本發(fā)明涉及微生物及農(nóng)業(yè)，具體涉及一種功能菌資源篩選及原料處理方法。

背景技術(shù)：

1、功能菌是指具有特定生物活性或生理功能的微生物，如能夠產(chǎn)生纖維素酶、漆酶、蛋白酶等酶的菌株，這些酶在工業(yè)和環(huán)保領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。此外，功能菌還包括具有抗菌、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)等功能的菌株，對(duì)于提升人類健康水平也具有重要意義。因此，篩選具有高效生物活性的功能菌資源成為當(dāng)前生物技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一。

2、搖瓶培養(yǎng)法是現(xiàn)有常用功能菌的篩選方法之一，是將待測(cè)菌株的單菌落分別接種到多個(gè)三角瓶lb液體培養(yǎng)基中，搖動(dòng)培養(yǎng)，然后，再對(duì)培養(yǎng)液進(jìn)行分析測(cè)定，搖瓶與發(fā)酵罐的條件較為接近，所測(cè)得的數(shù)據(jù)就更有實(shí)際意義。但是搖瓶培養(yǎng)法需要較多的勞力、設(shè)備和時(shí)間，通常具有費(fèi)時(shí)費(fèi)力的問題。

3、綜上所述，如何解決搖瓶培養(yǎng)法需要較多的人工勞力、設(shè)備和時(shí)間的問題已經(jīng)成為目前領(lǐng)域內(nèi)亟需解決的難題，因?yàn)橛斜匾岢鲆环N功能菌資源篩選及原料處理方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明提供一種功能菌資源篩選及原料處理方法，用于通過搖床機(jī)自動(dòng)化操作能夠顯著提高培養(yǎng)效率以及減少人工勞力；菌體在振蕩過程中不斷接觸四周培養(yǎng)基，不僅獲得營養(yǎng)，還能有效吸收溶解氧，減少了菌種的培養(yǎng)時(shí)間。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一方面，提供一種功能菌資源篩選方法,包括以下步驟：

4、步驟一，樣品處理：從采樣環(huán)境中采集樣品，將樣品進(jìn)行預(yù)處理，獲得微生物懸液；

5、步驟二，分離純化：采用劃線分離法，將微生物懸液接種到無菌培養(yǎng)基上，直至形成可見菌落；挑選若干形態(tài)和顏色特征各異的菌落進(jìn)行5次劃線純化，獲得純化后的菌株；

6、步驟三，功能菌初篩：將純化后的菌株加入無菌水中振蕩混合后，得到混懸液，將混懸液分為若干組，將每組混懸液均加入無菌水稀釋至1倍濃度、0.1倍濃度和0.01倍濃度，取每組稀釋濃度混懸液100μl涂布于營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基上，隨后將營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基置于30℃恒溫箱中恒溫培養(yǎng)2-3d，得到新菌落；挑取少量新菌落分別點(diǎn)接于不同酶劑檢測(cè)培養(yǎng)基，將酶劑檢測(cè)培養(yǎng)基置于30-35℃恒溫箱中培養(yǎng)至菌落豐厚，將培養(yǎng)好的酶劑培養(yǎng)基取出觀察菌落周圍透明圈大小，篩選出透明圈直徑大于等于20mm的菌落，得到初篩功能菌種；

7、步驟四，功能菌復(fù)篩：功能菌復(fù)篩：將初篩功能菌種接種到lb液體培養(yǎng)基中，將lb液體培養(yǎng)基放入恒溫箱中，設(shè)定恒溫箱溫度37℃，培養(yǎng)12h，得到功能菌種液；培養(yǎng)完成后按照5％的接種量將功能菌種液接種到三角瓶lb液體培養(yǎng)基中，將三角瓶lb液體培養(yǎng)基放入搖床機(jī)中，搖床機(jī)轉(zhuǎn)速160r/min，將搖床機(jī)放入恒溫箱中，設(shè)定恒溫箱溫度37℃，培養(yǎng)48h，培養(yǎng)完成后得到復(fù)篩后的功能菌種；

