CN111961606A - 一种厨余垃圾复合微生物降解菌剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种厨余垃圾复合微生物降解菌剂及其制备方法与应用，该降解菌剂是由枯草芽孢杆菌、热淀粉酶链霉菌、嗜热脂肪孢芽杆菌、嗜酸乳杆菌、酿酒酵母、浒苔蛋白酶、辐射甲基杆菌、分散泛菌、稻皮假单胞菌、弗氏柠檬酸杆菌、科氏葡萄球菌组成，其中，所述的混合菌种占降解菌剂总质量的15～25％，所述的降解菌剂中水的质量百分含量为10～20％，降解菌剂的pH为5.5～8.5，每克降解菌剂含有的活菌数为106～109个。有益效果：可对含有蔬菜，粮食、肉等多种物质的厨余垃圾进行有效降解，降解菌剂内的微生物活性高，降解率达到80％以上，降解速率快，在处理厨余垃圾时用量少，产生异味小，成本低，使用方便，不产生有毒有害物质，安全可靠环保。
Description
技术领域
本发明涉及生物技术领域，具体来说，涉及一种厨余垃圾复合微生物降解菌剂及其制备方法与应用。
背景技术
近年来，我国正处于城镇化发展的快速期，城市人口数量每年都以较高的速度在增长。而随着人口的聚集，城市垃圾的排放量愈来愈大，其中，餐厨垃圾所占的比例正在逐年上升。由于餐厨垃圾中含有大量的淀粉、纤维素、蛋白质、油脂等大分子有机物质和水分，所以其为各种微生物提供了良好的生存环境，进而导致病菌、蚊虫及其它有害生物的大量繁殖，这对人的健康和城市环境的危害极大。虽然，厨余垃圾具有较高利用价值，但其含水率高，热值较低，不便收集运输和焚烧处理，若处理不当，很容易产生渗沥液等二次污染物且易腐烂并产生恶臭。目前，针对厨余垃圾，人们采取的主要方式为直接丢弃或通过垃圾处理设备将其打碎后直接冲入排污管道，垃圾处理主要采取统一填埋、焚烧等生物处理技术，效率较差，处理后再利用率较低，不利于绿色环保，尤其是厨余垃圾，缺乏有针对性的专门处理，未能就厨余垃圾中糖类、蛋白质、淀粉、纤维素等物质进行循环利用。
发明内容
（一）解决的技术问题
本发明涉及一种微生物菌剂，由枯草芽孢杆菌、热淀粉酶链霉菌、嗜热脂肪孢芽杆菌、嗜酸乳杆菌、酿酒酵母、浒苔蛋白酶组成。
（二）技术方案
为实现上述密封性好与方便快捷优点，本发明采用的具体技术方案如下：
一种厨余垃圾复合微生物降解菌剂及其制备方法与应用，由枯草芽孢杆菌、热淀粉酶链霉菌、嗜热脂肪孢芽杆菌、嗜酸乳杆菌、酿酒酵母、浒苔蛋白酶、辐射甲基杆菌、分散泛菌、稻皮假单胞菌、弗氏柠檬酸杆菌、科氏葡萄球菌组成，所述微生物菌剂，组分及其质量比为：枯草芽孢杆菌100-300份、热淀粉酶链霉菌 100-150份、嗜热脂肪孢芽杆菌120-150份、酿酒酵母80-120份、植物乳杆菌150-300份、浒苔蛋白酶200-300份、辐射甲基杆菌 100-150份、分散泛菌150-300份、稻皮假单胞菌200-300份、弗氏柠檬酸杆菌200-300份、科氏葡萄球菌200-300份，
所述枯草芽孢杆菌为中国普通微生物菌种保藏管理中心保藏编号为（CGMCCNO.7088）、所述热淀粉酶链霉菌为中国普通微生物菌种保藏管理中心保藏，编号为（CGMCC4.1759）、所述嗜热脂肪孢芽杆菌为中国普通微生物菌种保藏管理中心保藏，编号为（CGMCC1.1145）、所述酿酒酵母为中国普通微生物菌种保藏管理中心保藏，编号为(CGMCC2.3868)、所述植物乳杆菌为中国普通微生物菌种保藏管理中心保藏，编号为（CGMCC1.6971 ），以上所述菌株可为市面销售任何一种。
