CN110106120B - 一种微生物除臭菌剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微生物除臭菌剂含有保藏编号为CCTCC NO:M 2018659的弯曲芽孢杆菌Z2(Bacillus flexus Z2)或/和其培养物或/和其加工物。该菌株对氨气和硫化氢具有氧化作用,并且耐高温。菌剂中还包括保藏编号为CCTCC NO:M 2018660的巨大芽孢杆菌Z3(Bacillus megaterium Z3)或/和其培养物或/和其加工物。该对氨气和硫化氢具有氧化作用,并且耐高温。两种菌株可单菌也可混合用于生物除臭。
Description
技术领域
本发明涉及微生物技术领域,尤其是涉及一种微生物除臭菌剂。
背景技术
研究表明,被公认为的恶臭物质多达万种,按化学组分可分为5类,包括:1、含氮化合物如氨气,吲哚和胺类等;2、含硫化合物:如硫化氢、硫醇、硫醚;3、卤素及其衍生物;4、烃类;5、含氧化合物。其中,主要的恶臭气体为氨气、硫化氢等。
去除恶臭物质,常用方法可分为三大类:物理、化学和生物除臭法。物理除臭方法主要是利用一些掩蔽剂,吸附剂,暂时性地吸附、掩盖一部分臭味,而不能从根本上除臭;化学除臭方法主要是利用氧化剂氧化一些臭味成分,除臭效果较好,但成本较高,也容易产生二次污染;生物除臭方法主要是利用微生物降解主要恶臭成分或阻断恶臭成分的产生,它与物理、化学方法相比,具有除臭彻底、效率高、不易产生二次污染等优点,应用前景广阔。
生物除臭方法的机理是恶臭物质首先溶于水中,而后被微生物吸收,作为其营养物质被分解、利用,从而生成无恶臭的物质。生物除臭过程大致有如下三阶段:
第一阶段,恶臭物质的溶解过程,并遵循亨利(Henrry)法则;
第二阶段,恶臭成分的水溶液被微生物群吸收在生物体内,而使恶臭成分从水中去除,其速度接近一般化学反应的速度;
第三阶段,微生物体内摄取的恶臭成分,又转化为微生物的能源,变成细胞物质而繁殖。酪酸、苯酚、甲醛等被分解为CO2和H2O。硫系恶臭成分由一般细菌和硫氧化细菌的作用而被氧化成硫酸,成为微生物的供给源。胺类、氨等氮系恶臭成分中,一部分组成微生物构体蛋白质,还有一部分成为亚硝酸或硝酸。
现有的生物除臭技术如申请号为201811329146.5的发明专利,是培养植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、发酵乳杆菌、以及酵母菌,得到上述菌种的培养物,上述培养物能迅速螯合、钝化臭气分子,快速消除臭味和异味。上述培养物去除臭味的速度快,但对氨气和硫化氢的去除率还有待提高,并且该专利中的菌种只能在常温下快速繁殖,不能适应畜禽粪便高温堆肥,因此应用范围有限。
现有的生物除臭技术如申请号为201711155428.3的发明专利公开了将副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)R1和异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)J2两种菌株按照特定的比例混合制成复合生物除臭剂喷施于养殖场鸡粪和未完成堆肥的禽粪有机肥上。分别用R1菌液和J2菌液喷洒鸡粪处理1h后除氨率均达到100%,处理6h后除氨率分别为97.14±0.09%和94.27±0.19%。将上述两种菌剂按照1:1(配方一)和3:2(配方二)的配比得到的复合生物除臭剂分别喷洒鸡粪处理1h后除氨率分别达到95.62±0.00%和94.38±0.10%,6h后的除氨率未进行记录。将上述配方一和配方二10倍稀释液分别喷洒高氨浓度禽粪有机肥处理1h,除氨率分别为86.45±0.02%和84.95±0.03%。用J2菌液连续喷洒高氨浓度禽粪有机肥5d,可在不新增粪肥的条件下维持低氨气浓度一周。由上述发明的有益效果中可知,上述发明中发现的异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)J2具有优良的除铵根离子能力和生长适应性,但并没有说明其还对其他臭气成分具有优良的去除效果,因此不适用于成分复杂的待处理对象如垃圾渗滤液。另外该发明专利中发现的两种菌的适宜温度为28~30℃,均不适应高温环境,因此应用范围有限。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种对氨气和硫化氢具有氧化作用,并且耐高温的微生物除臭菌剂。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
弯曲芽孢杆菌Z2(Bacillus flexus Z2)的保藏编号为:CCTCC NO:M 2018659;分类命名为:弯曲芽孢杆菌Z2(Bacillus flexus Z2);保藏日期为:2018年9月30日;保藏单位为:中国典型培养物保藏中心(CCTCC);保藏单位地址为:中国.武汉.武汉大学。
巨大芽孢杆菌Z3(Bacillus megaterium Z3)的保藏编号为:CCTCC NO:M2018660;分类命名为:巨大芽孢杆菌Z3(Bacillus megaterium Z3);保藏日期为:2018年9月30日;保藏单位为:中国典型培养物保藏中心(CCTCC);保藏单位地址为:中国.武汉.武汉大学。
