)(fei)(fei)(fei)棄(qi)(qi)(qi)(qi)物(wu)資源,真正實現農(nong)(nong)(nong)業(ye)(ye)廢(fei)(fei)(fei)(fei)棄(qi)(qi)(qi)(qi)物(wu)變“廢(fei)(fei)(fei)(fei)”為“寶(bao)”,對緩解我(wo)國糧(liang)食短缺(que)問題、促進生(sheng)(sheng)態環境(jing)保(bao)護以及(ji)促進農(nong)(nong)(nong)業(ye)(ye)的(de)可持(chi)續發(fa)展(zhan)等具有(you)重要(yao)(yao)意義。
本(ben)發明的(de)(de)(de)粉狀側孢(bao)霉(mei) QY-001菌株能在以(yi)農(nong)(nong)業(ye)(ye)(ye)廢(fei)(fei)棄(qi)(qi)物(wu)為主要原料的(de)(de)(de)培養(yang)基上生長,故而(er)在工(gong)業(ye)(ye)(ye)生產(chan)上具有生產(chan)成(cheng)本(ben)低(di)廉,應(ying)用(yong)(yong)范圍廣泛的(de)(de)(de)特點。采用(yong)(yong)特殊微生物(wu)對農(nong)(nong)業(ye)(ye)(ye)廢(fei)(fei)棄(qi)(qi)物(wu)進行生物(wu)轉(zhuan)(zhuan)化(hua)(hua)與再利用(yong)(yong)是一個(ge)很好的(de)(de)(de)選擇。本(ben)發明提(ti)供的(de)(de)(de)這(zhe)種(zhong)特殊的(de)(de)(de)能對農(nong)(nong)業(ye)(ye)(ye)廢(fei)(fei)棄(qi)(qi)物(wu)進行直接(jie)轉(zhuan)(zhuan)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)粉狀側孢(bao)霉(mei)QY-001菌株,涉及到(dao)(dao)的(de)(de)(de)農(nong)(nong)業(ye)(ye)(ye)廢(fei)(fei)棄(qi)(qi)物(wu)主要包括植物(wu)性廢(fei)(fei)棄(qi)(qi)物(wu)和農(nong)(nong)副(fu)產(chan)品加工(gong)產(chan)生的(de)(de)(de)廢(fei)(fei)棄(qi)(qi)物(wu),這(zhe)些廢(fei)(fei)棄(qi)(qi)物(wu)通(tong)(tong)過發酵處理(li),可(ke)以(yi)達到(dao)(dao)飼(si)(si)料化(hua)(hua)應(ying)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。 通(tong)(tong)常而(er)言,采用(yong)(yong)獨(du)特的(de)(de)(de)微生物(wu)發酵方法可(ke)以(yi)實現(xian)工(gong)業(ye)(ye)(ye)化(hua)(hua)生產(chan),生產(chan)繁殖(zhi)快,產(chan)物(wu)的(de)(de)(de)營養(yang)價(jia)值(zhi)高,而(er)且可(ke)以(yi)利用(yong)(yong)的(de)(de)(de)廢(fei)(fei)棄(qi)(qi)物(wu)種(zhong)類也豐(feng)富,是一條廢(fei)(fei)物(wu)利用(yong)(yong)的(de)(de)(de)良好途(tu)徑。這(zhe)一舉措能大大降低(di)飼(si)(si)喂動物(wu)的(de)(de)(de)成(cheng)本(ben),提(ti)高經濟效益,而(er)且使(shi)飼(si)(si)料的(de)(de)(de)利用(yong)(yong)也更完全,解決了(le)日(ri)益突出(chu)的(de)(de)(de)人畜共糧的(de)(de)(de)矛盾問題,為我國短(duan)缺的(de)(de)(de)飼(si)(si)料來源開辟新途(tu)徑;同時(shi)降低(di)了(le)農(nong)(nong)業(ye)(ye)(ye)廢(fei)(fei)棄(qi)(qi)物(wu)對環(huan)境可(ke)能造成(cheng)的(de)(de)(de)危(wei)害。
本發(fa)(fa)(fa)(fa)明(ming)(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)粉狀側(ce)孢(bao)霉(mei)(mei) QY-001菌(jun)(jun)(jun)(jun)株的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)另外一(yi)(yi)個突出點是其(qi)新穎性與(yu)強效性。當前利(li)(li)(li)(li)(li)用(yong)(yong)纖(xian)(xian)(xian)維素(su)資源轉化(hua)為(wei)(wei)飼料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究比(bi)較多。概況(kuang)而言,一(yi)(yi)方(fang)面(mian)(mian)是集中在(zai)(zai)菌(jun)(jun)(jun)(jun)種選(xuan)擇或(huo)其(qi)組合(he)(he)上;另一(yi)(yi)方(fang)面(mian)(mian)是集中在(zai)(zai)廢棄物(wu)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)選(xuan)擇及輔料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)添加(jia)(jia)上。