CN113462615B - 一种金霉素菌渣废弃物的生物降解复合菌剂及其堆肥高温预发酵方法 - Google Patents

一种金霉素菌渣废弃物的生物降解复合菌剂及其堆肥高温预发酵方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113462615B
CN113462615B CN202110951141.1A CN202110951141A CN113462615B CN 113462615 B CN113462615 B CN 113462615B CN 202110951141 A CN202110951141 A CN 202110951141A CN 113462615 B CN113462615 B CN 113462615B
Authority
CN
China
Prior art keywords
aureomycin
powder
fermentation
composite microbial
bacillus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110951141.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113462615A (zh
Inventor
郑军荣
王应灿
罗立津
林晨
乐占线
姚虹
余群燕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FUJIAN PROVINCE SOLID WASTE DISPOSAL CO LTD
Fujian Institute of Microbiology
Original Assignee
FUJIAN PROVINCE SOLID WASTE DISPOSAL CO LTD
Fujian Institute of Microbiology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FUJIAN PROVINCE SOLID WASTE DISPOSAL CO LTD, Fujian Institute of Microbiology filed Critical FUJIAN PROVINCE SOLID WASTE DISPOSAL CO LTD
Priority to CN202110951141.1A priority Critical patent/CN113462615B/zh
Publication of CN113462615A publication Critical patent/CN113462615A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113462615B publication Critical patent/CN113462615B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/20—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation using specific microorganisms or substances, e.g. enzymes, for activating or stimulating the treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/80—Separation, elimination or disposal of harmful substances during the treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F5/00—Fertilisers from distillery wastes, molasses, vinasses, sugar plant or similar wastes or residues, e.g. from waste originating from industrial processing of raw material of agricultural origin or derived products thereof
