CN114703097B - 芽孢杆菌及其应用和多菌种发酵复合发酵植物酵素 - Google Patents

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Abstract

本发明属于生物技术领域，特别是涉及芽孢杆菌及其应用和多菌种发酵复合发酵植物酵素。本发明提供了两株特异的芽孢杆菌及其应用和多菌种发酵复合发酵植物酵素。本发明提供的植物酵素能够有效利用土大黄的地上部分，将之制成的植物酵素能够有效提高栽培植物的商品性状，同时本发明提供的植物酵素的制备方法简单，具有极高的市场化前景。

Description

芽孢杆菌及其应用和多菌种发酵复合发酵植物酵素
技术领域
本发明属于生物技术领域，特别是涉及芽孢杆菌及其应用和多菌种发酵复合发酵植物酵素。
背景技术
土大黄，别名红筋大黄、化雪莲、鲜大青，拉丁文名Rumex madaio MakinoR.daiwooMakino，为蓼科酸模属植物。酸模属(Rumex)植物巴天酸模(R.patientia)、羊蹄(R.japonics)、酸模(R.acetosa)、钝叶酸模(R.obtusifolius L)、尼泊尔酸模(R.nepalensis)和毛脉酸模(R.gmelinii)等均统称土大黄。土大黄生于原野山坡边，在全国地域广泛分布。
由于土大黄的重要药用价值，并且具有耐寒、耐旱、耐盐碱、耐贫瘠、耐沙荒，适应各种土壤种植的特性，已在许多地区开展了大面积种植。尤其是土大黄叶片的生长量较其根的产量要大许多，土大黄的叶片在北方年亩产量20～40吨；南方年亩产量35～60吨。同时，由于土大黄是一种多年生草本植物，但是药用土大黄只使用地下部分，只能采收一次，如果以采收叶片为主要种植目的，其种植产量是十分可观的，种植一次几年甚至几十年都不用再进行重复种植，而且可源源不断地收成。但是目前医药上研究以及使用的主要是用土大黄的根部，其叶片虽然无毒可食用，但由于其味道较酸，并不为大众所喜爱，因此土大黄的地上部分难以利用起来，土大黄的叶片的利用价值亟待开发。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了两株特异的芽孢杆菌及其应用和多菌种发酵复合发酵植物酵素。本发明提供的植物酵素能够有效利用土大黄的地上部分，将之制成的植物酵素能够有效提高栽培植物的商品性状，同时本发明提供的植物酵素的制备方法简单，具有极高的市场化前景。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
本发明提供了一种钻特省芽胞杆菌，所述钻特省芽胞杆菌保藏在中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为CGMCC No.22667；
一种阿氏芽孢杆菌，所述阿氏芽孢杆菌保藏在中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为CGMCC No.22669。
本发明还提供了上述钻特省芽胞杆菌和/或阿氏芽孢杆菌在制备植物酵素中的应用。
本发明提供了一种植物酵素，所述植物酵素的原料包括：发酵物、发酵剂和菌液；
所述发酵物包括土大黄、碳源、菌类下脚料和水；
所述菌液包括上述钻特省芽胞杆菌和阿氏芽孢杆菌。
优选的，所述植物酵素中的发酵物包括以下质量份的组分：土大黄20～25份、碳源5～7份、菌类下脚料7～10份和水96～126份；
所述发酵剂的使用质量为所述发酵体系总质量的0.03％；
所述菌液的使用质量为所述发酵体系总质量的0.02％；
所述菌液的浓度为1×108cfu/mL，所述菌液中钻特省芽胞杆菌和阿氏芽孢杆菌的比例为1：1。
优选的，所述发酵剂包括乳酸菌和/酵母菌。
优选的，所述土大黄包括巴天酸模、羊蹄、酸模、钝叶酸模、尼泊尔酸模和毛脉酸模。
本发明还提供了上述植物酵素的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将发酵物、发酵剂和菌液混合后发酵28～31天。
