CN109294938A - 一种病死猪静态发酵高温降解菌剂及其应用 - Google Patents

一种病死猪静态发酵高温降解菌剂及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种病死猪静态发酵高温降解菌剂及其应用，发酵高温降解菌剂采用菌株W‑3或菌株BA‑3，所述菌株W‑3的分类命名为嗜热脱氮芽孢杆菌W‑3(Geobacillus thermodenitrificans W‑3),保藏编号为CCTCC NO：M 2015458；菌株BA‑3的分类命名为芽孢杆菌BA‑3(Bacillus aestuarii BA‑3)，保藏编号为CCTCC NO：M 2015456。发酵高温降解菌剂由菌株W‑3或/和菌株BA‑3，以及增效剂和粉煤灰纳米改性填料组成，在堆肥应用时能保持较高的堆肥温度，增加有关酶的活性，提高降解速率。该发酵高温降解菌剂可以用于病死猪的无害化处理，有助于缩短堆肥时间，并将病死猪中的病原微生物完全去除，实现整体降解率达到95％以上，并且最终形成了总养分大于5％的有机肥。

Description

一种病死猪静态发酵高温降解菌剂及其应用
技术领域
本发明涉及病死猪的无害化处理技术领域，具体涉及一种病死猪静态发酵高温降解菌剂及其应用。
背景技术
近年来，中国国内部分地区出现大量病死猪的现象，以及病死猪不断非法进入食品链造成的食品安全问题引起了国务院等有关部门的高度重视。未经过正确处置的病死猪将严重影响我国的生态环境、农业生产、以及食品安全。病死猪尸体处理不当将造成严重的社会危害：1)危害生态环境的安全。如果把死因不明的病死猪尸体乱投乱埋，势必会对当地水质造成污染；假如携带病菌的病死猪尸体被埋在土壤里，土壤里的作物和地下水也会受到污染；病死猪尸体上所携带的传染性病菌也会危害周边人和动物的健康。2)危害畜牧业生产的安全。如果不妥善处理，大量的病死猪尸体可能会引起重大疫情，这样就会影响更多地区的畜禽安全；从而扩大疫情和影响畜牧业生产安全。3)危害公共食品的安全。如果地方政府监管不力，病死猪的猪肉就很有可能流入到食品市场，病死猪肉如果进入到餐桌，就会导致重大食品安全问题，影响人们的身体健康。
堆肥法是将病死猪切割、绞碎、分解发酵、高温灭菌、烘干，制成有机肥，从而实现病死猪的无害化处理方法。但是传统堆肥法高温维持时间短，死猪的降解速度慢，并且其中的病原微生物不能完全去除，很难满足无害化处理的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种病死猪静态发酵高温降解菌剂及其应用，该降解菌剂实现了堆肥时高温快速降解，应用到病死猪无害化处理中，解决了传统堆肥法高温维持时间短，死猪的降解速度慢，并且其中的病原微生物不能完全去除的问题。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种发酵高温降解菌，为菌株W-3或菌株BA-3，所述菌株W-3的分类命名为嗜热脱氮芽孢杆菌W-3(Geobacillus thermodenitrificans W-3), 保藏编号为CCTCC NO：M2015458；所述菌株BA-3的分类命名为芽孢杆菌 BA-3(Bacillus aestuarii BA-3)，保藏编号为CCTCC NO：M 2015456，保藏地址中国武汉武汉大学。
一种发酵高温降解菌剂，包括上述菌株W-3或/和菌株BA-3，还包括增效剂和粉煤灰纳米改性填料。
进一步改进在于，所述粉煤灰纳米改性填料以粉煤灰和煤泥为主料，并添加纳米AL2O3作为纳米改性填料；
所述煤泥选用灰分在50-65％之间、含水率在12-20％之间的煤泥。
进一步改进在于，所述增效剂由40wt％豆粕、30wt％甲基纤维素、15wt％精制糖和15wt％食盐组成。
所述的发酵高温降解菌剂在病死猪无害化处理中的应用。
一种利用菌剂进行病死猪无害化处理的方法，此方法采用静态堆肥法，具体处理步骤包括
a、培养菌株W-3或/和菌株BA-3，制备粉煤灰纳米改性填料作为菌株载体，再向其中加入增效剂，得到发酵高温降解菌剂备用；
b、将病死猪粉碎后用堆肥原料包裹，堆垛，再以0.6wt％的接种量接种发酵高温降解菌剂，开始堆肥，并且在堆肥过程中，每隔4天向堆料中添加一定量的菌株W-3或/和菌株BA-3，直到堆肥结束。
