CN103305446A

CN103305446A - 凝结芽孢杆菌的培养基、培养方法及其在发酵床中的应用

Info

Publication number: CN103305446A
Application number: CN2013102679173A
Authority: CN
Inventors: 陈�峰; 杜云平; 梁建良; 周庆丰; 余国莲; 张祥斌
Original assignee: South China Agricultural University; Guangdong Wens Foodstuff Group Co Ltd
Current assignee: South China Agricultural University; Guangdong Wens Foodstuff Group Co Ltd
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2013-09-18

Abstract

本发明公开了一种凝结芽孢杆菌的培养基，所述培养基由以下组分组成：玉米淀粉1-15g；麸皮1-20g；玉米浆5-25g；(NH₄)₂SO₄1-2.5g；Na₂HPO₄0.5-2g；MgSO₄0.5-3g；CaCO₃ 0.1-1g，以及采用该培养基培养凝结芽孢杆菌的方法，还公开了采用凝结芽孢杆菌制备发酵床的方法。

Description

凝结芽孢杆菌的培养基、培养方法及其在发酵床中的应用

技术领域

本发明涉及养殖技术领域，具体涉及一种培养凝结芽孢杆菌的培养基、培养方法、以及该凝结芽孢杆菌在发酵床、特别是养鸡发酵床中的应用。

背景技术

发酵床是利用全新的自然农业理念，结合现代微生物发酵处理技术提出的一种环保、安全、有效的生态养猪法。实现养殖无排放、无污染、无臭气、彻底解决规模养殖场的环境污染问题，它是集养殖学、营养学、环境卫生学、生物学、土壤肥料学于一体，遵循低成本、高产出、无污染的原则建立起的一套良性循环的生态养殖体系。它是工厂规模化养殖发展到一定阶段而形成的又一亮点，是养殖业可持续发展的新模式。

微生物发酵床养殖体系中，垫料发酵水平的控制是垫料管理的核心，如何使猪的***物与垫料的处理能力达到平衡对发酵床养殖非常关键。由于地区和操作过程的差异，有些养殖垫料的发酵效果并不理想，存在发霉、发酸、不发酵的现象，直接导致发酵的失败，造成人力、物力的大量浪费，甚至会造成猪只的中毒现象。许多学者在发酵床气味控制、培养基调控、营养元素分解进行了大量的研究。Groenestein等^[37]在混合肥料和锯屑的微生物发酵过程中，每周测定发酵床温度、湿度、pH值、尿素、氨气、亚硝酸盐、氟化物、氧化还原电位数、可溶性和不溶性蛋白质和锯屑颗粒大小的变化，发现垫料发酵水平直接影响着发酵床的猪粪降解、臭气分解、物质转化、病原菌防控。Chan等^[12]研究发现要使垫料发酵成功，其湿度必须维持在50%左右，具有较高的pH值和较低的尿素、氨气和亚硝酸盐，但是不溶性蛋白质和硫酸盐含量较高，从而可知管理得当的发酵床垫料有利于控制恶臭气体的产生。Tiquia等^[9]研究发现发酵不成功的垫料循环回收利用于农业土壤中，会产生危害植物的毒性物质影响种子发芽、农作物的生长。Tam等^[4]研究发现使用时间较久的养猪发酵床垫料含有高浓度的有机碳和营养素，其传导率、Cu、Zn的含量也更高。

目前，不少学者对微生物发酵床养猪中发酵床的微生物进行了研究，张庆宁等从生态养猪模式的发酵床中分离纯化到14株优势好氧细菌，这些菌株在猪粪和垫料组成的发酵床生长优势强，耐发酵高热，能产生多种与猪粪降解相关的酶类，除臭效果明显，对某些病原菌具有抑制作用，对猪安全并有促进生长的功能。刘让等^[39]通过实验室和野外采集样本，分别获得1株地衣芽孢杆菌、3株蜡样芽孢杆菌、1株短小芽孢杆菌、1株乳酸杆菌，研究得到这6株菌对大肠杆菌、葡萄球菌均有不同程度的抑制作用，且动物试验安全，为生态养猪提供了发酵菌种。