8、步驟五，功能菌檢測(cè)：稱取3.0g固體發(fā)酵物水洗除雜質(zhì)后加入100ml容量瓶中，按照質(zhì)量比為1∶100往容量瓶中加入復(fù)篩后的功能菌種和水，混合均勻后，在室溫下培養(yǎng)20min，每隔3min振蕩容量瓶一次，隨后將容量瓶內(nèi)混合溶液用濾紙過濾，取5ml濾液使用hbs-1096a酶標(biāo)分析儀檢測(cè)濾液內(nèi)特定酶的活性。

9、上述方案的技術(shù)原理如下：從采樣環(huán)境中采集樣品，進(jìn)行預(yù)處理，獲得微生物懸液；采用劃線分離法對(duì)微生物懸液進(jìn)行5次劃線純化，獲得純化后的菌株；將純化后的菌株進(jìn)一步培養(yǎng)后篩選出透明圈直徑較大的菌落，得到初篩功能菌種；將初篩功能菌種復(fù)篩后得到復(fù)篩后的功能菌種；將復(fù)篩后的功能菌種加入特定發(fā)酵物以檢測(cè)其產(chǎn)酶的活性。

10、采用上述方案有以下有益效果：

11、1、本方案，通過使用搖床機(jī)能夠?qū)θ瞧縧b液體培養(yǎng)基進(jìn)行全方位地?fù)u動(dòng)，進(jìn)一步使培養(yǎng)基液面與上方的空氣不斷接觸，從而顯著提高了通氣量；充足的通氣量保證了培養(yǎng)基中溶解氧的供應(yīng)，有利于微生物的生長和代謝活動(dòng)；菌體在振蕩過程中不斷接觸四周培養(yǎng)基，不僅獲得營養(yǎng)，還能有效吸收溶解氧，減少了菌種的培養(yǎng)時(shí)間；同時(shí)搖床機(jī)自動(dòng)化操作還能夠顯著提高培養(yǎng)效率以及減少人工勞力。

12、2、本方案，通過系統(tǒng)的樣品處理、分離純化、初篩和復(fù)篩步驟，該方法能夠高效地篩選出具有高效產(chǎn)酶功能的微生物菌株；這有助于快速定位并獲取有價(jià)值的微生物資源，為后續(xù)的工業(yè)應(yīng)用和生物制劑開發(fā)提供重要基礎(chǔ)。

13、3、本方案，在初篩階段，通過酶劑檢測(cè)培養(yǎng)基上的透明圈觀察，能夠直觀地篩選出產(chǎn)酶能力強(qiáng)的菌株；透明圈的大小直接反映了菌株產(chǎn)酶能力的強(qiáng)弱，從而提高了篩選的準(zhǔn)確性和可靠性；在復(fù)篩階段，通過調(diào)整培養(yǎng)溫度和搖床機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)一步優(yōu)化了功能菌的生長環(huán)境，促進(jìn)了其代謝產(chǎn)物的積累；有助于獲得更高產(chǎn)量和更高活性的功能菌。

14、進(jìn)一步，步驟一中，采樣環(huán)境包括土壤、水體和植物根部。

15、有益效果：從土壤、水體和植物根部獲取菌種，能夠高效地從復(fù)雜采樣環(huán)境中獲取具有潛在應(yīng)用價(jià)值的微生物資源，為后續(xù)的生物技術(shù)研究和工業(yè)應(yīng)用提供豐富的菌種庫。

16、進(jìn)一步，步驟一中，預(yù)處理包括過濾、研磨和稀釋。

17、有益效果：通過過濾去除雜質(zhì)，研磨增加微生物與培養(yǎng)基的接觸面積，稀釋則便于微生物的分散和計(jì)數(shù)，提高了后續(xù)分離純化的效率和準(zhǔn)確性。

18、進(jìn)一步，不同酶劑檢測(cè)培養(yǎng)基包括纖維素酶檢測(cè)培養(yǎng)基、漆酶檢測(cè)培養(yǎng)基和蛋白酶檢測(cè)培養(yǎng)基。

19、有益效果：針對(duì)不同類型的酶進(jìn)行篩選，能夠篩選出具有特定目標(biāo)產(chǎn)酶的功能菌，同時(shí)還可以選用其他酶劑進(jìn)行篩選，通過酶劑的選擇能夠篩選出對(duì)應(yīng)該酶產(chǎn)物的功能菌，便于后續(xù)效果的實(shí)現(xiàn)。