一种微生物除臭菌剂,含有保藏编号为CCTCC NO:M 2018659的弯曲芽孢杆菌Z2(Bacillus flexus Z2)或/和其培养物或/和其加工物。
一种微生物除臭菌剂,还含有保藏编号为CCTCC NO:M 2018660的巨大芽孢杆菌Z3(Bacillus megaterium Z3)或/和其培养物或/和其加工物。
弯曲芽孢杆菌Z2(Bacillus flexus Z2)耐85℃的高温。
巨大芽孢杆菌Z3(Bacillus megaterium Z3)耐85℃的高温。
弯曲芽孢杆菌Z2(Bacillus flexus Z2)和巨大芽孢杆菌Z3(Bacillusmegaterium Z3)混合比例为0~100:0~100。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1、本发明的弯曲芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌耐高温,在高温堆肥过程中,两种菌仍能大量繁殖形成有利生态位,致病微生物在高温环境和上述两种菌的共同胁迫下死亡,提高堆肥产品的安全性;
2、本发明的弯曲芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌能够有效降解铵根离子,其中有一部分被彻底氧化成硝酸盐氮减少N元素的流失,有一部分被氧化成氮气或NOX无臭味的气态化合物逸出,毒性较大的亚硝酸盐氮的产生量极少,既能实现部分固氮又能有效去除具有臭味和毒性的氨气;能够将硫化氢氧化为单质硫、硫代硫酸盐、亚硫酸盐、以及硫酸盐等硫化合物,阻止S元素的流失,既能实现固硫又能有效去除具有臭味和毒性的硫化氢气体;
3、本发明的弯曲芽孢杆菌能够打开含硫有机物的C-S键,将其分解为小分子的H2S,并在有氧条件下将H2S进一步氧化为单质硫、硫酸根、硫代硫酸根等,可用于处理成分复杂的垃圾渗滤液;
4、本发明的弯曲芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌均从猪粪和垃圾渗滤液长期胁迫选择环境中筛选得到,不会对周围环境和生态平衡造成危害。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
实施例1:
NH3选择性培养基:蔗糖50.0g,氨水10.0mL,KH2PO42.0 g,MgSO4·7H2O 0.5g,FeSO40.1g,1%ZnSO45.0 m L,NaCl 2.0g,蒸馏水1000mL,121℃灭菌15min。
H2S选择性培养基:葡萄糖5.0g,K2HPO40.5g,KNO31.0 g,MgCl20.5 g,NaCl 0.5g,NH4Cl 0.5g,Na2CO31.0g,FeCl20.01 g,蒸馏水1000m L,pH自然,121℃灭菌15min。
除臭菌的筛选:
1)称取猪粪10g和渗滤液10mL,分别接入100mL NH3和H2S的选择性培养基,30℃、220r/min摇床培养,2d后更换培养基,吸取10mL驯化培养液加入100mL新鲜的选择性培养基中进行第2代驯化,连续富集驯化4次。取富集液10mL于盛有90mL无菌水的三角瓶中,放入盛有90mL无菌水的三角瓶中,振荡约20min,即为10-1的样品稀释液,将10-1、10-2、10-3三种不同梯度的稀释液涂布于NH3选择性培养基上,培养14d后挑取菌落在NH3选择性培养基上进行划线分离,反复纯化。称取猪粪10g和渗滤液10mL,放入盛有90mL无菌水的三角瓶中,振荡约20分钟,即为10-1的样品稀释液,将10-1、10-2、10-3三种不同梯度的稀释液涂布于H2S选择性培养基上,培养14d后挑取菌落在H2S选择性培养基上进行划线分离,反复纯化。上述操作一共获得8株菌株依次记为Z1,Z2,Z3,S1,S2,S3,S4,S5。
2)称取猪粪500g,装入2000mL的烧杯中,加入3%培养好的菌液混合均匀,密封处理2h。每个菌种做3个重复,同时,做一组只加无菌水、不加任何微生物的空白对照,用初步感官测试并记录结果,结果如表1所示,其中,具有难以忍受的臭味记为+++++,具有非常臭的气味记为++++,具有很臭的气味记为+++,具有一般臭味记为++,具有轻微臭味记为+。
表1感官测试菌株除臭效果
菌株编号 | 感官评价 |
Z1 | +++ |
Z2 | + |
Z3 | ++ |
S1 | +++ |
S2 | +++ |
S3 | ++++ |
S4 | +++ |
S5 | +++ |
弯曲芽孢杆菌Z2(Bacillus flexus Z2)的16SrDNA鉴定:提取弯曲芽孢杆菌Z2(Bacillus flexus Z2)的基因组DNA,用细菌16SrRNA基因扩增通用引物27F/1492R扩增得到PCR产物,并送至上海美吉生物医药科技生工生物工程技术服务有限公司(广州分公司)进行序列测序,测序结果如SEQ ID NO:1所示。
弯曲芽孢杆菌Z2(Bacillus flexus Z2)的生理生化测试结果:为好氧菌,能分解淀粉、利用葡萄糖,西蒙氏柠檬酸盐产碱、V-P试验、溶菌酶、过氧化氢酶、明胶液化和动力试验等测定结果均呈阳性,硝酸盐还原、甘露糖产酸和吲哚等试验结果则为阴性。