现有技术中一般采用枯草芽孢杆菌作为发酵床的菌种，枯草芽孢杆菌菌种培养工艺麻烦、效率较低，菌种对粪便中的恶臭、氨气分解不彻底，导致发酵床使用过程中，臭味氨味较大；生长温度偏低，容易导致蚊虫滋生；菌种活性低等缺点。

发明内容

本发明旨在一定程度上解决上述问题。

本发明的第一发明目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种凝结芽孢杆菌培养基。

本发明第二发明目的在于提供一种凝结芽孢杆菌的培养方法。

本发明的第三发明目的在于提供一种凝结芽孢杆菌在发酵床中的应用。

本发明的第四发明目的在于提供一种凝结芽孢杆菌制备的发酵床的应用。

为实现本发明的第一发明目的，本发明采用如下技术方案，一种凝结芽孢杆菌的培养基，所述培养基由以下组分组成：玉米淀粉 1-15g；麸皮 1-20g；玉米浆 5-25g；(NH₄)₂SO₄ 1-2.5g；Na₂HPO₄ 0.5-2g； MgSO₄ 0.5-3g； CaCO₃ 0.1-1g。

为实现本发明的第二发明目的，本发明采用如下技术方案，将上述各组分充分混合后高压灭菌15分钟溶于水， pH值控制在 6.5-8.0；将凝结芽孢杆菌接种于培养基中培养18——30小时即可。

为实现本发明的第三发明目的，本发明采用如下技术方案，上述方法培养的凝结芽孢杆菌在发酵床中的应用。

具体地，一种应用上述方法培养的凝结芽孢杆菌制备养鸡发酵床的方法，包括以下步骤：

S1. 按每平方发酵床使用50-100克菌种的使用量，将菌种与水按质量比1：10稀释活化；

S2. 将谷壳平铺，厚度为8-15公分；

S3. 将锯末平摊在谷壳上面，厚度为12-20公分；

S4. 将米糠或玉米粉均匀撒在锯末上面，每平方撒1斤；

S5.将步骤S1中获得的菌种液加入到自来水中，每平方发酵床使用3.8—4.2公斤自来水，均匀喷洒到上述铺好的物料上；

S6. 翻动铺好的物料，将谷壳、锯末、米糠及自来水混匀；

S7. 将混合后的物料堆积发酵3-9天，形成垫料原料；

S8. 将发酵后的垫料原料铺设在鸡舍发酵床上，每平方发酵床垫料原料厚20-30厘米。

本发明进一步改进在于，所述步骤S8中，发酵床垫料总水分按质量比控制在40~60%。

为实现本发明的第四发明目的，本发明采用如下技术方案，所述方法制备的养鸡发酵床的应用，将发酵床表面3公分垫料清出与垫料原料按1：2混匀后扩栏使用，对发酵床补充3公分厚垫料原料后混匀，厚度控制在10-28cm。

更具体地，选择晴天对发酵床垫料进行翻耙。

更具体地，按每平方米发酵床使用4-6克菌种，经稀释活化并稀释后喷洒发酵床对发酵床进行菌种和水分补充，并控制发酵床按质量比总体水分不超过40%。

本发明的有益效果，

1. 有效减少氨味：凝结芽孢杆菌可以产生大量乳酸及各种有机酸，通过酸碱中和的快速化学反应，有效中和发酵床中原有的氨，从而形成有机酸铵，将氨转化成其他物质，减少发酵床中的氨味。

2. 有效减少臭味：凝结芽孢杆菌在发酵过程中，会抑制酚、吲哚等臭味物质的产生，有效减少发酵床的臭味。同时，凝结芽孢杆菌可以有效抑制大肠杆菌等腐败菌的生长，减少发酵床中的腐败臭味。

3. 耐高温：凝结芽孢杆菌的最适生长温度为45-50℃，比一般的细菌及酵母的生长温度28-37℃高，更有利于各种降解酶发挥其降解活性。而凝结芽孢杆菌可形成对高温具有极大抗逆性的芽孢，有效抵御环境的高温。同时，发酵床进行动物粪尿降解的时候，不可避免会产生高温，有利于杀灭其他病原菌，而凝结芽孢杆菌因为耐高温而保存较大活性。

