CN112342166A

CN112342166A - 一种用于人类粪便的降解除臭菌剂及其方法

Info

Publication number: CN112342166A
Application number: CN202011280147.2A
Authority: CN
Inventors: 吴伟祥; 赵昶勋; 牟文建; 李馨予; 韩文婷; 王蓉悦
Original assignee: Hangzhou Changchunteng Industrial Co ltd; Zhejiang University ZJU
Current assignee: Hangzhou Changchunteng Industrial Co ltd; Zhejiang University ZJU
Priority date: 2020-11-16
Filing date: 2020-11-16
Publication date: 2021-02-09
Anticipated expiration: 2040-11-16
Also published as: CN112342166B

Abstract

本发明公开了一种用于人类粪便的降解除臭菌剂及其方法，该降解除臭菌剂由枯草芽孢杆菌和蔗糖小迫氏菌组成；所述枯草芽孢杆菌于2020年10月09日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC No.20844；所述蔗糖小迫氏菌于2020年10月09日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC No.20843。本发明运用于旱厕机能够实现对人体粪便的高效快速降解，同时有效去除粪便中恶臭VOCs成分。本发明的菌剂由两株协同菌复合构建而成，培养过程简单易行，制备方便；固体发酵基质采用来源广泛、价格便宜的玉米芯、竹屑等原料，成本低廉，应用范围较广，同时干燥的固体菌剂也适于较长时间储存。

Description

一种用于人类粪便的降解除臭菌剂及其方法

技术领域

本发明属于环境微生物技术领域，具体涉及一种用于人类粪便的降解除臭菌剂及其方法。

背景技术

近年来，随着人口和GDP的快速增长，人民生活水平日益提高，人们对人居环境的要求也在不断提高。我国北方农村等地区使用的传统旱厕由于其臭味重、粪污满溢、蚊蝇滋生、简陋易塌等问题，对环境及人体健康造成了极大的危害，严重影响了人民幸福感的提升；同时，传统冲水马桶在使用时消耗了大量的水资源，并且随之产生大量难以处理的厕所污水，与可持续发展理念相违背，为此推进“厕所革命”迫在眉睫。

目前，许多国家陆续开展了节水厕所、免水厕所、生态厕所等一系列新型厕所的研究，其中微生物降解免水厕所(旱厕机)具有独特的优势。利用微生物的代谢作用，能将粪污中的有机质转化为稳定的有机残渣、二氧化碳、水和能量，实现减量化和无害化，是一种绿色环保、可持续的技术，具有广阔的发展前景。然而，当前市面上的微生物制剂由于其活性低、效果差、菌种复杂、成本高等问题，难以配合旱厕机进行推广应用，制约了“厕所革命”的推进。因此，研究一种效果好、成本低、制备方便的微生物降解菌剂十分必要。

发明内容

本发明旨在提供一种能快速降解人类粪便、有效削减粪便中恶臭VOCs浓度的低成本降解除臭菌剂及其方法，以便解决现有处理人类粪便的微生物菌剂活性低、成本高、菌种过于复杂等问题，同时满足无水马桶的需求。

本发明具体采用的技术方案如下：

本发明的第一目的在于提供一种用于人类粪便的降解除臭菌剂，其由枯草芽孢杆菌和蔗糖小迫氏菌组成；所述枯草芽孢杆菌于2020年10月09日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC No.20844；所述蔗糖小迫氏菌于2020年10月09日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC No.20843。

