專利名稱：改良水質(zhì)的有益微生物(em)二步連續(xù)發(fā)酵工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境微生物工程中活菌的混合培養(yǎng)、穩(wěn)定保存技術(shù)，涉及到生產(chǎn)一種主要用于改良養(yǎng)殖水環(huán)境的微生物制劑(液體)。
背景技術(shù)：
有益微生物(EM，effective microorganism)技術(shù)起源于上世紀(jì)七十年代的日本，現(xiàn)已在多個(gè)國家得到廣泛使用，主要應(yīng)用在種殖業(yè)、環(huán)境保護(hù)等行業(yè)。理論意義上的有益微生物(EM)包括10屬80多種微生物，主要?dú)w屬于乳酸菌類、放線菌類、芽孢桿菌類、光合細(xì)菌類、酵母類、絲狀真菌類，在EM產(chǎn)品中這些不同作用和性質(zhì)的好氧菌、兼性菌和兼氧菌以活性狀態(tài)共存一體。面對(duì)不同的市場需求和EM技術(shù)的特點(diǎn)，已有開發(fā)出多種針對(duì)性的EM產(chǎn)品，如飼料添加劑、生物活性肥料、生物除臭劑、污水處理劑、水體改良劑等等。不同的應(yīng)用方向，使用不同的EM產(chǎn)品，相應(yīng)的就有不同的生產(chǎn)工藝。例如，生產(chǎn)用于水質(zhì)改良的EM時(shí)，原料中采用低分子有機(jī)物(雙糖類的糖類)作為碳源；面生產(chǎn)作為飼料添加劑的EM時(shí)，原料中采用多糖的糖類(麥麩、谷皮、玉米粉等)等高分子有機(jī)物作為碳源。當(dāng)前，生產(chǎn)用于水質(zhì)改良的EM的生產(chǎn)工藝主要是一步發(fā)酵，即一種發(fā)酵條件、一個(gè)發(fā)酵配方。這種一步發(fā)酵工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品存在3個(gè)缺陷一是菌種搭配失衡，產(chǎn)品中主要是乳酸菌類，酵母和芽孢桿菌的含量很少，使得產(chǎn)品的功能減少；二是產(chǎn)品中活菌的總數(shù)量難以達(dá)到106數(shù)量級(jí)以上，使得產(chǎn)品的應(yīng)用效果不穩(wěn)定；三是產(chǎn)品中活細(xì)菌處于相對(duì)活躍的狀態(tài)，使得產(chǎn)品的保存期短，經(jīng)常因“脹氣”導(dǎo)致產(chǎn)品不合格。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是建立一個(gè)二步連續(xù)發(fā)酵的生產(chǎn)工藝，規(guī)模生產(chǎn)菌種均衡、活菌數(shù)量高、穩(wěn)定性好、保存時(shí)間長的有益微生物(EM)產(chǎn)品，應(yīng)用于改良養(yǎng)殖水環(huán)境和景觀水環(huán)境。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的設(shè)置兩道工序，第一道工序采用好氧、低濃度雙糖培養(yǎng)基發(fā)酵2-3天；經(jīng)檢測符合規(guī)定的菌種含量指標(biāo)后，直接進(jìn)行第二道工序；第二道工序采用厭氧、高濃度雙糖培養(yǎng)基發(fā)酵3-5天；經(jīng)檢測達(dá)到規(guī)定的菌種含量指標(biāo)后，進(jìn)入包裝容器、簡單的說，二步連續(xù)發(fā)酵就是兩個(gè)連續(xù)的工序，第一個(gè)工序的培養(yǎng)基、發(fā)酵條件和發(fā)酵時(shí)間與第二個(gè)工序的完全不同。與現(xiàn)有的EM生產(chǎn)工藝相比，本發(fā)明技術(shù)特點(diǎn)是采用二步連續(xù)發(fā)酵的生產(chǎn)工藝。
本發(fā)明中的生產(chǎn)工藝的優(yōu)點(diǎn)一是菌種搭配平衡，乳酸菌、酵母和芽孢桿菌分別可達(dá)到106數(shù)量級(jí)；二是活菌總數(shù)量可以達(dá)到107數(shù)量級(jí)以上；三是產(chǎn)品中所有細(xì)菌處于自我抑制狀態(tài)，使得產(chǎn)品的保存期長達(dá)6個(gè)月，沒有“脹氣”現(xiàn)象。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的操作技術(shù)內(nèi)容。
