CN110121550A - 用于生物降解废弃物的方法和产品 - Google Patents

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吴金川
大卫·陈
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Abstract

本发明提供了一种用于废弃物降解的产品的制备方法、一种用于废弃物降解的产品、一种分离的微生物菌株、分离的微生物菌株的基本上纯的培养物、微生物菌群或混合的微生物组合物，以及一种降解废弃物的方法。用于废弃物降解的产品的制备方法包括：从一种以上食物废弃物源中分离出在固体培养基上呈单独菌落的多个微生物菌株；基于各微生物菌株的菌落的大小和/或丰度选择多个分离出的微生物菌株，所选微生物菌株是基于与其他微生物菌株相比具有更大的菌落大小和/或更大的菌落丰度而选择的；以及组合所选微生物菌株以制备用于废弃物降解的微生物菌群。

Description

用于生物降解废弃物的方法和产品
技术领域
本发明涉及生物降解废弃物领域。具体而言，本发明涉及包含有机物的废弃物的生物降解领域；利用微生物来有效地生物降解废弃物的领域。
背景技术
人类产生的废弃物的量继续以惊人的速度增长。几乎所有的人类活动都会产生废弃物。这种废弃物可以是固体、液体或气体形式。任何生物体都产生废弃物。更高级的生物体进食的简单行为不可避免地产生废弃物，因为生物体可能不会消耗整个的食物部分以及消耗的食物没有被完全消化和吸收。
人类废弃物包括例如城市废弃物、污水废弃物和工业废弃物。适当的废弃物管理越来越重要，并且需要考虑许多因素、方面和目标；如有毒和有害物质的降低/去除，熟知的降低、再利用和再循环口号。有机废弃物的生物降解是废弃物管理范围的重要部分，因此需要发展新的改进的生物降解方法，作为解决废弃物问题的一部分。
发明内容
因此，在第一方面，本发明提供了一种用于废弃物降解的产品的制备方法。所述方法包括：从一种以上食物废弃物源中分离出在固体培养基上呈单独菌落的多个微生物菌株；基于各微生物菌株的菌落的大小和/或丰度选择多个分离出的微生物菌株，所选微生物菌株是基于与其他微生物菌株相比具有更大的菌落大小和/或更大的菌落丰度而选择的；以及组合所选微生物菌株以制备用于废弃物降解的微生物菌群。
第二方面，本发明提供了一种用于废弃物降解的产品，其包括微生物菌群。微生物菌群包括微生物菌株的组合，所述微生物菌株在固体培养基上呈从一种以上食物废弃物源中分离出的单独菌落，并基于各微生物菌株的菌落的大小和/或丰度进行选择，所选微生物菌株是基于与其他微生物菌株相比具有更大的菌落大小和/或更大的菌落丰度而选择的。
在第三方面，本发明提供了一种分离的微生物菌株，其选自由假丝酵母属(Candida sp.)、片球菌属(Pediococcus sp.)和阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)组成的组。具体而言，该组可以由光滑念珠菌DSMZ 32770、片球菌属DSMZ 32729、阴沟肠杆菌DSMZ32739和肠杆菌属(Enterobacter sp.)DSMZ 32730组成。DSMZ编号是莱布尼茨研究所DSMZ-德国微生物保藏中心(德国不伦瑞克，布达佩斯条约国际保藏机构)的保藏号(保藏日：2018-02-01)。
在第四方面，本发明提供了根据第三方面的任何分离的微生物菌株的基本上纯的培养物。
在第五方面，本发明提供微生物菌群或混合的微生物组合物，其包含选自由假丝酵母属、片球菌属和阴沟肠杆菌组成的组中的两种以上菌株。具体而言，该组可以由光滑念珠菌DSMZ 32770、片球菌属DSMZ 32729、阴沟肠杆菌DSMZ 32739和肠杆菌属(Enterobactersp.)DSMZ 32730组成。
