CN108456650A - 一种复合微生物除臭菌剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于垃圾压缩站、垃圾中转站、公厕和畜禽养殖场的复合微生物除臭菌剂，该微生物除臭菌剂含有生物保藏号为ATCC 18205的异常威克汉逊酵母、生物保藏号为ACCC 20232的季也蒙假丝酵母、生物保藏号为ATCC 10241的植物乳杆菌和生物保藏号为ACCC 00159的嗜酸乳杆菌。该微生物除臭剂可抑制有机物腐败发酵产生恶臭气体，同时能吸收并利用恶臭气体中的NH3、硫铵、甲硫醇等恶臭物质，具有显著的除臭效果；本发明还公开了该微生物除臭菌剂的制备方法，以及该微生物除臭菌剂的用途。

Description

一种复合微生物除臭菌剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种用于垃圾压缩站、垃圾中转站、公厕和畜禽养殖场等场所的复合微生物除臭菌剂及其制备方法和应用。
背景技术
随着社会进步、经济发展，人们生活质量的不断提高的同时，其环境意识也日益增强，恶臭气体的控制与处理问题已越来越受到重视。恶臭气体主要含有一些含硫化合物和含氮化合物，如硫化氢、甲硫醇、硫醚、氨气等，具有强烈的刺激性异味，可经呼吸道、眼、皮肤等不同途径进入人体，使人头昏、难受、长期置身其中，对人体的神经系统损害极大。
恶臭气体产生的源头主要有垃圾中转站、公共厕所、畜禽养殖场、污水处理厂、垃圾填埋场等。以垃圾中转站为例，2014年，244个大、中城市生活垃圾产生量已达到16816.1万吨，在垃圾的压缩转运过程中会产生大量的恶臭气体，其中氨气、硫化氢、硫醇和甲硫醇等是主要有害气体成分。这些恶臭的排放不仅会对周边环境造成严重污染，而且会对人体健康造成严重伤害。因此实施恶臭污染控制和管理，开展脱除恶臭气体的研究具有重要意义。
除臭剂主要分为物理除臭剂、化学除臭剂、微生物除臭剂、植物性除臭剂和复合型除臭剂等。物理法通过吸附剂将臭味物质吸收到多空载体中，吸附剂容易饱和又难以解吸，导致无法重复使用，造成环境的二次污染；化学除臭剂具有针对性强、见效快等特点，但因为其对恶臭气体去除的单一性，当其遇到复杂的恶臭气体成分时，其除臭效果会大幅降低，同时使用成本较高，易对环境造成二次污染；微生物除臭剂是利用外源功能菌种或生物酶对恶臭成分进行直接吸收降解或对产恶臭微生物的抑制来脱除恶臭。具有设备简单、能耗低、环保等优点，已成为国内外恶臭防治研究与应用中的热点。
发明内容
为克服上述现有技术中的不足，本发明目的在于提供一种复合微生物除臭菌剂及其制备方法和应用，该复合微生物出臭菌剂可吸收并降解垃圾压缩站、垃圾中转站、公厕和畜禽养殖场等场所散发恶臭气体中的硫化氢、甲硫醇、硫醚、氨气等主要成分，抑制引起腐败的微生物。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种复合微生物除臭菌剂，包括异常威克汉逊酵母、季也蒙假丝酵母、植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌，且异常威克汉逊酵母、季也蒙假丝酵母、植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌的发酵液体积比为1-5:1-4:1-2:1-2；其中，
所述异常威克汉逊酵母，Wickerhamomyces anomalus，其生物保藏号为ATCC18205；
所述季也蒙假丝酵母，Candida guilliermondii，其生物保藏号为ACCC 20232；
所述植物乳杆菌，Lactobacillus plantarum，其生物保藏号为ATCC 10241；
所述嗜酸乳杆菌，Lactobacillus acidophilus，其生物保藏号为ACCC 00159。
本发明还提供了一种复合微生物除臭菌剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)、分别将异常威克汉逊酵母、季也蒙假丝酵母接种到YPD固体培养基，将植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌接种到MRS固体培养基上进行活化；活化后菌株再分别接种至各自的液体种子培养基中，扩大培养至菌体浓度达1×107个/ml以上数量级，获得异常威克汉逊酵母、季也蒙假丝酵母、植物乳杆菌以及嗜酸乳杆菌的种子液；
(2)、将步骤(1)中的种子液分别接种至发酵培养基中，植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌的发酵条件：温度为35℃±1℃，pH值为7.2±0.2，搅拌转速120r/min，培养时间不低于50小时，且当发酵液pH低于4.5时，发酵结束；异常威克汉逊酵母和季也蒙假丝酵母和的发酵条件：培养温度为30℃±1℃，培养pH值为6.8±0.2，搅拌转速160r/min，培养时间不低于30小时，且当以GC检测发酵液中己酸乙酯和乳酸乙酯浓度之和达到45％以上时，发酵结束；