具體操作方法如下(1)準(zhǔn)備發(fā)酵器。選用容積1000-3000升的塑料桶或不銹鋼桶，底部均勻布置氣管，由氣泵供氣，保證發(fā)酵液輕微流轉(zhuǎn)。氣體經(jīng)過空氣過濾系統(tǒng)，盡量減少空氣中的細(xì)菌和雜質(zhì)。裝入4/5體積的蒸餾水。
(2)第一道工序中低濃度雙糖培養(yǎng)基。培養(yǎng)液的pH要求在7.5左右。培養(yǎng)基成分為紅糖2-4kg/m3，蛋白胨0.5-1kg/m3，磷酸二氫鈣1kg/m3，硫酸鎂0.1kg/m3氯化鉀0.5kg/m3，氯化鈉0.5kg/m3，維生素、礦物元素、氨基酸預(yù)混料10g/m3(3)接種1000ml芽孢桿菌、酵母和乳酸菌的混合液。
(4)第一道工序中的溶氧條件。供氣保證培養(yǎng)液中溶氧不低于3mg/l。
(5)第一道工序中的發(fā)酵時(shí)間。2-3天。
(6)第一道工序后的檢測指標(biāo)。培養(yǎng)液的pH在7.0左右，光密度(600nm)達(dá)到1.5。芽孢桿菌和酵母數(shù)量均達(dá)到106數(shù)量級(jí)。
(7)第二道工序中高濃度雙糖培養(yǎng)基。在發(fā)酵液中加入紅糖5-7kg/m3糖蜜1-2kg/m3。
(8)第二道工序中的溶氧條件。關(guān)閉供氣系統(tǒng)，一天后培養(yǎng)液中溶氧低于0.5mg/l。
(9)第二道工序中的發(fā)酵時(shí)間。3-5天。
(10)第二道工序后的檢測指標(biāo)。培養(yǎng)液的pH在4.5-5.0左右，光密度(600nm)達(dá)到1.8。乳酸菌、芽孢桿菌和酵母數(shù)量均達(dá)到106數(shù)量級(jí)，總菌數(shù)達(dá)到107數(shù)量級(jí)。
(11)有益微生物(EM)的產(chǎn)品保存。直接罐裝入包裝容器，密封保存。保存期達(dá)到6個(gè)月。
權(quán)利要求
1.一種改良水質(zhì)的有益微生物(EM)二步連續(xù)發(fā)酵工藝，其特征包括如下步驟(a)采用先好氧、后厭氧的連續(xù)發(fā)酵；(b)好氧階段采用低碳源濃度、厭氧階段采用高碳源濃度；(c)好氧階段pH值控制在中性，厭氧階段pH值控制在4.5-5.0；(d)缺氧、低pH值條件下直接容器包裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于好氧階段保證發(fā)酵液溶氧量不低于3mg/l。厭氧階段通過密閉條件使發(fā)酵液自動(dòng)耗氧至缺氧狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的所述工藝，其特征在于好氧階段采用培養(yǎng)基成份為紅糖2-4kg/m3，蛋白胨0.5-1kg/m3，磷酸二氫鈣1kg/m3，硫酸鎂0.1kg/m3，氯化鉀0.5kg/m3，氯化鈉0.5kg/m3，維生素、礦物元素10g/m3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的所述工藝，其特征在于厭氧階段在發(fā)酵液中加入紅糖5-7kg/m3糖蜜1-2kg/m3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的所述工藝，其特征在于厭氧發(fā)酵工藝最終發(fā)酵液達(dá)到pH為4.5-5.0。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的所述工藝，其特征在于產(chǎn)品是處于缺氧、低pH值狀態(tài)下保存。
全文摘要
一種改良水質(zhì)的有益微生物(EM)二次連續(xù)發(fā)酵工藝，其特征包括以下幾個(gè)步驟在同一發(fā)酵器中先后進(jìn)行好氧和厭氧發(fā)酵。好氧階段的特征是高含氧，高pH值和低碳源。厭氧階段的特征是高碳源，低pH值和缺氧。這兩個(gè)工序是在同一發(fā)酵器內(nèi)連續(xù)進(jìn)行的。與傳統(tǒng)的一步發(fā)酵工藝相比較，該工藝的優(yōu)點(diǎn)是菌種搭配平衡，乳酸菌、酵母菌和芽孢桿菌分別可達(dá)到10
文檔編號(hào)C12N1/00GK1696276SQ20041002716
公開日2005年11月16日 申請(qǐng)日期2004年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月13日
發(fā)明者韓舞鷹, 吳煉 申請(qǐng)人:韓舞鷹