所述微生物菌剂的制备方法如下：
步骤一，菌种活化：将所述各菌种按所述配比比例在对应的培养基上进行接种，其中，所述枯草芽孢杆菌活化培养基采用牛肉膏蛋白胨培养基，配方为牛肉膏0.5g/L，蛋白胨1.2g/L，氯化钠0.8g/L，氢氧化钠0.8g/L，培养温度为30-40℃；
所述酿酒酵母活化培养基采用麦芽汁马铃薯蔗糖培养基，配方为马铃薯粉8.0 g/L，蔗糖22.0 g/L，培养温度为30-35℃；
所述嗜热脂肪孢芽杆菌培养基采用溴甲酚紫葡萄糖蛋白胨水培养基，配方为蛋白胨5.0g/L，葡萄糖0.25g/L，溴甲酚紫0.010g/L，培养温度为50-52℃；
所述热淀粉酶链霉菌培养基采用酵母膏麦芽膏培养基，配方为酵母膏2.0g/L，麦芽膏5.0 g/L，葡萄糖2.0g/L，培养温度为30-35℃；
所述植物乳杆菌活化培养基采用乳酸细菌培养基，配方为蛋白5.0g/L ,牛肉膏 5.0g/L,酵母膏2.5g/L,葡萄糖10.0g/L,吐温800.5g/L,磷酸氢二钾1.0g/L,醋酸钠2.5 g/L,柠檬酸二铵1 g/L,七水硫酸镁0.025g/L,培养温度为20-35℃。
步骤二，混合发酵：将活化培养好的枯草芽孢杆菌、热淀粉酶链霉菌、嗜热脂肪孢芽杆菌、酿酒酵母、植物乳杆菌按所述比例混合，接种到发酵罐内，发酵培养基所占体积为60%，接种体积为3%，采用发酵培养基为豆饼粉5-20g/L、玉米浆5-15g/L、尿素5-10g/L、硫酸镁0.1-0.5g/L、碳酸钙1-5g/L、硫酸钠0.1-0.5 g/L、葡萄糖15-20 g/L，培养温度30-45℃，经高密度搅拌发酵后，得到混合菌液。
步骤三，干燥混合：采用喷雾干燥的办法将雾化的混合菌液制成干燥微生物菌粉，将干燥微生物菌粉与浒苔蛋白酶晶体按组成比例再次进行搅拌混合后，形成本发明所述微生物菌剂。
本发明的各种微生物菌种进行混合发酵前已完成拮抗实验，证明菌种之间不存在拮抗性，能够实现各种微生物菌种的协同作用。
一种厨余垃圾复合微生物降解菌剂的制备方法，该方法具体包括以下步骤：（1）由枯草芽孢杆菌、热淀粉酶链霉菌、嗜热脂肪孢芽杆菌、嗜酸乳杆菌、酿酒酵母、浒苔蛋白酶、辐射甲基杆菌、分散泛菌、稻皮假单胞菌、弗氏柠檬酸杆菌、科氏葡萄球菌组成，所述微生物菌剂，
(2)取如下重量份数的各菌株发酵菌液进行混合，得到复合菌液：解淀粉芽孢杆菌发酵菌液15～30份，耐辐射甲基杆菌发酵菌液10～15份，分散泛菌发酵菌液10～15份，稻皮假单胞菌发酵菌液10～15份，弗氏柠檬酸杆菌发酵菌液10～15份及科氏葡萄球菌发酵菌液10～15份；
(3)取干燥的锯末和麸皮，按体积比为1:3～5混合，制得载体；
(4)将步骤(2)的复合菌液与步骤(3)制得的载体按质量比为1:25～30混合均匀，即制得所述的厨余垃圾复合微生物降解菌剂。
步骤(1)中用于对解淀粉芽孢杆菌、弗氏柠檬酸杆菌、耐辐射甲基杆菌、分散泛菌进行菌株培养的培养基，溶剂为水，溶质及浓度为：牛肉膏3～10g/L，蛋白胨3～10g/L，氯化钠2～7g/L，磷酸氢二钾2～7g/L，磷酸二氢钾2～5g/L，七水硫酸镁0.1～1g/L，硫酸铵1～1.5g/L。
步骤(1)中用于对稻皮假单胞菌进行菌株培养的培养基，溶剂为水，pH为自然pH，溶质及浓度为：马铃薯煮汁200～300g/L，葡萄糖15～20g/L；
其中，所述的马铃薯煮汁的制备方法为：取去皮马铃薯200～300g，切成薄片，称重，加热煮沸30min，然后纱布过滤并保留滤液即可。