在第六方面，本发明提供了一种降解废弃物的方法。该方法包括提供根据第二方面的用于废弃物降解的产品、根据第三方面的分离的微生物菌株、根据第四方面的分离的微生物菌株的基本上纯的培养物以及根据第五方面的微生物菌群或混合的微生物组合物中的一种；将用于废弃物降解的产品、分离的微生物菌株、分离的微生物菌株的基本上纯的培养物以及微生物菌群或混合的微生物组合物中的一种与废弃物混合；以及用用于废弃物降解的产品、分离的微生物菌株、分离的微生物菌株的基本上纯的培养物以及微生物菌群或混合的微生物组合物中的一种生物降解废弃物。
从以下结合附图的详细描述中，举例说明本发明的原理，本发明的其它方面和优点将变得显而易见。
附图说明
图1显示了根据本发明实施方式的固定化微生物细胞在空气干燥之前(0小时)和之后(72小时)之间的比较照片；
图2显示了使用根据本发明的一个实施方式的降解废弃物的产品降解之前(0小时)和之后(162小时)的鸡废弃物的照片；
图3显示了使用根据本发明的一个实施方式的降解废弃物的产品在降解之前(0小时)和之后(114小时)的熟肉的照片；
图4显示了使用根据本发明的一个实施方式的降解废弃物的产品在降解之前(0小时)和之后(114小时)的包含甘蔗渣的水果废弃物的照片；
图5显示了通过共培养四(4)种微生物菌株来制备并固定在锯末上的根据本发明的一个实施方式的降解废弃物的产品的照片；
图6(a)至6(c)显示了使用根据本发明的一个实施方式的降解废弃物的产品的(a)熟肉、(b)0小时的降解肉和(c)48小时后的降解肉的照片；
图7(a)至7(c)显示了使用市售的微生物菌群的(a)熟肉、(b)0小时的降解肉和(c)48小时后的降解肉的照片；
图8(a)至8(c)显示了使用根据本发明的一个实施方式的降解废弃物的产品的(a)面条和肉类的组合、(b)0小时的降解物和(c)48小时后的降解物的照片；
图9(a)至9(c)显示了使用市售的微生物菌群的(a)面条和肉类的组合、(b)0小时的降解物和(c)48小时后的降解物的照片；
图10(a)至10(c)显示了使用根据本发明的一个实施方式的降解废弃物的产品的(a)面条、(b)0小时的降解面条和(c)120小时后的降解面条的照片；以及
图11(a)至11(c)显示了使用市售的微生物菌群的(a)面条、(b)0小时的降解面条和(c)120小时后的降解面条的照片。
定义
如本文所使用的，“生物降解”是指通过生物过程分解或使腐烂(decompose)。因此，通过使材料与细菌接触来使有机材料腐烂的过程是生物降解的一个例子。
如本文所使用的，术语“包含”或“包括”应被理解为代表所提及的所述特征、整体、步骤或组分的存在，但并不排除一个或多个特征、整体、步骤或组分或其组合的存在或添加。然而，在本公开的上下文中，术语“包含”或“包括”还包括“由......组成”。词汇“包含(comprising)”的变形(例如“包含(comprise)”和“包含(comprises)”)和“包括(including)”的变体(例如“包括(include)”和“包括(includes)”)具有相应的变化的含义。
如本文所使用的，“微生物”被理解为是指包括真核生物、原核生物或病毒的任何微观生物体；进一步包括但不限于细菌(革兰氏阳性、革兰氏阴性或革兰氏不定的)，真菌、病毒、原生动物、藻类和它们的生殖形式，包括孢囊和孢子。例如，就细菌而言，它包括在真核细胞内复制的支原体、立克次氏体和衣原体以及那些不在真核细胞内复制的细菌。术语“微生物(microorganism)”可以与“微生物有机体”和“微生物(microbe)”互换使用。
如本文所使用的，用于微生物的术语“分离的”是指已经从其天然产生的环境中被除去和/或纯化的微生物。如此，如本文所用的微生物的“分离菌株”是已从其天然环境中被除去和/或纯化的菌株。因此，“分离的微生物”不包括存在于其天然产生的环境中的微生物。此外，术语“分离的”不一定反映微生物被纯化的程度。微生物菌株的“基本上纯的培养物”是指除了所需要的一种或多种微生物菌株之外基本上不含其他微生物的培养物。换句话说，微生物菌株的基本上纯的培养物基本上不含其他污染物(包括微生物污染物以及不希望的化学污染物)。此外，如本文所使用的，“生物学纯的”菌株旨在表示与自然界中通常与其相关的物质分离的菌株。要注意的是与其他菌株相关的菌株，或与自然界通常不会发现的化合物或材料相关的菌株仍定义为“生物学纯的”。当然，特定菌株的单一培养物是“生物学纯的”。如本文所使用的，分离的微生物菌株的术语“富集的培养物”是指含有超过50％、60％、70％、80％、90％或95％的分离菌株的微生物培养物。