巨大芽孢杆菌Z3(Bacillus megaterium Z3)的16SrDNA鉴定:提取巨大芽孢杆菌Z3(Bacillus megaterium Z3)的基因组DNA,用细菌16SrRNA基因扩增通用引物27F/1492R扩增得到PCR产物,并送至海生工生物工程技术服务有限公司上海美吉生物医药科技有限公司(广州分公司)进行序列测序,测序结果如SEQ ID NO:2所示。
巨大芽孢杆菌Z3(Bacillus megaterium Z3)的生理生化测试结果:为好氧菌,卵黄反应、硝酸盐还原、吲哚试验及V-P测定均为阴性,接触酶、甘露糖产酸试验呈阳性,能够使牛奶胨化,可使凝胶液化,能分解淀粉。
实施例2:
培养基配方:蛋白胨10g,牛肉膏5g,葡萄糖5g,琼脂粉20g,定容至1000mL,分装至250mL三角瓶中,每瓶100mL。121℃,20min,高温高压灭菌。0.05MPBS的配制:甲液:乙液1:4的比例配制,甲液9.465g磷酸二氢钠加水至1000mL,乙液9.27g另算氢二钾加水至1000mL。
1)样品预处理:称取弯曲芽孢杆菌Z2菌粉5g于500mL带玻璃珠摇瓶内,然后在该摇瓶内加入90mL无菌水,将摇瓶放置在摇床上120rpm,30℃条件下摇均匀,最后将摇瓶置于,30℃水浴锅内保温待用,采用活菌计数并记录摇瓶内的菌数;
2)样品的稀释:向20支无菌试管内分别加入9mL PBS,试管上标记样品号和稀释倍数字样,操作在超净工作台上进行。吸取1.0mL试样悬液于第一支试管中,再从第一支试管中吸取1.0mL试样悬液于第二支试管中,依次进行10倍稀释到第六支试管(第六支试管需做两次重复),再从两个第六支试管中分13次每次吸取1.0mL分别加到剩余13支试管中。(每次试样溶液稀释时,加样的试管需在微型旋涡混合仪上震荡至少30~60s,再进行下一次操作。);
3)高温测定:从已混合好的最后13支试管中取12支试管放入85℃水浴锅中水浴,在温度平衡后每5min取出一支试管冷却(直到第60min为止)。然后每支试管分别重新再在漩涡混合仪上混合均匀。第13支试管加样品悬液后不做热处理。用1.0mL无菌移液管从这十三支试管中分别精确吸取1.0mL试样溶液加到一套无菌培养皿中,每支试管做4个培养皿,即4次重复。将上述培养基在水浴锅中保温至85℃,在每个培养皿中倒入9mL上述培养基,并迅速将菌悬液与培养基混合均匀,然后将培养皿置于恒温培养箱内培养48h后采用平板计数法计数并记录活菌数;
4)计算:试样中弯曲芽孢杆菌Z2的菌数N=K*10n/M
式中K为十三支试管的每支试管中吸取1.0mL的4个培养皿活菌数的平均值;
10n为试样的稀释倍数(n=8);
M为试样称取的质量,单位为克(M=5)
死亡率(Q1)=(N0-N1)/N0*100%
式中Q1为十三支试管中水浴5min的试管样的死亡率;
N0为十三支试管中不水浴的试管样的活菌数;
N1为十三支试管中水浴5min的试管样的活菌数;
后面Q2~Q12同上计算,计算结果如表2所示。
将弯曲芽孢杆菌Z2菌粉替换为巨大芽孢杆菌Z3菌粉重复上述实验,计算结果如表3所示。
表2弯曲芽孢杆菌Z2耐高温性能检测
表3巨大芽孢杆菌Z3耐高温性能检测
具体参见表2和表3,在85℃的高温环境中,弯曲芽孢杆菌Z2和巨大芽孢杆菌Z3的死亡率较低,说明弯曲芽孢杆菌Z2和巨大芽孢杆菌Z3均可耐高温。
实施例3:
弯曲芽孢杆菌Z2在氯化铵作为唯一氮源的培养基中生长及脱氨能力定量检测:
氯化铵作为唯一氮源的培养基配方:丁二酸钠2.5g,二水合柠檬酸钠2.5g,NH4Cl0.0636g,K2HPO41g,KH2PO41g,MgSO4·7H2O 0.2g,pH 7.4,定容至1000mL,分装至250mL三角瓶中,每瓶100mL。121℃,20min,高温高压灭菌。添加无菌过滤后的复合碳源1%。复合碳源:D-葡萄糖6.9g,D-果糖6.9g,D-乳糖6.9g,90%乳酸6.4mL,甘露醇7g,醋酸钠9.5g,甘油6.3mL,无水乙醇7mL,水杨酸4.6g,苯甲酸钠4.8g,溶于500mL水中,pH 7.4,0.22μm滤膜过滤除菌。
将弯曲芽孢杆菌Z2接种至上述培养基中,30℃,120rpm摇床培养,分别在培养0、8、12、16、19、22、25、28h后,取样,离心取上清,定量检测铵根离子浓度(纳氏试剂法)。测定结果如表4所示。
巨大芽孢杆菌Z3在硫酸铵作为唯一氮源的培养基中生长及脱氨能力定量检测:
氯化铵作为唯一氮源的培养基配方:丁二酸钠2.5g,二水合柠檬酸钠2.5g,(NH4)2SO4 0.0916g,K2HPO41g,KH2PO41g,MgSO4·7H2O 0.2g,pH 7.4,定容至1000mL,分装至250mL三角瓶中,每瓶100mL。121℃,20min,高温高压灭菌。添加无菌过滤后的复合碳源1%。复合碳源:D-葡萄糖6.9g,D-果糖6.9g,D-乳糖6.9g,90%乳酸6.4mL,甘露醇7g,醋酸钠9.5g,甘油6.3mL,无水乙醇7mL,水杨酸4.6g,苯甲酸钠4.8g,溶于500mL水中,pH 7.4,0.22μm滤膜过滤除菌。