步骤(1)中用于科氏葡萄球菌进行菌株培养的培养基，溶剂为水，pH为7.0～7.6，溶质及浓度为：酪蛋白5～15g/L，大豆粉5～10g/L，葡萄糖15～20g/L，氯化钠5～10g/L。
步骤(1)中对所述的解淀粉芽孢杆菌、弗氏柠檬酸杆菌、耐辐射甲基杆菌、分散泛菌进行菌种培养的培养条件为：温度25～35℃，转速180～220r/min，培养时间24～48h。
步骤(1)中对所述的稻皮假单胞菌进行菌株培养的培养条件为：温度30～35℃，摇瓶摇床培养，转速200～220r/min，培养时间24～36h；
对所述的科氏葡萄球菌进行菌株培养的培养条件为：温度28～32℃，摇瓶摇床培养，转速180～220r/min，培养时间24～36h。
步骤(3)中，所述的麸皮和锯末中水分的质量含量不超过10％。
本发明的有益效果：
1、降解菌剂内有多种具有不同降解功能的菌种，可对含有蔬菜，粮食、肉等多种物质的厨余垃圾进行有效降解；
2、降解菌剂内的微生物活性高，降解率达到80％以上，降解速率快，在处理厨余垃圾时用量少，产生异味小，成本低，使用方便，不产生有毒有害物质，安全可靠环保。
具体实施方式
根据本发明的实施例，提供了一种厨余垃圾复合微生物降解菌剂及其制备方法与应用。
所述一种微生物菌剂，样本1组分及其质量比为：枯草芽孢杆菌200份、热淀粉酶链霉菌120份、嗜热脂肪孢芽杆菌120份、酿酒酵母100份、植物乳杆菌150份；
样本2组分及其质量比为：枯草芽孢杆菌200份、热淀粉酶链霉菌120份、嗜热脂肪孢芽杆菌120份、酿酒酵母100份、植物乳杆菌150份、浒苔蛋白酶250份；
投入厨余垃圾100kg，投入所述微生物菌剂，投入量为厨余垃圾重量的8%，经多次取样观察得到以下数据：
其中，厨余垃圾降解率=（投入厨余垃圾重量+投入微生物菌剂重量-处理后重量）/投入厨余垃圾重量X100%。本发明中加入浒苔蛋白酶能起到加速反应，提高降解率的作用。
实施例2，该菌剂在家用厨余垃圾处理装置中的应用：
选用家庭产生的厨余垃圾，通过家用垃圾处理装置完成烘干打碎后，按厨余垃圾重量的8%投入所述微生物菌剂，选取微生物菌剂组分及其质量比为：枯草芽孢杆菌250份、热淀粉酶链霉菌120份、嗜热脂肪孢芽杆菌120份、酿酒酵母120份、植物乳杆菌150份、浒苔蛋白酶250份，再次进行搅拌后，发酵24小时后，进行测量，其中投入厨余垃圾重量为2kg，处理后厨余垃圾重量为0.22kg，经计算，利用本发明，厨余垃圾降解率为98%。
实施例3
本实施例厨余垃圾复合微生物降解菌剂是由解淀粉芽孢杆菌、耐辐射甲基杆菌、分散泛菌、稻皮假单胞菌、弗氏柠檬酸杆菌、科氏葡萄球菌组成的混合菌种与载体混合而成，其中，混合菌种占降解菌剂总质量的20％，降解菌剂中水的质量百分含量为16％，降解菌剂的pH为7.5，每克降解菌剂含有的活菌数为108个。
其中，解淀粉芽孢杆菌、耐辐射甲基杆菌、分散泛菌、稻皮假单胞菌、弗氏柠檬酸杆菌及科氏葡萄球菌的质量比为2:1.2:1.2:1:1.2:1.5。
本实施例厨余垃圾复合微生物降解菌剂的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)分别对解淀粉芽孢杆菌、耐辐射甲基杆菌、分散泛菌、稻皮假单胞菌、弗氏柠檬酸杆菌、科氏葡萄球菌进行单独菌种发酵培养，获得解淀粉芽孢杆菌发酵菌液、耐辐射甲基杆菌发酵菌液、分散泛菌发酵菌液、稻皮假单胞菌发酵菌液、弗氏柠檬酸杆菌发酵菌液、科氏葡萄球菌发酵菌液；