优选的，所述发酵的温度为20℃～25℃。
本发明提供了上述植物酵素或上述制备方法制备得到的植物酵素在促进植物生长中的应用。
优选的，所述促进植物生长的植物包括辣椒。
本发明提供了一种钻特省芽胞杆菌和一种阿氏芽孢杆菌及其在制备植物酵素中的应用。本发明提供的钻特省芽胞杆菌具有产纤维素酶、蛋白酶和淀粉酶功能，能够促进原料的发酵以产生酵素；阿氏芽孢杆菌对作物秸秆、除草剂等有机物具有较好的降解作用，尤其是对高含盐量的盐碱地土壤中的阿特拉津具有非常好的降解；上述两种芽孢杆菌都具有抑制土壤中有害微生物生长的生防潜力。因此，添加该两种芽孢杆菌进行酵素制备，不仅可提升原料的发酵效果，同时可增强酵素的有益功能。
本发明提供的植物酵素通过添加酵母菌、乳酸菌以及上述有益农业微生物，对土大黄的叶片以及菌类下脚料进行发酵处理，来制备优质的农用酵素，能够有效避免植物资源的浪费，还能够尖山农业污染，实现农业废物料的资源化利用。本发明使用的土大黄叶片经过微生物的发酵作用，能够将叶片中含量丰富的粗蛋白、总磷、总糖、维生素以及β-胡罗卜素、叶绿素、大黄素、异黄酮、SOD、硒、钾、钙、铁、锌、磷、镁等微量元素和有益矿物质等转化成具有丰富的糖类、有机酸、矿物质成分的酵素液。酵素液在作物生产上使用，可以增加土壤营养物质，改善土壤结构，促进养分吸收，进而改善作物生理指标，增强植株抗性，降低作物病虫危害，实现作物生产上的“肥药双减”和产量与质量“双增”。在本发明中，菌类下脚料优选为杏鲍菇下脚料，由于杏鲍菇产量极大，材料来源丰富，且杏鲍菇一般都采用工厂化生产，每天采收处理后产生大量的下脚料，下脚料中含有大量的多糖等营养物质，与其子实体营养成分相近。因此杏鲍菇的下脚料也是制备酵素的优质原料。在本发明的实施例中，杏鲍菇下脚料可以切碎(粒径＜1cm)或者是打浆使用。
由实施例可知，使用本发明提供的钻特省芽胞杆菌和阿氏芽孢杆菌，能够有效提高植物酵素的效果。本发明提供的植物酵素能够有效提高栽培植物的株高、挂果数和果实的商品性状，使用了本发明提供的植物酵素后，线椒的平均株高能够提升15.96％，平均挂果数提高28.57％，果实的直径增加6.25％，果长提升8.29％，百果重增加36.51％，在果实长度和光泽度等方面也有显著增加。
保藏证明
钻特省芽胞杆菌(Bacillus drentensis)，于2021年06月08日保藏在位于北京市朝阳区北辰西路1号院3号的中国科学微生物研究所，保藏编号为CGMCC No.22667；
一种阿氏芽孢杆菌(Bacillus aryabhattai)，于2021年06月08日保藏在位于北京市朝阳区北辰西路1号院3号的中国科学微生物研究所，保藏编号为CGMCC No.22669。
附图说明
图1为本发明提供的植物酵素处理的线椒植株和对照组线椒植株的长势对比；
图2为本发明提供的植物酵素处理的线椒果实和对照组线椒果实的对比。
具体实施方式
下文中涉及使用的试剂或器械未注明具体技术或条件者，则按照常规实验条件进行，未明确说明有试剂公司说明书的，则按照说明书所建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
1、材料
碳源(红糖和/蔗糖，在本发明的实施例中选用的是红糖)7份、杏鲍菇下脚料10份、新鲜土大黄叶片(巴天酸模20～25份、水100份、发酵剂和菌液。
2、材料处理
碳源：将常规市售的红糖与适量水(在本发明的实施例中使用的是蒸馏水)混合后加热融化；
杏鲍菇下脚料：将来源于杏鲍菇工厂化生产场地的菇脚、菇片等下脚料清理干净杂质，切碎(小于1cm)或直接打成浆状后备用；
新鲜土大黄叶片：将来源于广西农科院微生物研究所试验地的巴天酸模采收后直接切碎(＜1cm)后备用；
发酵剂：发酵剂为购于安琪酵母旗舰店的乳酸菌和酵母菌；乳酸菌与酵母菌的质量比为3：1；发酵剂的用量为发酵体系总质量的0.03％；