将巨大芽孢杆菌Z3接种至上述培养基中,30℃,120rpm摇床培养,分别在培养0、8、12、16、19、22、25、28h后,取样,离心取上清,定量检测铵根离子浓度(纳氏试剂法)。测定结果如表5所示。
表4弯曲芽孢杆菌Z2脱氨能力定量检测
表5巨大芽孢杆菌Z3脱氨能力定量检测
具体参见表4和表5,弯曲芽孢杆菌在培养22h时,能将培养基中初始浓度为25mg/L的铵根离子降解完全,通过血球计数板计数发现其菌数为6.9×107个/mL;巨大芽孢杆菌在培养25h时,能将培养基中初始浓度为25mg/L的铵根离子降解完全,通过血球计数板计数发现其菌数为8.5×108个/mL。由此可知,弯曲芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌对溶液中的铵根离子有很好的降解效果且菌株生长状况良好。
实施例4:
单菌液培养:将弯曲芽孢杆菌Z2(Bacillus flexus Z2)接种到NA培养基中,40~45℃培养14d,搅拌均匀,得到弯曲芽孢杆菌培养液;将巨大芽孢杆菌Z3(Bacillusmegaterium Z3)接种到NA培养基中,30℃培养14d,搅拌均匀,得到巨大芽孢杆菌培养液,两种菌株菌液菌数均达到108cfu/mL。
试验材料为新鲜猪粪便,取自浙江省农业科学院猪场,将10kg新鲜猪粪便均分为10份,
对照组1:将1kg新鲜猪粪便置于平底容器中,将其摊平然后均匀喷洒10mL NA培养液。平底容器内放置装有20mL 2%硼酸溶液的50mL小烧杯吸收氨气,瓶口密封;
对照组2:将1kg新鲜猪粪便置于平底容器中,将其摊平然后均匀喷洒10mL NA培养液。平底容器内放置装有20mL锌铵络盐溶液的50mL小烧杯吸收硫化氢,瓶口密封;
试验组1:将1kg新鲜猪粪便置于平底容器中,将其摊平然后均匀喷洒10mL上述弯曲芽孢杆菌培养液。平底容器内放置装有20mL 2%硼酸溶液的50mL小烧杯吸收氨气,瓶口密封;
试验组2:将1kg新鲜猪粪便置于平底容器中,将其摊平然后均匀喷洒10mL上述弯曲芽孢杆菌培养液。平底容器内放置装有20mL锌铵络盐溶液的50mL小烧杯吸收硫化氢,瓶口密封;
试验组3:将1kg新鲜猪粪便置于平底容器中,将其摊平然后均匀喷洒10mL上述巨大芽孢杆菌培养液。平底容器内放置装有20mL 2%硼酸溶液的50mL小烧杯吸收氨气,瓶口密封;
试验组4:将1kg新鲜猪粪便置于平底容器中,将其摊平然后均匀喷洒10mL上述巨大芽孢杆菌培养液。平底容器内放置装有20mL锌铵络盐溶液的50mL小烧杯吸收硫化氢,瓶口密封;
试验组5:将1kg新鲜猪粪便置于平底容器中,将其摊平然后均匀喷洒上述弯曲芽孢杆菌干粉,干粉中菌株菌数为108cfu/mL。平底容器内放置装有20mL 2%硼酸溶液的50mL小烧杯吸收氨气,瓶口密封;
试验组6:将1kg新鲜猪粪便置于平底容器中,将其摊平然后均匀喷洒上述弯曲芽孢杆菌干粉,干粉中菌株菌数为108cfu/mL。平底容器内放置装有20mL锌铵络盐溶液的50mL小烧杯吸收硫化氢,瓶口密封;
试验组7:将1kg新鲜猪粪便置于平底容器中,将其摊平然后均匀喷洒上述巨大芽孢杆菌干粉,干粉中菌株菌数为108cfu/mL。平底容器内放置装有20mL 2%硼酸溶液的50mL小烧杯吸收氨气,瓶口密封;
试验组8:将1kg新鲜猪粪便置于平底容器中,将其摊平然后均匀喷洒上述巨大芽孢杆菌干粉,干粉中菌株菌数为108cfu/mL。平底容器内放置装有20mL锌铵络盐溶液的50mL小烧杯吸收硫化氢,瓶口密封,
测定上述组别平底容器中氨气含量采用食品安全国家标准《GB 5009.228-2016食品中挥发性盐基氮的测定》中的微量扩散法,分别在1、3、7、14、21d,对上述组别平底容器中氨气含量进行测定,每个时间段检测3次,取平均值并计算氨气除去率,测定结果如表6所示;
测定上述组别平底容器中硫化氢含量采用深圳市吉顺安科技有限公司生产的便携式硫化氢检测仪进行检测,分别在1、3、7、14、21d,对上述组别平底容器中硫化氢含量进行测定,每个时间段检测3次,取平均值并计算硫化氢除去率,测定结果如表7所示。
表6弯曲芽孢杆菌Z2和巨大芽孢杆菌Z3对氨气的去除率检测
表7弯曲芽孢杆菌Z2和巨大芽孢杆菌Z3对硫化氢的去除率检测
具体参见表6,弯曲芽孢杆菌培养液对新鲜猪粪处理1d后,除氨率达到44.59%;处理3d后除氨率达到81.34%;处理7d后除氨率达到91.67%,由此可知弯曲芽孢杆菌培养液可将新鲜猪粪产生的氨气基本去除。处理14d后除氨率达到93.67%;处理21d后除氨率达到93.91%,由此可知弯曲芽孢杆菌已在猪粪中形成优势群落,可长时间维持猪粪处于基本不逸出氨气状态。另外弯曲芽孢杆菌培养液对新鲜猪粪处理的过程中,新鲜猪粪堆肥产生高温(45℃~58℃),平底容器内却仍能维持基本不逸出氨气状态,说明弯曲芽孢杆菌适应高温,可应用于畜禽粪便堆肥除臭等需要适应高温的需除臭领域。巨大芽孢杆菌培养液对新鲜猪粪处理1d后,除氨率达到33.45%;处理3d后除氨率达到76.38%,由此可知,巨大芽孢杆菌培养液对于新鲜猪粪的除氨效果要劣于弯曲芽孢杆菌培养液。但处理7d后除氨率达到90.21%;处理14d后除氨率达到93.57%;处理21d后除氨率达到94.42%,由此可知,只要处理时间长于7d巨大芽孢杆菌培养液对于新鲜猪粪的除氨效果与弯曲芽孢杆菌培养液的除氨效果相当。由试验组5和试验组7的数据可知,处理初期,弯曲芽孢杆菌干粉和巨大芽孢杆菌干粉的除氨效果要劣于弯曲芽孢杆菌培养液和巨大芽孢杆菌培养液的除氨效果,但只要处理时间长于14d,干粉与培养液的除氨效果相当。这是因为干粉处理新鲜猪粪,干粉中的菌种有活化阶段。