如本文所使用的，微生物菌群是指两种以上微生物菌株的混合群体。通常，微生物菌株可以自然形成或者组合在一起并实现特定目标。例如，本发明的微生物菌群组合用于生物降解。
如本文所使用的，术语“有机物质”(与有机材料可互换使用)涵盖包括碳的任何材料，包括化石和非化石材料。有机物质的非限制性例子包括生物质、木质纤维素物质和含烃材料(例如褐煤、油页岩和泥炭)。
如本文所用，“包含有机物的废弃物”包括生物废弃物、肥料、绿色废弃物、城市废弃物、污水、食物和农业废弃物以及工业有机废弃物。肥料可以包括由人类和各种动物产生的肥料，包括农场动物，例如牛、绵羊、马、猪、山羊、兔子和家禽，如鸡、火鸡和鸭子。绿色废弃物可以包括来自多种来源的各种基材，如庭院废弃物，包括草屑、树木、灌木和树篱修剪物、树叶、以及家庭和商业食物废弃物。城市废弃物可以包括住宅和商业废物，例如纸张、木材、食物和庭院废弃物。可被生物降解或堆肥的废弃物可以从混合的非生物降解物质中分离出来。污水污泥可以作为有机废弃物的来源。
具体实施方式
根据第一方面，本发明提供了一种用于废弃物降解的产品的制备方法。该方法包括从一种以上食物废弃物源中分离出在固体培养基上呈单独菌落的多个微生物菌株；基于各微生物菌株的菌落的大小和/或丰度选择多个分离出的微生物菌株，所选微生物菌株是基于与其他微生物菌株相比具有更大的菌落大小和/或更大的菌落丰度而选择的；以及组合所选微生物菌株以制备用于废弃物降解的微生物菌群。
具体而言，可以基于大小、形状和颜色辨识各微生物菌株的菌落。
用于废弃物降解的产品的制备方法可以包括评价包含组合微生物菌株的微生物菌群的食物降解。
所选微生物菌株可以选自由假丝酵母属、片球菌属和阴沟肠杆菌组成的组。具体而言，该组可以由光滑念珠菌DSMZ 32770、片球菌属DSMZ 32729、阴沟肠杆菌DSMZ32739和肠杆菌属DSMZ 32730组成。
用于废弃物降解的产品的制备方法可以进一步包括在组合所选微生物菌株之前培养所选各微生物菌株。可以在约30摄氏度(℃)至约70℃的温度下培养所选各微生物菌株。组合所选微生物菌株的步骤可以包括将培养的微生物菌株接种到培养基中。
用于废弃物降解的产品的制备方法还可以包括将微生物菌群固定到载体上。微生物菌群的含水培养物与载体的质量比可以是约2：1。载体可以是锯末、废谷物或来源于油棕的空果房。
在第二方面，本发明提供了一种用于降解废弃物的产品，其包括微生物菌群。微生物菌群包括微生物菌株的组合，所述微生物菌株在固体培养基上呈从一种以上食物废弃物源中分离出来的单独菌落，并基于各微生物菌株的菌落的大小和/或丰度进行选择，所选微生物菌株是基于与其他微生物菌株相比具有更大的菌落大小和/或更大的菌落丰度而选择的。
可以基于大小、形状和颜色辨识各微生物菌株的菌落
所选微生物菌株可以选自由假丝酵母属、片球菌属和阴沟肠杆菌组成的组。具体而言，该组可以由光滑念珠菌DSMZ 32770、片球菌属DSMZ 32729、阴沟肠杆菌DSMZ32739和肠杆菌属DSMZ 32730组成。用于废弃物降解的产品还可以进一步包括载体，微生物菌群固定到该载体上。载体可以是锯末、废谷物或来源于油棕的空果房。
在第三方面，本发明提供了一种分离的微生物菌株，其选自由假丝酵母属(Candida sp.)、片球菌属(Pediococcus sp.)和阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)组成的组。具体而言，该组可以由光滑念珠菌DSMZ 32770、片球菌属DSMZ 32729、阴沟肠杆菌DSMZ32739和肠杆菌属DSMZ 32730组成。DSMZ编号是莱布尼茨研究所DSMZ-德国微生物保藏中心(布达佩斯条约国际保藏机构)的保藏号。