    • C05F5/002—Solid waste from mechanical processing of material, e.g. seed coats, olive pits, almond shells, fruit residue, rice hulls
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明涉及微生物制剂领域，特别涉及一种金霉素菌渣废弃物的生物降解复合菌剂及其堆肥高温预发酵方法，其中一种金霉素菌渣废弃物的生物降解复合菌剂包括纳豆芽孢杆菌菌粉和黑曲霉菌粉，并复合特基拉斯芽孢杆菌菌粉和/或黄孢原毛平革菌菌粉,复合菌剂的总活菌数≥1×108cfu/g。该复合菌剂，选用能耐受金霉素的芽孢杆菌和霉菌组成复合菌剂，对添加一定量麸皮的金霉素菌渣废弃物进行发酵，利用具有降解金霉素和分解菌体中蛋白质、氨基酸及大量的碳源的几种菌株的协同作用，快速提高发酵过程的温度，加速金霉素的降解。更低金霉素浓度的菌渣又有利于菌株的进一步生长繁殖，协同发酵的快速进行，缩短发酵腐熟时间，促进腐熟更完全，从而实现资源化利用。

Description

一种金霉素菌渣废弃物的生物降解复合菌剂及其堆肥高温预发酵方法
技术领域
本发明涉及微生物制剂领域，特别涉及一种金霉素菌渣废弃物的生物降解复合菌剂及其堆肥高温预发酵方法。
背景技术
金霉素是由链霉菌发酵生产的一种广谱抗生素，在其发酵生产过程中产生大量的溶媒提取后的金霉素菌渣废弃物，这些固体废弃物中主要包括微生物菌丝体、培养基残渣、发酵代谢产物、助滤剂和溶媒等。残留的金霉素在自然条件下降解缓慢，在环境中容易诱导耐药菌的产生，而菌体及培养基残渣中含有粗蛋白、氨基酸、大量的碳源和微量元素等，暴露在环境中容易腐败产生恶臭物质，对环境造成巨大的危害，如何妥善处理这些废弃物是制药企业面临的一大难题。
焚烧和填埋是以往常用的处理金霉素菌渣废弃物的方法，但是焚烧耗能大且燃烧气体有造成二次污染，填埋需占用土地而且金霉素残留土壤造成环境污染。目前，也有使菌渣厌氧发酵转化为沼气实现资源化利用，但是成本大且菌渣很难实现完全脱毒，沼液也会造成二次污染。利用高温能够缩短金霉素的半衰期，但是高温需要耗费大量的热能，对提炼后的菌渣实用性低。利用化学处理菌渣降解金霉素，易引入其他化学物质导致二次污染。微生物降解法是具有环保、低耗、高效等优点，主要通过接种微生物对菌渣进行堆肥发酵，使菌渣中的金霉素残留被有效降解，同时腐熟菌渣形成可利用的有机质材料，作为肥料应用于农业生产，而且不产生二次污染。
微生物降解的关键之一是针对菌渣废弃物筛选有效的微生物菌种，同时还要有适合的发酵方法。目前已知的金霉素降解菌有哈茨木霉、草酸青霉、小刺青霉、木霉菌、鲍氏不动杆菌、节杆菌和芽孢杆菌等，如公开号为CN103111037B，公开日为2015年08月19日，名称为《一种利用微生物对金霉素固体废弃物进行无害化处理的方法》的专利文件公开了选用金霉素降解微生物哈刺木霉和小刺青霉，以金霉素菌渣为主原料，添加特定的适量辅料，通过发酵处理，使菌渣中金霉素等生物毒性物质降解而达到菌渣无害化的效果。
但是单一菌种对不同金霉素发酵菌渣的适应性较弱，在实际的生产中容易受金霉素发酵生产和提炼工艺的变化以及环境因素的影而导致应用效果不佳。
因此采用多种微生物混合通过不同种类的微生物之间的相互配合，更有利于提升降解效果。
发明内容
为解决上述现有技术中单一菌种对不同金霉素发酵菌渣的适应性较弱的不足，本发明提供一种金霉素菌渣废弃物的生物降解复合菌剂，其中包括纳豆芽孢杆菌菌粉和黑曲霉菌粉，并复合特基拉斯芽孢杆菌菌粉和/或黄孢原毛平革菌菌粉,所述复合菌剂的总活菌数≥1×108cfu/g。该复合菌剂通过多种微生物混合对环境的适应性更强于单一菌种，能够相互配合，能够有效的解决制药生产过程中产生的大量菌渣固体废弃物问题，既达到废弃物的无害化处理效果，又实现资源化利用。
在一种实施方式中，还包括辅料淀粉和麸皮。
