CN110777103B - 一种生物除臭菌剂的简易及长途运输途中快速的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物除臭菌剂的简易及长途运输途中的快速生产方法，简易生产方法包括：一、培养基的配制；二、接种：向培养基内加入菌浓度为2x109个/ml的液体菌种解淀粉芽孢杆菌AKL01、或芽孢杆菌属AKL02，或两者，菌种V1:培养基V2=0.83%～5%；三、前期好氧培养；四、后期厌氧培养。长途运输途中生物除臭菌剂的快速生产方法：一、培养基的配制；二、接种；三、运输途中培养，菌液与桶或瓶上方预留空间15～25%容积内的氧气前期发生好氧反应,后期厌氧生长。本发明的方法，成本低、生产效率高，可有效预防产品在储存与运输中导致“爆瓶”，减少用户的经济损失和环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及环境保护空气净化除臭剂制备领域，尤其是一种生物除臭菌剂的简易及长途运输途中的生产方法。
背景技术
进入21世纪,当我们享受经济高速发展带来的红利时,也面临着环境污染带来的苦恼。大气污染是我国乃至全球当前最突出的环境问题之一，严重危害着人体健康和生态安全，制约着经济发展。近年来，大气污染呈现出“全球化”和“复合污染”的趋势，大气氧化性增强，能见度下降以及污染物之间的强耦合作用，对人体健康和生态系统构成了威胁。在大气污染中，恶臭气体尤其让人无法忍受。恶臭气体主要是一些含硫化合物和含氮化合物等，如硫化氢、甲硫醇、硫醚、氨气等，具有强烈的刺激性异味。恶臭气体不仅会腐蚀厂区的设备，影响污水厂和周边居民的工作、生活环境，还对人的身体健康造成巨大的危害，引起恶心、呕吐、甚至有可能引发畸变、癌变等作用。因此，必须采取切实可行的办法，对这些区域产生的恶臭气体进行净化处理，以改善其空间以及周边的环境质量。臭气产生的源头主要有污水泵站/处理厂，垃圾填埋场等；其臭气的组成主要有含硫化合物、含氮化合物和挥发性有机污染(VOCs),虽然含硫恶臭化合物如硫化氢、甲硫醇、甲硫醚和二甲基二硫的产生量远小于NH3，但它们的阈值非常低，因而对总恶臭贡献很大。目前国内外进行臭气处理的技术有吸收技术、吸附技术、冷凝技术、氧化还原技术(包括燃烧法、光解/等离子法以及生物法)(“废气生物净化过程强化技术”陈建孟P1-P2，科学出版社，2016年12月)。吸附法包括酸碱药水洗涤以及活性炭吸附，前者需要消耗大量化学药剂，后者则易堵塞，更换频繁，维护费用也较高；燃烧法适合于高浓度、高热值的有机废气；高能离子法产生的臭氧直接排放，有可能会危害环境安全，而且其产生的离子有强氧化作用，对设备有腐蚀作用，而且对人身体也有一定伤害；生物法包括生物滤塔，还有生物除臭剂，其运行成本较低。
生物除臭剂作为污染物的降解者，在废生物处理系统中起决定性作用。研究表明，在反应器(生物滤塔)中占主体的微生物多为异养型，以细菌为主，真菌次之，还有少量的放线菌，酵母菌及原生动物(“废气生物净化过程强化技术”陈建孟P8，科学出版社，2016年12月)。我们在分离与提纯出高效异养细菌后，如何高效，低成本的培养与滤料挂膜，是制约生物除臭技术应用的瓶颈之一。另外高效异养细菌菌剂液体产品的有效预防腐败，有效保存也是制约产品推广难点之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种生物除臭菌剂的简易生产方法，克服现有生物除臭技术中的不足，提供一种配方简单，成本低廉，效率高的生物除臭液体菌剂的生产方法。
本发明的另一目的是提供一种长途运输途中生物除臭菌剂的快速生产方法，配方简单，成本低廉，效率高，安全可靠，整个运输途中基本不需要人工干预，充分利用了运输的时间。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种生物除臭菌剂的简易生产方法，包括如下步骤：
步骤一：培养基的配制
蛋白胨0～1.5重量份，酵母膏1.5～2.5重量份，氯化钠1-3重量份，葡萄糖3-9重量份，水950～1000重量份，食用植物油0.1～0.5重量份，PH值7.0～7.5；
将上述各物料装入发酵罐中，121℃灭菌20～30min备用；