在第四方面，本发明还提供了根据第三方面的任何分离的微生物菌株的基本上纯的培养物。
在第五方面，本发明提供了微生物菌群或混合的微生物组合物，其包含选自由假丝酵母属、片球菌属和阴沟肠杆菌组成的组的两种以上菌株。具体而言，该组可以由光滑念珠菌DSMZ 32770、片球菌属DSMZ 32729、阴沟肠杆菌DSMZ 32739和肠杆菌属DSMZ 32730组成。
本发明还包括一种制备如本文所述的分离菌株的基本上纯的培养物的方法；以及一种制备如本文所述的微生物菌群或混合的微生物组合物的方法。
本发明进一步包括一种制备如本文所述的微生物菌群或混合的微生物组合物的方法，包括以下步骤：
(i)分别培养各微生物菌株；以及
(ii)将两种以上培养的微生物菌株组合以产生微生物菌群或混合的微生物组合物。
步骤(i)可以包括分别培养各微生物菌株以形成不同的预接种培养物；以及步骤(ii)可以包括用所有的预接种培养物接种培养基并培养以得到微生物菌群或混合的微生物组合物。
本发明进一步包括一种制备微生物菌群或混合的微生物组合物的方法，包括以下步骤：
(i)培养各微生物菌株(光滑念珠菌(DSMZ 32770)、片球菌属(DSMZ32729)、阴沟肠杆菌(DSMZ 32739)和肠杆菌属(DSMZ 32730))以形成各微生物菌株的基本上纯的培养物；以及
(ii)将所有四种基本上纯的培养物组合以产生微生物菌群或混合的微生物组合物。
步骤(i)可以包括分别培养各微生物菌株(光滑念珠菌(DSMZ 32770)、片球菌属(DSMZ 32729)、阴沟肠杆菌(DSMZ 32739)和肠杆菌属(DSMZ 32730))以形成各微生物菌株的四种基本上纯的预接种培养物；以及步骤(ii)可以包括用所有四种预接种培养物接种培养基。
如本文所述的基本上纯的培养物、微生物菌群或混合的微生物组合物可以用固体培养基固定。因此，本文所述的方法进一步包括用固体培养基固定微生物菌株、微生物菌群或混合的微生物组合物。有利地，固体培养基充当固体支持物以增强商业用途的微生物菌群的稳定性。任何合适的固体培养基可用于固定基本上纯的培养物、微生物菌群或混合的微生物组合物。优选地，固体培养基便宜且可生物降解。合适的固体培养基的例子包括但不限于锯末、废谷物或来源于油棕的空果房的固体培养基。
分离的微生物菌株可以单独使用，或者微生物菌群或混合的微生物组合物可以用于废弃物的生物降解。
本发明还提供了一种生物降解包含有机物的废弃物的方法，包括以下步骤：
(i)将至少一种选自光滑念珠菌(DSMZ 32770)、片球菌属(DSMZ 32729)、阴沟肠杆菌(DSMZ 32739)和肠杆菌属(DSMZ 32730)的分离的微生物菌株与包含有机物的废弃物混合以形成混合物；以及
(ii)发酵混合物。
本发明还提供了一种用于生物降解包含有机物的废弃物的方法，包括以下步骤：
(i)混合两种以上选自光滑念珠菌(DSMZ 32770)、片球菌属(DSMZ 32729)、阴沟肠杆菌(DSMZ 32739)和肠杆菌属(DSMZ 32730)的菌株以形成混合物；以及
(ii)发酵混合物。
废弃物包含可被生物降解的有机物。
在第六方面，本发明提供了一种降解废弃物的方法。该降解废弃物的方法包括：提供用于废弃物降解的产品、分离的微生物菌株、分离的微生物菌株的基本上纯的培养物、或微生物菌群或混合的微生物组合物中的一种；将用于废弃物降解的产品、分离的微生物菌株、分离的微生物菌株的基本上纯的培养物、或微生物菌群或混合的微生物组合物中的一种与废弃物混合；以及用用于废弃物降解的产品、分离的微生物菌株、分离的微生物菌株的基本上纯的培养物、或微生物菌群或混合的微生物组合物中的一种生物降解废弃物。废弃物可以在约30摄氏度(℃)至约50℃之间的温度下生物降解。在提供用于废弃物降解的产品的一个实施方式中，用于废弃物降解的产品和废弃物可以以约1：1的质量比提供。