作为优选，所述降解除臭菌剂的总有效活菌数为2～5×10¹⁰cfu/g-菌剂，枯草芽孢杆菌和蔗糖小迫氏菌的有效活菌数均不少于5×10⁹cfu/g-菌剂。

作为优选，所述枯草芽孢杆菌和蔗糖小迫氏菌的质量比为2～3：1。

本发明的第二目的在于提供一种基于第一目的任一所述降解除臭菌剂的制备方法，其具体如下：

S1：分别将所述蔗糖小迫氏菌和枯草芽孢杆菌接种至LB液体培养基和CM培养基中扩大培养，得到蔗糖小迫氏菌菌液和枯草芽孢杆菌菌液；

S2：将玉米芯和竹屑灭菌后均匀混合，并添加营养成分，调节pH为7.0～7.2后，得到固体发酵菌剂基质；

S3：将所述枯草芽孢杆菌菌液和蔗糖小迫氏菌菌液按照2～3：1的质量比和3％～5％的接种量接种至所述固体发酵菌剂基质中，再用无菌水调节含水率至55％～65％；于35～40℃恒温加热和定期搅拌的条件下发酵3～5天后，于阴凉处干燥至含水率为15％～20％，得到降解除臭菌剂。

作为第二目的的优选，所述LB液体培养基的pH为7.0，包括质量分数为1.0％的氯化钠、1％的胰蛋白胨和0.5％的酵母膏；所述CM培养基的pH为7.0，包括质量分数为0.5％的氯化钠，0.5％的牛肉膏粉和1％的胰蛋白胨；所述扩大培养的条件如下：温度为28～35℃，于180rpm振荡下培养48～72h。

作为第二目的的优选，所述玉米芯和竹屑经121℃高压蒸汽灭菌30min后以2：3的质量比均匀混合；玉米芯的粒径1～2cm，竹屑为过4目筛。

作为第二目的的优选，所述营养成分包括质量分数为5％的玉米淀粉、5％的豆粕、0.5％的硫酸铵、0.5％的磷酸二氢钾、0.1％的氯化钠、0.1％的七水合硫酸镁和0.01％的硫酸锰。

作为第二目的的优选，所述S3中枯草芽孢杆菌菌液和蔗糖小迫氏菌菌液按的质量比为3：1，接种量为5％；调节含水率为55％，发酵温度为40℃恒温，发酵时间为5天；定期搅拌为每60分钟搅拌1分钟；于阴凉处干燥至含水率为20％。

本发明的第三目的在于提供一种基于第一目的任一所述菌剂对人类粪便降解除臭的方法，通过“机械搅拌-通风供氧-能源转化-物质降解”联动效应，维持微生物代谢处于最适湿度和最适温度，实现菌剂对人类粪便的降解，同时有效去除粪便中的VOCs成分；其中，“机械搅拌-通风供氧-能源转化-物质降解”联动效应具体如下：

将所述菌剂添加至旱厕机中，控制菌剂的温度和湿度分别为15～45℃和50％～60％，并定期搅拌和通风；通过搅拌使得粪便与菌剂均匀混合；通过通风能在提供微生物生长所需氧气的同时排走水蒸气，辅以湿度调节，使得微生物代谢处于最适湿度；微生物通过分泌纤维素酶、蛋白质酶、脂肪酶和淀粉酶降解粪便，同时产生生物反应热，辅以温度调节，实现水分蒸发，使得微生物代谢处于最适温度。

作为第三目的的优选，控制所述菌剂的温度和湿度分别为40℃和55％；并于每次排泄完后搅拌1分钟，通风5分钟，之后每隔60分钟搅拌1分钟并通风10分钟。

本发明相对于现有技术而言，具有以下有益效果：

(1)本发明通过前期环境基因组分析，定向分离筛选得到非致病且具有良好协同作用的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和蔗糖小迫氏菌(Kosakonia sacchari)。具体的，枯草芽孢杆菌产淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶活性高，可以有效降解人类粪便中主要成分，同时其生长过程中产生的枯草菌素、制霉菌素等活性物质，对致病菌及腐败菌有明显的抑制作用，增强了使用安全性，降低了恶臭产生；蔗糖小迫氏菌自身能合成蔗糖酶、蛋白酶、纤维二糖水解酶，具有固氮潜力，能为枯草芽孢杆菌生长繁殖提供充足的营养物质，进一步增强枯草芽孢杆菌的降解效果，同时二者协同能有效去除粪便中恶臭VOCs组分。