(3)、调整步骤(2)中获得的发酵液菌体浓度后进行混合，获得所述微生物除臭剂；其中植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌的发酵液菌体浓度分别调整至OD600＝1.2；异常威克汉逊酵母和季也蒙假丝酵母的发酵液菌体浓度分别调整至OD600＝1.0。
进一步的，异常威克汉逊酵母、季也蒙假丝酵母为YPD固体培养基，植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌为MRS固体培养基。(YPD和MRS培养基配方均有文献可查，本发明不予列出)；液体种子培养基和发酵培养基相同，所述异常威克汉逊酵母和季也蒙假丝酵母的发酵培养基配方为：玉米淀粉50g、黄豆饼粉5g、酵母膏2g、土豆汁100mL、氯化钠2g、葡萄糖5g、硫酸镁0.5g、磷酸二氢钾1g、水1000mL、pH6.8±0.2；所述植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌的发酵培养基配方为：蛋白胨2g、牛肉膏5g、酵母膏5g、豆粕粉2g、麦芽浸粉10g、氯化钠5g、葡萄糖10g、玉米粉40g、碳酸钙12g、硫酸镁0.58g、磷酸氢二钾2g、水1000mL、pH7.2±0.2。
本发明的复合微生物除臭菌剂可应用于垃圾压缩站、垃圾中转站、公厕和畜禽养殖场。
本发明的复合微生物除臭菌剂的具体使用方法为：以1份液态微生物除臭菌剂加入10份自来水中，混合均匀后，直接喷洒于除臭场所或需要除臭的原料上。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
(1)本发明的复合微生物除臭菌剂由多种微生物菌种构成，通过筛选，菌剂间不存在拮抗效应。通过菌剂的协同作用，微生物可在处理场所的有机质中定殖，抑制产恶臭微生物生长繁殖，降低恶臭释放强度，实现了恶臭原位源头控制。
(2)本发明的复合微生物除臭菌剂安全性高，菌株选择时规避了粪肠球菌、假单胞菌等条件致病菌，对人体和环境更加安全。
(3)本发明的复合微生物除臭菌剂，组合后的菌剂比单一菌株除臭效果明显提高，实验结果表明，复合菌剂比单一菌株除臭效果提高30％以上。
(4)本发明的复合微生物除臭菌剂通过对发酵时间、pH或发酵代谢产物浓度控制菌株发酵程度，菌剂制备可控性更高，批间差异较小，质量稳定。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
实施例：
一种复合微生物除臭菌剂，包括异常威克汉逊酵母、季也蒙假丝酵母、植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌，且异常威克汉逊酵母、季也蒙假丝酵母、植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌的发酵液体积比为1-5:1-4:1-2:1-2；其中，
所述异常威克汉逊酵母，Wickerhamomyces anomalus，其生物保藏号为ATCC18205；
所述季也蒙假丝酵母，Candida guilliermondii，其生物保藏号为ACCC 20232；
所述植物乳杆菌，Lactobacillus plantarum，其生物保藏号为ATCC 10241；
所述嗜酸乳杆菌，Lactobacillus acidophilus，其生物保藏号为ACCC 00159。
本发明还提供了一种复合微生物除臭菌剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)、分别将异常威克汉逊酵母、季也蒙假丝酵母接种到YPD固体培养基，将植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌接种到MRS固体培养基上进行活化；活化后菌株再分别接种至各自的液体种子培养基中，扩大培养至菌体浓度达1×107个/ml以上数量级，获得异常威克汉逊酵母、季也蒙假丝酵母、植物乳杆菌以及嗜酸乳杆菌的种子液；
(2)、将步骤(1)中的种子液分别接种至发酵培养基中，植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌的发酵条件：温度为35℃±1℃，pH值为7.2±0.2，搅拌转速120r/min，培养时间不低于50小时，且当发酵液pH低于4.5时，发酵结束；异常威克汉逊酵母和季也蒙假丝酵母和的发酵条件：培养温度为30℃±1℃，培养pH值为6.8±0.2，搅拌转速160r/min，培养时间不低于30小时，且当以GC检测发酵液中己酸乙酯和乳酸乙酯浓度之和达到45％以上时，发酵结束；
