CN110607250A - 一种用于处理餐厨废弃物的四联活菌剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于处理餐厨废弃物的“四联”活菌剂,包括如下菌株:蔬菜芽胞杆菌、酿酒酵母、解脂酵母、地衣芽孢杆菌;所述的为蔬菜芽胞杆菌为蔬菜芽胞杆菌CICC 10676,所述的酿酒酵母为酿酒酵母CICC 1421,所述的解脂亚罗酵母为解脂酵母CICC 1444,所述的地衣芽孢杆菌为地衣芽孢杆菌CICC 10037。本发明还公开了上述“四联”活菌剂的制备方法,及利用“四联”活菌剂在餐厨废弃物制备生物菌肥中的应用。
Description
技术领域
本发明属于环境资源化利用与微生物工程领域,具体涉及一种用于处理餐厨废弃物的“四联”活菌剂及其制备方法与应用。
背景技术
餐厨剩余物,又称餐厨垃圾,是居民在餐厨生活消费过程中形成的废弃物或 剩余物,主要包括粮食、蔬菜、油脂和肉骨等,极易腐烂变质,散发恶臭,传播 细菌和病毒。但是餐厨垃圾富含淀粉、纤维素、蛋白质和脂类等有机营养物质, 因此又是一种具有很高应用价值的资源。目前餐厨垃圾的处理方法主要是填埋、 焚烧、堆肥、饲料化等单一处理方式,据统计餐厨垃圾每日填埋量达到4000吨。 由于餐厨垃圾成分复杂,易变质,含有病菌及有毒有害物质,所以采用简单单一 的处理方式不仅达不到无害化、减量化和资源化的效果,同时占用大量土地并产 生大量渗滤液,对环境和土壤造成二次污染。
利用微生物菌剂处理餐厨垃圾已有一些报道(杨丹丹,潘冬梅等,餐厨垃圾乳酸茵发酵生产生物饲料的研究,中国农学学报2016,32(26)),专利中也有所提及(专利CN201110365606一种餐厨垃圾发酵复合菌及其制备方法)。该专利 CN201110365606公布的方法和技术与本案最为相近。但是,该专利中存在以下问题:1)所述单一菌株发酵菌剂通过脱水干燥所得,菌体活性存在质疑。2)几种菌剂混合后菌株活性是否存在相互排斥,菌株存活率也存在问题。3)该专利仅仅阐述了一种餐厨垃圾发酵复合菌及其制备方法,无餐厨垃圾处理工艺方法和处理效果,难以信服。
发明内容
发明目的:本发明要解决的技术问题是提供一种用于处理餐厨废弃物的“四联”活菌剂,以解决现有技术中餐厨垃圾水分含量高、成分复杂、数量众多、水分含量高,无法实现资源化利用的问题。
本发明还要解决的技术问题是提供上述用于处理餐厨废弃物的“四联”活菌剂的制备方法。
本发明最后要解决的技术问题是提供上述用于处理餐厨废弃物的“四联”活菌剂的应用。
技术方案:
一种用于处理餐厨废弃物的“四联”活菌剂,包括如下菌株:蔬菜芽胞杆菌、地衣芽孢杆菌、酿酒酵母、解脂酵母;
所述的为蔬菜芽胞杆菌为蔬菜芽胞杆菌CICC 10676,所述的酿酒酵母为酿酒酵母CICC 1421,所述的解脂亚罗酵母为解脂酵母CICC 1444,所述的地衣芽孢杆菌为地衣芽孢杆菌CICC 10037。
所述的地衣芽孢杆菌、酿酒酵母、解脂酵母、蔬菜芽胞杆菌的质量比为 0.1~1.5:0.2~3:0.2~3:0.1~1.5。
其中,所述地衣芽孢杆菌、酿酒酵母、解脂酵母、蔬菜芽胞杆菌与保护剂混合,所述的保护剂包括如下组分:麦芽糊精、蔗糖、海藻糖、吐温。。
上述用于处理餐厨废弃物的“四联”活菌剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)分别通过发酵获得地衣芽孢杆菌发酵液、酿酒酵母发酵液、解脂酵母发酵液、蔬菜芽胞杆菌发酵液,向各发酵液中分别加入保护剂,冷冻干燥,获得地衣芽孢杆菌冷冻粉剂、酿酒酵母冷冻粉剂、解脂酵母冷冻粉剂、蔬菜芽胞杆菌冷冻粉剂;
(2)将地衣芽孢杆菌冷冻粉剂、酿酒酵母冷冻粉剂、解脂酵母冷冻粉剂、蔬菜芽胞杆菌冷冻粉剂按质量比为0.1~1.5:0.2~3:0.2~3:0.1~1.5混合,得到用于处理餐厨垃圾的“四联”活菌剂。