(2)本发明菌剂的总有效活菌含量高，产品有效活菌最高可达5×10¹⁰cfu/g-菌剂，同时菌剂具有较高的酶活性，测得菌剂脂肪酶活为106.46U/g-菌剂、蛋白酶活为209.67U/g-菌剂，纤维素酶活为60.72U/g-菌剂，高于《农用微生物菌剂》(GB20287-2006)中产品蛋白酶及纤维素酶技术指标。

(3)本发明通过“机械搅拌-通风供氧-能源转化-物质降解”联动效应能够维持微生物代谢最适温度和湿度，进一步增强对人类粪便的高效降解(降解率≥80％，无害残渣≤5％)，同时实现对恶臭VOCs的有效去除(总去除率可达84.31％)。

(4)本发明的菌剂由两株协同菌复合构建而成，培养过程简单易行，制备方便；固体发酵基质采用来源广泛、价格便宜的玉米芯、竹屑等原料，成本低廉，应用范围较广，同时干燥的固体菌剂也适于较长时间储存。

附图说明

图1为本发明的复合菌剂对人类粪便降解试验中恶臭VOCs的浓度变化柱状图。

生物保藏

枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis，于2020年10月09日，保藏于中国科学院微生物研究所中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，邮编：100101，保藏号为CGMCC No.20844。

蔗糖小迫氏菌Kosakonia sacchari，于2020年10月09日，保藏于中国科学院微生物研究所中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，邮编：100101，保藏号为CGMCC No.20843。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。

本发明提供了一种用于人类粪便的降解除臭菌剂，该降解除臭菌剂由枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和蔗糖小迫氏菌(Kosakonia sacchari)组成。其中，枯草芽孢杆菌于2020年10月09日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC No.20844。蔗糖小迫氏菌于2020年10月09日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC No.20843。

在本实施例中，该降解除臭菌剂中的总有效活菌数为2～5×10¹⁰cfu/g-菌剂，枯草芽孢杆菌和蔗糖小迫氏菌的有效活菌数均不少于5×10⁹cfu/g-菌剂。枯草芽孢杆菌和蔗糖小迫氏菌的质量比为2～3：1(优选为3：1)。

制备上述降解除臭菌剂的方法，具体如下：

S1：分别将蔗糖小迫氏菌和枯草芽孢杆菌接种至LB液体培养基(pH为7.0，包括质量分数为1.0％的氯化钠、1％的胰蛋白胨和0.5％的酵母膏)和CM培养基(pH为7.0，包括质量分数为0.5％的氯化钠，0.5％的牛肉膏粉和1％的胰蛋白胨)中，并于温度28～35℃(优选为32℃)、180rpm振荡下培养48～72h(优选为72h)，以实现扩大培养，得到枯草芽孢杆菌菌液和蔗糖小迫氏菌菌液。

S2：将玉米芯(粒径1～2cm)和竹屑(过4目筛)经121℃高压蒸汽灭菌30min后以2：3的质量比均匀混合，并添加质量分数为5％的玉米淀粉、5％的豆粕、0.5％的硫酸铵、0.5％的磷酸二氢钾、0.1％的氯化钠、0.1％的七水合硫酸镁和0.01％的硫酸锰作为营养成分。调节pH为7.0～7.2(优选为pH 7.0)后，得到固体发酵菌剂基质。

S3：将枯草芽孢杆菌菌液和蔗糖小迫氏菌菌液按照2～3：1的质量比(优选为3：1)和3％～5％的接种量(优选为5％)接种至固体发酵菌剂基质中，再用无菌水调节含水率至55％～65％(优选为55％)。于35～40℃(优选为40℃)恒温加热、每60分钟搅拌1分钟条件下发酵3～5天(优选为5天)后，于阴凉处干燥至含水率为15％～20％(优选为20％)，得到降解除臭菌剂。