步骤二：接种
待培养基温度至35～45℃时，向所述培养基内加入菌浓度为2x109个/ml的液体菌种解淀粉芽孢杆菌AKL01、或芽孢杆菌属AKL02，或解淀粉芽孢杆菌AKL01和芽孢杆菌属AKL02两种菌种，菌种V1(体积):培养基V2(体积)＝0.83％～5％；
步骤三：前期好氧培养
接种后封盖，间隔通入无菌空气并搅拌，使其在延滞期、指数期进行好氧培养,培养时间为1～3d；
步骤四：后期厌氧培养
进入稳定期进行厌氧培养，培养时间为1～3d。
上述技术方案还包括步骤五：防腐败处理
发酵成功后，食品级山梨酸钾添加量为菌液总重量的0.5‰～1‰。
在所述步骤三前期好氧培养中，培养温度为25～37℃；在所述步骤四后期厌氧培养中，培养温度为25～37℃。
一种长途运输途中生物除臭菌剂的快速生产方法：
步骤一：培养基的配制
蛋白胨1.5重量份，酵母膏2.5重量份，氯化钠3重量份，葡萄糖6重量份，水1000重量份，食用植物油0.2～0.3重量份，PH值为7.5；
将配制好的培养基在发酵罐中121℃灭菌20min，冷却至70-80℃后，分装入有透气防水盖的桶或瓶内，灌装量为75％～85％容积；
步骤二：接种
待培养基温度至35～45℃时，向所述装有培养基的桶或瓶内加入菌浓度为2x109个/ml的液体菌种解淀粉芽孢杆菌AKL01，菌种接种量为菌种V1:培养基V2＝3.5％～5％；
步骤三：运输途中培养
接种后封盖，利用运输途中的晃动使桶或瓶内的菌液产生搅拌效果，且菌液与桶或瓶上方预留空间15～25％容积内的氧气前期发生好氧反应，随着氧气的消耗，菌液逐渐过渡为后期的厌氧生长，在25～37℃的自然温度条件下培养1-5d。
步骤四：防腐败处理
发酵成功后添加食品级山梨酸钾添加量为菌液总重量的0.5‰～1‰。
与现有技术相比本发明的有益效果是：采用上述技术方案，使用解淀粉芽孢杆菌AKL01或芽孢杆菌属AKL02兼性厌氧菌在所述培养基上进行单独或混合培养，采用前期好氧培养与后期厌氧培养相结合的生产方法，培养过程中代谢产有机酸可有效地抑制杂菌感染与腐败，配方简单，成本低廉，生物除臭菌剂生产快速。生产出的除臭剂菌液,加入食品级抑菌剂分装到具有透气防水盖的容器中，可有效地防止菌液腐败变质，延长菌液的保存时间。
本发明的长途运输途中生物除臭菌剂的快速生产方法，除具有上述有益效果外，采用具有防水透气内盖的瓶与桶灌装，可有效预防产品在储存与运输中因“产气”使灌装容器内压力增高导致“爆瓶”而污染储运场所，减少用户的经济损失；利用运输途中的晃动使桶或瓶内的菌液产生搅拌效果，利用预留15-25％的容积空间进行前期发生好氧培养，随着氧气的消耗，菌液逐渐过渡为后期的厌氧生长，整个运输途中基本不需要人工干预，充分利用了运输的时间。
附图说明
图1是本发明的配方与LB培养基与防腐剂联合对菌液中NH3的影响示意图；
图2是AKL02好氧条件下在本发明缺糖与全配方培养基中的生长曲线跟踪图；
图3是AKL02好氧条件下在本发明缺糖与全配方培养基中的PH跟踪图；
图4是AKL02在本发明全培养基中不同通气比下生长曲线跟踪；
图5是AKL02在本发明全培养基中不同通气比条件下的PH变化跟踪；
图6是AKL02在本发明无糖与LB培养基中的生长曲线；
图7是AKL02在本发明全配方与缺失不同组分条件下的生长曲线。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案更加清晰，以下结合附图1至图7，对本发明进行详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明的保护范围。
本发明中的解淀粉芽孢杆菌AKL01(Bacillus amyloliquefaciens AKL01)，于2019年10月30日保藏于中国典型培养物保藏中心，其保藏号为CCTCC NO:M2019866，保藏地址为：湖北省武汉市武昌区八一路299号武汉大学。
本发明中的芽孢杆菌属AKL02(Bacillus sp.AKL02)，于2019年10月30日保藏于中国典型培养物保藏中心，其保藏号为CCTCC NO:M 2019867，保藏地址为：湖北省武汉市武昌区八一路299号武汉大学。
实施例1