通過查閱(yue)相關文獻與(yu)專(zhuan)利(li)(li)(li)(li)(li),發(fa)(fa)(fa)(fa)現在(zai)(zai)果(guo)渣(zha)(zha)(zha)(zha)固(gu)態(tai)發(fa)(fa)(fa)(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao)方(fang)面(mian)(mian),現用(yong)(yong)菌(jun)(jun)(jun)(jun)種主要有酵(jiao)(jiao)(jiao)母菌(jun)(jun)(jun)(jun)(啤酒酵(jiao)(jiao)(jiao)母、熱帶假(jia)絲酵(jiao)(jiao)(jiao)母、產(chan)(chan)朊假(jia)絲酵(jiao)(jiao)(jiao)母)、細菌(jun)(jun)(jun)(jun)(嗜酸(suan)(suan)乳(ru)桿(gan)菌(jun)(jun)(jun)(jun)、植物(wu)性乳(ru)桿(gan)菌(jun)(jun)(jun)(jun)、長雙岐桿(gan)菌(jun)(jun)(jun)(jun))和霉(mei)(mei)菌(jun)(jun)(jun)(jun)(木(mu)霉(mei)(mei)、曲霉(mei)(mei)、白(bai)(bai)(bai)(bai)地(di)霉(mei)(mei))。而且以提高(gao)粗(cu)蛋(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)為(wei)(wei)目(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)果(guo)渣(zha)(zha)(zha)(zha)發(fa)(fa)(fa)(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao)大(da)(da)都是采用(yong)(yong)混合(he)(he)菌(jun)(jun)(jun)(jun)發(fa)(fa)(fa)(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao),并且在(zai)(zai)添加(jia)(jia)了(le)(le)大(da)(da)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)氮(dan)(dan)輔料(liao)(liao)(liao)下(xia),才能(neng)(neng)使(shi)(shi)粗(cu)蛋(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)有一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)提高(gao)。例如(ru)發(fa)(fa)(fa)(fa)明(ming)(ming)專(zhuan)利(li)(li)(li)(li)(li)CN 1663421A蘋(pin)(pin)果(guo)渣(zha)(zha)(zha)(zha)液固(gu)態(tai)發(fa)(fa)(fa)(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao)生產(chan)(chan)飼料(liao)(liao)(liao)蛋(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法,利(li)(li)(li)(li)(li)用(yong)(yong)產(chan)(chan)朊假(jia)絲酵(jiao)(jiao)(jiao)母、綠色木(mu)霉(mei)(mei)、果(guo)酒酵(jiao)(jiao)(jiao)母混合(he)(he)發(fa)(fa)(fa)(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao),在(zai)(zai)添加(jia)(jia)20%麩皮、2%尿素(su)、2%硫(liu)酸(suan)(suan)銨等含(han)(han)氮(dan)(dan)輔料(liao)(liao)(liao)基礎(chu)下(xia),粗(cu)蛋(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)提高(gao)了(le)(le)78.62%。發(fa)(fa)(fa)(fa)明(ming)(ming)專(zhuan)利(li)(li)(li)(li)(li)CN102028097A 蘋(pin)(pin)果(guo)渣(zha)(zha)(zha)(zha)菌(jun)(jun)(jun)(jun)體蛋(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)生產(chan)(chan)方(fang)法,利(li)(li)(li)(li)(li)用(yong)(yong)黑曲霉(mei)(mei)、熱帶假(jia)絲酵(jiao)(jiao)(jiao)母和啤酒酵(jiao)(jiao)(jiao)母混合(he)(he)發(fa)(fa)(fa)(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao),在(zai)(zai)添加(jia)(jia)20~40%麩皮、1%~5%尿素(su)等含(han)(han)氮(dan)(dan)輔料(liao)(liao)(liao)基礎(chu)下(xia),粗(cu)蛋(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)才能(neng)(neng)達到30%。