一种琼胶废液和沼液混合发酵产抗菌物质的方法

技术领域

本发明涉及资源回收利用的技术领域，具体涉及一种琼胶废液和沼液混合发酵产抗菌物质的方法。

背景技术

植物病原菌侵染是造成农作物损失的主要原因之一。化学杀菌剂虽然能有效防治植物病原菌，但长期使用使得病原菌产生耐药性，也对环境和人体健康产生影响。因此，迫切需要开发环境友好、低毒高效的天然生物抗菌剂。

江蓠是提取琼胶的主要大型经济类红藻，除了含有大量的天然多糖用于提取琼脂，还有维生素，蛋白质，多种矿物质和人体必需的微量元素等天然活性物质。碱处理是传统的江蓠琼脂提取方法，但是此过程会产生大量废碱液和后续清洗废水，增加了排放成本和环境负担，制约海藻提胶产业的进一步发展。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种琼胶废液和沼液混合发酵产抗菌物质的方法，该方法可以有效利用琼胶废液中的生物质资源转化生成抗菌物质，开发环境友好、且具良好防治植物病原真菌效果的抗菌剂的潜力。

为了实现上述目的，本发明的实施例提出了一种琼胶废液和沼液混合发酵产抗菌物质的方法，其包括以下步骤：

(1)调节江蓠琼胶废液的pH值至5～8；

(2)将步骤(1)处理后的江蓠琼胶废液与沼液按比例混合，得到原始发酵液；

(3)将所述原始发酵液置于厌氧发酵装置中，通入10min氮气以除去装置中的空气；

(4)将步骤(3)处理后的原始发酵液进行发酵处理，得到发酵液；

(5)将所述发酵液离心，取发酵上清液，得到抗菌物质。

根据本发明实施例的一种琼胶废液和沼液混合发酵产抗菌物质的方法，其将江蓠琼胶废液和沼液进行混合厌氧发酵，使沼液利用江蓠琼胶废液中的有机生物质资源转化，转化后的代谢产物中存在具有抗菌活性的物质，制备的抗菌物质对两种植物病原真菌(交链孢霉菌和链格孢霉菌)具有良好的抑菌活性。

可选地，步骤(2)中，所述江蓠琼胶废液添加量在所述原始发酵液中的比例为20％～80％。

可选地，步骤(4)中，发酵处理的条件为37℃，2000～3000rpm条件下持续搅拌培养15～20天。

可选地，步骤(5)中，离心为4℃，12000r/min离心20min。

可选地，所述抗菌物质用于抑制交链孢霉菌和链格孢霉菌的生长。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为根据本发明实施例与对比例对交链孢霉的抑菌平板图；

图2为根据本发明实施例与对比例对交链孢霉的抑菌活性图；

图3为根据本发明实施例与对比例对链格孢霉的抑菌平板图；

图4为根据本发明实施例与对比例对链格孢霉的抑菌活性图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的技术方案。应理解，本发明提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤；还应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。

为了更好的理解上述技术方案，下面更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明采用的试材皆为普通市售品，皆可于市场购得。

江蓠琼胶废液是从琼脂生产工厂中获得的由江蓠提胶生产工艺中碱处理环节排出的废碱液。

沼液，由河北省三河市盈盛生物能源科技有限公司提供。

以下实施例中，抑菌活性的测试采用菌丝生长抑制率法：

(1)制备菌板

将直径为6mm的供试真菌接种在发酵液体积浓度为10％的样品平板培养基(PDA)正中央，于28℃下培养4天；同时以加入同体积无菌水的菌体组作为空白对照，以加入同体积25mg/L两性霉素B的菌体组作为阳性对照，每个处理重复平行4次。

(2)菌丝体直径测量

在菌丝体培养到第四天时，连续每天采用十字交叉法测量供试菌菌落生长直径，直到空白对照组菌落长满至整个平板。

(3)菌丝体生长抑制率计算

抑制率＝[(对照菌落生长直径-处理菌落生长直径)/对照菌落生长直径]*100％。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例1