现在已经总体地描述了本发明，通过参考下列实施例将更容易理解本发明，这些实施例是以说明的方式提供的，并且不旨在限制本发明。
实施例
通过混合从玮思康私人有限公司的食物废弃物样品中分离的关键微生物菌株，发展了一种新的微生物菌群WM4。
实施例1：微生物菌株的分离
从玮思康私人有限公司的食物废弃物食物中分离出关键微生物菌株。基于琼脂平板上的菌落形态、颜色、形状、大小和丰度，很大程度上识别出了相同菌株的不同菌落。菌株基于琼脂平板上的大小和丰度来选择。
从样品2中分离出一种酵母克隆C1和一种细菌克隆C2，并从样品3中分离出两种细菌克隆C3和C4。
实施例2：分离的菌株的识别
四(4)种分离株在实验室中鉴定，并由莱布尼茨研究所DSMZ-德国微生物保藏中心进一步证实。
表1.分离的微生物菌株的识别
实施例3：分离株的生长和培养物浓度
所有四(4)种关键菌株在30℃和50℃下在100mL的液体培养基(含5g/L的氯化钠、2g/L的K2HPO4.2H2O、10g/L的酵母提取物、50g/L的右旋糖)中生长以比较细胞生长。发现所有细菌菌株在30℃下比在50℃下生长得更好。生长24小时后，使用NaOH将培养物的pH调节至7，再加入50g/L的葡萄糖并将培养物再温育24小时。在50℃培养时，由于OD600值低，因此葡萄糖的消耗量低，24小时后不再进一步添加葡萄糖。生长48小时后，与在50℃培养的培养物相比，在30℃培养的培养物的OD600高得多(表2)。
在一个特定的例子中，将所有10种细菌培养物(在两种温度下培养)均匀混合并在4000rpm、4℃下离心10分钟。倾析培养物上清液，留下200ml培养基重新悬浮细胞团块用于固定在锯末上。优选地，在另一个实施方式中，在一个温度下生长的四种不同的微生物菌株可以组合在一起。
表2.微生物分离株在30℃和50℃下的OD600
样品2 30℃下的OD<sub>600</sub> 50℃下的OD<sub>600</sub>
C1 60 0.10
C2 0.7 0.7
样品3 30℃下的OD<sub>600</sub> 50℃下的OD<sub>600</sub>
C3 3.5 0.01
C4 4.0 0.01
实施例4：将浓缩培养物固定在锯末上
培养后，得到微生物细胞并通过加入锯末进行固定，并将固定的细胞在通风橱中风干2-3天(图1)。空气干燥72小时后，微生物菌群WM4即可用于废弃物降解。通过在烘箱中在80℃下干燥48小时，然后测量其在烘箱干燥之前和之后的重量损失，来测量微生物菌群WM4的含水量。其含水量因此被确定为32.2％。
实施例5：食物废弃物降解的研究
使用WM4分别降解高压灭菌的鸡肉、熟肉和包括甘蔗渣的新鲜水果废弃物。通过将来自实施例4的固定的微生物细胞(WM4)50g(湿重)与50g食物废弃物(湿重)混合并在50℃和200rpm下温育混合物，来进行食物降解实验。高压灭菌的鸡肉、废弃的熟肉和包括甘蔗渣的新鲜水果废弃物分别在162小时、114小时和114小时后被有效地降解(图2至图4)。降解效果至少与使用市售微生物菌群的降解效果(即使在162小时后，未降解的三种食物废弃物仍然明显可见)一样好。
优选地，任何一种菌株都可以用于生物降解包含有机材料的废弃物。还优选地，根据本发明的微生物菌群可以包含四种细菌菌株中的两种以上。
实施例6：简化WM4的制备以便于批量生产
发展了一种制备微生物菌群的简化方法，以有助于其商业应用。分别制备各菌株的预接种培养物，并且可以使用任意两种、三种或所有四种预培养物接种培养基以培养菌株，来产生混合培养物(即微生物菌群)。
6.1所有四种菌株的共培养
