CN107624130A - 具有除臭效果的菌株以及使用其去除畜禽粪便臭味的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有除臭效果的新型菌株以及使用所述菌株从畜禽粪便中去除臭味的方法。本发明的菌株具有优异的去除或减少由畜禽粪便产生的臭味的能力,因此可以有效地用于改善产生畜禽粪便的畜舍环境,或用于从畜禽粪便制备无味堆肥。此外,本发明的除臭方法允许继续使用现有的设施,因此可以减少额外的费用负担,并且不管畜禽的类型或饲养规模,所述方法也可以普遍应用。

Description

具有除臭效果的菌株以及使用其去除畜禽粪便臭味的方法
技术领域
本发明涉及一种具有除臭效果的新型菌株,以及使用其去除畜禽粪便臭味的方法。
背景技术
最近,随着畜牧业的发展,畜牧场、养猪场和家禽饲养场等产生了大量的畜禽粪便,由于缺乏处理设施,畜禽粪便没有得到任何净化处理就被丢弃。畜禽粪便是一种有机物,其作为有机肥具有很高的价值。畜禽粪便可以通过微生物的好氧发酵进行堆肥。然而,使用畜禽粪便进行堆肥的过程中产生的臭味可能会对周边居民造成严重损害。因此,如果可以去除来自畜禽粪便的臭味,将有助于制备无臭堆肥。
众所周知,在畜禽粪便处理过程中产生的臭味源自氨气、挥发性胺如吲哚、硫化合物、挥发性低级脂肪酸、挥发性醛类和醇类,它们产生于畜禽肠道微生物分解有机物的过程中。
用于去除臭味的常规技术包括使用微生物的生物过滤法、活性炭吸附法、生化湿式洗涤法和等离子体分解法。然而,上述方法在连续去除高度浓缩的臭味时存在局限性,并且存在费用昂贵的缺点。
专利号为10-1120095的韩国专利公开了一种通过使用柑橘树锯屑和马粪便与降低臭味的微生物一起堆肥从猪粪便中去除或吸附臭味的方法。公开号为2002-0068194的韩国专利公开了一种通过将畜禽粪便肥料与一种组合物混合以去除畜禽粪便中臭味的方法,该组合物是由竹叶与松叶组成的混合物、Lactobacillus parakefili和酵母(光滑假丝酵母,Candida glabrata)组成的土著微生物和10-30%(重量)的无水葡萄糖组成。然而,上述专利中描述的方法不适合于处理大规模畜禽粪便,这是因为人工培养的微生物的处理效率根据粪便的腐烂程度而显著变化,以及用于减少畜禽粪便臭味的材料很难获得。此外,专利号为10-0378667的韩国专利公开了一种通过将臭味分解微生物与5-10%的畜禽粪便以及锯屑、稻壳和落叶粉末混合以有氧地发酵该混合物的堆肥方法。专利号为10-0848677的韩国专利公开了一种将基于100重量份家禽粪便的30-50重量份的腐叶土壤、10-30重量份的木质粘土、5-20重量份的生石灰、5-20重量份的废弃化石和0.5-2重量份的嗜热微生物混合,然后在50-60℃的温度下将混合物发酵5-7周。然而,上述专利中描述的方法是非常低效的,这是因为需要添加的辅料的量大于待处理的粪便的量,上述方法也是不切实际的,这是因为需要用于大规模处理的机械设备投资。
因此,为了有效地处理畜禽粪便,需要开发一种更快速和更经济地去除或减少畜禽粪便臭味的方法。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种具有去除畜禽粪便产生的臭味的能力的新型菌株。
本发明的另一个目的是提供一种用于去除臭味的组合物,所述组合物包括上述菌株。
本发明的另一个目的是提供一种使用所述组合物从畜禽粪便中去除臭味的方法。
本发明的另一个目的是提供一种使用上述组合物从畜禽粪便制备无臭堆肥的方法。
为了实现上述目的,本发明提供了一种菌株,选自:(a)Nocardiopsissinuspersici SE-505,登记号为KCCM11653P;(b)Nocardiopsis alba SD-503,登记号为KCCM11654P;(c)Enteractinococcus coprophilus CA-108,登记号为KCCM11655P;(d)Corynebacterium efficiens YA-191,登记号为KCCM11656P;(e)Oceanitaleananhaiensis YAC-099,登记号为KCCM11657P和(f)Corynebacterium efficiens BA-092,登记号为KCCM11658P中的一种或多种。
此外,本发明还提供了一种用于去除臭味的组合物,所述组合物包括上述菌株、或其组合、或其培养液。
此外,本发明还提供了一种从畜禽粪便中去除臭味的方法,包括将上述组合物喷洒至畜禽粪便上或将其与畜禽粪便混合。
此外,本发明还提供了一种从畜禽粪便制备无臭堆肥的方法,包括将上述组合物喷洒至畜禽粪便上或将其与畜禽粪便混合。
本发明的菌株具有优异的去除或减少由畜禽粪便产生的臭味的能力,因此可以有效地用于从畜禽粪便制备无臭的堆肥。此外,本发明的除臭方法能够使用现有的设施从而减少额外的费用,同时,不管畜禽的类型或饲养规模,该方法也可以普遍应用。
附图说明
图1提供了显示本发明六种菌株形状的显微镜照片。
图2提供了显示本发明六种菌株菌落形状的照片。
图3提供了显示本发明六种菌株的菌落分别在LSC琼脂培养基和TSC琼脂培养基中的形状和颜色的照片。