江蓠琼胶废液添加量20％：

(1)取100mL江蓠琼胶废液，调pH值至7.41，加入400mL沼液，充分混匀得到原始发酵液，置于厌氧发酵装置，通入10min氮气以除去装置中的空气。

(2)将步骤(1)处理后的原始发酵液在37℃，2000rpm条件下持续搅拌培养15天，得到发酵液。

(3)将发酵液于4℃，12000r/min离心20min后，取经无菌微孔滤膜(0.22μm)去除菌体的发酵上清液作为发酵粗产品。

本实施例中，发酵粗产品对交链孢霉菌丝生长抑制率为89％，对链格孢霉菌丝生长抑制率为91％。

实施例2

江蓠琼胶废液添加量80％：

(1)取400mL江蓠琼胶废液，调pH值至7.41，加入100mL沼液，充分混匀得到原始发酵液，置于厌氧发酵装置，通入10min氮气以除去装置中的空气。

(2)将步骤(1)处理后的原始发酵液在37℃，2000rpm条件下持续搅拌培养15天，得到发酵液。

(3)将发酵液于4℃，12000r/min离心20min后，取经无菌微孔滤膜(0.22μm)去除菌体的发酵上清液作为发酵粗产品。

本实施例中，发酵粗产品对交链孢霉菌丝生长抑制率为71％，对链格孢霉菌丝生长抑制率为55％。

实施例3

江蓠琼胶废液添加量100％：

(1)取500mL江蓠琼胶废液，调pH值至7.41，得到原始发酵液，置于厌氧发酵装置，通入10min氮气以除去装置中的空气。

(2)将步骤(1)处理后的原始发酵液在37℃，2000rpm条件下持续搅拌培养15天，得到发酵液。

(3)将发酵液于4℃，12000r/min离心20min后，取经无菌微孔滤膜(0.22μm)去除菌体的发酵上清液作为发酵粗产品。

本实施例中，发酵粗产品对交链孢霉菌丝生长抑制率为11％，对链格孢霉菌丝生长抑制率为17％。

对比例1

江蓠琼胶废液添加量0％：

(1)将500mL沼液于4℃，12000r/min离心20min后，取经无菌微孔滤膜(0.22μm)去除菌体的上清液作为未发酵对比组。

本对比例中，未发酵对比组对交链孢霉菌丝生长抑制率为49％，对链格孢霉菌丝生长抑制率为41％。

对比例2

江蓠琼胶废液添加量20％：

(1)取100mL江蓠琼胶废液，调pH值至7.41，加入400mL沼液，充分混匀，得到原始发酵液。

(2)将原始发酵液于4℃，12000r/min离心20min后，取经无菌微孔滤膜(0.22μm)去除菌体的上清液作为未发酵对比组。

本对比例中，未发酵对比组对交链孢霉菌丝生长抑制率为43％，对链格孢霉菌丝生长抑制率为62％。

对比例3

江蓠琼胶废液添加量80％：

(1)取400mL江蓠琼胶废液，调pH值至7.41，加入100mL沼液，充分混匀，得到原始发酵液。

(2)将原始发酵液于4℃，12000r/min离心20min后，取经无菌微孔滤膜(0.22μm)去除菌体的上清液作为未发酵对比组。

本实施例中，未发酵对比组对交链孢霉菌丝生长抑制率为33％，对链格孢霉菌丝生长抑制率为33％。

对比例4

江蓠琼胶废液添加量100％：

(1)取500mL江蓠琼胶废液，调pH值至7.41，得到原始发酵液。

(2)将原始发酵液于4℃，12000r/min离心20min后，取经无菌微孔滤膜(0.22μm)去除菌体的上清液作为未发酵对比组。

本实施例中，未发酵对比组对交链孢霉菌丝生长抑制率为26％，对链格孢霉菌丝生长抑制率为11％。

对比例5

江蓠琼胶废液添加量0％：

(1)取500mL沼液作为原始发酵液，置于厌氧发酵装置，通入10min氮气以除去装置中的空气。

(2)将步骤(1)处理后的原始发酵液在37℃，2000rpm条件下持续搅拌培养15天，得到发酵液。

(3)将发酵液于4℃，12000r/min离心20min后，取经无菌微孔滤膜(0.22μm)去除菌体的发酵上清液作为发酵粗产品。

本对比例中，发酵粗产品对交链孢霉菌丝生长抑制率为40％，对链格孢霉菌丝生长抑制率为78％。

结合上述实施例1-3，对比例1-5和图1-图4，当江蓠琼胶废液添加量在原始发酵液所占比例为20％时，发酵后对交链孢霉菌丝生长抑制率为89％，对链格孢霉菌丝生长抑制率为91％；与未发酵上清液对交链孢霉菌丝生长抑制率为43％，对链格孢霉菌丝生长抑制率为62％对比，当江蓠琼胶废液添加量所占比例为20％时，与沼液混合厌氧发酵后对两种植物病原真菌抑菌活性显著增强。

综上，根据本发明实施例，其以江蓠琼胶废液与沼液进行混合厌氧发酵，使沼液利用江蓠琼胶废液中的有机生物质资源转化，生成具有抗菌活性的物质，得到的发酵粗产品对两种植物病原真菌(交链孢霉和链格孢霉)具有明显的抑菌活性，抑菌率最高分别可达89％和91％。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。