20、進(jìn)一步，步驟四中，搖床機(jī)包括支架和電機(jī)，電機(jī)輸出軸上偏心固定連接有驅(qū)動(dòng)輪，驅(qū)動(dòng)輪外側(cè)套接有滑塊，滑塊和驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)配合；支架上豎向?qū)ΨQ開有第一滑槽，第一滑槽內(nèi)豎向滑動(dòng)配合有拉桿，支架上部外側(cè)壁固定連接有若干固定塊，固定塊靠近支架的側(cè)壁均固定連接有支桿；支架內(nèi)側(cè)豎向滑動(dòng)配合有驅(qū)動(dòng)架，驅(qū)動(dòng)架內(nèi)底壁和內(nèi)頂壁均開有第二滑槽，滑塊和第二滑槽均橫向滑動(dòng)配合；驅(qū)動(dòng)架頂部鉸接有若干第一連桿，第一連桿遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)架一端均貫穿支架頂壁且均鉸接有第二連桿，第二連桿靠近支桿的一側(cè)均和支桿鉸接，第二連桿遠(yuǎn)離第一連桿一端均鉸接有第三連桿，第三連桿遠(yuǎn)離第二連桿一端均和拉桿鉸接；滑塊上設(shè)有用于對(duì)三角瓶lb液體培養(yǎng)基進(jìn)行全方位自轉(zhuǎn)振蕩的搖床組件；支架內(nèi)底壁設(shè)有用于產(chǎn)生氣流的活塞組件。

21、有益效果：搖床機(jī)的使用能夠顯著提高培養(yǎng)效率以及減少人工勞力；通過搖床機(jī)的振蕩作用，功能菌種的生長速度和代謝效率得到提升，從而可以縮短整個(gè)培養(yǎng)周期。

22、進(jìn)一步，搖床組件包括搖床，搖床一端和滑塊外側(cè)壁固定連接；搖床上開有若干凹槽，凹槽內(nèi)均設(shè)有用于放置三角瓶lb液體培養(yǎng)基的托盤，托盤底部均固定連接有轉(zhuǎn)桿，轉(zhuǎn)桿遠(yuǎn)離托盤一端均貫穿凹槽內(nèi)底壁且均和凹槽內(nèi)底壁轉(zhuǎn)動(dòng)配合；轉(zhuǎn)桿遠(yuǎn)離托盤一端均同軸固定連接有扇葉。

23、有益效果：搖床組件能夠?qū)崿F(xiàn)三角瓶lb液體培養(yǎng)基的全方位振蕩；這種振蕩方式有助于培養(yǎng)基中的菌液和營養(yǎng)物質(zhì)均勻混合，確保功能菌種在生長過程中能夠充分接觸到所需的養(yǎng)分，從而促進(jìn)其均勻生長和繁殖；振蕩還可以防止培養(yǎng)基中的固體成分沉淀到瓶底，確保菌種在整個(gè)培養(yǎng)過程中都能處于均勻懸浮狀態(tài)，進(jìn)一步提高培養(yǎng)效率。

24、進(jìn)一步，活塞組件包括氣筒，氣筒底部固定連接于支架內(nèi)底壁；氣筒內(nèi)壁豎向滑動(dòng)配合有活塞，活塞上連通有單向閥，活塞頂部固定連接有活塞桿，活塞桿遠(yuǎn)離活塞一端和拉桿固定連接；氣筒底部連通有第一氣管，第一氣管上連通有若干第二氣管，第二氣管遠(yuǎn)離第一氣管一端均處于相鄰扇葉正下方。

25、有益效果：活塞組件通過活塞在氣筒內(nèi)的上下運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生氣流并通過第一氣管和第二氣管輸送到扇葉正下方，這些氣流能夠帶動(dòng)扇葉旋轉(zhuǎn)同時(shí)帶動(dòng)轉(zhuǎn)桿旋轉(zhuǎn)進(jìn)而帶動(dòng)轉(zhuǎn)桿遠(yuǎn)離扇葉一端的托盤旋轉(zhuǎn)，能夠使得三角瓶lb液體培養(yǎng)基在全方位的振蕩過程中，還能夠?qū)崿F(xiàn)自轉(zhuǎn)振蕩，進(jìn)一步使得三角瓶lb液體培養(yǎng)基內(nèi)菌種能夠充分接觸到所需的養(yǎng)分，同時(shí)對(duì)于某些好氧菌種還能夠使得其在自轉(zhuǎn)振蕩過程中，由于培養(yǎng)基的不斷自轉(zhuǎn)振蕩，可以增加培養(yǎng)基中的溶氧量，充足的溶氧量有助于菌種的快速生長和代謝產(chǎn)物的積累。