其中,所述的酿酒酵母为酿酒酵母CICC 1421,所述的解脂亚罗酵母为解脂酵母CICC 1444,所述的地衣芽孢杆菌为地衣芽孢杆菌CICC 10037,所述的蔬菜芽胞杆菌为蔬菜芽胞杆菌CICC 10676。
步骤(1)中,所述的冷冻干燥条件如下:保护剂与菌体平衡时间为60min,厚度为0.5cm,混合后真空冷冻干20h~24小时,可获得含水量为1%~2%,冻干存活率达94.6%的单一菌剂。在此条件下冷冻干燥的菌剂以真空条件、4℃储存在硼硅酸盐玻璃瓶中,用丁基橡胶塞密封,在6个月内活菌数仍保持95%以上。
步骤(1)中,所述保护剂包括如下组分:麦芽糊精、蔗糖、海藻糖、吐温,其中麦芽糊精、蔗糖、海藻糖、吐温的质量比为5:5:0.9:0.3。
步骤(1)中,所述保护剂与发酵液的比例为1~30g:100ml。
上述用于处理餐厨废弃物的“四联”活菌剂的制备方法制备得到的“四联”活菌剂在本发明的保护范围之内。
上述“四联”活菌剂在降解餐厨废弃物中的应用在本发明的保护范围之内。
一种“四联”菌剂处理餐厨废弃物的方法,包括如下步骤:
(1)餐厨废弃物通过筛选设备挑拣,除去塑料、餐巾纸、一次性筷子、金属物等杂质;
(2)将除去(1)中杂质的餐厨垃圾进行搅碎和粗过滤,制成餐厨废弃物浆液中,其水分含量60~85%;
(3)将“四联”菌剂接种到餐厨废弃物浆液,接种量为10g~300g菌剂/吨餐厨垃圾,发酵培养,发酵温度20~40℃,发酵时间3~7天,发酵pH控制在 5.0~7.0。
有益效果:经过“四联”菌剂处理的餐厨垃圾不但无臭,并且有一定的酒味和酸味,色泽暗黄,达到混合微生物菌剂国家标准,经过施肥实验表明,对植物有较好的促生长作用。本发明通过四联菌剂处理的餐厨垃圾实现了资源化利用,变废为宝。本法名制备的微生物菌肥在紫江草和绿化带植物上施肥后,能明显促进生长。
附图说明
图1“四联菌剂”处理后的微生物菌肥色泽,编号只是实验过程中的一个数字标记,并不代表任何意义。
图2利微生物菌肥施肥效果图对比图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作出详细阐述。
实施例1:菌株发酵方法。
(1)地衣芽孢杆菌CICC 10037:
种子培养基:蛋白胨5.0g/L、酵母提取物3.0g/L、NaCl 5.0g/L,pH调至 7.0;
种子培养条件:温度37℃,摇床转速240转/分钟,培养时间12-24小时,光密度OD600nm达到0.6-0.8。
地衣芽胞杆菌高密度发酵:
高密度发酵培养基(质量百分比):玉米淀粉0.5%,糖蜜1%,磷酸二氢钾 0.5%,磷酸氢二钾0.5%,酵母膏0.05%,硫酸镁0.1%,硫酸锰0.02%,土豆汁1%, pH7.0-7.5
高密度发酵条件:培养温度是37度,转速200rpm,发酵全程控制pH不低于6.5。发酵时间36-48小时,通过菌落计数达到30-35亿CFU/毫升。
菌剂冻干制备:按比例取100ml地衣芽胞杆菌发酵液,加入适量的保护剂(如2%),在真空下进行冻干制备菌剂,。冻干保护剂配方:麦芽糊精、蔗糖、海藻糖、吐温的质量比为5:5:0.9:0.3,收集菌剂冻干粉即可。
(2)酿酒酵母CICC 1421:
种子培养基:土豆汁20%,葡萄糖2%。温度30℃,摇床转速220转/分钟,培养时间24~30小时,光密度OD600nm达到0.4-0.8。
高密度发酵培养基:糖蜜20g/L、土豆淀粉10g/L、酵母粉7.5g/L、磷酸二氢钾0.25g/L,pH6.5,培养温度30℃,转速250rpm。发酵时间36-48小时,通过菌落计数达到8-10亿CFU/毫升,收集发酵液备用。
酿酒酵母菌剂冻干制备:按取100ml酿酒酵母发酵液,加入适量的保护剂(如2%),在真空下进行冻干制备菌剂。冻干保护剂配方:麦芽糊精、蔗糖、海藻糖、吐温的质量比为5:5:0.9:0.3,收集菌剂冻干粉即可。