进一步改进在于，所述菌株W-3或/和菌株BA-3采用牛肉膏蛋白胨培养基培养，且培养条件为：温度为58℃，pH值为7.2，振荡频率为250r/min，通气量为3.5L/min。
进一步改进在于，在堆肥的初始时，控制堆料的碳氮比为28，含水率为65％，pH值为8.7，有机物含量为25％，温度为35℃，氧含量为10％。
一种有机肥，其选取锯末为堆肥原料，并通过上述利用菌剂进行病死猪无害化处理的方法处理完成后制得。
本发明的有益效果在于：由菌株W-3或/和菌株BA-3，以及增效剂和粉煤灰纳米改性填料组成的发酵高温降解菌剂，在堆肥应用时能保持较高的堆肥温度，增加有关酶的活性，提高降解速率。该发酵高温降解菌剂可以用于病死猪的无害化处理，有助于缩短堆肥时间，并将病死猪中的病原微生物完全去除，实现整体降解率达到95％以上，并且最终形成了总养分大于 5％的有机肥。
具体实施方式
下面结合实施例对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
一种发酵高温降解菌，为菌株W-3，所述菌株W-3的分类命名为嗜热脱氮芽孢杆菌W-3(Geobacillus thermodenitrificans W-3),已于2015年 7月17日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M 2015458，保藏地址中国武汉武汉大学。
其培养过程为：选用牛肉膏蛋白胨培养基(由牛肉膏3g、蛋白胨10g、氯化钠5g、水1000ml制成，pH值为7.2)培养；培养条件为，温度为58℃， pH值为7.2，振荡频率为250r/min，通气量为3.5L/min。
菌落形态：不透明凸起放射状菌落、边缘叶状，表面灰白色无光泽。
菌体形态：菌体两端钝圆杆状、芽孢中生、孢囊无明显膨大，菌体大小2.7-3.2μm×0.7μm。
实施例2
一种发酵高温降解菌，为菌株BA-3，所述菌株BA-3的分类命名为芽孢杆菌BA-3(Bacillus aestuarii BA-3)，已于2015年7月17日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M 2015456。
其培养过程为：选用牛肉膏蛋白胨培养基(由牛肉膏3g、蛋白胨10g、氯化钠5g、水1000ml制成，pH值为7.2)培养；培养条件为，温度为58℃， pH值为7.2，振荡频率为250r/min，通气量为3.5L/min。
菌落形态：近似圆形菌落、质地软、表面稍有光泽的白色菌落。
菌体形态：菌体呈杆状，两端钝圆，芽孢中生偶有端生，两端呈圆形，菌体大小3.0-3.8μm×1.0μm。
实施例3
一种发酵高温降解菌剂，包括上述培养出来的菌株W-3，还包括增效剂和粉煤灰纳米改性填。其中粉煤灰纳米改性填料以粉煤灰和煤泥为主料，并添加纳米AL2O3作为纳米改性填料，并且煤泥选用灰分在50-65％之间、含水率在12-20％之间的煤泥；其中增效剂由40wt％豆粕、30wt％甲基纤维素、 15wt％精制糖和15wt％食盐组成。
实施例4
一种发酵高温降解菌剂，包括上述培养出来的菌株BA-3，还包括增效剂和粉煤灰纳米改性填料。其中粉煤灰纳米改性填料以粉煤灰和煤泥为主料，并添加纳米AL2O3作为纳米改性填料，并且煤泥选用灰分在50-65％之间、含水率在12-20％之间的煤泥；其中增效剂由40wt％豆粕、30wt％甲基纤维素、 15wt％精制糖和15wt％食盐组成。
实施例5
一种发酵高温降解菌剂，包括上述培养出来的菌株W-3和菌株BA-3，还包括增效剂和粉煤灰纳米改性填料。其中粉煤灰纳米改性填料以粉煤灰和煤泥为主料，并添加纳米AL2O3作为纳米改性填料，并且煤泥选用灰分在 50-65％之间、含水率在12-20％之间的煤泥；其中增效剂由40wt％豆粕、30wt％甲基纤维素、15wt％精制糖和15wt％食盐组成。
实施例6
一种利用菌剂进行病死猪无害化处理的方法(静态堆肥法)，具体处理步骤包括
a、制备菌剂(实施例3中介绍的发酵高温降解菌剂)，制备粉煤灰纳米改性填料作为菌株载体，再向其中加入增效剂，得到发酵高温降解菌剂备用；
b、将病死猪粉碎后用堆肥原料包裹，堆垛，再以0.6wt％的接种量接种发酵高温降解菌剂，开始堆肥，在堆肥的初始时，控制堆料的碳氮比为28，含水率为65％，pH值为8.7，有机物含量为25％，温度为35℃，氧含量为 10％；并且在堆肥过程中，每隔4天向堆料中添加一定量的菌株W-3或/和菌株BA-3，直到堆肥结束。
实施例7