在本实施例中，本发明所用的枯草芽孢杆菌和蔗糖小迫氏菌是采用以下方法进行定向筛选得到的：

将杭州常春藤实业有限公司提供的垫料样品(荞麦壳、木屑、木块混合物)提取DNA后进行16S rDNA扩增子测序；通过分析测序结果，分别采用LB固体培养基、高氏1号固体培养基和牛肉膏蛋白胨培养基针对性地分离细菌、放线菌和芽孢菌，共筛选得到8株菌种；将筛选到的8株菌送至广东省微生物菌种保藏中心进行菌种鉴定，根据鉴定结果排除具有潜在致病危险的菌种，最后以确定非致病、具有协同作用的蔗糖小迫氏菌(Kosakoniasacchari)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)构成复合菌剂。

利用上述菌剂对人类粪便降解除臭的方法，具体如下：

将菌剂添加至旱厕机(由杭州常春藤实业有限公司提供)中，控制菌剂的温度和湿度分别为15～45℃(优选为40℃)和50％～60％(优选为55％)，并于每次排泄完后搅拌1分钟，通风5分钟，之后每隔60分钟搅拌1分钟并通风10分钟。通过“机械搅拌-通风供氧-能源转化-物质降解”联动效应，维持微生物代谢处于最适湿度和最适温度，实现菌剂对人类粪便的降解，同时有效去除粪便中的VOCs成分。

其中，“机械搅拌-通风供氧-能源转化-物质降解”具体过程如下：通过搅拌使得粪便与菌剂均匀混合。通过通风能在提供微生物生长所需氧气的同时排走水蒸气，辅以湿度调节，使得微生物代谢处于最适湿度。微生物通过分泌纤维素酶、蛋白质酶、脂肪酶和淀粉酶降解粪便，同时产生生物反应热，辅以温度调节，实现水分蒸发，使得微生物代谢处于最适温度。

实施例1

本实施例中，对能够用于人类粪便降解的菌种进行定向分离筛选，具体如下：

(1)样品环境基因组分析

对杭州常春藤实业有限公司提供的垫料样品(荞麦壳、木屑、木块等混合物)通过DNA提取与检测后进行PCR扩增，根据所扩增的区域特点，构建小片段文库，基于IlluminaNovaSeq测序平台对该文库进行双末端测序。对原始数据进行拼接、过滤，得到有效数据。基于有效数据进行OTUs(Operational Taxonomic Units)聚类和物种分类分析。根据OTUs聚类结果，对每个OTU的代表序列做物种注释，根据物种注释结果进行物种分类树统计，结果显示，荞麦中优势菌属为Saccharopolyspora(42.54％)、Streptomyces(16.89％)、Staphylococcus(8.31％)和Unidentified-Pseudonocardiaceae(6.12％)；木屑中的优势菌属为Bacillus(25.51％)、Saccharopolyspora(25.48％)和Staphylococcus(21.93％)；木块中的优势菌属为Sphingomonas(12.18％)、Unidentified-Burkholderiaceae(7.30％)、Proteiniphilum(6.59％)、Staphylococcus(5.94％)和Unidentified-Rhizobiaceae(5.40％)；原始混合样中的优势菌属除了Bacillus(20.25％)、Staphylococcus(17.98％)和Saccharopolyspora(14.92％)外，最大优势菌属为Unidentified-Cyanobacteria(22.99％)。

