CN101875928A - 一种微生物制剂的包埋固定化方法 - Google Patents
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Abstract
一种微生物制剂的包埋固定化方法,包埋材料为聚乙烯醇、海藻酸钠、二氧化硅、碳酸钙;其中,各材料的含量分别为70-90g/L、3-5g/L、7-9g/L、0.4-0.6g/L,每升凝胶溶液中加入微生物量为200-250mL(每毫升含微生物为7×106-9×106CFU),并向微生物溶液中加入4-6g活性炭及4-6g秸秆粉末。固定化粒径约为10mm。本发明的固定化效果:微生物在固定化小球内生长状况良好,固定化材料对水产养殖动物没有毒副作用,固定化方法操作简单,固定化材料经济实惠、容易回收再利用,固定化后的微生物易保存、运输。若将可以净化污水的微生物采用此方法固定化起来,净化效果优于悬浮状态。
Description
技术领域
本发明涉及生物工程领域,具体地涉及一种用于微生物的固定化方法。
背景技术
固定化技术自从上世纪50年代出现以来,经过几十年的发展.已形成了较为完备的理论与方法。固定化技术使生物催化剂具有了与其在游离状态下完全不同的特点:如与产物分离方便.生物催化剂可回收或循环使用,生物催化剂稳定性大大提高,反应过程可得到严格控制等。这些特点使价格昂贵的生物催化剂的应用成本大大降低.从而使其在大规模工业生产中得到应用,其中细胞的固定化技术是固定化酶技术的延伸,是现代生物工程领域的重要内容之一。固定化细胞具有生长快、反应快、抗污染能力强、可连续使用、产物分离方便等特点,目前愈来愈广泛地应用于食品、医药、环保与发酵工业。
固定化细胞的方法主要是包埋法,其次是交联法或二者相结合的方法。工业上应用最多的就是用包埋法制备的各种形状的固定化细胞。包埋法是使细胞扩散进入多孔性载体内部或将细胞包裹在凝胶网格结构中或半透性薄膜内,小分子底物和产物可以自由扩散,而细胞却不会扩散到周围介质中去。该法操作简单.对细胞活性影响小,是目前研究最广泛的固定化方法,但包埋材料会一定程度阻碍底物和氧扩散,并对大分子底物不适用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微生物制剂的包埋固定化方法。采用本发明的包埋固定化方法对微生物的生长影响不大,包埋材料不会产生二次污染,并且经济,操作简单,包埋后的微生物方便运输保存。
为实现上述目的,本发明提供的固定化方法采用包埋法,其主要步骤为:
a)将聚乙烯醇用60-80℃水溶解后,加入海藻酸钠、二氧化硅和碳酸钙混合均匀制成凝胶溶液;
b)在微生物溶液中加入活性炭和秸秆粉末混合吸附;
c)待步骤a的凝胶溶液冷却到35℃以下时和步骤b得到的产物混合均匀,加入到pH=6-7的氯化钙的硼酸溶液中,于8-12℃下固定化10-30小时,制作固定化小球,成球后用生理盐水冲洗备用。
在本发明的一个实施例中,聚乙烯醇、海藻酸钠、二氧化硅和碳酸钙的含量分别为70-90g/L、3-5g/L、7-9g/L、0.4-0.6g/L。
在本发明的一个实施例中,每升凝胶溶液中加入的微生物量为200-250mL,每毫升含微生物为7×106-9×106CFU。微生物接种量为所有微生物的总量。
在本发明的一个实施例中,活性炭和秸秆粉末的加入量分别为4-6g/L。
在本发明的一个实施例中,固定化小球的粒径约为10mm。
在本发明的一个实施例中,二氧化硅为粉末状,其细度为100~200目。
在本发明的一个实施例中,秸秆粉末为将清洗过的秸秆剪断,再经过干燥粉碎,粉碎后的细度接近二氧化硅的细度。
在本发明的一个实施例中,活性炭和秸秆粉末在加入微生物溶液之前需经121℃、30分钟的灭菌。