與(yu)目(mu)前已(yi)有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)報道(dao)(dao)或(huo)專(zhuan)利(li)(li)(li)(li)(li)都不(bu)同(tong),本發(fa)(fa)(fa)(fa)明(ming)(ming)篩選(xuan)到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)這(zhe)株新型獨特的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)粉狀側(ce)孢(bao)霉(mei)(mei),能(neng)(neng)同(tong)時高(gao)效分(fen)泌木(mu)質素(su)酶(mei)與(yu)纖(xian)(xian)(xian)維素(su)酶(mei),在(zai)(zai)不(bu)添加(jia)(jia)任何含(han)(han)氮(dan)(dan)輔料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia),該菌(jun)(jun)(jun)(jun)株能(neng)(neng)直接利(li)(li)(li)(li)(li)用(yong)(yong)蘋(pin)(pin)果(guo)渣(zha)(zha)(zha)(zha)發(fa)(fa)(fa)(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao),使(shi)(shi)多次提取的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)蘋(pin)(pin)果(guo)殘渣(zha)(zha)(zha)(zha)粗(cu)蛋(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)含(han)(han)量(liang)(liang)從8%提高(gao)至15.29%,增長了(le)(le)91%;粗(cu)纖(xian)(xian)(xian)維含(han)(han)量(liang)(liang)從52%降(jiang)(jiang)低至10%,減少了(le)(le)80%。若(ruo)再添加(jia)(jia)少量(liang)(liang)含(han)(han)氮(dan)(dan)輔料(liao)(liao)(liao),粗(cu)蛋(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)提高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)幅度(du)更大(da)(da)。可見(jian),與(yu)以往的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)報道(dao)(dao)或(huo)專(zhuan)利(li)(li)(li)(li)(li)相比(bi),本發(fa)(fa)(fa)(fa)明(ming)(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)粉狀側(ce)孢(bao)霉(mei)(mei)通過單菌(jun)(jun)(jun)(jun)發(fa)(fa)(fa)(fa)酵(jiao)(jiao)(jiao),在(zai)(zai)提高(gao)果(guo)渣(zha)(zha)(zha)(zha)粗(cu)蛋(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)、降(jiang)(jiang)解粗(cu)纖(xian)(xian)(xian)維方(fang)面(mian)(mian)具(ju)有明(ming)(ming)顯優勢(shi)。此外,本發(fa)(fa)(fa)(fa)明(ming)(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)菌(jun)(jun)(jun)(jun)株在(zai)(zai)利(li)(li)(li)(li)(li)用(yong)(yong)秸稈如(ru)小麥(mai)秸稈、玉米秸稈以及地(di)瓜秧等為(wei)(wei)材料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉化(hua)生物(wu)飼料(liao)(liao)(liao)方(fang)面(mian)(mian)也表現出類似作用(yong)(yong),獲得了(le)(le)可喜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結果(guo)。
技術實現要素:
本發明的(de)目的(de)是提供了一株(zhu)粉狀側孢霉菌(jun)株(zhu)及其在農業(ye)廢棄物固態發酵上的(de)應用。
本發(fa)明提供了一株粉狀側(ce)孢霉菌株,其具有序列(lie)表SEQ NO.1所示(shi)的(de)18S rRNA基因序列(lie),該(gai)菌株已于2015年04月 24 日保藏于中國微(wei)生物菌種(zhong)保藏管理(li)委員會普通微(wei)生物中心(北京市朝陽區北辰西路1號(hao)院3號(hao),中國科學院微(wei)生物研究所),保藏編號(hao)為(wei) :CGMCC No.10762,命名為(wei)粉狀側(ce)孢霉(Sporotrichum pulverulentum)QY-001。
為(wei)了達到上(shang)述(shu)目的,本發(fa)明采取以下技術措施:
本發明的(de)粉狀側孢霉 QY-001分離于山間腐(fu)殖(zhi)質土壤(rang)。
本發明提供了粉狀側孢霉QY-001的分離篩選方法(fa)。
本發明提供了粉狀側孢霉 QY-001的培(pei)養(yang)方法。
