专利名称：一种高细胞浓度光合细菌的简易培养方法
技术领域：
本发明涉及生物技术及微生物应用领域，具体说涉及一种高细胞浓度光合细菌的简易培养方法及发酵液调节水质的应用。具体详细的说是一种简单实用的高细胞浓度光合细菌的生产方法及发酵液在水产养殖调节水质上的应用。
背景技术：
近年来，随着水产养殖业养殖面积和生产规模的不断扩大，以及养殖产量的急剧增加和养殖集约化程度的不断提高，养殖生产本身对养殖水域环境产生了一定程度的污染；此外，人类生活污水、各种工业废水、农业退水等的超量排放，进一步污染了养殖用水水源，造成养殖水质下降，养殖环境恶化。养殖水域污染不仅给水产养殖业造成了巨大的经济损失，而且由于养殖动物体内抗生素等有害物质残留，给人民健康造成极大危害。目前国外高密度集约化养殖中一般采用微生态制剂来达到养殖用水循环利用或降低排放废水中有害物质含量的目的。水产养殖上使用比较普遍的微生态制剂有光合细菌、(反)硝化细菌， 以芽孢杆菌为主的复合制剂，EM复合菌剂等。其中光合细菌(photosynthesis kicteria简称PSB)在生长繁殖过程中能利用有机酸、氨、硫化氢、烷烃及低分子有机物作为碳源和供氢体进行光合作用，同时降解和清除水体环境中的过量有机物和有害物质，防止水体富营养化，提高水体的溶氧量，从而净化水质，改善水产动物的生长环境。因此，光合细菌在水产养殖上是应用比较早也是使用比较普遍的一种微生态制剂。目前国内外培养光合细菌的方式一般有采用密闭光反应器动态连续培养和采用采用透光的容器静置密闭培养。中国发明专利申请号2009100395 . 0“一种光合细菌水产养殖饵料添加剂的生产方法”虽然能保证生产的光合细菌发酵液质量稳定，但需要全自动光合微生物发酵罐，且产量也受到发酵罐罐体的限制，生产成本偏高将限制这一技术的推广应用。专利号为03220904. 5 “立式光合细菌培养装置”虽然节约了一定的场地，也能利用人工光源，但该装置需特殊定制，机动性差，如利用太阳光则需要类似透光性强的玻璃房场地，如利用完全利用人工光照，则能源消耗较多。从培养基上分析，碳源占光合细菌的干重的50%以上，因此有关光合细菌碳源的研究也较多，一般以乙酸钠作为培养基的主要有机碳源，专利号200410009803. χ “一种培养超高细胞浓度光合细菌的方法”中用乙醇代替乙酸钠，制备的光合细菌菌细胞浓度可达每毫升45亿以上，但相对而言乙醇的价格较高， 且随着能源危机的加剧，乙醇的价格会日益攀升。因此，如何简化培养装置和生产过程，降低生产成本，使养殖户“用得起”光合细菌，是光合细菌能大面积推广应用的关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高细胞浓度光合细菌的简易培养方法，在保证光合细菌产品质量的前提下，降低光合细菌的生产成本。本发明采取的技术方案为
—种高细胞浓度光合细菌的简易培养方法，其特征在于添加的无机碳源一碳酸氢钠作为光合细菌的的主要碳源，简化的培养基成分及含量如下乙酸钠0. 3 %，碳酸氢钠 0. 8%,NH4Cl 0.1%,NaCl 0.1%,MgSO4 ‘7H20 0. 02%, K2HPO4 0. 05%,KH2PO4 0. 02%, CaCl2 0. 005%，酵母膏 0. 05%。所述培养基配方，培养介质为自来水或清洁地下水，室内采用多柱塔式培养装置， 按20%的接菌量接种本实验室保存的菌种，温度控制在30°C左右，人工光源的光照强度约为30001uX时，培养7d的菌液浓度可达每毫升20亿以上。