图4为基于16S DNA序列的BA-092菌株的树状图。
图5为基于16S DNA序列的YA-191菌株的树状图。
图6为基于16S DNA序列的CA-108菌株的树状图。
图7为基于16S DNA序列的YAC-099菌株的树状图。
图8为基于16S DNA序列的SD-503菌株的树状图。
图9为基于16S DNA序列的SE-505菌株的树状图。
图10描绘了使用本发明菌株的粪便液体发酵系统和堆肥系统的过程示意图。
具体实施方式
如本文所用,术语“畜禽粪便”是指来自于例如猪、牛和家禽等畜禽的排泄物。
本发明提供一种菌株,选自:
(a)Nocardiopsis sinuspersici SE-505,登记号为KCCM11653P;
(b)Nocardiopsis alba SD-503,登记号为KCCM11654P;
(c)Enteractinococcus coprophilus CA-108,登记号为KCCM11655P;
(d)Corynebacterium efficiens YA-191,登记号为KCCM11656P;
(e)Oceanitalea nanhaiensis YAC-099,登记号为KCCM11657P和
(f)Corynebacterium efficiens BA-092,登记号为KCCM11658P中的一种或多种。
这些菌株是从含有粪便的土壤中分离出来的,并通过生物化学和分子生物学方法鉴定为新菌株(参见实施例3)。本申请发明人将这六种菌株分别命名为Nocardiopsissinuspersici SE-505、Nocardiopsis alba SD-503、Enteractinococcus coprophilusCA-108、Corynebacterium efficiens YA-191、Oceanitalea nanhaiensis YAC-099和Corynebacterium efficiens BA-092,并于2015年1月8日将它们存放在韩国微生物培养中心(KCCM)。这六种菌株的登记号分别为KCCM11653P、KCCM11654P、KCCM11655P、KCCM11656P、KCCM11657P和KCCM11658P。
这些菌株在碳源利用能力、生长温度、酶活性和脂肪酸组成等方面与标准菌株不同。
本发明的菌株具有除臭效果,特别是具有从畜禽粪便(例如猪、牛或家禽)或由其制备的堆肥等去除臭味的效果。
此外,本发明提供一种去除臭味的组合物,其包括上述菌株或其组合,或其培养液。
在本发明的一个实施方式中,用于去除臭味的组合物包括单独的Nocardiopsissinuspersici SE-505或其培养液。
在本发明的另一个实施方式中,用于去除臭味的组合物包括单独的Nocardiopsisalba SD-503或其培养液。
在本发明的另一个实施方式中,用于去除臭味的组合物包括单独的Enteractinococcus coprophilus CA-108或其培养液。
在本发明的另一个实施方式中,用于去除臭味的组合物包括单独的Corynebacterium efficiens YA-191或其培养溶液。
在本发明的另一个实施方式中,用于去除臭味的组合物包括单独的Oceanitaleananhaiensis YAC-099或其培养溶液。
在本发明的另一个实施方式中,用于去除臭味的组合物包括单独的Corynebacterium efficiens BA-092或其培养液。
在本发明的另一个实施方式中,用于去除臭味的组合物包括Corynebacteriumefficiens BA-092和Corynebacterium efficiens YA-191的组合,或其培养液。
在本发明的另一个实施方式中,用于去除臭味的组合物包括Enteractinococcuscoprophilus CA-108和Oceanitalea nanhaiensis YAC-099的组合,或其培养溶液。
在本发明的另一个实施方式中,用于去除臭味的组合物包括Nocardiopsis albaSD-503和Nocardiopsis sinuspersici SE-505的组合,或其培养液。
在本发明的另一个实施方式中,用于去除臭味的组合物包括Corynebacteriumefficiens BA-092、Corynebacterium efficiens YA-191、Nocardiopsis alba SD-503和Nocardiopsis sinuspersici SE-505的组合,或其培养液。
在本发明的另一个实施方式中,用于去除臭味的组合物包括Enteractinococcuscoprophilus CA-108、Oceanitalea nanhaiensis YAC-099、Nocardiopsis alba SD-503和Nocardiopsis sinuspersici SE-505的组合,或其培养液。