本(ben)發明的(de)粉狀側(ce)孢霉QY-001的(de)培養溫(wen)度為(wei)20~50℃,最(zui)適溫(wen)度為(wei)25~40℃;
本(ben)發明(ming)的粉(fen)狀側孢霉QY-001的培養pH為3.0~8.0,最適(shi)pH為5.0~6.5。
本發(fa)明的粉狀(zhuang)側(ce)孢霉(mei) QY-001菌株具(ju)有下(xia)述微生(sheng)物學特征:
(1)在顯微鏡下觀察,該菌(jun)株菌(jun)絲多隔,多分(fen)枝。分(fen)生(sheng)(sheng)孢(bao)子梗簡(jian)單或總(zong)狀分(fen)枝,頂端(duan)產生(sheng)(sheng)芽生(sheng)(sheng)分(fen)生(sheng)(sheng)孢(bao)子,分(fen)生(sheng)(sheng)孢(bao)子近球形(xing)、橢圓形(xing)、倒梨形(xing),無色(se),稍粗糙(cao),7.5~10×4~6.5um,可見厚垣孢(bao)子,如圖(tu)1、圖(tu)2所示。
(2)菌落(luo)形態特征:
在(zai)(zai)PDA平板(ban)培(pei)養(yang)(yang)基(ji)(ji)上(shang)將粉狀側孢霉 QY-001菌(jun)(jun)(jun)株培(pei)養(yang)(yang)4~5天(tian),菌(jun)(jun)(jun)落(luo)長(chang)滿(man)(man)平板(ban),白(bai)色(se),氈(zhan)狀,致密。在(zai)(zai)特制的麥芽汁平板(ban)培(pei)養(yang)(yang)基(ji)(ji)上(shang),生長(chang)很快,1天(tian)即(ji)有菌(jun)(jun)(jun)落(luo)出現,菌(jun)(jun)(jun)落(luo)呈擴散(san)狀生長(chang),2~3天(tian)整(zheng)個平板(ban)表面布滿(man)(man)了白(bai)色(se)菌(jun)(jun)(jun)絲,菌(jun)(jun)(jun)落(luo)白(bai)色(se)、氈(zhan)狀、致密,菌(jun)(jun)(jun)絲向培(pei)養(yang)(yang)基(ji)(ji)內伸入形(xing)成營養(yang)(yang)菌(jun)(jun)(jun)絲,在(zai)(zai)離表層(ceng)約1mm厚的瓊脂區內形(xing)成堅固的菌(jun)(jun)(jun)絲層(ceng)。隨著培(pei)養(yang)(yang)時間的延長(chang),4~7天(tian)菌(jun)(jun)(jun)絲向氣(qi)相伸展,產生大量的孢子,形(xing)成的白(bai)色(se)絲狀物遍(bian)布全平板(ban),如(ru)圖3所(suo)示(shi)。
(3)在(zai)液(ye)(ye)體培(pei)養(yang)(yang)基中,① 靜置培(pei)養(yang)(yang)時(shi),接(jie)種(zhong)之(zhi)后(hou)萌(meng)發出菌(jun)(jun)(jun)絲(si)(si)(si),菌(jun)(jun)(jun)絲(si)(si)(si)相互(hu)(hu)交織成(cheng)網,1~3天(tian)內形成(cheng)伸展充滿整個(ge)容器液(ye)(ye)面(mian)的白(bai)色薄(bo)膜,成(cheng)為(wei)(wei)菌(jun)(jun)(jun)絲(si)(si)(si)墊(dian)或(huo)菌(jun)(jun)(jun)墊(dian),厚度約為(wei)(wei)1.0-1.5mm,位于氣(qi)液(ye)(ye)交界面(mian),便(bian)于獲(huo)得(de)氧(yang)。隨(sui)(sui)著培(pei)養(yang)(yang)時(shi)間的延長,4~7天(tian)菌(jun)(jun)(jun)墊(dian)與空氣(qi)接(jie)觸的表(biao)面(mian)會形成(cheng)白(bai)色粉狀物—孢子。 ② 振蕩(dang)培(pei)養(yang)(yang)時(shi),菌(jun)(jun)(jun)種(zhong)接(jie)種(zhong)后(hou),萌(meng)發的菌(jun)(jun)(jun)絲(si)(si)(si)在(zai)一(yi)定的搖速作(zuo)用(yong)下(xia)相互(hu)(hu)纏繞成(cheng)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan),1-3天(tian)形成(cheng)在(zai)容器里隨(sui)(sui)機碰(peng)撞的白(bai)色小球(qiu),成(cheng)為(wei)(wei)菌(jun)(jun)(jun)絲(si)(si)(si)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)或(huo)菌(jun)(jun)(jun)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan),隨(sui)(sui)培(pei)養(yang)(yang)時(shi)間增長,菌(jun)(jun)(jun)絲(si)(si)(si)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)或(huo)菌(jun)(jun)(jun)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)逐漸變大,如圖4所示。