(2)菌种定向筛选及鉴定

根据(1)样品环境基因组分析结果，结合优势菌属的生理生化特性及相应功能，排除能产生抗生素的链霉菌属Streptomyces、可能为致病菌的葡萄球菌属Staphylococcus以及来自蓝藻门的光合自养型菌属Unidentified-Cyanobacteria，分别采用LB固体培养基(1.0％氯化钠，1％胰蛋白胨，0.5％酵母膏，1.5～2％琼脂，pH 7.0)、高氏1号固体培养基(0.1％硝酸钾，0.05％磷酸氢二甲，0.05％氯化钠，0.05％七水合硫酸镁，0.001％七水合硫酸亚铁，2％可溶性淀粉，1.5～2％琼脂，pH 7.2～7.4)、牛肉膏蛋白胨培养基(0.5％氯化钠，0.5％牛肉膏粉，1％胰蛋白胨，1.5～2％琼脂，pH 7.0)对原始样品中的微生物进行定向分离纯化。其中LB固体培养基针对的是细菌分离得到6株菌种(编号菌A、B、C、D、E、F)，高氏1号培养基针对的是放线菌分离得到1株菌种(编号G)，牛肉膏培养基针对的是芽孢杆菌分离得到1株菌种(编号H)。将得到的8株菌种送至广东省微生物菌种保藏中心进行菌种鉴定，根据鉴定结果排除具有潜在致病危险的菌B、菌C、菌F，对非致病的菌A、菌D、菌E和菌H进行生理生化特性分析，同时进行微生物拮抗性实验验证，最终确定以具协同作用的菌A(Kosakonia sacchari，蔗糖小迫氏菌)和菌H(Bacillus subtilis，枯草芽孢杆菌)进行降解除臭菌剂的构建。

实施例2

本实施例中，制备了一种降解除臭菌剂，具体如下：

S1：分别将蔗糖小迫氏菌和枯草芽孢杆菌接种至LB液体培养基(10g氯化钠，10g胰蛋白胨，5g酵母膏，1L无菌水，pH 7.0)和CM培养基(5g氯化钠，5g牛肉膏粉，10g胰蛋白胨，1L无菌水，pH 7.0)中，并于温度32℃、180rpm振荡下培养72h，以实现扩大培养，得到枯草芽孢杆菌菌液和蔗糖小迫氏菌菌液。

S2：将3kg玉米芯(粒径1～2cm)和4.5kg竹屑(过4目筛)经121℃高压蒸汽灭菌30min后均匀混合，并添加375g的玉米淀粉、375g的豆粕以及2L营养液(37.5g硫酸铵，37.5g磷酸二氢钾，7.5g氯化钠，7.5g七水合硫酸镁，0.75g硫酸锰，pH 7.0)作为营养成分。调节pH为7.0后，得到固体发酵菌剂基质。

S3：将S1中的枯草芽孢杆菌菌液和蔗糖小迫氏菌菌液按照3：1的质量比和5％的接种量接种至S2中的固体发酵菌剂基质中，再用无菌水调节含水率至55％。于40℃恒温加热、每60分钟搅拌1分钟条件下发酵5天后，于阴凉处干燥至含水率为20％，得到降解除臭菌剂。

对制备得到的降解除臭菌剂的活菌数及酶活进行检测，具体如下：

参照《农用微生物菌剂》(GB20287-2006)中系列稀释法对(2)中制得的复合固体菌剂进行有效活菌数计数，测得菌剂有效活菌数为2～6×10¹⁰cfu/g-菌剂，高于《农用微生物菌剂》(GB20287-2006)中产品有效活菌数技术指标。

参照《农用微生物菌剂》(GB20287-2006)中蛋白酶及纤维素酶测定方法对复合固体菌剂蛋白酶和纤维素酶活进行检测，测得菌剂蛋白酶活为209.67U/g-菌剂，纤维素酶活为60.72U/g-菌剂，高于《农用微生物菌剂》(GB20287-2006)中产品蛋白酶及纤维素酶技术指标。

参照《工业酶制剂通用试验方法》(QB/T 1803-1993)中脂肪酶活测定方法对复合固体菌剂脂肪酶活进行检测，测得菌剂脂肪酶活为106.46U/g-菌剂。

实施例3

本实施例中，对实施例2中制备得到的降解除臭菌剂用于人类粪便进行降解除臭效果的研究，具体如下：

(1)菌剂施用

将菌剂5kg添加至旱厕机(由杭州常春藤实业有限公司提供)中，控制菌剂的温度和湿度分别为40℃和55％，模拟一家3口每日排泄情况，每次排泄完后搅拌1分钟，通风5分钟，之后每隔60分钟搅拌1分钟并通风10分钟。反应器连续运行35天，期间每隔7天检测一次恶臭VOCs浓度，同时在第30天测定反应器中物料纤维素、蛋白质、淀粉、脂肪含量。