在本发明的另一个实施方式中,用于去除臭味的组合物包括Corynebacteriumefficiens BA-092、Corynebacterium efficiens YA-191、Enteractinococcuscoprophilus CA-108、Oceanitalea nanhaiensis YAC-099、Nocardiopsis alba SD-503和Nocardiopsis sinuspersici SE-505的组合,或其培养液。
当将每种菌株或及其培养液混合形成的组合物用于去除臭味的情况下,优选将其各菌株或其培养液以相同的比例(体积)混合。
上述所述的用于去除臭味的组合物可以进一步包含已知可有效去除臭味的其它化合物、物质等等。
此外,本发明提供一种从畜禽粪便中去除臭味的方法,包括将上述组合物喷洒至畜禽粪便上或将其与畜禽粪便混合。根据本发明所述的用于去除臭味的组合物可以通过将其喷洒至畜禽的身体上以及将其喷洒至畜禽粪便上来用于去除畜禽体内产生的臭味(尤其是被粪便污染的畜禽的身体)。
此外,本发明提供了一种制备堆肥的方法,堆肥中的畜禽粪便的臭味已经去除,所述方法包括将上述组合物喷洒至畜禽粪便上或将其与畜禽粪便混合。
制备无臭味堆肥的方法可以应用于从畜禽粪便制备堆肥的常规过程。也就是说,无臭堆肥可以通过将本发明的用于去除臭味的组合物喷洒至畜禽粪便上或将其与畜禽粪便混合来制备。
在本发明的一个实施方式中,制备堆肥的方法可以利用液体发酵系统和堆肥系统。
液体发酵系统可以包括以下步骤:将猪粪便和本发明的一种菌株加入到发酵罐中,并在33±2℃下发酵以制备无臭发酵液并干燥发酵液。此外,堆肥系统可以包括以下步骤:将来自猪粪便的干燥发酵液与牛和/或家禽排泄物混合并将其分解3-7天以制备堆肥。可以参考专利号为1402610的韩国专利中公开的堆肥装置。
以下,参照实施例对本发明进行详细说明。然而,以下实施例旨在说明本发明而不限制本发明的范围。
实施例1:分离具有除臭效果的菌株
通过以下步骤分离出具有优良的畜禽粪便除臭效果和在畜禽粪便中具有优异生长活性的菌株。
具体地,收集未受污染的肥沃土壤样品,然后使用除湿风在30℃下干燥至含水量为30%(w/w)或以下。将干燥的土壤样品分别与50%(w/w)的例如牛、猪和家禽粪便等各种畜禽的未经加工的粪便混合,并在33℃下保持80%的湿度下有氧发酵3-7天。通过直接感官法测试土壤样品的臭味,并选择可观察到臭味显著降低的样品。将所选样品在35℃或更低温度下干燥,再与未经加工的粪便以1:1的比例混合,并在相同的发酵条件下发酵以检测臭味程度。选择在重复发酵过程的24小时内去除臭味的样品作为分离活性细菌的样品。同时,将猪粪便悬浮在纯净水中并稀释至固体成分浓度为3%(w/v)或以上。加入浓度为1.8%(w/w)的琼脂。将悬浮液灭菌以制备固体培养基。将用于分离活性细菌的样品涂布在固体培养基上,以分离出具有106cfu/g或以上的优势菌株,将分离出的优势菌株再次涂布在固体培养基上以分离出六种具有除臭效果的菌株。
实施例2:分离出的菌株的形状和生长特性
<2-1>菌株形状
为了检测分离出的菌株的特性,通过显微镜(1000X)直接观察这六种菌株,并涂布在猪粪便琼脂培养基上观察菌落的形状和颜色。
结果示于图1和图2。所选择的六种菌株具有不同的形状和颜色。这六种类型的菌株分别命名为BA-092、YA-191、CA-108、YAC-099、SD-503和SE-505。
<2-2>生长特性
同时,为了比较菌株在各种培养基中的培养特性,在表1所列举的典型的腐败菌和病原菌的选择培养基中、一般细菌培养基和粪便培养基分别进行定性培养实验。
结果示于表2和图3。
表1不同类型的选择培养基中的菌株的评价
*培养基制造商:Oxoid有限公司
表2本发明菌株在选择培养基中的生长特性
*生长情况:G-好,W-弱,N-没有生长
*培养基制造商:Oxoid有限公司
如表2和图3所示,当比较选择培养基中的生长特性时,分离出的活性菌株根据选择培养基的不同在菌落形状和颜色上显示出显著差异。通过将接种有活性发酵剂菌的培养物涂布在表2的选择培养基上进行比较,活性发酵剂菌生长在例如猪、牛和家禽培养基等粪便培养基和生长在每种未经加工的粪便中。观察到通常分离出的活性发酵剂菌占优势。由于选择培养基的特点,黑色菌落主要在BPA培养基中增殖,这与发酵剂菌中的BA-092和YA-191菌株在BPA培养基中呈黑色菌落的结果一致,LS琼脂培养基中的菌落特性与发酵剂菌YAC-099用深棕色色素染色培养基的结果一致。此外,SD-503和SE-505之间在TSC琼脂培养基上的黑色程度也存在差异。
此外,在表2中,在活性细菌生长优良的每个选择培养基中,与对照组相比,检测出更多数量的生长菌落,并且如预期的那样观察到活性菌的特性。在放线菌的情况下,典型的SD-503和SE-505菌株出现在TSC、MSA和MYP琼脂培养基中,随着培养时间的推移,它们在这些选择培养基中生长活性优异。
通常使用的营养琼脂培养基(NA)(BD,USA)和胰蛋白酶大豆琼脂培养基(TSA)(BD,USA)的生长程度如表3所示。SD-503菌株在NA培养基中表现出良好的生长情况,而其他五种菌株在TSA培养基中表现出最佳生长情况。
表3本发明菌株在培养基中的生长特性