本发明是一种生物除臭菌剂的简易生产方法，包括如下步骤：
步骤一：培养基的配制
酵母膏1.5kg，氯化钠1kg，葡萄糖3kg，水950kg，食用植物油0.1kg，PH值7.0；
将上述各物料装入发酵罐中，121℃灭菌20min备用；
步骤二：接种
待培养基温度至35～45℃时，向所述培养基内加入菌浓度为2x109个/ml的液体菌种解淀粉芽孢杆菌AKL01、或芽孢杆菌属AKL02，或解淀粉芽孢杆菌AKL01和芽孢杆菌属AKL02两种菌种，菌种V1(菌种体积):培养基V2(培养基体积)＝0.83％；
步骤三：前期好氧培养
接种后封盖，间隔通入无菌空气并搅拌，使其在延滞期、指数期进行好氧培养,培养时间为1d；
步骤四：后期厌氧培养
进入稳定期进行厌氧培养，培养时间为1d。
作为优选,增加步骤五：防腐败处理
发酵成功后，食品级山梨酸钾添加量为菌液总重量的0.5‰。
作为进一步的优化，在所述步骤三前期好氧培养中，培养温度为25～37℃；在所述步骤四后期厌氧培养中，培养温度为25～37℃。
实施例2
一种生物除臭菌剂的简易生产方法，包括如下步骤：
步骤一：培养基的配制
蛋白胨0.75kg，酵母膏2kg，氯化钠2kg，葡萄糖6kg，水95kg，食用植物油0.3kg，PH值7.25；
将上述各物料装入发酵罐中，121℃灭菌25min备用；
步骤二：接种
待培养基温度至35～45℃时，向所述培养基内加入菌浓度为2x109个/ml的液体菌种解淀粉芽孢杆菌AKL01、或芽孢杆菌属AKL02，或解淀粉芽孢杆菌AKL01和芽孢杆菌属AKL02两种菌种，菌种V1:培养基V2＝2.915％；
步骤三：前期好氧培养
接种后封盖，间隔通入无菌空气并搅拌，使其在延滞期、指数期进行好氧培养,培养时间为2d；
步骤四：后期厌氧培养
进入稳定期进行厌氧培养，培养时间为2d。
作为优选，还包括步骤五：防腐败处理
发酵成功后，食品级山梨酸钾添加量为菌液总重量的0.75‰。
作为进一步的优化，在所述步骤三前期好氧培养中，培养温度为25～37℃；在所述步骤四后期厌氧培养中，培养温度为25～37℃。
实施例3
一种生物除臭菌剂的简易生产方法，包括如下步骤：
步骤一：培养基的配制
蛋白胨1.5kg，酵母膏2.5kg，氯化钠3kg，葡萄糖9kg，水1000kg，食用植物油0.5kg，PH值7.5；
将上述各物料装入发酵罐中，121℃灭菌30min备用；
步骤二：接种
待培养基温度至35～45℃时，向所述培养基内加入菌浓度为2x109个/ml的液体菌种解淀粉芽孢杆菌AKL01、或芽孢杆菌属AKL02，或解淀粉芽孢杆菌AKL01和芽孢杆菌属AKL02两种菌种，菌种V1:培养基V2＝5％；
步骤三：前期好氧培养
接种后封盖，间隔通入无菌空气并搅拌，使其在延滞期、指数期进行好氧培养,培养时间为3d；
步骤四：后期厌氧培养
进入稳定期进行厌氧培养，培养时间为3d。
作为优选，还包括步骤五：防腐败处理
发酵成功后，食品级山梨酸钾添加量为菌液总重量的1‰。
作为进一步的优化，在所述步骤三前期好氧培养中，培养温度为25～37℃；在所述步骤四后期厌氧培养中，培养温度为25～37℃。
实施例4
一种长途运输途中生物除臭菌剂的快速生产方法，包括如下步骤：
步骤一：培养基的配制
蛋白胨1.5kg，酵母膏2.5kg，氯化钠3kg，葡萄糖6kg，水1000kg，食用植物油0.2kg，PH值为7.5；
将配制好的培养基在发酵罐中121℃灭菌20min，冷却至70-80℃后，分装入有透气防水盖的桶或瓶内，灌装量为75％容积；
步骤二：接种
待培养基温度至35～45℃时，向所述装有培养基的桶或瓶内加入菌浓度为2x109个/ml的液体菌种解淀粉芽孢杆菌AKL01，菌种接种量为菌种V1:培养基V2＝3.5％；
步骤三：运输途中培养
接种后封盖，利用运输途中的晃动使桶或瓶内的菌液产生搅拌效果，且菌液与桶或瓶上方预留空间25％容积内的氧气前期发生好氧反应，随着氧气的消耗，菌液逐渐过渡为后期的厌氧生长，在25～37℃的自然温度条件下培养1d。作为优选，还包括步骤四：防腐败处理
发酵成功后添加食品级山梨酸钾添加量为菌液总重量的0.5‰。
实施例5
一种长途运输途中生物除臭菌剂的快速生产方法，包括如下步骤：
步骤一：培养基的配制