(2)样品检测方法

物料淀粉含量测定(高氯酸水解-蒽酮硫酸比色法)：样品加入80％乙醇溶液振荡、室温静置5min后离心，弃去上清液；残渣加入少量去离子水，沸水浴15min，加入52％高氯酸溶液，超声20min，加入去离子水，过滤，取滤液用去离子水定容；取适量待测液加入蒽酮-硫酸溶液，沸水浴10min，室温冷却后于620nm处比色。通过与标准曲线对比计算淀粉含量。

物料脂肪含量测定(索氏提取法)：将样品用滤纸包裹烘干称重后，放入于索氏提取器的浸提筒内，蒸馏瓶60℃水浴加热，用石油醚连续浸提8h后，取出滤纸包烘干称重。通过浸提前后重量差即可计算脂肪含量。

物料蛋白质含量测定(凯式定氮法)：取适量样品加入消化管，依次加入高锰酸钾溶液、1:1硫酸、辛醇、还原铁粉，待剧烈反应停止时，加热并保持微沸45min，冷却后加入硫酸钾-硫酸铜催化剂和硫酸消煮充分；取适量消煮好的溶液，用去离子水定容后，吸取一定量于扩散皿外室，加碱使氮扩散，用内容中的酸吸收后以盐酸标准溶液滴定至终点。通过计算消耗的盐酸标准溶液量得到蛋白含量。

物料纤维素含量测定(范氏法)：称取样品X₀g(过40目筛)置于烧杯中，加入酸性洗涤剂(2％十六烷三甲基溴化铵)、无水硫酸钠和十氢化萘，煮沸并保持微沸60min，趁热用玻璃坩埚(X₁g)抽滤，并用沸水反复冲洗坩埚及滤渣至滤液呈中性；用少量丙酮冲洗滤渣至滤液呈无色，抽净丙酮；将坩埚置于105℃烘箱中烘干，在干燥器中冷却称重至恒重(X₂g)，则残渣为酸性洗涤纤维(X₂-X₁g)；将72％硫酸加入酸性洗涤纤维，于20℃消化3h，用去离子水冲洗并抽滤至滤液呈中性，滤渣烘干、冷却称重(X₃g)；则纤维素含量为(X₂-X₁-X₃)/X₀×100％。

恶臭VOCs检测方法：采用经过内壁惰性化处理的苏玛罐采集空气样品，通过样品预浓缩和除去水及惰性气体后，进入气相色谱分离后，用质谱检测器进行单离子监测定量检测。通过质谱图和保留时间进行定性，用内标法进行定量。

(3)试验结果

表1菌剂对人类粪便的降解效果

由表1可见人类粪便的降解效果，经30天试验人类粪便中粗蛋白、纤维素、淀粉、粗脂肪的降解率分别为86％、79％、87％和92％，由此表明，本发明所述菌剂对人类粪便有明显降解效果。

试验过程恶臭VOCs浓度变化见图1，由图1可以看出，旱厕机中恶臭VOCs浓度变化随时间呈下降趋势，35天恶臭VOCs总去除率可达84.31％。其中，典型污染物二硫化碳去除率为73.62％，苯乙烯去除率为84.27％，丙酮去除率为82.62％，4-甲基-2-戊酮去除率为95.82％，丙烯醛去除率为74.97％。