除了C2以外，所有四(4)种细菌分离株都在30℃下在20ml的酵母提取物肽右旋糖(YPD)肉汤(酵母提取物10g/L，蛋白胨20g/L以及右旋糖20g/L)中单独预培养过夜，并且分离株C2(片球菌属)在30℃下在20ml的De Man，Rogosa和Sharpe(MRS)肉汤(示蛋白胨10g/L，牛肉提取物10g/L，酵母提取物5g/L，右旋糖20g/L，聚山梨酯801g/L，柠檬酸铵2g/L，乙酸钠5g/L，硫酸镁0.1g/L，硫酸锰0.050g/L，磷酸二钾2g/L)中培养并温育过夜。次日，将所有四(4)种培养物接种到含有300mL液体培养基(含5g/L的氯化钠，2g/L的K2HPO4·2H2O，10g/L的酵母提取物，50g/L的右旋糖)的锥形瓶中，使最终培养体积为380ml，初始OD600为1.97。将混合物在30℃温育24小时，OD600测得为18.9且pH为4.0。为了中和酸度，加入2.5g的NaHCO3至最终pH为7，然后再加入50g/L的葡萄糖并将培养物再温育24小时。最终的OD600在48小时达到40。
6.2将共培养的菌株固定在锯末上
将锯末加入到得到的共培养物中以固定微生物菌群。在这种固定的微生物菌群空气干燥之后，微生物菌群WM4即可用于废弃物降解。通过在烘箱中在80℃下干燥48小时，然后测量其在烘箱干燥之前和之后的重量损失，来计算固定的微生物菌群WM4的含水量。其含水量因此被确定为61.2％。图5显示了通过共培养四(4)种菌株然后用锯末固定而制备的微生物菌群WM4。
6.3食物废弃物降解
由上述实施例6.2制备的固定菌群(WM4)和市售微生物菌群和食物废弃物(熟肉和面条)以1:1(w/w，湿重)的比例使用。将50g由上述实施例6.2制备的固定菌群(WM4)和用作对照组的市售微生物菌群(50克，湿重)分别与50g食物废弃物(湿重)混合并在37℃以200rpm振荡温育。将熟肉(50g，湿重)、生面条(50g，湿重)(希普吉普食品制造私人有限公司)和熟肉与生面条(各25g，湿重)的组合作为食物废弃物降解的底物，进行测试(图6-11)。
6.4固体减少总量和食物废弃物减少量
测量使用由以上实施例6.2制备的固定菌群(WM4)和市售微生物菌群的总固体(食物废弃物+固定的微生物菌群)重量损失和食物废弃物重量损失。取10克来自实施例6.3的不同食物样品(测试组和对照组)并重新悬浮于50ml水中。将每个样品彻底涡旋2-3分钟，并在4000rpm离心30分钟。每个不同食物样品的颗粒物质和不溶于水的物质在每个样品各自的falcon管中被沉淀下来，并且上清液中的可溶性部分被倾析出。在80℃下干燥具有颗粒的falcon管，直到观察不到重量减轻。分别在降解48小时(肉类和肉类加面条)和120小时(仅面条)后，计算固体减少总量和食物废弃物减少量(表3)。
计算固体减少总量的公式是：
Ai：食物废弃物和微生物菌群的初始干重
Af：降解后食物废弃物和微生物菌群的最终干重
计算食物废弃物减少量的公式是：
Af：降解后食物废弃物和微生物菌群的最终干重
Mi：微生物菌群的初始干重
Fi：食物废弃物的初始干重
表3.降解后固体减少总量和食物废弃物减少总量
可以看出，仅面条的样品在120小时后，WM4的固体减少总量和食物废弃物减少量分别高出市售微生物菌群的1.2倍和1.4倍。对于仅肉类的样品，在48小时后，WM4的固体减少总量和食物废弃物减少量分别高出市售微生物菌群的6.0倍和4.4倍。对于肉类和面条样品的组合，在48小时后，WM4的固体减少总量和食物废弃物减少量分别高3.9倍和2.3倍。因此，WM4比市售微生物菌群在降解食物废弃物上更加有效，因其降解程度更高和操作温度更低(<40℃)。据推测，与仅面条的样品相比，肉类和面条样品的降解时间更短，因为肉类的存在为微生物菌株的生长提供了更多的氮。
6.5被降解食物废弃物的pH值的测量
将取自降解前后每种食物废弃物样品的固体样品(1.0g，湿重)各自加入到10ml自来水中。面条的降解时间为120小时，仅肉类以及肉类和面条样品的降解时间为48小时。将每种混合物涡旋并在室温静置以使固体沉降。然后测量每个样品的上清液pH值(表4)。
表4.降解前后固体样品的pH变化(1g溶于10ml水中)