菌液：将保藏编号为CGMCC No.22667的钻特省芽胞杆菌(Bacillus drentensis)和保藏编号为CGMCC No.22669的阿氏芽孢杆菌以LB培养基分别独立活化培养(室内常温发酵，初始测pH为3.8，发酵一个月后pH约为3.0)，离心收集菌体；菌体以无菌水重悬，做成浓度1×108cfu/mL的菌悬液(菌悬液中钻特省芽胞杆菌和阿氏芽孢杆菌的比例为1：1)；发酵时菌液的添加用量为发酵体系总质量的0.02％。
3、发酵过程
将上述处理后的原料按比例混合，原料混合搅拌均匀后转至常用酵素发酵罐(带有密封盖子的桶状容器)，于20℃～25℃的环境中密封发酵，发酵1个月后即完成本发明提供的植物酵素的制备。
4、应用
施用本发明提供的植物酵素对辣椒(试验种植的是线椒)生长的影响
辣椒(线椒，下文同)育苗至4～5张真叶时移栽，按生产推荐施肥用量的1/3进行施肥，其余条件按照常规种植要求进行管理。
实验组在辣椒幼苗期、始花期各施一次本发明提供的植物酵素的100倍稀释液，用量为幼苗期每株100mL，始花期每株150mL，灌根施用；对照组则施等量清水。
待辣椒生长至结果初期时，以本发明提供的植物酵素的150倍稀释液喷施植株叶面，用量为每亩喷施酵素稀释液45升；对照组喷施等量清水。
辣椒移栽70天以后，第一批辣椒成熟时测量以下指标：植株株高、辣椒单株挂果数、果长、果粗、平均单果重并推算百果重量；观察植株长势以及果实光泽度等并拍照。结果图1、图2和表1所示，其中图1为本发明提供的植物酵素处理的线椒植株和对照组线椒植株的长势对比，图2为本发明提供的植物酵素处理的线椒果实和对照组线椒果实的对比。
表1植物酵素对辣椒生长的影响
Figure BDA0003578720600000061
结合图1、图2和表1可知，施用了本发明提供的植物酵素处理的辣椒，其株高、单株挂果数、果长、果粗、百果重量分别比对照增加15.96％、28.57％、6.25％、8.29％、36.51％，表明本发明提供的植物酵素具有极佳的促进植物生长的作用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本发明的发明人来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种植物酵素，其特征在于，所述植物酵素的发酵原料包括：发酵物、发酵剂和菌液；
所述发酵物包括土大黄、碳源、菌类下脚料和水；
所述碳源包括红糖和/蔗糖；
所述菌液包括钻特省芽胞杆菌(Bacillusdrentensis)和阿氏芽孢杆菌(Bacillusaryabhattai)；
所述钻特省芽胞杆菌保藏在中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为CGMCCNo.22667；
所述阿氏芽孢杆菌保藏在中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为CGMCCNo.22669；
所述发酵剂包括乳酸菌和酵母菌；
所述植物酵素的发酵方法包括以下步骤：将发酵物、发酵剂和菌液混合后发酵28～31天；
所述发酵的温度为20℃～25℃。
2.根据权利要求1所述的植物酵素，其特征在于，所述植物酵素中的发酵物包括以下质量份的组分：土大黄20～25份、碳源5～7份、菌类下脚料7～10份和水96～126份；
所述发酵剂的使用质量为所述发酵体系总质量的0.03％；
所述乳酸菌与酵母菌的质量比为3：1；
所述菌液的使用质量为所述发酵体系总质量的0.02％；
所述菌液的浓度为1×108cfu/mL，所述菌液中钻特省芽胞杆菌和阿氏芽孢杆菌的比例为1：1。
3.根据权利要求1所述的植物酵素，其特征在于，所述土大黄包括巴天酸模、羊蹄、酸模、钝叶酸模、尼泊尔酸模和毛脉酸模。
4.权利要求1～3任一项所述的植物酵素在促进植物生长中的应用；所述促进植物生长的植物为辣椒。
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