一种利用菌剂进行病死猪无害化处理的方法，具体处理步骤包括
a、制备菌剂(实施例4中介绍的发酵高温降解菌剂)，制备粉煤灰纳米改性填料作为菌株载体，再向其中加入增效剂，得到发酵高温降解菌剂备用；
b、将病死猪粉碎后用堆肥原料包裹，堆垛，再以0.6wt％的接种量接种发酵高温降解菌剂，开始堆肥，在堆肥的初始时，控制堆料的碳氮比为28，含水率为65％，pH值为8.7，有机物含量为25％，温度为35℃，氧含量为 10％；并且在堆肥过程中，每隔4天向堆料中添加一定量的菌株W-3或/和菌株BA-3，直到堆肥结束。
实施例8
一种利用菌剂进行病死猪无害化处理的方法，具体处理步骤包括
a、制备菌剂(实施例5中介绍的发酵高温降解菌剂)，制备粉煤灰纳米改性填料作为菌株载体，再向其中加入增效剂，得到发酵高温降解菌剂备用；
b、将病死猪粉碎后用堆肥原料包裹，堆垛，再以0.6wt％的接种量接种发酵高温降解菌剂，开始堆肥，在堆肥的初始时，控制堆料的碳氮比为28，含水率为65％，pH值为8.7，有机物含量为25％，温度为35℃，氧含量为 10％；并且在堆肥过程中，每隔4天向堆料中添加一定量的菌株W-3或/和菌株BA-3，直到堆肥结束。
称取5份相同的粉碎后病死猪生物体，均为500g；再在同样的环境下，制造5个堆肥发酵体系，用锯末铺低，分别加入500g粉碎后病死猪生物体，再用锯末覆盖包裹，形成堆垛，分别即为堆垛A、堆垛B、堆垛C、堆垛D、堆垛E。
其中，堆垛A按实施例6的方法接种进行无害化处理；堆垛B按实施例7的方法接种进行无害化处理；堆垛C按实施例8的方法接种进行无害化处理；堆垛D按实施例8的方法接种进行无害化处理，但是其中使用的降解均换成市面购买的普通降解菌；堆垛E按实施例8的方法接种进行无害化处理，但是其中发酵高温降解菌剂只包含菌株W-3和菌株BA-3，不包括增效剂和粉煤灰纳米改性填料。5个堆垛同时接种、降解，采集堆垛的各项实验数据，并进行以下分析。
(1)病原微生物的灭活率分析：
是否能有效的灭活病原微生物是堆肥法能否用于病死动物堆肥的关键。灭活或减少堆肥物料中的病源微生物至可接收的标准范围内，使其对公共卫生及环境的威胁降到最低是堆肥的一个重要指标。沙门菌、肠道链球菌和粪大肠菌常用作检测堆肥安全性的指标，需达到总大肠菌数量小于1000 个/克干重的要求。为此，这里通过对堆料中大肠菌群数的变化和衡量堆肥是否达到无害化标准。
大肠菌群数计算方法：平板计数法，得到表1如下：
表1不同发酵时期堆肥大肠菌群数(CFU/g)
0d 5d 10d 15d 20d
堆垛A 6.72×10<sup>7</sup> 0.54×10<sup>6</sup> 0.12×10<sup>6</sup> 2.53×10<sup>1</sup> 1.23×10<sup>1</sup>
堆垛B 6.45×10<sup>7</sup> 0.53×10<sup>6</sup> 0.18×10<sup>6</sup> 2.74×10<sup>1</sup> 1.26×10<sup>1</sup>
堆垛C 6.61×10<sup>7</sup> 0.42×10<sup>6</sup> 0.09×10<sup>6</sup> 2.01×10<sup>1</sup> 0.84×10<sup>1</sup>
堆垛D 6.98×10<sup>7</sup> 1.21×10<sup>7</sup> 0.26×10<sup>7</sup> 1.56×10<sup>3</sup> 1.02×10<sup>2</sup>
堆垛E 6.50×10<sup>7</sup> 2.65×10<sup>6</sup> 0.45×10<sup>6</sup> 1.15×10<sup>2</sup> 2.22×10<sup>1</sup>
从表1可以看出，在堆肥的第15d检测时，各组的大肠菌群数都明显下降，但是堆垛A、堆垛B和堆垛C的数量降至2-3×101之间。而堆垛D的数量为1.56×103，其大概是前三组数量的600至700倍，由此可见使用了本发明介绍的菌株W-3或菌株BA-3，复合堆肥的无害化标准，并且效果要明显好于市面购买的普通降解菌。另外，参照堆垛E和堆垛C的实验数据，可以看出填料和增效剂的加入，能有效促进微生物病源的灭活率。
(2)病死动物组织的降解率分析：
表2不同发酵时期病死动物组织的降解率