具体参见表7,弯曲芽孢杆菌培养液对新鲜猪粪处理1d后,除硫化氢率达到85.71%;处理3d后除氨率达到100.00%,由此可知弯曲芽孢杆菌培养液可将新鲜猪粪产生的硫化氢全部去除。处理7d后除氨率达到100.00%;处理14d后除氨率达到100.00%;处理21d后除氨率达到100.00%,由此可知弯曲芽孢杆菌已在猪粪中形成优势群落,可长时间维持猪粪处于不逸出硫化氢状态。由表2和表3可知,弯曲芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌无论是干粉还是培养液,均能很好地对新鲜猪粪进行除臭,且两种菌就能适应高温环境,可应用于畜禽粪便堆肥除臭等需要适应高温的需除臭领域。
实施例5:
试验材料为新鲜猪粪便,将10kg新鲜猪粪便均分为10份,
试验组9:将实施例1中培养得到的弯曲芽孢杆菌培养液与巨大芽孢杆菌培养液按照1:1混合得到混合培养液1。将1kg新鲜猪粪便置于平底容器中,将其摊平然后均匀喷洒10mL上述混合培养液1。平底容器内放置装有20mL 2%硼酸溶液的50mL小烧杯吸收氨气,瓶口密封;
试验组10:将实施例1中培养得到的弯曲芽孢杆菌培养液与巨大芽孢杆菌培养液按照1:1混合得到混合培养液1。将1kg新鲜猪粪便置于平底容器中,将其摊平然后均匀喷洒10mL上述混合培养液1。平底容器内放置装有20mL锌铵络盐溶液的50mL小烧杯吸收硫化氢,瓶口密封;
试验组11:将实施例1中培养得到的弯曲芽孢杆菌培养液与巨大芽孢杆菌培养液按照2:3混合得到混合培养液2。将1kg新鲜猪粪便置于平底容器中,将其摊平然后均匀喷洒10mL上述混合培养液2。平底容器内放置装有20mL 2%硼酸溶液的50mL小烧杯吸收氨气,瓶口密封;
试验组12:将实施例1中培养得到的弯曲芽孢杆菌培养液与巨大芽孢杆菌培养液按照2:3混合得到混合培养液2。将1kg新鲜猪粪便置于平底容器中,将其摊平然后均匀喷洒10mL上述混合培养液2。平底容器内放置装有20mL锌铵络盐溶液的50mL小烧杯吸收硫化氢,瓶口密封;
试验组13:将实施例1中培养得到的弯曲芽孢杆菌培养液与巨大芽孢杆菌培养液按照3:2混合得到混合培养液3。将1kg新鲜猪粪便置于平底容器中,将其摊平然后均匀喷洒10mL上述混合培养液3。平底容器内放置装有20mL 2%硼酸溶液的50mL小烧杯吸收氨气,瓶口密封;
试验组14:将实施例1中培养得到的弯曲芽孢杆菌培养液与巨大芽孢杆菌培养液按照3:2混合得到混合培养液3。将1kg新鲜猪粪便置于平底容器中,将其摊平然后均匀喷洒10mL上述混合培养液3。平底容器内放置装有20mL锌铵络盐溶液的50mL小烧杯吸收硫化氢,瓶口密封;
测定上述组别平底容器中氨气含量采用食品安全国家标准《GB 5009.228-2016食品中挥发性盐基氮的测定》中的微量扩散法,分别在1、3、7、14、21d,对上述组别平底容器中氨气含量进行测定,每个时间段检测3次,取平均值并计算氨气除去率,测定结果如表4所示;
测定上述组别平底容器中硫化氢含量采用深圳市吉顺安科技有限公司生产的便携式硫化氢检测仪进行检测,分别在1、3、7、14、21d,对上述组别平底容器中硫化氢含量进行测定,每个时间段检测3次,取平均值并计算硫化氢除去率,测定结果如表5所示。
表8混合菌对氨气的去除率检测
表9混合菌对硫化氢的去除率检测
具体参见表8,混合培养液1对新鲜猪粪处理1d后,除氨率达到58.11%;处理3d后除氨率达到85.71%;处理7d后除氨率达到92.99%;处理14d后除氨率达到95.42%,处理21d后除氨率达到95.91%。混合培养液2对新鲜猪粪处理1d后,除氨率达到50.34%;处理3d后除氨率达到82.22%;处理7d后除氨率达到91.53%;处理14d后除氨率达到93.57%,处理21d后除氨率达到94.43%。混合培养液3对新鲜猪粪处理1d后,除氨率达到43.58%;处理3d后除氨率达到80.76%;处理7d后除氨率达到88.36%;处理14d后除氨率达到93.57%,处理21d后除氨率达到93.91%。由此可知,在上述弯曲芽孢杆菌培养液与巨大芽孢杆菌培养液的混合比例中1:1混合效果最佳。具体参见表6、表8,弯曲芽孢杆菌培养液对新鲜猪粪处理1d后,除氨率达到44.59%;处理3d后除氨率达到81.34%;处理7d后除氨率达到91.67%;处理14d后除氨率达到93.67%;处理21d后除氨率达到93.91%。巨大芽孢杆菌培养液对新鲜猪粪处理1d后,除氨率达到33.45%;处理3d后除氨率达到76.38%;处理7d后除氨率达到90.21%;处理14d后除氨率达到93.57%;处理21d后除氨率达到94.42%。由此可知,弯曲芽孢杆菌培养液与巨大芽孢杆菌培养液按照1:1混合的除氨效果要由于单菌液的除氨效果。