-代表不生长,+代表轻度生长,++代表中等生长,+++代表优异生长。
通过生长的菌落的形状和颜色、培养基和细菌代谢物的色素沉着以及存在或不存在生长的综合检查,显示出这六种菌株是不同的菌株。
实施例3:菌株鉴定
<3-1>生物化学鉴定
对于实施例1中分离出的六种菌株进行生物化学鉴定,通过使用API 50CH试剂盒、API Coryne试剂盒(BioMerieux,France)等生物化学方法比较其特性。结果示于表4中。
表4本发明菌株的生长特性
测定:+代表正;-代表负
<3-2>分子生物学鉴定
对于实施例1中分离出的六种菌株进行分子生物学鉴定,将SD-503菌株涂布在营养琼脂培养基(BD,USA)上,其余五种菌株涂布在胰蛋白酶大豆琼脂培养基(BD,USA)上。将菌株在37℃下培养3-5天。将产生的菌落以高浓度悬浮在1ml蒸馏水中,并使用基因组DNA提取试剂盒(Bioneer,Korea)提取基因组DNA。通过电泳鉴定提取到的基因组DNA。对于菌株的16S rDNA碱基序列分析,使用以上提取的基因组DNA作为模板以及27F引物(5'-AGAGTTTGATCMTGGCTCAG-3',SEQ ID NO:1)和1492R引物(5'-TACGGYTACCTTGTTACGACTT-3',SEQ ID NO:2)进行PCR。PCR在94℃/1分钟、55℃/1分钟和72℃/1分钟的条件下共进行35次循环。DNA扩增后,通过电泳鉴定出约1500bp的16S rDNA。使用Accuprep PCR纯化试剂盒(Bioneer,Korea)纯化扩增的16S rDNA。将纯化的16S rDNA连接到-T Easy载体(Promega),并用所得载体转化大肠杆菌(E.coli)DH5α。从转化株提取质粒DNA,然后通过自动DNA序列分析仪(ABI 3100,Applied Biosystem Inc.,USA)使用27F引物、1492R引物、530F引物(5'-GTGCCAGCMGCCGCGG-3',SEQ ID NO:3)和1100R引物(5'-GGGTTGCGCTCGTTG-3',SEQ ID NO:4)分析碱基序列。随后,合并碱基序列,使用EzTaxon服务器(http://www.ezbiocloud.net/eztaxon,Kim et al.,2012)检测了它们的关系和16s rDNA相似性。
16S rDNA基因序列分析结果参见表5。
表5使用16S rDNA碱基序列鉴定菌株
BA-092和YA-191菌株的16S rDNA碱基序列分别显示在SEQ ID NO:5和SEQ ID NO:6中,与标准菌株Corynebacterium efficiensYS-314菌株相比较,发现这两种菌株的16SrDNA碱基序列具有99.59%和99.53%的同源性。图4和图5分别描绘了基于Corynebacterium efficiens BA-092和YA-191菌株的16S rDNA碱基序列的相关标准菌株之间关系的树状图。
CA-108菌株的16S rDNA碱基序列如SEQ ID NO:7所示,与标准菌株Enteractinococcus coprophilus YIM 100590菌株相比,发现该菌株的16S rDNA碱基序列具有97.59%的同源性。图6描绘了基于Enteractinococcus coprophilus CA-108菌株的16S rDNA碱基序列的相关标准菌株之间关系的树状图。
YAC-099菌株的16S rDNA碱基序列如SEQ ID NO:8所示,与标准菌株Oceanitaleananhaiensis YIM 100590菌株相比,该菌株的16S rDNA碱基序列具有98.82%的同源性。图7描绘了基于Oceanitalea nanhaiensis YAC-099菌株的16S rDNA碱基序列的相关标准菌株之间关系的树状图。
SD-503菌株的16S rDNA碱基序列如SEQ ID NO:9所示,与标准菌株Nocardiopsisalba DSM 43377菌株相比,发现该菌株的16S rDNA碱基序列具有97.85%的同源性。图8描绘了基于Nocardiopsis alba SD-503菌株的16S rDNA碱基序列的相关标准菌株之间关系的树状图。
SE-505菌株的16S rDNA碱基序列如SEQ ID NO:10所示,与标准菌株Nocardiopsissinuspersici HM6菌株相比,发现该菌株的16S rDNA碱基序列具有97.91%的同源性。图9描绘了基于Nocardiopsis sinuspersici SE-505菌株的16S rDNA碱基序列的相关标准菌株之间关系的树状图。
基于上述结果,BA-092和YA191菌株被鉴定为Corynebacterium efficiens,CA-108菌株被鉴定为Enteractinococcus coprophilus,YAC-099菌株被鉴定为Oceanitaleananhaiensis,SD-503菌株被鉴定为Nocardiopsis alba,SE-505菌株被鉴定为Nocardiopsis sinuspersici。菌株的命名如表6所示,这些菌株于2015年1月8日存放在韩国微生物培养中心(KCCM)中保藏。