蛋白胨1.5kg，酵母膏2.5kg，氯化钠3kg，葡萄糖6kg，水1000kg，食用植物油0.25kg，PH值为7.5；
将配制好的培养基在发酵罐中121℃灭菌20min，冷却至70-80℃后，分装入有透气防水盖的桶或瓶内，灌装量为80％容积；
步骤二：接种
待培养基温度至35～45℃时，向所述装有培养基的桶或瓶内加入菌浓度为2x109个/ml的液体菌种解淀粉芽孢杆菌AKL01，菌种接种量为菌种V1:培养基V2＝4.25％；
步骤三：运输途中培养
接种后封盖，利用运输途中的晃动使桶或瓶内的菌液产生搅拌效果，且菌液与桶或瓶上方预留空间20％容积内的氧气前期发生好氧反应，随着氧气的消耗，菌液逐渐过渡为后期的厌氧生长，在25～37℃的自然温度条件下培养3d。
作为优选，还包括步骤四：防腐败处理
发酵成功后添加食品级山梨酸钾添加量为菌液总重量的0.75‰。
实施例6
一种长途运输途中生物除臭菌剂的快速生产方法，包括如下步骤：
步骤一：培养基的配制
蛋白胨1.5kg，酵母膏2.5kg，氯化钠3kg，葡萄糖6kg，水1000kg，食用植物油0.3kg，PH值为7.5；
将配制好的培养基在发酵罐中121℃灭菌20min，冷却至70-80℃后，分装入有透气防水盖的桶或瓶内，灌装量为85％容积；
步骤二：接种
待培养基温度至35～45℃时，向所述装有培养基的桶或瓶内加入菌浓度为2x109个/ml的液体菌种解淀粉芽孢杆菌AKL01，菌种接种量为菌种V1:培养基V2＝5％；
步骤三：运输途中培养
接种后封盖，利用运输途中的晃动使桶或瓶内的菌液产生搅拌效果，且菌液与桶或瓶上方预留空间15容积内的氧气前期发生好氧反应，随着氧气的消耗，菌液逐渐过渡为后期的厌氧生长，在25～37℃的自然温度条件下培养5d。
作为优选，还包括步骤四：防腐败处理
发酵成功后添加食品级山梨酸钾添加量为菌液总重量的1‰。
图1是本发明配方与LB配方，分别培养AKL02菌液；根据菌液量分加入0～1‰浓度的山梨酸钾作防腐剂；然后再接种腐败菌(接种量为10ul/100ml),在37℃，200转/分摇床中恒温培养(模拟夏天，高温条件下，被腐败菌感染)，不定时用氨检测仪测量氨浓度。监测数据表明：本方案配合防腐剂能有效地防止菌液保藏时腐败的生长，从而抑制“臭氨”产生，延长功液保质期。
图2与图3是AKL02在本发明全配方与缺糖配方中好氧生长比较试验，实验表明：全配方能更好地利于菌株生长，能更好地利于菌液产有机酸，使PH下降，利于菌液保藏。
图4与图5是AKL02在本全培养基中在不同通气量条件下的生长与PH值跟踪测试，实验表明：大通气量更有利于兼性厌氧菌的生长；其通气量大小对PH下降影响不明显。
图6与图7是本发明中各组分在贡献力大小的测定。实验表明：本方案无糖配方比LB配方更有利于菌株生长；本方案全配方较无糖配好更好；本方案配方组分中，酵母膏的贡献比蛋白胨大。
Claims (3)
1.一种生物除臭菌剂的简易生产方法，其特征包括如下步骤：
步骤一：培养基的配制
酵母膏1.5～2.5重量份，氯化钠1-3重量份，葡萄糖3-9重量份，水950～1000重量份，食用植物油0.1～0.5重量份，PH值7.0～7.5；
将上述各物料装入发酵罐中，121℃灭菌20～30min备用；
步骤二：接种
待培养基温度至35～45℃时，向所述培养基内加入菌浓度为2x109个/ml的芽孢杆菌属AKL02，其保藏号为CCTCC NO:M 2019867，菌种体积V1:培养基体积V2=0.83%～5%；
步骤三：前期好氧培养
接种后封盖，间隔通入无菌空气并搅拌，使其在延滞期、指数期进行好氧培养,培养时间为1～3d；
步骤四：后期厌氧培养
进入稳定期进行厌氧培养，培养时间为1～3d。
2.根据权利要求1所述的生物除臭菌剂的简易生产方法，其特征在于还包括：
步骤五：防腐败处理
发酵成功后，食品级山梨酸钾添加量为菌液总重量的0.5‰～1‰。
3.根据权利要求1或2所述的生物除臭菌剂的简易生产方法，其特征在于：在所述步骤三前期好氧培养中，培养温度为25～37℃；在所述步骤四后期厌氧培养中，培养温度为25～37℃。
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