4. 具有防治蝇虫作用：凝结芽孢杆菌可以分泌苯乳酸，有效抑制真菌及昆虫幼虫，具有防治蚊虫的作用，可以防治发酵床中大量蝇蛆、爬虫、螨虫。同时，凝结芽孢杆菌生长温度高达45-50℃，高温可以将蚊虫杀灭。

5. 有利于改善动物肠道健康：相对于枯草芽孢杆菌，凝结芽孢杆菌不仅能形成芽孢，还是乳酸菌，能产生乳酸等有机酸。凝结芽孢杆菌进入动物肠道后，可以产生大量的乳酸及其他有机酸，再经酪酸菌的作用将乳酸转化为酪酸，维护肠道健康。同时，凝结芽孢杆菌分泌大量的抗菌凝固素，抑制肠道内的有害菌。凝结芽孢杆菌是兼性厌氧菌，可以在肠道的厌氧环境中大量繁殖，形成优势菌群。

6. 降解活性高：凝结芽孢杆菌能分泌高活性的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、糖苷酶等，将发酵床中粪尿的主要成分进行降解。

说明书附图

图1为采用凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌制作发酵床时发酵床的氨气浓度比较图。

具体实施方式

下面结合具体实施例详细说明本发明的工艺和工作原理。

实施例1，凝结芽孢杆菌的培养；

按以下比例配置培养基：玉米淀粉 10g；麸皮 10g；玉米浆 18g;(NH₄)₂SO₄1.5g；Na₂HPO₄ 1.5g； MgSO₄2.0g； CaCO₃ 0.5g。将各组分高压灭菌15分钟后溶于1升水中； pH值控制在 7.0左右；将凝结芽孢杆菌孢子接种于培养基。静置24小时左右，可闻到一股酸味即为培养成功。

实施例2，发酵床的制作

发酵床制作，按一下步骤制作：

（1）. 按每平方发酵床使用100克菌种的使用量，将菌种与清水按1：10的比例稀释活化；

（2）. 将谷壳平摊在地上，厚度约为8-15公分；

（3）. 将锯末平摊在谷壳上面，厚度约为12-20公分；

（4）. 将米糠或玉米粉均匀撒在锯末上面，每平方约撒1斤；

（5）. 将第一步中浸泡后的菌种液加入到自来水中，每平方发酵床约使用4公斤自来水，均匀喷洒到上述铺好的物料上；

（6）. 翻动物料，将谷壳、锯末、米糠及自来水混匀，控制在40%以内；以将物料握紧后松开手掌，物料依然可成团但无水滴滴下来即可；

（7）. 将所有垫料混合均匀后，堆高成小山状，高度不低于1米，为防止雨水渗透可加薄膜覆盖。

（8）. 发酵6天后即可，每平方发酵床垫料厚20-30厘米。

对本发明的发酵床的性能测试并与其他菌种对比，具体数据如表1、表2和表3。其中表1为将培养的凝结芽孢杆菌与大肠杆菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌比较；表2为发酵床垫料中，蝇蛆及各种爬虫的数量比较情况。使用凝结芽孢杆菌的发酵床垫料，其中含有的爬虫数量都要少于枯草芽孢杆菌组。表3为凝结芽孢杆菌与枯草芽孢杆菌在蛋白平板中的降解圈的比较，可以看出：凝结芽孢杆菌的蛋白降解圈直径达到7.31mm，明显高于枯草芽孢杆菌的蛋白降解圈直径（枯草芽孢杆菌的蛋白降解圈直径仅为6.34mm）。