本發明還提(ti)供了粉狀側孢(bao)霉(mei)QY-001菌株在(zai)農(nong)業(ye)廢(fei)棄(qi)物(wu)固態發酵上的(de)應(ying)用,使(shi)(shi)農(nong)業(ye)廢(fei)棄(qi)物(wu)中(zhong)的(de)粗纖(xian)維含(han)量(liang)(liang)(liang)減少40~90%,同時能使(shi)(shi)粗蛋白含(han)量(liang)(liang)(liang)增加(jia)30~300%。其中(zhong)在(zai)不添加(jia)任(ren)何(he)含(han)氮(dan)輔料(liao)的(de)情況(kuang)下(xia),能使(shi)(shi)農(nong)業(ye)廢(fei)棄(qi)物(wu)的(de)粗蛋白含(han)量(liang)(liang)(liang)增加(jia)30~150%;在(zai)添加(jia)少量(liang)(liang)(liang)含(han)氮(dan)輔料(liao)的(de)情況(kuang)下(xia),能使(shi)(shi)農(nong)業(ye)廢(fei)棄(qi)物(wu)的(de)粗蛋白含(han)量(liang)(liang)(liang)增加(jia)30~300%。
一株粉狀側孢霉QY-001 CGMCC No.10762在農(nong)業(ye)廢棄(qi)物固態發(fa)酵上(shang)的應用,包(bao)括(kuo)下(xia)列內(nei)容:
(1)種子制(zhi)備,包括菌種活化、一級液體(ti)種子制(zhi)備、二(er)級固(gu)體(ti)種子制(zhi)備。
(a)菌(jun)種(zhong)活化:將粉狀(zhuang)側(ce)孢霉QY-001接種(zhong)到麥(mai)芽(ya)(ya)(ya)汁(zhi)(zhi)平(ping)板上劃線活化,然后倒置于20~50℃恒溫(wen)培(pei)養(yang)箱中進(jin)行活化培(pei)養(yang)3~5天;所述的麥(mai)芽(ya)(ya)(ya)汁(zhi)(zhi)平(ping)板培(pei)養(yang)基(ji)配方(fang)為:大麥(mai)芽(ya)(ya)(ya)粉 300g中加入水700ml,30~40℃ 水浴(yu)30min,再65℃ 水浴(yu)3~4h,期(qi)間(jian)不(bu)斷攪拌,用兩(liang)層紗布(bu)過濾(lv),制得7~12.5波美度(du)的麥(mai)芽(ya)(ya)(ya)汁(zhi)(zhi)。麥(mai)芽(ya)(ya)(ya)汁(zhi)(zhi)500ml、水500ml、pH 5.5、瓊脂21g,滅菌(jun)溫(wen)度(du)121℃,滅菌(jun)時間(jian)20~30min。
(b)一級液(ye)體(ti)(ti)種(zhong)子制(zhi)備:將麥芽汁平板中活化(hua)好的(de)菌種(zhong)接種(zhong)至液(ye)體(ti)(ti)培(pei)養基中,于20~50℃靜置培(pei)養4~10天、裝(zhuang)液(ye)量(liang)20~30ml/250ml;或于20~50℃振蕩培(pei)養1~3天、轉(zhuan)速100~200r/min、裝(zhuang)液(ye)量(liang)40~50ml/250ml;所述的(de)液(ye)體(ti)(ti)培(pei)養基配方為:硝酸(suan)鈉 7.0~10.0g,磷酸(suan)二氫(qing)鉀0.5~ 2g,七水硫(liu)酸(suan)鎂 0.1~1.5g,氯化(hua)鉀0.1~1.5g,七水硫(liu)酸(suan)亞鐵0.001~0.01g,葡萄(tao)糖(tang)5~40g,pH5.5~5.8,水1000ml,滅菌溫度121℃,滅菌時間30min。
(c)二(er)級固體種(zhong)子(zi)制備:將一級液體種(zhong)子(zi)液,以(yi)5~15%的接種(zhong)量接入裝有10~20g固體培養(yang)基的500ml三(san)角瓶中(zhong),三(san)角瓶采用紗布(bu)封(feng)口,20~50℃培養(yang)4~7天;當培養(yang)至3~4天時(shi),白(bai)菌絲(si)布(bu)滿發酵料(liao)表(biao)面(mian),進行翻料(liao),中(zhong)間注意(yi)補水,維持物料(liao)濕度在(zai)50%左右。
所述的固體(ti)培養基:將農業廢(fei)棄物(wu)烘干粉碎(sui)過15目篩,1份(fen)農業廢(fei)棄物(wu),2~3份(fen)營養液(ye),固態培養基pH 3~8。營養液(ye)配(pei)方:硝酸(suan)(suan)鈉 2.0~3.0g,磷酸(suan)(suan)二氫鉀 1~3g,七(qi)水(shui)(shui)硫酸(suan)(suan)鎂 0.4~0.7g,七(qi)水(shui)(shui)硫酸(suan)(suan)亞鐵 0.001~0.003g,pH 5.5~5.8,水(shui)(shui)1000ml。滅(mie)菌(jun)溫度(du)121℃,滅(mie)菌(jun)時(shi)間(jian)30min。