表6保藏菌株的名称
菌株 登记号
Nocardiopsis sinuspersici SE-505 KCCM 11653P
Nocardiopsis alba SD-503 KCCM 11654P
Enteractinococcus coprophilus CA-108 KCCM 11655P
Corynebacterium efficiens YA-191 KCCM 11656P
Oceanitalea nanhaiensis YAC-099 KCCM 11657P
Corynebacterium efficiens BA-092 KCCM 11658P
实施例4:下一代基因组测序(NGS)的染色体序列分析
从实施例1中分离出的六种菌株中获得基因组DNA,并通过下一代基因组测序(NGS)分析染色体序列。使用Illumina Mi-Seq对基因组DNA进行测序以产生短序列(leads),并使用velvet(1.2.10版)作为新的基因组组装程序对基因组DNA进行组装。
每个菌株的基因组测序工作都在国家生物技术信息中心(NCBI)的网站(https://submit.ncbi.nlm.nih.gov/subs/bioproject/)上注册为BioProject,并提供如下登录号:
-Nocardiopsis sinuspersici SE-505(PRJNA278703);
-Nocardiopsis alba SD-503(PRJNA278701);
-Oceanitalea nanhaiensis YAC-099(PRJNA278698);
-Enteractinococcus coprophilus CA-108(PRJNA 278697);
-Corynebacterium efficiens YA-191(PRJNA 278696);
-Corynebacterium efficiens BA-092(PRJNA 278694)。
此外,将每个菌株的基因组序列作为全基因组鸟枪测序(WGS)在NCBI(https://submit.ncbi.nlm.nih.gov/subs/wgs/)中进行注册,以确保登录号如下:
-Nocardiopsis sinuspersici SE-505(LAFG00000000);
-Nocardiopsis alba SD-503(LAFF00000000);
-Oceanitalea nanhaiensis YAC-099(LAFE00000000);
-Enteractinococcus coprophilus CA-108(LAFD00000000);
-Corynebacterium efficiensYA-191(LAFC00000000);
-Corynebacterium efficiensBA-092(LAFB00000000)。
实施例5:本发明菌株与标准菌株之间的特性比较
本实施例检查了本发明菌株和标准菌株之间的碳源利用能力、生长温度、酶活性和脂肪酸组成等特性的差异。
BA-092和YA-091菌株的碳源利用能力和生长温度的结果示于下表7中。
表7 BA-092和YA-091菌株的碳源利用能力和生长温度
+代表正,-代表负
如表7所示,与标准菌株YS-314不同,BA-092菌株不具有利用甘露糖和麦芽糖的能力,并且在45℃下不生长。此外,与标准菌株YS-314不同,YA-091菌株在45℃下不生长。因此,证实本发明的菌株BA-092和YA-091与本领域已知的Corynebacterium efficiens标准菌株具有不同的特性。
另外,CA-108菌株与Enteractinococcus coprophilus标准菌株YIM 100590(Caoet al.,Int.J.Syst.Bacteriol.62:2710-2716,2012)之间的碳源利用能力的差异参见下表8。
表8 YIM 100590和CA-108菌株的碳源利用能力差异
测定:+代表正;-代表负
如表8所示,与标准菌株YIM 100590不同,CA-108菌株不具有利用如D-侧金盏花醇、N-乙酰葡萄糖胺、D-甘露醇、D-甘露糖、蔗糖、D-水杨苷和D-山梨糖醇这七种碳源的能力。因此,可以证实本发明的CA-108菌株与本领域已知的Enteractinococcus coprophilus标准菌株具有不同的特性。
另外,YAC-099菌株与Oceanitalea nanhaiensis标准菌株JLT1488(Fu et al.,Int.J.Syst.Bacteriol.62:2490-2494,2012)的碳源利用能力和酶活性差异参见下表9。
表9 JLT1488和YAC-099菌株的碳源利用能力和酶活性差异
项目 Oceanitalea nanhaiensis标准菌株JLT1488 YAC-099
D-苦杏仁苷 + -
N-乙酰葡萄糖胺 + -
碱性磷酸酶 + -
β-葡萄糖苷酶 + -
测定:+代表正;-代表负