表1

菌名	大肠杆菌	酵母菌	枯草芽孢杆菌	凝结芽孢杆菌
					生长温度℃	37	28	30	45
耐受温度℃	65	60	100	100

表2

垫料位置	枯草芽孢杆菌（个/克）	凝结芽孢杆菌（个/克）
			表层	3	2
中层	11	5
			下层	7	3

表3

菌种名

重复1

重复2

重复3

重复4

重复5

重复6

重复7

平均值

枯草芽孢杆菌/mm

5.20

5.81

4.31

7.714

8.64

5.13

7.56

6.34±1.62

凝结芽孢杆菌/mm

8.61

6.98

6.71

6.84

6.6

7.93

7.48

7.31±0.74

实施例3

发酵床的后期使用方法

（1）翻耙与水分控制：尽可能每天选择晴好的天气对垫料进行全面翻耙，特别注意含水量高的区域；翻耙与菌种补充最好同时进行，以减少工作量；

（2）菌种补充与水分控制：按每平方米发酵床使用5克菌种，经活化并稀释后补充，补菌同时注意控制水分不超过40%，水分过多适量补充垫料原料。

（3）垫料的重复使用：发酵床垫料使用后，可以重复使用：将所有垫料调节好水分后，以不低于1米的小山状堆积发酵后，直接铺开使用。

实施例4

应用试验

我们将凝结芽孢杆菌制作的发酵床进行了坪养肉鸡的对比试验。分四个组：枯草芽孢杆菌对照组两组，凝结芽孢杆菌实验组两组。使用温氏肉鸡的常规饲料满足其日粮及营养成分要求。饲养管理、免疫程序、投药程序都按温氏常规肉鸡饲养办法和免疫程序进行。实验对象为温氏1日龄三黄鸡。两种不同菌种对发鸡舍内的氨气浓度浓度的影响如图1所示，鸡舍内的臭气浓度与图1近似。

对照组和实验组除了加入到发酵床中的细菌分别为枯草芽孢杆菌及凝结芽孢杆菌进行发酵床的制作外，其余全部操作相同。实验结论如表4：

处理	枯草芽孢杆菌1组	凝结芽孢杆菌1组	枯草芽孢杆菌2组	凝结芽孢杆菌2组
					各栏饲养鸡数（只）	6500	6500	6500	6500
初始均重（g/只）	34	34	34	34
					63日龄均重（kg/只）	1.64	1.78	1.65	1.73
平均日增重（g/只）	25.49	27.71	25.65	26.92
					日均采食量（g/只）	66.02	69.28	66.18	67.60
全程死淘率 (%)	6.7%	5.3%	7.7%	6.7%
					全程料重比	2.59	2.50	2.58	2.51
体重均匀度(%)	53.17%	64.17%	52.53%	61.70%

Claims

1.一种凝结芽孢杆菌的培养基，其特征在于，所述培养基由以下组分组成：玉米淀粉 1-15g；麸皮 1-20g；玉米浆 5-25g；(NH₄)₂SO₄1-2.5g；Na₂HPO₄ 0.5-2g； MgSO₄ 0.5-3g； CaCO₃ 0.1-1g。

2.一种应用权利要求1所述的培养基培养凝结芽孢杆菌的方法，其特征在于，将各组分混合后高压蒸汽灭菌10-20分钟溶于水中，pH值控制在 6.5-8.0，将凝结芽孢杆菌接种于培养基中培养18-30小时即可。

3.根据权利要求2所述方法培养的凝结芽孢杆菌在制备发酵床中的应用。

4.一种应用权利要求2所述方法培养的凝结芽孢杆菌制备养鸡发酵床的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S2. 将谷壳平铺，厚度为8-15公分；

S3. 将锯末平摊在谷壳上面，厚度为12-20公分；

S4. 将米糠或玉米粉均匀撒在锯末上面，每平方撒1斤；

S6. 翻动铺好的物料，将谷壳、锯末、米糠及自来水混匀；

S7. 将混合后的物料堆积发酵3-9天，形成垫料原料；

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S8中，所述发酵床按质量比将垫料水分控制在40~60%。

6.根据权利要求4-5所述方法制备的养鸡发酵床的应用，其特征在于，将发酵床表面3公分垫料清出与垫料原料按1：2混匀后扩栏使用，对发酵床补充3公分厚垫料原料后混匀，厚度控制在10-28cm。

7.根据权利要求4-5所述方法制备的养鸡发酵床的应用，其特征在于，选择晴天对发酵床垫料进行翻耙。

8.根据权利要求4-5所述方法制备的养鸡发酵床的应用，其特征在于，按每平方米发酵床使用4-6克菌种，经活化并稀释后喷洒发酵床对发酵床进行菌种和水分补充，并控制发酵床按质量比总体水分不超过40%。