(2)農(nong)(nong)業廢(fei)棄(qi)物(wu)(wu)發(fa)酵(jiao)(jiao):先(xian)將(jiang)農(nong)(nong)業廢(fei)棄(qi)物(wu)(wu)烘干(gan)粉碎過(guo)15目篩,農(nong)(nong)業廢(fei)棄(qi)物(wu)(wu)80~100% 、豆粕0~20%、麩皮 0~15%、無機(ji)氮0~5%,用(yong)堿(jian)調(diao)節(jie)發(fa)酵(jiao)(jiao)料(liao)pH 3~8,再加入營(ying)養(yang)(yang)液,營(ying)養(yang)(yang)液與(yu)發(fa)酵(jiao)(jiao)料(liao)比例為1:1~3:1,將(jiang)培養(yang)(yang)基(ji)在(zai)攪(jiao)拌(ban)機(ji)內混合(he)均勻,然后(hou)分裝到布袋中,121℃、30min,高壓濕(shi)熱滅菌(jun),待培養(yang)(yang)基(ji)冷卻至25~35℃,將(jiang)培養(yang)(yang)基(ji)倒入攪(jiao)拌(ban)機(ji)中然后(hou)加入5~10%制備好的一(yi)級(ji)液體種(zhong)子(zi)(zi)或二級(ji)固(gu)體種(zhong)子(zi)(zi)攪(jiao)拌(ban)均勻,然后(hou)放到發(fa)酵(jiao)(jiao)床(chuang)中,平鋪均勻,厚(hou)度(du)(du)為3~10cm,最后(hou)蓋(gai)上濕(shi)布,開(kai)啟控溫開(kai)關,控制溫度(du)(du)為20~50℃,發(fa)酵(jiao)(jiao)時間為4~12天,期(qi)間每隔2~3天進(jin)行翻(fan)料(liao)及補水(shui),維持物(wu)(wu)料(liao)濕(shi)度(du)(du)在(zai)50%左右,完成整個發(fa)酵(jiao)(jiao)過(guo)程,發(fa)酵(jiao)(jiao)結束(shu),培養(yang)(yang)物(wu)(wu)在(zai)75℃烘干(gan),粉碎后(hou)包裝,制得固(gu)態發(fa)酵(jiao)(jiao)產品(pin)。
所述的(de)農業(ye)(ye)廢棄(qi)物(wu)(wu)包括植物(wu)(wu)性廢棄(qi)物(wu)(wu),如農作物(wu)(wu)秸(jie)稈、林業(ye)(ye)枝條、雜草、落葉、果實外殼;還包括農副產品加工的(de)廢棄(qi)物(wu)(wu),如油渣(zha)(zha)、果渣(zha)(zha),其中尤以(yi)蘋果渣(zha)(zha)、柑橘渣(zha)(zha)、梨(li)渣(zha)(zha)居多。其固態發酵的(de)主(zhu)要原料為(wei)農業(ye)(ye)廢棄(qi)物(wu)(wu)中的(de)一種、任意兩種或以(yi)上(shang)的(de)組合。
與(yu)現有技(ji)術相(xiang)比,本發明具有以下優點:
本發明的粉狀側孢(bao)霉(mei) QY-001菌株能在(zai)以農業廢棄物為主要原料的培養基上(shang)生長,生產成本低(di)廉,應用范圍廣泛。
本(ben)發明的粉狀側孢霉 QY-001菌(jun)株能高效分(fen)泌木(mu)質(zhi)素(su)(su)酶、纖(xian)維素(su)(su)酶,利用(yong)和降(jiang)解農業(ye)廢(fei)棄物中的木(mu)質(zhi)素(su)(su)、纖(xian)維素(su)(su),這在農業(ye)廢(fei)棄物飼(si)料化方面表現出很(hen)強的優勢。
附圖說明
圖(tu)1 粉狀側孢霉(mei)QY-001在400倍顯(xian)微鏡下的圖(tu)片。
圖2 粉(fen)狀側(ce)孢(bao)霉(mei)QY-001在1000倍顯微鏡下的圖片。
圖(tu)3 粉狀(zhuang)側孢霉QY-001在麥芽汁培(pei)養基(ji)上(shang)的菌落(luo)形(xing)態圖(tu)片。
圖4 粉狀側孢霉QY-001在液(ye)體搖(yao)瓶培養7天的菌團形態圖片。
具體實施方式
以下是本發(fa)明(ming)的實施例,但(dan)本發(fa)明(ming)的內容并(bing)不局(ju)限于此。
實施例1菌株的分離篩選及鑒定。
1、分離篩選。
采用梯度稀(xi)釋(shi)法將山間腐殖質土(tu)壤稀(xi)釋(shi),取0.1ml均勻涂布(bu)于PDA~苯胺(an)藍(lan)培養(yang)基的(de)(de)表面,置入恒(heng)溫培養(yang)箱,30℃下避光(guang)培養(yang)10天(tian)(tian),每天(tian)(tian)記錄藍(lan)色(se)(se)培養(yang)基中有(you)無褪(tun)色(se)(se)圈(quan)的(de)(de)形成及褪(tun)色(se)(se)圈(quan)直(zhi)徑的(de)(de)大小,用接種(zhong)環挑取褪(tun)色(se)(se)圈(quan)大的(de)(de)單菌(jun)落(luo),進行分(fen)離純化即(ji)為初(chu)篩菌(jun)株,共挑取32株單菌(jun)落(luo),將其中褪(tun)色(se)(se)圈(quan)最大的(de)(de)命(ming)名為QY-001。所述的(de)(de)PDA苯胺(an)藍(lan)培養(yang)基配(pei)方(fang)為馬(ma)鈴薯200 g、葡萄糖20 g、磷酸(suan)二氫鉀3 g、七水硫(liu)酸(suan)鎂(mei)1.5 g、水 1000ml、苯胺(an)蘭(lan) 0.1g、pH 7.0。
2、鑒定。
(1)菌(jun)落(luo)(luo)形(xing)態特征:將(jiang)粉(fen)狀側孢霉 QY-001菌(jun)株在(zai)PDA培養基上培養5天,其菌(jun)落(luo)(luo)形(xing)態特征如下(xia):菌(jun)落(luo)(luo)長滿平板(ban),白色,氈(zhan)狀,致密。
(2)鏡檢形態特征:該菌株菌絲多隔,多分(fen)枝(zhi)。分(fen)生孢子梗簡單或(huo)總狀分(fen)枝(zhi)頂(ding)端產生芽生分(fen)生孢子,分(fen)生孢子近球形、橢圓形、倒梨形,無色,稍粗糙(cao),7.5~10×4~6.5um,可見后垣孢子。