(3)解脂亚罗酵母CICC 1444:
本实例采用培养方法同酿酒酵母的培养方法,发酵时间36-60小时,菌落计数达到6-8亿CFU/毫升。
解脂亚罗酵母菌剂冻干制备同上。
(4)蔬菜芽胞杆菌CICC 10676:
培养基:糖蜜10g/L,葡萄糖10g/L,酵母粉7.5g/L,磷酸二氢钾0.3g/L, pH6.5,培养温度30度,转速250rpm。发酵时间36-48小时,通过菌落计数达到10-15 亿CFU/毫升,收集发酵液备用。菌剂冻干粉制备同上。
将地衣芽孢杆菌CICC 1003、酿酒酵母CICC 1421、解脂亚罗酵母CICC 1444、蔬菜芽胞杆菌CICC 10676按照冻干粉的质量比为1:1:1:1混合,再接种到经过预处理的餐厨废弃物中,所述餐厨废弃物的含水比例为60%~70%,pH调至 6.5-7.0,进行处理3-5天。经过“四联菌剂”处理的餐厨剩余物转化为微生物菌肥(菌剂,达到国家微生物菌肥标准)。
利用得到的微生物菌肥,进行田间实验和城市绿化带施肥,结果显示效果良好,实现了餐厨剩余物的资源化利用。
实施例2:
(1)地衣芽孢杆菌CICC 10037:
种子培养基:蛋白胨3.0g/L,酵母提取物2.0g/L,NaCl 2.5.0g/L,pH调至 7.0;
种子培养条件:37℃,摇床转速240转/分钟,培养时间12-24小时,光密度 OD600nm达到0.4-0.6。
地衣芽胞杆菌高密度发酵:
高密度发酵培养基:玉米淀粉0.25%,糖蜜0.8%,磷酸二氢钾0.25%,磷酸氢二钾0.25%,酵母膏0.03%,硫酸镁0.1%,硫酸锰0.02%,土豆汁1.5%,pH7.0-7.5转速200rpm,发酵全程控制pH不低于6.5.发酵时间36-48小时,通过菌落计数达到25-30亿CFU/毫升。
菌剂冻干制备:按比例取100ml地衣芽胞杆菌发酵液,,加入适量的保护剂(如2%),在真空下进行冻干制备菌剂。冻干保护剂配方麦芽糊精、蔗糖、海藻糖、吐温的质量比为5:5:0.9:0.3,收集菌剂冻干粉即可。
(2)酿酒酵母CICC 1421:
种子培养基:土豆汁20%,葡萄糖2%。
高密度发酵培养:糖蜜10g/L、土豆淀粉5g/L、酵母粉5g/L、磷酸二氢钾0.5g/L,pH6.5,培养温度30℃,转速250rpm。发酵时间36-48小时,通过菌落计数达到6-8亿CFU/毫升,收集发酵液备用。
酿酒酵母菌剂冻干制备:按取100ml酿酒酵母发酵液,加入适量的保护剂(如2%),在真空下进行冻干制备菌剂。冻干保护剂配方:5%麦芽糊精+5%蔗糖+0.9%海藻糖+0.3%吐温,收集菌剂冻干粉即可。
(3)解脂亚罗酵母CICC 1444:
本实例采用培养方法同酿酒酵母的培养方法,发酵时间36-60小时,菌落计数达到6-8亿CFU/毫升。
解脂亚罗酵母菌剂冻干制备同上。
(4)蔬菜芽胞杆菌CICC 10676:
培养基:糖蜜10g/L,葡萄糖10g/L,酵母粉7.5g/L,磷酸二氢钾0.3g/L,pH6.5,培养温度30度,转速250rpm。发酵时间36-48小时,通过菌落计数达到10-15 亿CFU/毫升,收集发酵液备用。菌剂冻干粉制备同上。
将地衣芽孢杆菌CICC 1003、酿酒酵母CICC 1421、解脂亚罗酵母CICC 1444、蔬菜芽胞杆菌CICC 10676按照冻干粉的质量比为1:2:2:1混合,按混合菌的质量分数为3%-8%接种到经过预处理的餐厨剩余物中,餐厨剩余物含水比例为 60%-70%,pH调至6.5~7.0,进行处理3-5天。经过“四联菌剂”处理的餐厨剩余物转化为微生物菌肥(标准见:中华人民共和国农业行业标准复合微生物肥料 NY/T 798-2015)。
实施例3:对比试验
采用本发明专利实施实例1的“四联”菌剂处理餐厨剩余物效果与添加购买的SKHZYE-RBFW-300餐厨垃圾发酵处理专用菌和不添加任何微生物菌剂进行比较,结果如下:
表1本发明与SKHZYE-RBFW-300餐厨垃圾发酵处理专用菌比较结果
从以上数据比较来看,本专利四联菌剂处理餐厨剩余物效果显著,添加购买的SKHZYE-RBFW-300餐厨垃圾发酵处理专用菌在处理餐厨垃圾后,总含菌量明显不足,且苔藓菌、多粘菌和诺卡氏菌生长过程中会分泌产生一定的抗生素,不适合用于微生物菌肥,只能用于处理餐厨垃圾减量化,存在比较大的缺陷。而不添加任何微生物菌剂的餐厨废弃物容易滋生杂菌,对环境产生恶劣影响。因此,本发明的“四联”微生物菌剂具有明显的效果。
利用上述微生物菌肥进行田间实验和城市绿化带进行施肥,结果显示效果良好,实现了餐厨剩余物的资源化利用。图2为利用生物菌肥处理紫江草,实验结果见表3。
表2“四联”微生物菌肥检测数据
表3生物菌肥处理紫江草的实验结果
Claims (10)
1.一种用于处理餐厨废弃物的“四联”活菌剂,其特征在于,包括如下菌株:蔬菜芽胞杆菌、酿酒酵母、解脂酵母、地衣芽孢杆菌;
所述的为蔬菜芽胞杆菌为蔬菜芽胞杆菌CICC 10676;所述的酿酒酵母为酿酒酵母CICC1421,所述的解脂亚罗酵母为解脂酵母CICC 1444,所述的地衣芽孢杆菌为地衣芽孢杆菌CICC 10037。
2.根据权利要求1所述的用于处理餐厨废弃物的“四联”活菌剂,其特征在于,所述的地衣芽孢杆菌、酿酒酵母、解脂酵母、蔬菜芽胞杆菌的质量比为0.1~1.5:0.2~3:0.2~3:0.1~1.5。
3.根据权利要求1所述用于处理餐厨废弃物的“四联”活菌剂,其特征在于,所述地衣芽孢杆菌、酿酒酵母、解脂酵母、蔬菜芽胞杆菌与保护剂混合,所述的保护剂包括如下组分:麦芽糊精、蔗糖、海藻糖、吐温。
4.权利要求1所述用于处理餐厨废弃物的“四联”活菌剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)分别通过发酵获得地衣芽孢杆菌发酵液、酿酒酵母发酵液、解脂酵母发酵液、蔬菜芽胞杆菌发酵液,向各发酵液中分别加入保护剂,冷冻干燥,获得地衣芽孢杆菌冷冻粉剂、酿酒酵母冷冻粉剂、解脂酵母冷冻粉剂、蔬菜芽胞杆菌冷冻粉剂;
(2)将地衣芽孢杆菌冷冻粉剂、酿酒酵母冷冻粉剂、解脂酵母冷冻粉剂、蔬菜芽胞杆菌冷冻粉剂按质量比为0.1~1.5:0.2~3:0.2~3:0.1~1.5混合,得到用于处理餐厨垃圾的“四联”活菌剂。
5.根据权利要求4所述的用于处理餐厨废弃物的“四联”活菌剂的制备方法,其特征在于,所述的酿酒酵母为酿酒酵母CICC 1421,所述的解脂亚罗酵母为解脂酵母CICC 1444,所述的地衣芽孢杆菌为地衣芽孢杆菌CICC 10037,所述的蔬菜芽胞杆菌为蔬菜芽胞杆菌CICC10676。
6.根据权利要求4所述的用于处理餐厨废弃物的“四联”活菌剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述保护剂包括如下组分:麦芽糊精、蔗糖、海藻糖、吐温,其中麦芽糊精、蔗糖、海藻糖、吐温的质量比为5:5:0.9:0.3。
7.根据权利要求4所述的用于处理餐厨废弃物的“四联”活菌剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述的冷冻干燥条件如下:冷冻时间为20~24h。
8.根据权利要求4所述的用于处理餐厨废弃物的“四联”活菌剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述保护剂与发酵液的比例为1~30g:100ml。
9.权利要求4~8所述的用于处理餐厨废弃物的“四联”活菌剂的制备方法制备得到的“四联”活菌剂。
10.权利要求9所述的“四联”活菌剂在利用餐厨废弃物制备生物菌肥中的应用。
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