注意到，在面条降解的情况下，使用WM4和市售微生物菌群降解后的pH值均升高。在熟肉以及熟肉和面条组合的情况下，观察到pH的降低。面条、仅肉类和肉类+面条(WM4和对照组)的降解产物的HPLC分析显示存在大量乙酸和少量丁酸作为主要酸性物质。
实施例7讨论/结论
通过从玮思康私人有限公司收集的食物废弃物产品中分离出微生物，并将最强大的隔离株组合成新的微生物菌群，发展了一个新的微生物菌群WM4。
从食物废弃物产品中分离出三(3)种细菌菌株(肠杆菌属、片球菌属、阴沟肠杆菌)和一(1)种酵母菌株(光滑念珠菌)，且所有这些菌株均被归类为生物安全级别1(BSL 1)。
优化了培养条件，并且微生物菌群被固定在便宜且可生物降解的固体培养基上以增强商用微生物的稳定性。
混合在30℃下生长的所有四(4)种分离株的个体培养物，然后收获，并加入锯末以固定细胞，得到微生物菌群WM4，与市售微生物菌群相比，WM4能够在30-50℃更高效地降解食物废弃物。
发展了一种制备WM4的简化方法，其中四(4)种分离株被共培养，然后固定在锯末上以降低生产成本并有利于其商业应用。
新的微生物菌群WM4能够比市售的微生物菌群更有效地转化食物废弃物，体现在缩短处理时间以及食物废弃物的降解程度提高方面。
新的微生物菌群WM4在将食物废弃物降解为有机肥料方面比市售微生物菌群更有效地工作，这节省了处理时间和能源消耗，并且提高了工艺效率，有利于工艺经济性。
使用市售微生物菌群处理食物废弃物需要更长的时间(每个循环超过24小时)并且处理需要在更高的温度(50℃)进行。使用这种市售的微生物菌群处理食物废弃物时，观察到了较低的降解率和较高的能量消耗。新的微生物菌群WM4可以比市售的微生物菌群更有效地工作，并且可以在较低的温度(低于40℃)下实施，显著提高了工艺效率和经济性。
WM4比市售的微生物菌群更有效地降解熟肉、面条以及熟肉和面条的组合，导致形成更酸性的环境。
虽然已经说明和描述了本发明的优选实施方式，但显然本发明不仅限于这些实施方式。对于本领域技术人员来说，许多修改、改变、变化、替换和等同是显而易见的，而不脱离如权利要求中所描述的本发明的范围。
此外，除非上下文清楚地要求，否则在整个说明书和权利要求书中，词语“包含”、“包括”等应被解释为包含性而不是排他性或穷举性的含义；也就是说，就“包括但不限于”的意义而言。
PCT/RO/134表

Claims (28)

1.一种用于废弃物降解的产品的制备方法，包含：
从一种以上食品废弃物源中分离出在固体培养基上呈单独菌落的多个微生物菌株；
基于各微生物菌株的菌落的大小和/或丰度选择多个分离出的微生物菌株，其中，所选微生物菌株是基于与其他微生物菌株相比具有更大的菌落大小和/或更大的菌落丰度而选择的；以及
组合所选微生物菌株以制备用于废弃物降解的微生物菌群。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于大小、形状和颜色辨识各微生物菌株的菌落。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法还包括评价包含所述组合的微生物菌株的微生物菌群的食物降解。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所选微生物菌株选自由假丝酵母属、片球菌属和阴沟肠杆菌组成的组。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述组由光滑念珠菌DSMZ 32770、片球菌属DSMZ32729、阴沟肠杆菌DSMZ 32739和肠杆菌属DSMZ 32730组成。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括在组合所选微生物菌株之前培养所选各微生物菌株。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，在约30摄氏度(℃)至约70℃之间的温度下培养所选各微生物菌株。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，组合所选微生物菌株的步骤包括将培养的微生物菌株接种到培养基中。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括将微生物菌群固定在载体上。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述载体是锯末、废谷物或来源于油棕的空果房。