如表2所示，随着发酵时间的延长，各堆垛内的病死动物组织不断被降解。但是堆垛A、堆垛B和堆垛C在第20天后，降解率分别达到了97.6％、 97.1％和98.9％，而堆垛D的降解率只有77.8％，堆垛E的降解率为89.7％。按照标准，除掉部分动物骨骼体外，降解率达到95％以上算达标。所以，只有堆垛A、堆垛B和堆垛C达标，其在接入高温菌剂后，高温菌在快速生长繁殖的同时，分泌了大量酶类，加快了有机物质的降解。
(3)形成的有机肥中营养成分分析：
制成的有机肥中主要营养成分为氮、磷、钾，依照2012年国家标准 NY525-2012，有机肥料总养分指标为≧4.0％，即氮、磷、钾的总占比要达到4％以上，为此，检测各个堆垛在各发酵使其的营养成分含量数据，得到表格如下：
表3 20天后形成有机肥中营养成分含量
堆垛 氮(％) 磷(％) 钾(％) 总养分(％)
堆垛A 1.95 2.04 0.65 4.64
堆垛B 1.84 2.01 0.67 4.52
堆垛C 2.02 2.18 0.84 5.04
堆垛D 1.45 1.64 0.55 3.64
堆垛E 1.78 1.80 0.51 4.09
从表3可以看出，在20天发酵堆肥后，堆垛A、堆垛B和堆垛C中的总养分分别为4.64、4.52和5.04，均大幅度超过4.0的标准，而堆垛D离 4标准相差较远，堆垛E勉强达标。由此可见，选用菌株W-3或菌株BA-3 加上调料和增效剂的作用，进行病死猪的静态堆肥降解不仅能提高降解效率，还能提高的堆肥的质量。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种发酵高温降解菌，其特征在于：为菌株W-3或菌株BA-3，所述菌株W-3的分类命名为嗜热脱氮芽孢杆菌W-3(Geobacillus thermodenitrificans W-3),保藏编号为CCTCCNO：M 2015458；所述菌株BA-3的分类命名为芽孢杆菌BA-3(Bacillus aestuarii BA-3)，保藏编号为CCTCC NO：M 2015456。
2.一种发酵高温降解菌剂，其特征在于：包括权利要求1所述的菌株W-3或/和菌株BA-3，还包括增效剂和粉煤灰纳米改性填料。
3.根据权利要求2所述的一种病死猪发酵高温降解菌剂，其特征在于：所述粉煤灰纳米改性填料以粉煤灰和煤泥为主料，并添加纳米AL2O3作为纳米改性填料；
所述煤泥选用灰分在50-65％之间、含水率在12-20％之间的煤泥。
4.根据权利要求2所述的一种病死猪发酵高温降解菌剂，其特征在于：所述增效剂由40wt％豆粕、30wt％甲基纤维素、15wt％精制糖和15wt％食盐组成。
5.权利要求2所述的发酵高温降解菌剂在病死猪无害化处理中的应用。
6.一种利用菌剂进行病死猪无害化处理的方法，其特征在于：具体处理步骤包括
a、培养菌株W-3或/和菌株BA-3，制备粉煤灰纳米改性填料作为菌株载体，再向其中加入增效剂，得到发酵高温降解菌剂备用；
b、将病死猪粉碎后用堆肥原料包裹，堆垛，再以0.6wt％的接种量接种发酵高温降解菌剂，开始堆肥，并且在堆肥过程中，每隔4天向堆料中添加一定量的菌株W-3或/和菌株BA-3，直到堆肥结束。
7.根据权利要求6所述的一种利用菌剂进行病死猪无害化处理的方法，其特征在于：所述菌株W-3或/和菌株BA-3采用牛肉膏蛋白胨培养基培养，且培养条件为：温度为58℃，pH值为7.2，振荡频率为250r/min，通气量为3.5L/min。
8.根据权利要求6所述的一种利用菌剂进行病死猪无害化处理的方法，其特征在于：在堆肥的初始时，控制堆料的碳氮比为28，含水率为65％，pH值为8.7，有机物含量为25％，温度为35℃，氧含量为10％。
9.一种有机肥，其特征在于，其选取锯末为堆肥原料，并通过权利要求7-9任一项所述的利用菌剂进行病死猪无害化处理的方法处理完成后制得。
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CN114315439A (zh) * 2021-12-15 2022-04-12 巨星农牧有限公司 一种病死猪与猪粪联合处理方法

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CN108264419A (zh) * 2018-03-22 2018-07-10 合肥雪立歆农业科技有限公司 一种粉煤灰壳聚糖共混的复合肥料及其制备方法

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