所述培养基配方，可直接用自来水或清洁地下水配置培养基，室外采用白色塑料桶，按20%的接菌量接种本实验室保存的菌种，日平均气温在25°C以上，培养7d的菌液浓度可达每毫升40亿以上，且菌液可保存1年以上。利用所述的高细胞浓度光合细菌的生产方法，生产的光合细菌在水产养殖水质调节上的应用。本发明的优点在于优化了培养基的组成及成分，在保证菌液浓度的前提下，降低了生产成本；简化了光合细菌的培养过程，使光合细菌的规模化生产可操纵性强，所需设备简单，养殖户可在家中自行生产，从而大大降低光合细菌的使用成本。本发明生产的光合细菌可调节水体中藻相，有效降低氨氮含量，提高水体中溶解氧的含量。
图1为本发明实施例4中光合细菌对水中溶解氧含量的影响。其中横坐标为时间，单位天；纵坐标为水体中溶解氧的含量，单位mg/L。图1中显示溶解氧含量随时间推移呈现先升后降，再升高的趋势。水体中溶解氧含量在试验第7d达到最大值，随后降低是由于第7d晚上关闭了光源，新产生的氧气很少，而原来的氧气随着取样的搅动释放到空气中。说明水体中溶解氧含量的升高跟水体中藻类的大量繁殖进行光合作用释放氧气有关， 试验过程中可在水面发现大量的气泡。图2为本发明实施例4中光合细菌对水中藻细胞浓度的影响。其中横坐标为处理； 纵坐标为水体中藻细胞浓度，单位个/毫升。图2中显示，处理的藻细胞浓度接近对照的2倍。图3为本发明实施例4中光合细菌对水中氨氮含量的影响。其中横坐标为时间， 单位天；纵坐标为水体中氨氮的含量，单位mg/L。图3显示，随着时间的推移氨氮急剧降低，水体中氨氮的急剧降解可能跟水体中的藻类大量繁殖有关。其中处理的降解速率相对较快，最终的氨氮浓度也最低，说明菌剂的投入对氨氮的降解起了一定的作用。
具体实施方案以下结合具体实施方案对本发明高细胞浓度光合细菌的简易培养方法，做进一步的说明。一种高细胞浓度光合细菌的生产方法1.光合细菌菌种生产用的菌种为本实验室分离保存的红螺菌科红假单胞菌属的沼泽红假单胞菌 Rhodopseudomonas palustris。
2.光合细菌培养基和培养介质本发明涉及的培养基成分及含量乙酸钠0.3%，碳酸氢钠0.8%，NH4Cl 0.1%， NaClO. 1%, MgSO4 ‘ 7H20 0. 02%, K2HPO4 0. 05%, KH2PO4 0. 02%, CaCl2 0.005%，酵母膏 0. 05%。光合细菌生产必须用清洁淡水，水的pH值7. 0 8. 5为宜，杂菌含量少，低于100 个/毫升。可直接用自来水或地下水。地下水硬度低的最好。含氯的自来水要放置24 48h，或添加适量硫代硫酸钠中和后方可使用。3.菌剂的规模生产的装置室内生产可用多柱塔式培养装置，室外生产可直接用25L或50L的宽口径圆筒，使用前用安替福民20 30倍的稀释液喷洒内壁，然后用清水洗净。4.接种量接种量大小主要影响菌液达到最大生物量的时间即发酵周期，而对最终的光合细菌生物量影响不大。因此大规模生产中综合考虑成本等各方面因素，采用20%接种量比较适宜。5.培养条件①温度光合细菌在25 35°C的温度范围内生长良好，最适生长温度为30°C。②光照强度光合细菌生长最适的光照强度为2500 50001UX，在大规模生产时为了节约成本可以选择自然光照培养。③pH值光合细菌在pH值6. 5 9. 0之间均能正常生长，在pH8. 0时生长最好。 在规模生产时如所用水的pH为6. 5 8. 5之间，可不调pH。6.培养周期 室内用多柱塔式光合细菌反应器，温度在30 V，pH8. 0 8. 5，接种量在20 %，光照培养(光照在25001UX以上)，在7 9d能达到发酵终点，菌液浓度一般在2. 0 X IO9个/ 毫升。室外培养，日平均气温在25°C以上，天气晴好，一般5 7d能达到发酵终点，菌液浓度一般在4. OX IO9个/毫升以上，自然光照的培养效果好于人工光源。光合细菌的水产养殖水体水质调节上的应用。室内模拟试验表明本发明中生产的光合细菌可使水体中的球藻、栅藻等有益藻类成倍增加，随着藻类的大量繁殖氨氮含量降低90%以上，溶解氧的升高到10mg/L以上。田间应用试验表明本发明中生产的光合细菌可使水体中的球藻、栅藻等有益藻类增加，氨氮含量降低40%以上，溶解氧的含量升高8. 5%以上。实施例1光合细菌培养基及培养条件的确定光合细菌培养基(g/L)CH3COONa 3. 0，NaHCO3 8. 0，NH4Cl 1. 0，NaCl 1. 0， MgSO4 · 7Η200· 2，K2HPO4 0. 5，KH2PO4 0. 2，CaCl2 0. 05，酵母膏 0. 5，pH 自然。温度将合细菌按10%的接种量转接到培养基中，分别置于15°C、20°C、25°C、 30°C、35°C、4(TC下厌氧光照(光强约3000lux)培养，试验第7d统计菌数，结果见表1。表1温度对光合细菌生长的影响
权利要求
1.一种高细胞浓度光合细菌的生产方法，其特征在于添加的无机碳源--碳酸氢钠作为光合细菌的的主要碳源，简化的培养基成分及含量如下乙酸钠0.3%，碳酸氢钠 0. 8%, NH4ClO. 1 %，NaCl 0.1%, MgSO4 · 7H20 0. 02%, K2HPO4 0. 05%, KH2PO4 0. 02%, CaCl2 0. 005%，酵母膏 0. 05%。
2.根据权利要求1所述的高细胞浓度光合细菌的生产方法，其特征在于所述培养基配方，培养介质为自来水或清洁地下水，室内采用多柱塔式培养装置，按20%的接菌量接种本实验室保存的菌种，温度控制在30°C左右，人工光源的光照强度约为30001UX时，培养7d 的菌液浓度可达每毫升20亿以上。
3.根据权利要求1所述的高细胞浓度光合细菌的生产方法，其特征在于所述培养基配方，可直接用自来水或清洁地下水配置培养基，室外采用白色塑料桶，按20%的接菌量接种本实验室保存的菌种，日平均气温在25°C以上，培养7d的菌液浓度可达每毫升40亿以上，且菌液可保存1年以上。
4.利用所述的高细胞浓度光合细菌的生产方法，生产的光合细菌在水产养殖水质调节上的应用。
全文摘要
本发明提供了一种高细胞浓度光合细菌的简易培养方法，简化了光合细菌的培养基成分，培养基的主要成分为乙酸钠0.3％，碳酸氢钠0.6％，NH4Cl 0.1％，NaCl 0.1％，MgSO4·7H2O0.02％，K2HPO4 0.05％，KH2PO4 0.02％，CaCl2 0.005％，酵母膏0.05％，同时简化了光合细菌的生产过程。本发明的优点在于优化了培养基的组成及成分，在保证菌液浓度的前提下，降低了生产成本；简化了光合细菌的培养过程，使光合细菌的规模化生产可操纵性强，所需设备简单，养殖户可在家中自行生产，从而大大降低光合细菌的使用成本。本发明生产的光合细菌可调节水体中藻相，有效降低氨氮含量，提高水体中溶解氧的含量。
文档编号C12N1/20GK102212491SQ201110077489
公开日2011年10月12日 申请日期2011年3月29日 优先权日2011年3月29日
发明者周可, 张峰峰, 谢凤行, 赵玉洁 申请人:天津市农业生物技术研究中心