(2)取如下重量份数的各菌株发酵菌液进行混合，得到复合菌液：解淀粉芽孢杆菌发酵菌液20份，耐辐射甲基杆菌发酵菌液12份，分散泛菌发酵菌液12份，稻皮假单胞菌发酵菌液10份，弗氏柠檬酸杆菌发酵菌液12份及科氏葡萄球菌发酵菌液15份；
(3)取干燥的锯末和麸皮，按体积比为1:4混合，制得载体；
(4)将步骤(2)的复合菌液与步骤(3)制得的载体按体积比为1:28混合均匀，即制得厨余垃圾复合微生物降解菌剂。
步骤(1)中用于对解淀粉芽孢杆菌、弗氏柠檬酸杆菌、耐辐射甲基杆菌、分散泛菌进行菌株培养的培养基，溶剂为水，溶质及浓度为：牛肉膏7g/L，蛋白胨7g/L，氯化钠3g/L，磷酸氢二钾4g/L，磷酸二氢钾3g/L，七水硫酸镁0.8g/L，硫酸铵1.2g/L。
步骤(1)中用于对稻皮假单胞菌进行菌株培养的培养基，溶剂为水，pH为自然pH，溶质及浓度为：马铃薯煮汁240g/L，葡萄糖18g/L；
其中，马铃薯煮汁的制备方法为：取去皮马铃薯240g，切成薄片，称重，加热煮沸30min，然后纱布过滤并保留滤液即可。
步骤(1)中用于科氏葡萄球菌进行菌株培养的培养基，溶剂为水，pH为7.3，溶质及浓度为：酪蛋白12g/L，大豆粉7g/L，葡萄糖16g/L，氯化钠8g/L。
步骤(1)中对解淀粉芽孢杆菌、弗氏柠檬酸杆菌、耐辐射甲基杆菌、分散泛菌进行菌种培养的培养条件为：温度30℃，转速200r/min，培养时间36h。
步骤(1)中对稻皮假单胞菌进行菌株培养的培养条件为：温度35℃，摇瓶摇床培养，转速200r/min，培养时间28h；
对所述的科氏葡萄球菌进行菌株培养的培养条件为：温度30℃，摇瓶摇床培养，转速200r/min，培养时间28h。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种厨余垃圾复合微生物降解菌，其特征在于：该降解菌剂是由枯草芽孢杆菌、热淀粉酶链霉菌、嗜热脂肪孢芽杆菌、 嗜酸乳杆菌、酿酒酵母、浒苔蛋白酶、辐射甲基杆菌、分散泛菌、稻皮假单胞菌、弗氏柠檬酸杆菌、科氏葡萄球菌组成，其中，所述的混合菌种占降解菌剂总质量的15～25％，所述的降解菌剂中水的质量百分含量为10～20％，降解菌剂的pH为5.5～8.5，每克降解菌剂含有的活菌数为106～109个。
2.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾复合微生物降解菌剂及其制备方法与应用，其特征在于：本发明所述微生物菌剂的制备方法分为三个步骤，所属步骤一为菌种活化：将所述各菌种按所述配比比例在对应的培养基上进行接种；其中，所述枯草芽孢杆菌活化培养基采用牛肉膏蛋白胨培养基，配方为牛肉膏0.3g/L，蛋白胨 1.0g/L，氯化钠0.5g/L，氢氧化钠0.5g/L，培养温度为35-40℃；所述酿酒酵母活化培养基采 用麦芽汁马铃薯蔗糖培养基，配方为马铃薯粉7.0 g/L，蔗糖20.0 g/L，培养温度为30-35 ℃；所述嗜热脂肪孢芽杆菌培养基采用溴甲酚紫葡萄糖蛋白胨水培养基，配方为蛋白胨 5.0g/L，葡萄糖0.25g/L，溴甲酚紫0.010g/L，培养温度为50-52℃；所述热淀粉酶链霉菌培养基采用酵母膏麦芽膏培养基，配方为酵母膏2.0g/L，麦芽膏5.0 g/L，葡萄糖2.0g/L，培养 温度为30-35℃；所述植物乳杆菌活化培养基采用乳酸细菌培养基，配方为蛋白5.0g/L ,牛肉膏5.0g/L,酵母膏2.5g/L,葡萄糖10.0g/L,吐温800.5g/L,磷酸氢二钾1.0g/L,醋酸钠 2.5g/L,柠檬酸二铵1g/L,七水硫酸镁0.025g/L,培养温度为20-35℃。