本发明加入海藻酸钠不仅有助于改善成球性能,而且使活性提高,还可以防止出现粘连现象,对微生物细胞也可以起到一定的保护作用,可以减轻硼酸对微生物的毒性作用;加入二氧化硅能够调节颗粒比重而抑制颗粒在运行中的上浮现象,又能增加强度及活性;碳酸钙既可以增加通透性,又能与二氧化硅形成硅酸钙进一步增加颗粒运行稳定性。
本发明的特点是:
1)目前微生物的固定化方法虽然很多,但是仍然存在一定的问题,例如固定化后的微生物承载能力弱,固定化小球容易溶胀而导致二次污染,通透性差,微生物容易流失、死亡等一系列相关问题。本配方的固定化材料中添加了一定量的活性炭和秸秆粉末,这两种物质可以分别起到吸附微生物和提供微生物生长的营养物质的作用,并且添加两种物质后固定化小球的承载能力增强,不易溶胀等优势。
2)添加的活性炭粉和秸秆粉末价格低廉,并且在一定程度上可以起到回收再利用、环保的优势。
3)若用此方法固定具有净化废水功能的微生物,固定后的成品净化废水的效果优于悬浮状态的。
具体实施方式
本发明的包埋材料由聚乙烯醇、海藻酸钠、二氧化硅、碳酸钙组成。其中,各材料的含量分别为70-90g/L、3-5g/L、7-9g/L、0.4-0.6g/L,每升凝胶溶液中加入微生物量为200-250mL(每毫升含微生物为7×106-9×106CFU),并向微生物溶液中加入4-6g活性炭及4-6g秸秆粉末。固定化粒径约为10mm。
下面举一实施例作详细说明。
实施例
a)将秸秆冲洗干净、剪断,再放在鼓风干燥机中干燥,待秸秆完全失去水分后在搅碎机中搅碎成粉末状,然后将其灭菌。
b)称取80g的聚乙烯醇加入1000mL蒸馏水中在80℃下完全溶解,然后加入4g海藻酸钠、8g二氧化硅、0.5g碳酸钙混合均匀。
c)在250mL的微生物溶液(每毫升含微生物为8×106CFU)中加入5g活性炭、5g秸秆粉末混合吸附10分钟。
d)待凝胶溶液冷却至35℃时将上述两种溶液混合均匀,然后用胶头滴管滴加入含2%氯化钙的硼酸溶液中(pH=6.7)中,在10℃下固定化24小时,制作固定化小球,成球后用生理盐水洗2-3次。小球粒径约为10mm,
e)制作成功的固定化小球可在4℃的冰箱内保存。每次使用前将其在1%的葡萄糖溶液中震荡6小时后再用去离子水冲洗2-3次即可使用。
Claims (10)
1.一种微生物制剂的包埋固定化方法,其主要步骤为:
a)将聚乙烯醇用60-80℃水溶解后,加入海藻酸钠、二氧化硅和碳酸钙混合均匀制成凝胶溶液;
b)在微生物溶液中加入活性炭和秸秆粉末混合吸附;
c)待步骤a的凝胶溶液冷却到35℃以下时和步骤b得到的产物混合均匀,加入到pH=6-7的氯化钙的硼酸溶液中,于8-12℃下固定化10-30小时,制作固定化小球,成球后水冲洗。
2.如权利要求1所述微生物制剂的包埋固定化方法,其中,聚乙烯醇、海藻酸钠、二氧化硅和碳酸钙的含量分别为70-90g/L、3-5g/L、7-9g/L、0.4-0.6g/L。
3.如权利要求1所述微生物制剂的包埋固定化方法,其中,每升凝胶溶液中加入的微生物量为200-250mL,每毫升含微生物为7×106-9×106CFU。
4.如权利要求3所述微生物制剂的包埋固定化方法,其中,微生物接种量为所有微生物的总量。
5.如权利要求1所述微生物制剂的包埋固定化方法,其中,活性炭和秸秆粉末的加入量分别为4-6g/L。
6.如权利要求1所述微生物制剂的包埋固定化方法,其中,固定化小球的粒径约为10mm。
7.如权利要求1所述微生物制剂的包埋固定化方法,其中,二氧化硅为粉末状,其细度为100~200目。
8.如权利要求1所述微生物制剂的包埋固定化方法,其中,秸秆粉末为将清洗过的秸秆剪断,再经过干燥粉碎,粉碎后的细度接近二氧化硅的细度。
9.如权利要求1所述活微生物制剂的包埋固定化方法,其中,活性炭和秸秆粉末在加入微生物溶液之前需经121℃、30分钟的灭菌。
10.如权利要求1所述活微生物制剂的包埋固定化方法,其中,步骤c是用生理盐水冲洗。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20101103 |