(3)利用DNA提取(qu)試劑盒提取(qu)粉(fen)狀(zhuang)側孢霉(mei)QY-001的(de)基因組(zu)DNA,利用PCR技術擴(kuo)增其18S rRNA序列。通過BLAST比(bi)對分析發現,粉(fen)狀(zhuang)側孢霉(mei)QY-001菌株(zhu)與公布的(de)黃(huang)孢原(yuan)(yuan)毛(mao)平(ping)革菌的(de)18S rRNA序列相似度最高,而粉(fen)狀(zhuang)側孢霉(mei)是(shi)黃(huang)孢原(yuan)(yuan)毛(mao)平(ping)革菌的(de)無性世代,結合鏡檢(jian)形態,確定該菌種為粉(fen)狀(zhuang)側孢霉(mei)。
將該(gai)菌株(zhu)命名為粉狀側孢(bao)霉(Sporotrichum pulverulentum)QY-001,于2015年04月(yue) 24日保(bao)藏(zang)于中國微(wei)(wei)生(sheng)物菌種保(bao)藏(zang)管理(li)委員會普通微(wei)(wei)生(sheng)物中心,保(bao)藏(zang)編號CGMCC No.10762。
實施例2粉狀側孢霉 QY-001菌株的培養方法
1、固體平板(ban)培(pei)養(yang)(yang):將粉狀側孢霉 QY-001菌株接種到麥芽汁(zhi)平板(ban)培(pei)養(yang)(yang)基上劃線活(huo)化,然后倒置于30℃恒溫培(pei)養(yang)(yang)箱中進行(xing)活(huo)化培(pei)養(yang)(yang),培(pei)養(yang)(yang)時間3~4天;
所述的麥芽汁平板培(pei)養基配方為:大(da)麥芽粉 300g中(zhong)加入水700ml,30~40℃ 水浴30min,再65℃ 水浴3~4h,期(qi)間(jian)不(bu)斷攪(jiao)拌,用兩(liang)層(ceng)紗(sha)布過濾,制(zhi)得7~12.5波美度(du)的麥芽汁。麥芽汁500ml、水500ml、pH5.5、瓊脂21g,滅(mie)(mie)菌溫度(du)121℃,滅(mie)(mie)菌時間(jian)20~30min;
2、液(ye)(ye)體(ti)搖瓶培(pei)養:將固體(ti)平板中活化好的菌種(zhong)(zhong)接(jie)種(zhong)(zhong)至液(ye)(ye)體(ti)培(pei)養基,于30℃靜置培(pei)養4~10天、裝(zhuang)液(ye)(ye)量20~30ml/250ml;或(huo)于30℃振蕩培(pei)養1~2天、轉速(su)100~200r/min、裝(zhuang)液(ye)(ye)量40~50ml/250ml。
所(suo)述的液體培(pei)養基(ji)配(pei)方為:硝(xiao)酸(suan)鈉(na) 7.0~10.0g,磷酸(suan)二氫鉀(jia)0.5~2g,七水硫酸(suan)鎂 0.1~1.5g,氯化鉀(jia)0.1~1.5g,七水硫酸(suan)亞鐵0.001~0.01g,葡(pu)萄(tao)糖5~40g,pH5.5~5.8,水1000ml,滅菌溫度121℃,滅菌時間(jian)30min。
實施例 3 粉狀側孢霉QY-001在農業廢棄物與少量含氮輔料混合固態發酵上的應用。
整個流程包括(kuo)固態發酵(jiao)和(he)檢測,固態發酵(jiao)包括(kuo)種子制備和(he)農業廢棄物發酵(jiao)。
1、固態發酵。
(1)種子制(zhi)(zhi)備:菌種活化(hua)→一級液體種子制(zhi)(zhi)備→二級固體種子制(zhi)(zhi)備,具體步驟如下(xia):
(a)菌種活(huo)化(hua):將粉狀側孢霉QY-001接種到麥芽汁(zhi)平板(ban)上(shang)劃線活(huo)化(hua),然(ran)后(hou)倒置于30℃恒溫培(pei)養(yang)(yang)箱中進(jin)行活(huo)化(hua)培(pei)養(yang)(yang)3~5天;所(suo)述的麥芽汁(zhi)培(pei)養(yang)(yang)基配方同實施例2中一致。
(b)一級液體種子制備:將(jiang)麥芽汁(zhi)平板(ban)中活化(hua)好的(de)(de)菌種接種至(zhi)液體培(pei)養(yang)基中,于30℃靜(jing)置培(pei)養(yang)7天、裝液量(liang)20~30ml/250ml;或(huo)于30℃振蕩培(pei)養(yang)2~3天、轉速(su)100~200r/min、裝液量(liang)40~50ml/250ml,所述的(de)(de)液體培(pei)養(yang)基配方與實施例2中的(de)(de)一致(zhi)。
(c)二級固(gu)體(ti)種(zhong)子制備(bei):將一(yi)級液體(ti)種(zhong)子液,以(yi)5~15%的接種(zhong)量接入裝(zhuang)有10~20g固(gu)體(ti)培養(yang)基的500ml三角(jiao)瓶中(zhong),三角(jiao)瓶采用紗布封口,30℃培養(yang)4~7天(tian);當培養(yang)至3~4天(tian)時,白菌絲布滿發酵料表面(mian),進行(xing)翻(fan)料,中(zhong)間注意補水,維持(chi)物料濕度在50%左右。
所述的固體培養基配(pei)方:將農業廢棄物烘干粉(fen)碎(sui)過15目篩,1份(fen)農業廢棄物,2~3份(fen)營養液(ye),pH 3~8。其(qi)中營養液(ye)配(pei)方:硝酸鈉 2.0~3.0g,磷酸二(er)氫鉀(jia) 1~3g,七水(shui)硫酸鎂 0.4~0.7g,七水(shui)硫酸亞鐵 0.001~0.003g,pH5.5~5.8,水(shui)1000ml。滅(mie)菌(jun)溫度121℃,滅(mie)菌(jun)時間(jian)30min。