(3)、调整步骤(2)中获得的发酵液菌体浓度后进行混合，获得所述微生物除臭剂；其中植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌的发酵液菌体浓度分别调整至OD600＝1.2；异常威克汉逊酵母和季也蒙假丝酵母的发酵液菌体浓度分别调整至OD600＝1.0。
进一步的，异常威克汉逊酵母、季也蒙假丝酵母为YPD固体培养基，植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌为MRS固体培养基。(YPD和MRS培养基配方均有文献可查，本发明不予列出)；液体种子培养基和发酵培养基相同，所述异常威克汉逊酵母和季也蒙假丝酵母的发酵培养基配方为：玉米淀粉50g、黄豆饼粉5g、酵母膏2g、土豆汁100mL、氯化钠2g、葡萄糖5g、硫酸镁0.5g、磷酸二氢钾1g、水1000mL、pH6.8±0.2；所述植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌的发酵培养基配方为：蛋白胨2g、牛肉膏5g、酵母膏5g、豆粕粉2g、麦芽浸粉10g、氯化钠5g、葡萄糖10g、玉米粉40g、碳酸钙12g、硫酸镁0.58g、磷酸氢二钾2g、水1000mL、pH7.2±0.2。
本发明的复合微生物除臭菌剂可应用于垃圾压缩站、垃圾中转站、公厕和畜禽养殖场。
本发明的复合微生物除臭菌剂的具体使用方法为：以1份液态微生物除臭菌剂加入10份自来水中，混合均匀后，直接喷洒于除臭场所或需要除臭的原料上。
具体的，实施例1：复合微生物除臭菌剂的制备，其步骤如下：
(1)配置YPD、MRS固体培养基，YPD固体培养基的配方为蛋白胨20g、牛肉膏10g、葡萄糖20g、水1000mL、琼脂15-20g、pH6.5-7.0；MRS固体培养基配方为蛋白胨10g、牛肉膏10g、酵母膏5g、葡萄糖5g、乙酸钠5g、柠檬酸二铵2g、吐温801mL、硫酸镁0.58g、硫酸锰0.05g、磷酸氢二钾2g、琼脂15-20g，水1000mL、pH6.2；牛肉膏蛋白胨固体培养基为牛肉膏5g、蛋白胨10g、氯化钠5g、琼脂15-20g，水1000mL、pH7.0-7.5。配置后，培养基121℃灭菌20分钟；
(2)将异常威克汉逊酵母和季也蒙假丝酵母分别接入YPD培养基中活化；将植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌分别接入MRS培养基中活化备用；
(3)配置液体种子培养基，培养基121℃灭菌20分钟，冷却至室温后，分别接入(2)中活化后的菌株，再分别接种至各自的液体种子培养基中，扩大培养至菌体浓度达1×107个/ml以上数量级，获得异常威克汉逊酵母、季也蒙假丝酵母、植物乳杆菌以及嗜酸乳杆菌的种子液；培养种子液。植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌的培养条件：温度为35℃±1℃，pH值为7.2±0.2；异常威克汉逊酵母和季也蒙假丝酵母和的培养条件：培养温度为30℃±1℃，培养pH值为6.8±0.2。种子液中菌体浓度达1×107个/ml以上，即可获得各自的种子液；
(4)将种子液分别接种至已灭菌的发酵培养基中，步骤(3)的种子液分别接种至各自的发酵培养基中，植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌的发酵条件：温度为35℃±1℃，pH值为7.2±0.2，搅拌转速120r/min，培养时间不低于50小时，且当发酵液pH低于4.5时，发酵结束；异常威克汉逊酵母和季也蒙假丝酵母和的发酵条件：培养温度为30℃±1℃，培养pH值为6.8±0.2，搅拌转速160r/min，培养时间不低于30小时，且当以GC检测发酵液中己酸乙酯和乳酸乙酯浓度之和达到45％以上时，发酵结束；
(5)测定获得的发酵液中菌体浓度，以生理盐水进行稀释调整发酵液中菌体浓度，其中植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌的发酵液菌体浓度分别调整至OD600＝1.2；异常威克汉逊酵母和季也蒙假丝酵母的发酵液菌体浓度分别调整至OD600＝1.0。调整后的菌体发酵液按照异常威克汉逊酵母、季也蒙假丝酵母、植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌体积比为1-5:1-4:1-2:1-2比例进行混合，即制得微生物除臭剂。
实施例2：对比实验
按实施例1的方法制备微生物菌剂，其中菌剂发酵液配比比例为异常威克汉逊酵母：季也蒙假丝酵母：植物乳杆菌：嗜酸乳杆菌＝1：1：2：2(体积/体积)混合。另外将四种菌的发酵液单独作为除臭处理剂，进行对比验证。
向6个100L的密封塑料箱中分别放入20kg取自垃圾压缩站的生活垃圾，每天从顶部以雾化器喷入加入10mL上述制备的5种除臭剂，同时以不喷菌剂的作为对照，连续喷5天，10天后测定恶臭强度、氨气浓度、硫化氢浓度。