11.一种用于废弃物降解的产品，包括：
微生物菌群，包括微生物菌株的组合，所述微生物菌株在固体培养基上呈从一种以上食物废弃物源中分离出来的单独菌落，并基于各微生物菌株的菌落的大小和/或丰度进行选择，其中，所选微生物菌株是基于与其他微生物菌株相比具有更大的菌落大小和/或更大的菌落丰度而选择的。
12.根据权利要求11所述的用于废弃物降解的产品，其中，基于大小、形状和颜色辨识各微生物菌株的菌落。
13.根据权利要求11或12所述的用于废弃物降解的产品，其中，微生物菌株选自由假丝酵母属、片球菌属和阴沟肠杆菌组成的组。
14.根据权利要求13所述的用于废弃物降解的产品，其中，所述组由光滑念珠菌DSMZ32770、片球菌属DSMZ 32729、阴沟肠杆菌DSMZ 32739和肠杆菌属DSMZ32730组成。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的用于废弃物降解的产品，其中，所述产品进一步包括载体，微生物菌群固定在载体上。
16.根据权利要求15所述的用于废弃物降解的产品，其中，所述载体是锯末、废谷物或来源于油棕的空果房。
17.一种分离的微生物菌株，其选自由假丝酵母属、片球菌属和阴沟肠杆菌组成的组。
18.根据权利要求17所述的分离的微生物菌株，其中所述组由光滑念珠菌DSMZ32770、片球菌属DSMZ 32729、阴沟肠杆菌DSMZ 32739和肠杆菌属DSMZ 32730组成。
19.权利要求17或18所述的分离的微生物菌株的基本上纯的培养物。
20.根据权利要求19所述的分离的微生物菌株的基本上纯的培养物，其用固体培养基固定。
21.根据权利要求20所述的分离的微生物菌株的基本上纯的培养物，其中，固体培养基是锯末、废谷物或来源于油棕的空果房。
22.微生物菌群或混合的微生物组合物，其包含选自由假丝酵母属、片球菌属和阴沟肠杆菌组成的组中的两种以上微生物菌株。
23.根据权利要求22所述的微生物菌群或混合的微生物组合物，其中所述组由光滑念珠菌DSMZ 32770、片球菌属DSMZ 32729、阴沟肠杆菌DSMZ 32739和肠杆菌属DSMZ32730组成。
24.根据权利要求22或23所述的微生物菌群或混合的微生物组合物，其用固体培养基固定。
25.根据权利要求24所述的微生物菌群或混合的微生物组合物，其中，固体培养基是锯末、废谷物或来源于油棕的空果房。
26.一种降解废弃物的方法，包括：
提供权利要求11至16中任一项所述的用于废弃物降解的产品、权利要求17或18所述的分离的微生物菌株、权利要求19至21中任一项所述的分离的微生物菌株的基本上纯的培养物和权利要求22至25中任一项所述的微生物菌群或混合的微生物组合物中的一种；
将用于废弃物降解的产品、分离的微生物菌株、分离的微生物菌株的基本上纯的培养物、或微生物菌群或混合的微生物组合物中的一种与废弃物混合；以及
使用用于废弃物降解的产品、分离的微生物菌株、分离的微生物菌株的基本上纯的培养物、或微生物菌群或混合的微生物组合物中的一种降解废弃物。
27.根据权利要求26所述的降解废弃物的方法，其中，废弃物在约30摄氏度(℃)至约50℃之间的温度下生物降解。
28.根据权利要求26或27所述的降解废弃物的方法，其中，提供用于废弃物降解的产品，用于废弃物降解的产品和废弃物以约1：1的质量比提供。
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