3.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾复合微生物降解菌剂及其制备方法与应用，其特征在于，所所述的解淀粉芽孢杆菌、耐辐射甲基杆菌、分散泛菌、稻皮假单胞菌、弗氏柠檬酸杆菌及科氏葡萄球菌的质量比为1.5～3:1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5:1～1.5。
4.根据权利要求3所述的一种厨余垃圾复合微生物降解菌剂及其制备方法与应用，一种如权利要求1至3任一项所述的厨余垃圾复合微生物降解菌剂的制备方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
(1)分别对解淀粉芽孢杆菌、耐辐射甲基杆菌、分散泛菌、稻皮假单胞菌、弗氏柠檬酸杆菌、科氏葡萄球菌进行单独菌种发酵培养，获得解淀粉芽孢杆菌发酵菌液、耐辐射甲基杆菌发酵菌液、分散泛菌发酵菌液、稻皮假单胞菌发酵菌液、弗氏柠檬酸杆菌发酵菌液、科氏葡萄球菌发酵菌液；
(2)取如下重量份数的各菌株发酵菌液进行混合，得到复合菌液：解淀粉芽孢杆菌发酵菌液15～30份，耐辐射甲基杆菌发酵菌液10～15份，分散泛菌发酵菌液10～15份，稻皮假单胞菌发酵菌液10～15份，弗氏柠檬酸杆菌发酵菌液10～15份及科氏葡萄球菌发酵菌液10～15份；
(3)取干燥的锯末和麸皮，按体积比为1:3～5混合，制得载体；
(4)将步骤(2)的复合菌液与步骤(3)制得的载体按体积比为1:25～30混合均匀，即制得所述的厨余垃圾复合微生物降解菌剂。
5.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾复合微生物降解菌剂及其制备方法与应用，其特征在于：所述酿酒酵母活化培养基采用麦芽汁马铃薯蔗糖培养基，配方为马铃薯粉8.0g/L，蔗糖22.0 g/L，培养温度为30-35℃。
6.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾复合微生物降解菌剂及其制备方法与应用，其特征在于：所述嗜热脂肪孢芽杆菌培养基采用溴甲酚紫葡萄糖蛋白胨水培养基，配方为蛋白胨 5.0g/L，葡萄糖0.25g/L，溴甲酚紫0.010g/L，培养温度为50-52℃。
7.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾复合微生物降解菌剂及其制备方法与应用，其特征在于：所述热淀粉酶链霉菌培养基采用酵母膏麦芽膏培养基，配方为酵母膏2.0g/L，麦芽膏 5.0 g/L，葡萄糖2.0g/L，培养温度为30-35℃。
8.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾复合微生物降解菌剂及其制备方法与应用，其特征在于：所述植物乳杆菌活化培养基采用乳酸细菌培养基，配方为蛋白5.0g/L ,牛肉膏5.0g/ L,酵母膏2.5g/L,葡萄糖10.0g/L,吐温800.5g/L,磷酸氢二钾1.0g/L,醋酸钠2.5 g/L,柠檬酸二铵1 g/L,七水硫酸镁0.025g/L,培养温度为20-35℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201120 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |