申请日2010.06.29
公开(公告)日2012.01.11
IPC分类号A01P7/04; A01N63/02
摘要
本发明涉及一种甘薯淀粉废水资源化利用生产苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis，简称Bt)微生物杀虫剂的方法，属于微生物农药和废水资源化技术领域。该方法主要是以甘薯淀粉生产过程中产生的高浓度废水为主要营养原料生产Bt杀虫剂，生产工艺包括：(1)甘薯淀粉废水培养基的配制;(2)液体种子制备;(3)液态发酵;(4)后处理制备所需剂型。该工艺不仅可以低成本地生产环境友好的Bt微生物杀虫剂;而且为高效处理甘薯淀粉生产过程中产生的大量高浓度废水找到有效的资源化处理方法，减少污染物排放。
权利要求书
1.一种利用甘薯淀粉废水生产苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis，简称Bt)微生物杀 虫剂的方法，其特征在于，该方法是以甘薯淀粉生产过程中产生的高浓度废水为主要培 养基原料进行液态发酵生产Bt杀虫剂，包括如下步骤：
1、甘薯淀粉废水培养基的配制：在高浓度甘薯淀粉废水中添加豆饼粉0.2%-1.2%，酵母 粉0.2%-1.2%，搅拌均匀，于115-126℃灭菌10-35分钟;
2、液体种子制备：向装有甘薯淀粉废水培养基的三角瓶中接种斜面保藏的Bt菌株，于 25-37℃，120-200转/分振荡培养24-48小时，得到1级液体种子;向装有甘薯 淀粉废水培养基的种子罐中接种体积比为1%-5%的1级液体种子，于26-35℃，通 无菌空气培养8-36小时，得到2级液体种子;
3、液态发酵：向装有甘薯淀粉废水培养基的发酵罐中接种体积比为5%-15%的2级液体 种子，于26-35℃，通无菌空气培养12-48小时;按照国家标准方法取样测定孢子数 和杀虫效果，发酵液的毒理效价可达到3000IU/μl以上;
4、后处理：将培养好的发酵液通过超滤浓缩2-10倍，再按照微生物农药制剂的常规方 法加入稳定剂、增效剂，以及根据剂型需要添加助剂。避光包装，于阴凉处保存。
说明书
利用甘薯淀粉废水 生产苏云金芽孢杆菌杀虫剂
技术领域：
本发明属于微生物农药和废水资源化技术领域。
背景技术：
我国是世界上最大的甘薯生产国，甘薯总种植面积保持在620万公顷左右，总产量稳定 在1亿吨以上，占全世界的80%。在全国的农作物主产中，红薯仅次于水稻、小麦和玉米， 居第4位。甘薯种植投入少，产出多，单位面积可食用的干物质居各种作物之首。甘薯抗灾 力强，耐旱，耐贫瘠，丘陵山区也能种植，在其他作物较难生长的地方也能获得较好的产量。 甘薯营养价值很高，是世界卫生组织评选出来的“最佳食品”之一，许多专家认为，甘薯是 21世纪最理想的食物之一，同时，甘薯也是最重要的可再生能源原料之一。
甘薯易腐烂，不宜长期存放。甘薯的深加工，可以解决因贮存鲜薯不当而导致大量烂薯 的现象，甘薯精制淀粉经过不同深度的加工，可生产出数百种有价值的产品，增值10-30倍 左右。但是，目前的加工工艺，每生产1吨甘薯淀粉大约产出10吨左右高浓度有机废水，这 些废水的COD值高达10000mg/L以上，其中淀粉分离后的甘薯细胞液中有机物含量最高， COD可达20000mg/L以上，主要含有溶解性淀粉、蛋白质、果胶、有机酸及少量的油脂， 处理不当，极易腐败发酵，使水质发黑发臭。而采用一般污水处理工艺将如此高浓度的废水 处理达标排放，能源消耗非常大。从另一个角度考虑，甘薯淀粉废水中的有机质(包括：蛋 白质、果胶、糖类等)是微生物生长的良好营养底物，可以做成微生物培养基，发酵生产微 生物产品。
苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis，简称Bt)是一种革兰氏阳性细菌，属于芽孢杆 菌属，陆生习性的细菌。另外，Bt可寄生在一些蛾类和蝶类的幼虫上，甚至是植物表面。 其菌体为短杆状，生鞭毛，单生或形成短链。它在芽孢形成过程中产生称为δ-内毒素的杀 虫伴胞晶体蛋白，这些蛋白具有很高的杀虫活性。目前，已确定数十种Bt菌系及130多种 杀虫晶体蛋白，克隆Bt基因也已经转入植物，并在植物体内高效表达。
Bt杀虫剂是目前生产量最大、应用最为广泛的一类微生物杀虫剂。Bt的培养方法有多种， 如：中国发明专利(申请号：200410009911.7)中公开了一种Bt培养基的生产方法，其生产 工艺为：在1kg支撑物(米糠、谷壳、破碎的玉米芯或切碎的作物秸杆)中加入10～15kg 水、0.2～0.8g纤维素酶，用稀硫酸调节pH值为5～6，控制温度反应温度为30～60℃，搅 拌40～56小时，反应完毕后pH值为6～7，加入麦麸5～9kg，豆饼粉1～3kg，玉米粉0.5～ 1.5，kg，酵母粉0.1～0.3，kg，搅拌均匀即得到Bt生物农药易粉碎固态发酵培养基。中国发 明专利(申请号：200610019564.5)中公开了一种抗蝗虫的Bt，并介绍了它的培养方法，首 先是摇瓶发酵，在100单位体积的培养基中，按比例加入淀粉、豆饼粉、棉饼子粉、蛋白胨、 酵母粉、玉米浆、七水硫酸镁、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、碳酸钙、及α-淀粉酶，补充水; 其次是在三角瓶中装100ml培养基;灭菌后接种Bt;在一定温度培养至芽孢脱落;第三是采 用筛选出来的培养基，在全自动发酵罐中进行发酵，发酵结束后发酵液酸化，加入乳化剂， 酵液浓缩后直接喷雾干燥制备可湿性粉剂。中国发明专利(申请号：99119084.X)中公开了 一种利用发酵工业高浓度有机废水生产微生物杀虫剂的方法，发明利用发酵工业高浓度有机 废水(有时需要经过预处理)和经过驯化的Bt菌种在发酵罐里大量培养，再经过对发酵液适 当处理，获得杀虫效果良好的液态或固态微生物杀虫制剂，在低成本处理废水的同时又可大 量获得生态效益良好的微生物杀虫剂，变废为宝。目前，以甘薯淀粉废水为培养基大规模培 养Bt的方法未见文献报道。
发明内容：
本发明的目的是提供一种资源化利用甘薯淀粉废水生产Bt微生物杀虫剂的方法。
本发明所述的Bt杀虫剂的生产方法如下：
1、甘薯淀粉废水培养基的配制：在高浓度甘薯淀粉废水中添加豆饼粉0.2%-1.2%，酵母 粉0.2%-1.2%，搅拌均匀，于115-126℃灭菌10-35分钟。
2、液体种子制备：向装有甘薯淀粉废水培养基的三角瓶中接种斜面保藏的Bt菌株，于 25-37℃，120-200转/分振荡培养24-48小时，得到1级液体种子;向装有甘薯 淀粉废水培养基的种子罐中接种体积比为1%-5%的1级液体种子，于26-35℃，通 无菌空气培养8-36小时，得到2级液体种子;
3、液态发酵：向装有甘薯淀粉废水培养基的发酵罐中接种体积比为5%-15%的2级液体 种子，于26-35℃，通无菌空气培养12-48小时;按照国家标准方法取样测定孢子数 和杀虫效果，发酵液的毒理效价可达到3000IU/μl以上;
4、后处理：将培养好的发酵液通过超滤浓缩2-10倍，再按照微生物农药制剂的常规方 法加入稳定剂、增效剂，以及根据剂型需要添加助剂。避光包装，于阴凉处保存。
具体实施方式：
由本发明技术方案生产的Bt微生物杀虫剂不仅具有生物农药无毒、环境友好的特点;而 且它的生产成本低，有效地利用了废水，减少污染物排放。具体实施方式如下：
实施例1：甘薯淀粉废水生产Bt可湿性粉剂
1、甘薯淀粉废水培养基的配制：在高浓度甘薯淀粉废水(COD20-30g/L)中添加豆饼 粉1.0%，酵母粉0.7%，搅拌均匀，于121℃灭菌15分钟。
2、液体种子制备：向装有甘薯淀粉废水培养基的三角瓶中接种斜面保藏的Bt菌株，于 35℃，150转/分振荡培养48小时，得到液体种子。
3、液态发酵：向装有甘薯淀粉废水培养基的发酵罐中接种体积比为5%的液体种子，于 35℃，通无菌空气培养48小时;按照国家标准方法取样测定杀虫效果，发酵液的毒 理效价达到5000IU/μl时培养结束。
4、后处理：将培养好的发酵液通过超滤浓缩3倍，再按照微生物农药制剂的常规方法加 入稳定剂、增效剂、润湿剂、填料，喷雾干燥，避光包装，于阴凉处保存。
实施例2：甘薯淀粉废水生产Bt水剂
1、甘薯淀粉废水培养基的配制：在高浓度薯薯淀粉废水(COD 20-30g/L)中添加豆饼 粉1.0%，酵母粉0.5%，搅拌均匀，于121℃灭菌20分钟。
2、液体种子制备：向装有甘薯淀粉废水培养基的三角瓶中接种斜面保藏的Bt菌株，于 35℃，180转/分振荡培养48小时，得到液体种子。
3、液态发酵：向装有甘薯淀粉废水培养基的发酵罐中接种体积比为8%的液体种子，于 35℃，通无菌空气培养48小时;按照国家标准方法取样测定杀虫效果，发酵液的毒 理效价达到3500IU/μl时培养结束。
4、后处理：将培养好的发酵液通过超滤浓缩2倍，再按照微生物农药制剂的常规方法加 入稳定剂、增效剂、防腐剂、展着剂、粘着剂，避光包装，于阴凉处保存。