如表9所示,与标准菌株JLT1488不同,YAC-099菌株不具有利用如D-苦杏仁苷和N-乙酰葡萄糖胺等碳源的能力,并且不显示碱性磷酸酶和β-葡萄糖苷酶的酶活性。因此,证实了本发明的YAC-099菌株与本领域已知的Oceanitalea nanhaiensis标准菌株具有不同的特性。
此外,SD-503菌株与标准菌株DSM 43377(Grund and Kroppenstedt,Int.J.Syst.Bacteriol.40:5-11,1990)的碳源利用能力差异和细胞内脂肪酸组成分析结果差异分别为如下表10和表11所示。
表10 DSM 43377与SD-503菌株之间碳源利用能力的差异
测定:+代表正;-代表负
表11 DSM 43377与SD-503菌株的细胞内脂肪酸组成分析结果
测定:-代表不存在。
如表10和表11所示,与标准菌株DSM 43377不同,SD-503菌株不具有利用如葡萄糖、果糖、纤维二糖、蔗糖和七叶灵等碳源的能力。此外,与标准菌株DSM 43377相比较,SD-503菌株显示出不同的细胞内脂肪酸组成。因此,证实本发明的SD-503菌株与本领域已知的Nocardiopsis alba标准菌株具有不同的特性。
另外,SE-505菌株与标准菌株HM6(Hamedi et al.,Int.J.Syst.Bacteriol.60,2346-2352,2010)之间碳源利用能力的差异和细胞内脂肪酸组成分析结果差异分别如下表12和表13所示。
表12 HM6和SE-505菌株之间碳源利用能力的差异
项目 Nocardiopsis sinuspersici HM6 SE-505
D-半乳糖 + -
蜜二糖 + -
蔗糖 + -
乳糖 + -
甘露醇 + -
甘露糖 + -
鼠李糖 + -
D-木糖 + -
淀粉 + -
15%NaCl + -
硝酸盐还原 + -
测定:+代表正,-代表负
表13 HM6和SE-505菌株的细胞内脂肪酸组成分析结果
如表12和表13所示,与标准菌株HM6不同,SE-505菌株不具有利用如D-半乳糖、蜜二糖、蔗糖、乳糖、甘露醇、甘露糖、鼠李糖、D-木糖和淀粉等碳源的能力,并且在15%NaCl中不生长,不还原硝酸盐。此外,与标准菌株HM6相比,SE-505菌株显示出不同的细胞内脂肪酸组成。因此,证实本发明的SE-505菌株与本领域已知的Nocardiopsis sinuspersici标准菌株具有不同的特性。
实施例6:本发明菌株及其组合的臭味去除效果
<6-1>对猪排泄物的臭味去除效果
采用本发明分离和选择出的六种类型的菌株单独或组合处理猪粪便,然后测量臭味变化。
在这六种菌株中,将BA-092、YA-191、CA-108、YAC-099和SE-505菌株置于200mlTSB液体培养基中于33℃下振荡培养5天。将SD-503菌株置于200ml营养液体培养基中于33℃下振荡培养5天。使用与BA-092和YA-191密切相关的Corynebacterium glutamicum KCTC1445菌株、与CA-108和YAC-099密切相关的Georgenia satyanarayanai KCTC 19802菌株以及与SD-503和SE-505密切相关的Nocardiopsis alba subsp.alba KCTC 9616菌株作为对照菌株。将对照菌株置于200mlTSB培养基中于33℃下培养5天。然后,如下表16所示,将培养液单独或组合(当量比)与粪便体按照积比为80:20进行混合,然后在33℃下振荡培养1天。培养后,将培养液转移至无菌培养皿(150×25mm)中,置于5L密封容器中20分钟。在收集上部气体后,用下表14所示的便携式设备和一次性检测管测量复合臭味、氨、硫化氢等,并且如表15所示的测定标准通过直接感官法测量臭味程度。结果示于下表16中。
表14臭味测量方法和测量的臭味
表15直接感官法的测定标准
表16通过本发明的菌株单独或组合地处理来自猪粪便的臭味
如表16所示,与未处理的对照组和对照菌株相比,本发明单独或组合的菌株显示出远远优异的除臭效果。
<6-2>对猪粪便堆肥的除臭效果
为了检测本发明菌株对猪粪便堆肥的除臭效果,使用粉碎的米糠而不是实施例<6-1>中的粪便进行试验。
将培养菌株的培养液单独或组合与无菌的粉碎米糠以1:1的重量比混合,然后以与实施例<6-1>相同的方式在33℃下培养3天。然后,以与实施例<6-1>相同的方式测定臭味程度。结果示于下表17中。
表17使用本发明的菌株单独或组合处理猪粪便堆肥后的臭味程度
如表17所示,与未处理的对照组和对照菌株相比,本发明菌株单独或组合的菌株显示出优异的除臭效果。
实施例7:本发明菌株对猪圈和猪的臭味去除效果
将本发明的六种菌株中每一种菌株涂布并培养在粪便固体培养基(由猪粪便组成,3-4%白利度,0.5%酵母提取物)中。然后,只收集在培养基中生长的细菌,并将其在纯化水中悬浮至少10倍。将悬浮液均匀地喷洒至猪圈的内部和外部以及猪身体上,并通过如实施例6的直接感官法测量臭味变化。结果表明,猪圈内部和外部的臭味完全消失,并且来自猪身体的臭味也完全消失。
实施例8:使用本发明的菌株制备畜禽粪便堆肥和测量臭味