这是由于本发明的菌剂在使用过程中，通过“机械搅拌-通风供氧-能源转化-物质降解”联动效应，维持微生物代谢处于最适湿度和最适温度，实现菌剂对人类粪便的降解，同时有效去除粪便中的VOCs成分。其中，“机械搅拌-通风供氧-能源转化-物质降解”具体过程如下：通过搅拌使得粪便与菌剂均匀混合。通过通风能在提供微生物生长所需氧气的同时排走水蒸气，辅以湿度调节，使得微生物代谢处于最适湿度。微生物通过分泌纤维素酶、蛋白质酶、脂肪酶和淀粉酶降解粪便，同时产生生物反应热，辅以温度调节，实现水分蒸发，使得微生物代谢处于最适温度。

同时，枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和蔗糖小迫氏菌(Kosakoniasacchari)具有良好的协同作用。具体的，枯草芽孢杆菌产淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶活性高，可以有效降解人类粪便中主要成分，同时其生长过程中产生的枯草菌素、制霉菌素等活性物质，对致病菌及腐败菌有明显的抑制作用，增强了使用安全性，降低了恶臭产生；蔗糖小迫氏菌自身能合成蔗糖酶、蛋白酶、纤维二糖水解酶，具有固氮潜力，能为枯草芽孢杆菌生长繁殖提供充足的营养物质，进一步增强枯草芽孢杆菌的降解效果，同时二者协同能有效去除粪便中恶臭VOCs组分。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种用于人类粪便的降解除臭菌剂，其特征在于，由枯草芽孢杆菌和蔗糖小迫氏菌组成；所述枯草芽孢杆菌于2020年10月09日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC No.20844；所述蔗糖小迫氏菌于2020年10月09日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC No.20843。

2.根据权利要求1所述的降解除臭菌剂，其特征在于，所述降解除臭菌剂的总有效活菌数为2～5×10¹⁰cfu/g-菌剂，枯草芽孢杆菌和蔗糖小迫氏菌的有效活菌数均不少于5×10⁹cfu/g-菌剂。

3.根据权利要求1所述的降解除臭菌剂，其特征在于，所述枯草芽孢杆菌和蔗糖小迫氏菌的质量比为2～3：1。

4.一种基于权利要求1～3任一所述降解除臭菌剂的制备方法，其特征在于，具体如下：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述LB液体培养基的pH为7.0，包括质量分数为1.0％的氯化钠、1％的胰蛋白胨和0.5％的酵母膏；所述CM培养基的pH为7.0，包括质量分数为0.5％的氯化钠，0.5％的牛肉膏粉和1％的胰蛋白胨；所述扩大培养的条件如下：温度为28～35℃，于180rpm振荡下培养48～72h。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述玉米芯和竹屑经121℃高压蒸汽灭菌30min后以2：3的质量比均匀混合；玉米芯的粒径1～2cm，竹屑为过4目筛。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述营养成分包括质量分数为5％的玉米淀粉、5％的豆粕、0.5％的硫酸铵、0.5％的磷酸二氢钾、0.1％的氯化钠、0.1％的七水合硫酸镁和0.01％的硫酸锰。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述S3中枯草芽孢杆菌菌液和蔗糖小迫氏菌菌液按的质量比为3：1，接种量为5％；调节含水率为55％，发酵温度为40℃恒温，发酵时间为5天；定期搅拌为每60分钟搅拌1分钟；于阴凉处干燥至含水率为20％。

9.一种基于权利要求1～3任一所述菌剂对人类粪便降解除臭的方法，其特征在于，通过“机械搅拌-通风供氧-能源转化-物质降解”联动效应，维持微生物代谢处于最适湿度和最适温度，实现菌剂对人类粪便的降解，同时有效去除粪便中的VOCs成分；其中，“机械搅拌-通风供氧-能源转化-物质降解”联动效应具体如下：

10.根据权利要求9所述菌剂对人类粪便降解除臭的方法，其特征在于，控制所述菌剂的温度和湿度分别为40℃和55％；并于每次排泄完后搅拌1分钟，通风5分钟，之后每隔60分钟搅拌1分钟并通风10分钟。