具体参见表9,混合培养液1和混合培养液2对新鲜猪粪处理1d后,除硫化氢率就达到100.00%;之后3d、7d、14d、以及21d一直保持除硫化氢率100.00%,由此可知弯曲芽孢杆菌与巨大芽孢杆菌按照1:1和2:3混合均能将新鲜猪粪产生的硫化氢快速、彻底地去除。弯曲芽孢杆菌与巨大芽孢杆菌按照3:2混合虽然在处理1d时才达到85.71%,但3d后就达到了100.00%,除硫化氢效果也很好。具体参见表7,弯曲芽孢杆菌培养液对新鲜猪粪处理1d后,除硫化氢率达到85.71%;处理3d后除氨率达到100.00%,处理7d后除氨率达到100.00%;处理14d后除氨率达到100.00%;处理21d后除氨率达到100.00%。巨大芽孢杆菌培养液对新鲜猪粪处理1d后,除硫化氢率达到71.43%;处理3d后除氨率达到100.00%,处理7d后除氨率达到100.00%;处理14d后除氨率达到100.00%;处理21d后除氨率达到100.00%。由表7和表9可知,无论是弯曲芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌单菌液还是两种菌液按照1:1、2:3、3:2混合,均能很好地将猪粪中的硫化氢去除。除本实施例列举出的几个具体的配比比例,弯曲芽孢杆菌Z2与巨大芽孢杆菌Z3按照0~100:0~100的比例进行配比,均能很好地将猪粪中的氨气和硫化氢去除,其他的配比比例在此不进行一一列举。
实施例6:
弯曲芽孢杆菌Z2(Bacillus flexus Z2)在含硫(S2-)培养基中生长及脱硫能力定量检测:
含硫(S2-)培养基配方:Na2S2O3·5H2O 600mg/L,NaHCO31.0 g/L,KH2PO41.0 g/L,K2HPO4 1.0g/L,MgCl2·6H2O 0.8g/L,NH4Cl 0.4g/L,微量元素溶液1mL;最后,pH值调至7.0。121℃,20min,高温高压灭菌。
将弯曲芽孢杆菌Z2接种至上述培养基中,30℃,120rpm摇床培养,分别在培养0、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5h后,取样,离心取上清,定量检测硫化物浓度并计算硫化物去除率。测定结果如表10所示。
巨大芽孢杆菌Z3在含硫(S2-)培养基中生长及脱硫能力定量检测:
含硫(S2-)培养基配方:Na2S2O3·5H2O 600mg/L,NaHCO31.0g/L,KH2PO41.0g/L,K2HPO41.0g/L,MgCl2·6H2O 0.8g/L,NH4Cl 0.4g/L,微量元素溶液1mL;最后,pH值调至7.0。121℃,20min,高温高压灭菌。
将巨大芽孢杆菌Z3接种至上述培养基中,30℃,120rpm摇床培养,分别在培养0、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5h后,取样,离心取上清,定量检测硫化物浓度并计算种至上述培养基中,30℃,120rpm摇床培养,分别在培养0、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5h后,取样,离心取上清,定量检测硫化物浓度并计算转化率和硫化氢浓度。测定结果如表11所示。
表10弯曲芽孢杆菌Z2对硫化物的去除率
表11巨大芽孢杆菌Z3对硫化物的去除率
具体参见表10和表11,可知弯曲芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌均对硫化物具有良好的脱除效果,并且能够快速且高效的脱除硫化物。因此本发明的弯曲芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌适用于成分复杂的待处理对象如垃圾渗滤液。
实施例7:
试验材料为垃圾渗滤液,垃圾渗滤液取自杭州垃圾填埋场,将12kg垃圾渗滤液均分为4份,
对照组3:将4kg垃圾渗滤液倒入于平底容器中,然后将10mL NA培养液也加入平底容器中,混合均匀。平底容器内放置装有20mL 2%硼酸溶液的50mL小烧杯吸收氨气,瓶口密封;
对照组4:将4kg垃圾渗滤液倒入于平底容器中,然后将10mL NA培养液也加入平底容器中,混合均匀。平底容器内放置装有20mL锌铵络盐溶液的50mL小烧杯吸收硫化氢,瓶口密封;
试验组15:将实施例1中培养得到的弯曲芽孢杆菌培养液与巨大芽孢杆菌培养液按照1:1混合得到混合培养液4。将4kg垃圾渗滤液倒入于平底容器中,然后将10mL混合培养液4也加入平底容器中,混合均匀。平底容器内放置装有20mL 2%硼酸溶液的50mL小烧杯吸收氨气,瓶口密封;
试验组16:将实施例1中培养得到的弯曲芽孢杆菌培养液与巨大芽孢杆菌培养液按照1:1混合得到混合培养液4。将4kg垃圾渗滤液倒入于平底容器中,然后将10mL混合培养液4也加入平底容器中,混合均匀。平底容器内放置装有20mL锌铵络盐溶液的50mL小烧杯吸收硫化氢,瓶口密封。
测定上述组别平底容器中氨气含量采用食品安全国家标准《GB 5009.228-2016食品中挥发性盐基氮的测定》中的微量扩散法,分别在1、3、7、14、21d,对上述组别平底容器中氨气含量进行测定,每个时间段检测3次,取平均值并计算氨气除去率,测定结果如表12所示。
测定上述组别平底容器中硫化氢含量采用深圳市吉顺安科技有限公司生产的便携式硫化氢检测仪进行检测,分别在1d,3d,7d,14d,21d,对上述组别平底容器中硫化氢含量进行测定,每个时间段检测3次,取平均值并计算硫化氢除去率,测定结果如表13所示。
表12垃圾渗滤液中氨气去除率测定
表13垃圾渗滤液中硫化氢去除率测定
具体参见表12,混合培养液4在处理垃圾渗滤液7d时,除氨率达到91.99%,之后的14d和21d,混合培养液4对垃圾渗滤液的除氨率分别达到92.35%和93.63%。由此可知,混合培养液4对垃圾渗滤液的除氨气效果好,并且混合培养液4中的菌种已在垃圾渗滤液中形成优势群落,可长时间维持垃圾渗滤液处于基本不逸出氨气的状态,可应用到实际垃圾渗滤液的除臭工作中。具体参见表13,混合培养液4在处理垃圾渗滤液14d时,除硫化氢率达到100.00%,之后的21d,混合培养液4对垃圾渗滤液的除硫化氢率达到100.00%。由此可知,混合培养液4对垃圾渗滤液的除硫化氢效果非常可长时间维持垃圾渗滤液处于不逸出硫化氢的状态,在垃圾渗滤液的除臭工作中具有很高的应用价值。
弯曲芽孢杆菌Z2和巨大芽孢杆菌Z3还可应用到其他需生物除臭的待处理对象中,本发明在此不进行一一列举。
以上对本发明的实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
序列表
<110> 浙江省农业科学院
<120> 一种微生物除臭菌剂
<160> 2
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 1421
<212> DNA
<213> 弯曲芽孢杆菌 Z2(Bacillus flexus Z2)
<400> 1
gcagtcgagc gaactgatta gaagcttgct tctatgacgt tagcggcgga cgggtgagta 60
acacgtgggc aacctgcctg taagactggg ataacttcgg gaaaccgaag ctaataccgg 120
ataggatctt ctccttcatg ggagatgatt gaaagatggt ttcggctatc acttacagat 180
gggcccgcgg tgcattagct agttggtgag gtaacggctc accaaggcaa cgatgcatag 240
ccgacctgag agggtgatcg gccacactgg gactgagaca cggcccagac tcctacggga 300
ggcagcagta gggaatcttc cgcaatggac gaaagtctga cggagcaacg ccgcgtgagt 360
gatgaaggct ttcgggtcgt aaaactctgt tgttagggaa gaacaagtac aagagtaact 420
gcttgtacct tgacggtacc taaccagaaa gccacggcta actacgtgcc agcagccgcg 480
gtaatacgta ggtggcaagc gttatccgga attattgggc gtaaagcgcg cgcaggcggt 540
ttcttaagtc tgatgtgaaa gcccacggct caaccgtgga gggtcattgg aaactgggga 600
acttgagtgc agaagagaaa agcggaattc cacgtgtagc ggtgaaatgc gtagagatgt 660
ggaggaacac cagtggcgaa ggcggctttt tggtctgtaa ctgacgctga ggcgcgaaag 720
cgtggggagc aaacaggatt agataccctg gtagtccacg ccgtaaacga tgagtgctaa 780
gtgttagagg gtttccgccc tttagtgctg cagctaacgc attaagcact ccgcctgggg 840
agtacggtcg caagactgaa actcaaagga attgacgggg gcccgcacaa gcggtggagc 900
atgtggttta attcgaagca acgcgaagaa ccttaccagg tcttgacatc ctctgacaac 960
tctagagata gagcgttccc cttcggggga cagagtgaca ggtggtgcat ggttgtcgtc 1020
agctcgtgtc gtgagatgtt gggttaagtc ccgcaacgag cgcaaccctt gatcttagtt 1080
gccagcattc agttgggcac tctaaggtga ctgccggtga caaaccggag gaaggtgggg 1140
atgacgtcaa atcatcatgc cccttatgac ctgggctaca cacgtgctac aatggatggt 1200
acaaagggct gcaagaccgc gaggtcaagc caatcccata aaaccattct cagttcggat 1260
tgtaggctgc aactcgccta catgaagctg gaatcgctag taatcgcgga tcagcatgcc 1320
gcggtgaata cgttcccggg ccttgtacac accgcccgtc acaccacgag agtttgtaac 1380
acccgaagtc ggtggagtaa ccgtaaggag ctagccgcct a 1421
<210> 2
<211> 1415
<212> DNA
<213> 巨大芽孢杆菌 Z3(Bacillus megaterium Z3)
<400> 2
gttacgactt ggttaccttg ttacgacttg gttaccttgt tacgacttgg ttaccttgtt 60
acgacttggt taccttgtta cgacttggtt accttgttac gacttggtta ccttgttacg 120
acttggttac cttgttacga cagttgcagc ctgtatccga actgataatg gttttatggg 180
attggcttga cctcgcggtc ttgcagccct ttgtaccatc cattgtagca cgtgtgtagc 240
ccaggtcata aggggcatga tgatttgacg tcatccccac cttcctccgg tttgtcaccg 300
gcagtcacct tagagtgccc aactaaatgc tggcaactaa gatcaagggt tgcgctcgtt 360
gcgggactta acccaacatc tcacgacacg agctgacgac aaccatgcac cacctgtcac 420
tctgtccccc gaaggggaac gctctatctc tagagttgtc agaggatgtc aagacctggt 480
aaggttcttc gcgttgcttc aaattaaacc acatgctcca ccgcttgtgc gggcccccgt 540
caattccttt gagtttcagt cttgcgaccg tactccccag gcggagtgct taatgcgtta 600
gctgcagcac taaagggcgg aaaccctcta acacttagca ctcatcgttt acggcgtgga 660
ctaccagggt atctaatcct gtttgctccc cacgctttcg cgcctcagcg tcagttacag 720
accaaaaagc cgccttcgcc actggtgttc ctccacatct ctacgcattt caccgctaca 780
cgtggaattc cgcttttctc ttctgcactc aagttcccca gtttccaatg accctccacg 840
gttgagccgt gggctttcac atcagactta agaaaccgcc tgcgcgcgct ttacgcccaa 900
taattccgga taacgcttgc cacctacgta ttaccgcggc tgctggcacg tagttagccg 960
tggctttctg gttaggtacc gtcaaggtac aagcagttac tcttgtactt gttcttccct 1020
aacaacagag ttttacgacc cgaaagcctt catcactcac gcggcgttgc tccgtcagac 1080
tttcgtccat tgcggaagat tccctactgc tgcctcccgt aggagtctgg gccgtgtctc 1140
agtcccagtg tggccgatca ccctctcagg tcggctatgc atcgttgcct tggtgagccg 1200
ttacctcacc aactagctaa tgcaccgcgg gcccatctgt aagtgatagc cgaaaccatc 1260
tttcaatcat ctcccatgaa ggagaagatc ctatccggta ttagcttcgg tttcccgaag 1320
tcatcccagt cttacaggca cgttgcccac gtgttactcc cccgtccgcc gctaacgtca 1380
tagaagcaag ctgagtaatc gatcaaactc tgagc 1415
Claims (1)
1.一种微生物除臭菌剂,其特征在于弯曲芽孢杆菌Z2(Bacillus flexus Z2)的培养液和巨大芽孢杆菌Z3(Bacillus megaterium Z3)的培养液混合比例为0~3:2~3,所述弯曲芽孢杆菌Z2(Bacillus flexus Z2)的保藏编号为CCTCC NO:M 2018659,于2018年9月30日保藏于中国典型培养物保藏中心(CCTCC);所述巨大芽孢杆菌Z3(Bacillus megateriumZ3)的保藏编号为CCTCC NO:M 2018660,于2018年9月30日保藏于中国典型培养物保藏中心(CCTCC)。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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