(2)農業廢棄(qi)物(wu)蘋(pin)果渣發(fa)(fa)酵(jiao):先(xian)將(jiang)蘋(pin)果渣烘(hong)干粉(fen)碎(sui)(sui)過15目(mu)篩,蘋(pin)果渣80~100% 、豆粕(po)0~20%、麩皮 0~15%、無(wu)機(ji)氮0~5%,用堿調節發(fa)(fa)酵(jiao)料pH 5~6,再加(jia)入營養(yang)液,營養(yang)液與發(fa)(fa)酵(jiao)料比例為1:1~3:1,將(jiang)培養(yang)基在(zai)攪拌機(ji)內混合均(jun)(jun)勻(yun),然后(hou)分裝到(dao)布袋中,121℃、30min,高壓濕熱滅菌,待培養(yang)基冷(leng)卻(que)至25~35℃,將(jiang)培養(yang)基倒入攪拌機(ji)中然后(hou)加(jia)入5~10%制(zhi)備好的一級(ji)液體(ti)種子或二級(ji)固體(ti)種子攪拌均(jun)(jun)勻(yun),然后(hou)放到(dao)發(fa)(fa)酵(jiao)床中,平(ping)鋪均(jun)(jun)勻(yun),厚度(du)(du)適中,為3~5cm,最后(hou)蓋上濕布,開啟(qi)控(kong)溫(wen)開關,控(kong)制(zhi)溫(wen)度(du)(du)為30℃,發(fa)(fa)酵(jiao)時間(jian)為8~12天,期間(jian)每隔2~3天進(jin)行翻料及補水,維持物(wu)料濕度(du)(du)在(zai)50%左右,完成整個發(fa)(fa)酵(jiao)過程,發(fa)(fa)酵(jiao)結束,培養(yang)物(wu)在(zai)75℃烘(hong)干,粉(fen)碎(sui)(sui)后(hou)包裝,制(zhi)得(de)固態發(fa)(fa)酵(jiao)產品。
2、 檢測。
農業(ye)廢(fei)棄物發酵前后檢測(ce)粗(cu)蛋(dan)(dan)(dan)白與粗(cu)纖維。粗(cu)蛋(dan)(dan)(dan)白檢測(ce)參(can)照國標(biao)GB/T6432-1994“飼料中粗(cu)蛋(dan)(dan)(dan)白含量的(de)測(ce)定方法”,粗(cu)纖維檢測(ce)參(can)照國標(biao)GB/T 6434-2006“飼料中粗(cu)纖維的(de)含量測(ce)定 過濾法”。
下面(mian)以上述農(nong)業廢棄物蘋果渣為(wei)例,發酵原料不同配比的(de)情況下,粗蛋(dan)白、粗纖(xian)維的(de)變化。
表1 農業廢棄物蘋果渣與少量含氮輔料混合固態發酵的粗蛋白、粗纖維含量的變化
注:此蘋果渣是經(jing)多(duo)次提(ti)取后的殘渣,其粗蛋白(bai)含量為(wei)8.0%,粗纖維含量為(wei)52.4%。
所述(shu)的農業廢(fei)(fei)棄(qi)物(wu)包(bao)括植物(wu)性(xing)廢(fei)(fei)棄(qi)物(wu),如農作(zuo)物(wu)秸稈、林業枝(zhi)條、雜草、落(luo)葉(xie)、果實外殼(ke);還包(bao)括農副產品加工的廢(fei)(fei)棄(qi)物(wu),如油渣、果渣,其中(zhong)尤以蘋果渣、柑(gan)橘(ju)渣、梨渣居多。其固態發(fa)酵的主原料為農業廢(fei)(fei)棄(qi)物(wu)中(zhong)的一(yi)種(zhong)、任意兩種(zhong)或以上(shang)的組合。
其他農業(ye)廢(fei)棄物固(gu)態(tai)發(fa)(fa)(fa)酵的方法與(yu)蘋果渣一致,但由(you)于農業(ye)廢(fei)棄物種類及發(fa)(fa)(fa)酵原料(liao)配方不同,使發(fa)(fa)(fa)酵后的粗纖(xian)(xian)維(wei)、粗蛋白有很大差異。由(you)檢測結果可以(yi)看出(chu),農業(ye)廢(fei)棄物經粉狀(zhuang)側孢霉(mei)QY-001的固(gu)態(tai)發(fa)(fa)(fa)酵,其粗纖(xian)(xian)維(wei)含量(liang)減少40~90%,粗蛋白含量(liang)增加30~300%。
實施例4 粉狀側孢霉在無含氮輔料的農業廢棄物固態發酵上的應用。
本實施(shi)例(li)4與實施(shi)例(li)3的區別在于發酵原料不同,本實施(shi)例(li)4發酵原料為農業廢棄(qi)物(wu)100%,無(wu)含氮輔料,其余步(bu)驟都一樣。
從檢測結果總結出(chu),在無含(han)(han)氮輔料的情(qing)況下,農業(ye)廢棄(qi)物(wu)(wu)經粉狀(zhuang)側孢霉(mei)QY-001的固態發酵,其粗纖維(wei)含(han)(han)量(liang)減(jian)少40~90%,粗蛋白含(han)(han)量(liang)增加30~150%。下表列(lie)舉部分農業(ye)廢棄(qi)物(wu)(wu)的發酵前后(hou)的粗蛋白含(han)(han)量(liang)及變(bian)化率(lv)。
表2 在不添加任何含氮輔料的情況下,部分農業廢棄物發酵前后粗蛋白含量變化
注:地瓜秧+花生秧固(gu)態發酵的添(tian)加比例為(wei)各占(zhan)50%。
SEQUENCE LISTING
<110> 煙臺(tai)啟元微(wei)生物技術(shu)研(yan)究院有限公司
<120> 一株(zhu)粉狀(zhuang)側孢霉菌株(zhu)及其應用
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<210> 1
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<212> DNA
<213> 粉狀(zhuang)側孢(bao)霉(Sporotrichum pulverulentum)
<400> 1
gctcattaaa tcagttatag tttatttgat ggtgctttgc tacatggata actgtggtaa 60
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