根据图10所示的方法,使用本发明的菌株从畜禽粪便制备堆肥。具体地,使用本发明的菌株对猪粪便进行液体发酵(液体发酵系统),然后进行固体发酵(堆肥系统)以制备堆肥。关于该系统,参考了专利号为1402610的韩国专利。
分析堆肥前后臭味成分的变化。结果示于表18。
表18粪便处理前后臭味成分变化的测定
*分解土壤的发酵气味,没有检测到臭味。
如表18所示,可以确定,通过采用本发明的菌株处理粪便可以制备没有任何臭味的堆肥。
制备实施例1:制备用于去除猪粪便中臭味的发酵剂菌溶液
将本发明的六种菌株中的每一种菌株置于灭菌的TSB培养基或营养液培养基中培养1-5天。然后,将各培养液涂布在猪粪便琼脂培养基上,该培养基包含具有3-4%白利度的猪粪便和0.5%的酵母提取物。将琼脂培养基在33℃下温育1-5天。将生长出的细菌用刮刀刮擦并悬浮于包含灭菌的10%(v/v)甘油、0.8%(w/v)盐水和0.5%(w/v)酵母提取物等的保存溶液中。悬浮液单独或组合使用以制备用于去除臭味的发酵剂菌溶液。
制备实施例2:制备用于去除牛粪便中臭味的发酵剂菌溶液
将本发明的六种菌株中的每一种菌株置于灭菌的TSB培养基或营养液培养基中培养1-5天。然后,将各培养液涂布在牛粪便琼脂培养基上,该培养基包含具有3-4%白利度的牛粪便和0.5%的酵母提取物。将琼脂培养基在33℃下温育1-5天。将生长出的细菌用刮刀刮擦并悬浮于包含灭菌的10%(v/v)甘油、0.8%(w/v)盐水和0.5%(w/v)酵母提取物等的保存溶液中。悬浮液单独或组合使用以制备用于去除臭味的发酵剂菌溶液。
制备实施例3:制备用于去除家禽粪便中臭味的发酵剂菌溶液
将本发明的六种菌株中的每一种菌株置于灭菌的TSB培养基或营养液培养基中培养1-5天。然后,将各培养液涂布在家禽粪便琼脂培养基上,该培养基包含具有3-4%的白利度的家禽粪便和0.5%的酵母提取物。将琼脂培养基在33℃下温育1-5天。将生长出的细菌用刮刀刮擦并悬浮于包含灭菌的10%(v/v)甘油、0.8%(w/v)盐水和0.5%(w/v)酵母提取物等的保存溶液中。悬浮液单独或组合使用以制备用于去除臭味的发酵剂菌溶液。
制备实施例4:制备用于喷雾至猪圈的液体组合物
将本发明的六种菌株中的每一种菌株置于灭菌的TSB培养基或营养液培养基中培养1-5天。然后,将各培养液以4000xg离心10分钟,然后用蒸馏水洗涤以仅得到细菌。然后将得到的细菌悬浮于包含灭菌的10%(v/v)甘油、0.8%(w/v)盐水和0.5%(w/v)酵母提取物等的保存溶液中。悬浮液单独或组合使用以制备用于喷洒至猪圈的液体组合物。当喷洒至猪圈或猪身体上时,将制备的用于喷洒到猪圈的液体组合物稀释10倍。
制备实施例5:制备用于去除臭味的固体组合物
将本发明的六种菌株中的每一种菌株置于灭菌的TSB培养基或营养液培养基中培养1-5天。然后,将500L的各培养液以4000xg离心10分钟,然后用蒸馏水洗涤两次以得到各菌株的细菌。然后将得到的各菌株的细菌悬浮于100L纯水中,与10kg糊精混合,喷雾干燥。干燥的物质单独使用或组合使用以制备用于去除臭味的固体组合物。
<110> 拓邦生物科技有限公司
<120> 具有除臭效果的菌株以及使用其去除畜禽粪便臭味的方法
<130> PCB503023BTP
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<170> KoPatentIn 3.0
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ggctgcaaac atgctacaat ggccggtaca atgggcgtgc gaagccgtga ggtggagcga 1260
atcccacaaa gccggtctca gttcggattg gggtctgcaa ctcgacccca tgaaggtgga 1320
gtcgctagta atcgcggatc agcaacgccg cggtgaatac gttcccgggc cttgtacaca 1380
ccgcccgtca cgtcatgaaa gtcggcaaca cccgaaactt gcggcctaac ccttcgggga 1440
gggagtgagt gaaggtgggg ctggcgattg ggacgaagtc gtaacaaggt aacc 1494
<210> 10
<211> 1494
<212> DNA
<213> Unknown
<220>
<223> Nocardiopsis sinuspersici SE-505
<400> 10
agagtttgat cctggctcag gacgaacgct ggcggcgtgc ttaacacatg caagtcgagc 60
ggtaaggccc ttcggggtac acgagcggcg aacgggtgag taacacgtga gcaacctgcc 120
cctgacaccg ggataagcgg cggaaacgct gtctaatacc ggatacgacc tttcggcgcc 180