26、進(jìn)一步，步驟五中，固體發(fā)酵物包括玉米秸稈發(fā)酵物、酒糟、木薯發(fā)酵物、大豆發(fā)酵物和甘蔗渣發(fā)酵物中的一種或多種。

27、有益效果：玉米秸稈發(fā)酵物和酒糟通過固態(tài)發(fā)酵可以轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的生物肥料或飼料添加劑，該產(chǎn)物具有豐富的應(yīng)用價(jià)值，使用其作為檢測(cè)物可以檢測(cè)出適合發(fā)酵玉米秸稈發(fā)酵物和酒糟的菌種；木薯發(fā)酵物和大豆發(fā)酵物含有豐富的纖維素、漆酶和蛋白酶，使用其作為檢測(cè)物可以檢測(cè)能夠高效產(chǎn)纖維素酶、漆酶和蛋白酶的菌種，這些酶均具有豐富的應(yīng)用價(jià)值以及經(jīng)濟(jì)價(jià)值，使用此方法能夠快速并批量地進(jìn)行檢測(cè)，適合大規(guī)模篩選和檢測(cè)。

28、進(jìn)一步，步驟五中，特定酶包括纖維素酶、漆酶和蛋白酶中的一種或多種。

29、有益效果：纖維素酶、漆酶和蛋白酶在工業(yè)和環(huán)保領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，如纖維素酶可用于生物質(zhì)降解和飼料加工，漆酶可用于染料脫色和廢水處理，蛋白酶則可用于食品加工和皮革制造等，篩選這些酶的功能菌具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

30、另一方面，提供一種原料處理方法，基于上述的功能菌資源篩選方法所獲得功能菌進(jìn)行，包括以下步驟：

31、步驟一，原料預(yù)處理：收集農(nóng)業(yè)廢棄物、糧食加工副產(chǎn)物和植物性原料進(jìn)行清洗、粉碎和干燥，得到預(yù)處理原料顆粒；

32、步驟二，原料滅菌：對(duì)預(yù)處理原料顆粒進(jìn)行蒸汽滅菌；其中，滅菌溫度為121-126℃，得到滅菌后的原料顆粒；

33、步驟三，原料接種發(fā)酵：在無菌條件下，將功能菌接種到滅菌后的原料顆粒中，進(jìn)行發(fā)酵處理，得到發(fā)酵基質(zhì)；

34、步驟四，產(chǎn)物提?。簩l(fā)酵基質(zhì)進(jìn)行提取處理，得到目標(biāo)產(chǎn)物，對(duì)提取出的目標(biāo)產(chǎn)物進(jìn)行純化處理，得到純化后的產(chǎn)物；其中，提取處理方法包括過濾、離心、溶劑萃取和酶解中的一種或多種；純化處理方法包括結(jié)晶、蒸餾和層析中的一種或多種；

35、步驟五，產(chǎn)物干燥儲(chǔ)存：將純化后的產(chǎn)物進(jìn)行干燥處理，將干燥后的產(chǎn)物儲(chǔ)存于陰涼、干燥和通風(fēng)的地方儲(chǔ)存；其中，干燥處理方法包括自然干燥、熱風(fēng)干燥和真空干燥中的一種或多種。

36、有益效果：通過系統(tǒng)的原料預(yù)處理、滅菌、接種發(fā)酵、產(chǎn)物提取和干燥儲(chǔ)存等步驟，實(shí)現(xiàn)了從原料到目標(biāo)產(chǎn)物的完整轉(zhuǎn)化過程，為功能菌資源的工業(yè)化應(yīng)用提供了可靠的技術(shù)支持；同時(shí)，該方法還具有操作簡(jiǎn)便、成本低廉、采樣環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)。

37、本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。