测定结果见下表：
组别 臭气强度(OU/m3) 氨气浓度(mg/m3) 硫化氢浓度(mg/m3)
混合菌剂 188790 32.3 55.6
异常威克汉逊酵母 503452 89.4 167.4
季也蒙假丝酵母 478932 76.8 134.6
植物乳杆菌 603867 53.2 98.4
嗜酸乳杆菌 390847 60.7 108.5
对照 678903 102.4 189.9
由上表可知，生活垃圾中添加5种液态微生物除臭菌剂后，臭气强度、氨气浓度、硫化氢浓度均比对照组有所降低，其中复合菌剂组降低明显，臭气强度降低了72.2％、氨气浓度降低了68.5％、硫化氢浓度降低70.7％。其余各组除臭效果不如复合菌剂组。
实施例3：复合微生物菌剂的应用
在江苏省泗洪县选取一规模化养殖场，生猪存栏量量为5000头，建有约200m2的猪粪堆肥场，选取其中100m2以塑料薄膜密封作为实验组，另外100m2为对照组。实验组每天喷洒30kg复合菌剂发酵液，连续喷洒5天，10天后测定两组的氨气浓度和硫化氢浓度，结果见下表。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种复合微生物除臭菌剂，其特征在于：包括异常威克汉逊酵母、季也蒙假丝酵母、植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌，且异常威克汉逊酵母、季也蒙假丝酵母、植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌的发酵液体积比为1-5:1-4:1-2:1-2；其中，
所述异常威克汉逊酵母，Wickerhamomyces anomalus，其生物保藏号为ATCC 18205；
所述季也蒙假丝酵母，Candida guilliermondii，其生物保藏号为ACCC 20232；
所述植物乳杆菌，Lactobacillus plantarum，其生物保藏号为ATCC 10241；
所述嗜酸乳杆菌，Lactobacillus acidophilus，其生物保藏号为ACCC 00159。
2.一种如权利要求1所述的复合微生物除臭菌剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、分别将异常威克汉逊酵母、季也蒙假丝酵母接种到YPD固体培养基，将植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌接种到MRS固体培养基上进行活化；活化后菌株再分别接种至各自的液体种子培养基中，扩大培养至菌体浓度达1×107个/ml以上数量级，获得异常威克汉逊酵母、季也蒙假丝酵母、植物乳杆菌以及嗜酸乳杆菌的种子液；
(2)、将步骤(1)中的种子液分别接种至发酵培养基中，植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌的发酵条件：温度为35℃±1℃，pH值为7.2±0.2，搅拌转速120r/min，培养时间不低于50小时，且当发酵液pH低于4.5时，发酵结束；异常威克汉逊酵母和季也蒙假丝酵母和的发酵条件：培养温度为30℃±1℃，培养pH值为6.8±0.2，搅拌转速160r/min，培养时间不低于30小时，且当以GC检测发酵液中己酸乙酯和乳酸乙酯浓度之和达到45％以上时，发酵结束；
(3)、调整步骤(2)中获得的发酵液菌体浓度后进行混合，获得所述微生物除臭剂；其中植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌的发酵液菌体浓度分别调整至OD600＝1.2；异常威克汉逊酵母和季也蒙假丝酵母的发酵液菌体浓度分别调整至OD600＝1.0。
3.根据权利要求2所述的复合微生物除臭菌剂的制备方法，其特征在于：所述植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌的发酵培养基配方为：蛋白胨2g、牛肉膏5g、酵母膏5g、豆粕粉2g、麦芽浸粉10g、氯化钠5g、葡萄糖10g、玉米粉40g、碳酸钙12g、硫酸镁0.58g、磷酸氢二钾2g、水1000mL、pH7.2±0.2；异常威克汉逊酵母和季也蒙假丝酵母的发酵培养基配方为：玉米淀粉50g、黄豆饼粉5g、酵母膏2g、土豆汁100mL、氯化钠2g、葡萄糖5g、硫酸镁0.5g、磷酸二氢钾1g、水1000mL、pH6.8±0.2。
4.权利要求1所述的复合微生物除臭菌剂应用于垃圾压缩站、垃圾中转站、公厕和畜禽养殖场。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：使用方法为：以1份液态微生物除臭菌剂加入10份自来水中，混合均匀后，直接喷洒于除臭场所或需要除臭的原料上。
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