tgccggaggg tggaaagtct tgtcggtcgg ggatgggctc gcggcctatc agcttgttgg 240
tggggtaacg gcctaccaag gcgattacgg gtagccggcc tgagagggcg accggccaca 300
ctgggactga gacacggccc agactcctgc gggaggcagc agtggggaat attgcgcaat 360
gggcgaaagc ctgacgcagc gacgccgcgt gggggatgac ggccttcggg ttgtaaacct 420
cttttaccac taacgcaggc tcggggttct ctccgggttg acggtaggtg gggaataagg 480
accggctaac tacgtgccag cagccgcggt aatacgtagg gtccgagcgt tgtccggaat 540
tattgggcgt aaagagctcg taggcggtat gtcgcgtctg ctgtgaaaga ccggggctta 600
acttcggttc tgcagtggat acgggcatgc tagaggtagg taggggagac tggaattcct 660
ggtgtagcgg tgaaatgcgc agatatcagg aggaacaccg gtggcgaagg cgggtctctg 720
ggccttacct gacgctgagg agcgaaagca tgggtagcga acaggattag ataccctggt 780
agtccatgcc gtaaacgttg ggcgctaggt gtggggactt tccacggttt ccgcgccgta 840
gctaacgcat taagcgcccc gcctggggag tacggccgca aggctaaaac tcaaaggaat 900
tgacgggggc ccgcacaagc ggcggagcat gttgcttaat tcgacgcaac gcgaagaacc 960
ttaccaaggt ttgacatcac ccgtggacct gcagagatgt ggggtcattt agttggcggg 1020
tgacaggtgg tgcatggctg tcgtcagctc gtgtcgtgag atgttgggtt aagtcccgca 1080
acgagcgcaa cccttgttcc atgttgccag cacgtgatgg tggggactca tgggagactg 1140
ccggggtcaa ctcggaggaa ggtggggatg acgtcaagtc atcatgcccc ttatgtcttg 1200
ggctgcaaac atgctacaat ggccggtaca atgggcgtgc gaagccgtga ggtggagcga 1260
atcccacaaa gccggtctca gttcggattg gggtctgcaa ctcgacccca tgaaggtgga 1320
gtcgctagta atcgcggatc agcaacgccg cggtgaatac gttcccgggc cttgtacaca 1380
ccgcccgtca cgtcatgaaa gtcggcaaca cccgaaactt gcggcctaac ccttcgggga 1440
gggagtgagt gaaggtgggg ctggcgattg ggacgaagtc gtaacaaggt aacc 1494

Claims (6)

1.一种菌株,选自:
(a)Nocardiopsis sinuspersici SE-505,登记号为KCCM11653P;
(b)Nocardiopsis alba SD-503,登记号为KCCM11654P;
(c)Enteractinococcus coprophilus CA-108,登记号为KCCM11655P;
(d)Corynebacterium efficiens YA-191,登记号为KCCM11656P;
(e)Oceanitalea nanhaiensis YAC-099,登记号为KCCM11657P;和
(f)Corynebacterium efficiens BA-092,登记号为KCCM11658P中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的菌株,其特征特在于,所述菌株具有除臭效果。
3.一种用于去除臭味的组合物,包括权利要求1所述的菌株或其组合,或其培养液。
4.如权利要求3所述的组合物,其特征特在于,所述组合物用于从畜禽粪便中去除臭味。
5.一种从畜禽粪便中去除臭味的方法,包括:
将如权利要求3所述的组合物喷洒至畜禽粪便上或将如权利要求3所述的组合物与畜禽粪便混合。
6.一种从畜禽粪便制备无臭堆肥的方法,包括:
将如权利要求3所述的组合物喷洒至畜禽粪便上或将如权利要求3所述的组合物与畜禽粪便混合。
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