在一种实施方式中，所述纳豆芽孢杆菌菌粉和特基拉斯芽孢杆菌菌粉的重量比为1:1，二者总活菌数≥1×108cfu/g。
在一种实施方式中，所述黑曲霉菌粉与黄孢原毛平革菌菌粉的重量比为1:1，二者总活菌数≥1×107cfu/g。
在一种实施方式中,所述复合菌剂中的纳豆芽孢杆菌菌粉、特基拉斯芽孢杆菌菌粉、黑曲霉菌粉和黄孢原毛平革菌菌粉的重量比为1:1:1:1，其总活菌数≥2×108cfu/g。
在一种实施方式中，所述纳豆芽孢杆菌菌粉/特基拉斯芽孢杆菌菌粉的制备方法为将纳豆芽孢杆菌/特基拉斯芽孢杆菌分别接种到LB培养液中进行培养，获得的培养物经离心脱水干燥得到各菌株的冻干粉，然后将冻干粉与玉米淀粉混合均匀，制成1×108cfu/g的菌粉。
优选地，纳豆芽孢杆菌/特基拉斯芽孢杆菌在LB培养液的培养条件为37℃180rpm培养24小时。
在一种实施方式中，所述黑曲霉菌粉的制备方法为将黑曲霉接种到固体麸皮培养基培养，将培养好的曲与麸皮混合，在45～55℃烘干24h，使水分含量≤5wt％，制成1×107cfu/g的菌粉。
优选地，黑曲霉在固体麸皮培养基的培养条件为在37℃下培养120h，室温后熟48h，期间每天翻曲一次。
在一种实施方式中，所述黄孢原毛平革菌菌粉的制备方法为采用PDA培养基分别获得黄孢原毛平革菌的菌丝、孢子，离心脱水干燥得到各菌株的冻干粉，将冻干粉与麸皮混合均匀，制成1×107cfu/g的菌粉。
本发明还提供一种如上任意所述的金霉素菌渣废弃物的生物降解复合菌剂的堆肥高温预发酵方法，其中，将经糖蜜水活化的复合菌剂与金霉素菌渣混合物发酵料按照质量比为1～10:100～200，混合均匀，将物料疏松堆放并在25～45℃发酵，发酵时间为5～8d，其中，发酵处理过程中对所述发酵料进行定时翻堆，每个翻堆周期为24h。
在一种实施方式中，所述复合菌剂的活化操作为在复合菌剂中按重量比1:2～8加入质量分数2.5％糖蜜水，在37℃活化1～3h。
在一种实施方式中，所述金霉素菌渣混合物发酵料的制作方法为：取发酵提取盐酸金霉素后剩余的菌渣，破碎至5mm以下，调节pH至7左右，再加5％～30％的麸皮进行混合，制成金霉素菌渣混合物发酵料，并控制混合物发酵料的含水率在45％～70％。
优选地，一种如上任意所述的金霉素菌渣废弃物的生物降解复合菌剂的堆肥高温预发酵方法，包括如下步骤：
(1)复合菌剂的活化：将所述复合菌剂按重量比1:2～8加入质量分数为2.5％糖蜜水，在37℃活化1～3h，制成菌种混合物，备用；
(2)金霉素菌渣混合物发酵料的制备：取发酵提取盐酸金霉素后剩余的菌渣，破碎至5mm以下，调节pH至7左右，再加5％～30％的麸皮进行混合，制成金霉素菌渣混合物发酵料，并控制混合物发酵料的含水率在45％～70％；
(3)金霉素菌渣废弃物发酵：将步骤(1)中的菌种混合物与步骤(2)中的金霉素菌渣混合物发酵料，按照质量比为1～10:100～200，混合均匀，将物料疏松堆放并在37℃发酵，控制发酵时间为5～8d。其中，发酵处理过程中对所述发酵料进行定时翻堆，每个翻堆周期为24h。
在一种实施方式中，步骤(1)中按重量比1:4加入质量分数为2.5％的糖蜜，在37℃活化2h；步骤(2)中金霉素含量为1000μg/g左右，再加质量分数为15％的麸皮进行混合，制成金霉素菌渣混合物发酵料,并控制混合物发酵料的含水率在60％左右；步骤(3)中按照质量比为1:40，混合均匀，控制发酵时间为7d。
基于上述，与现有技术相比，本发明提供的一种金霉素菌渣废弃物的生物降解复合菌剂，将选用能耐受金霉素的芽孢杆菌和霉菌组成复合菌剂，对添加一定量麸皮的金霉素菌渣废弃物进行发酵，利用具有降解金霉素和分解菌体中蛋白质、氨基酸及大量的碳源的几种菌株的协同作用，快速提高发酵过程的温度，加速金霉素的降解。更低金霉素浓度的菌渣又有利于菌株的进一步生长繁殖，协同发酵的快速进行，缩短发酵腐熟时间，促进腐熟更完全，从而实现资源化利用。
此外，本发明采用的发酵方法能够确保发酵降解的有效进行，环保、低耗、高效，利用糖蜜对菌剂的活化有利于增强菌株的活力，确保发酵的迅速进行；破碎能够确保菌株对菌渣和金霉素的发酵降解完全；添加一定量麸皮不仅能够被菌株利用生长而且有助于增加堆体发酵的透气性，协同发酵的顺利进行，促进发酵腐熟完全；发酵的起始温度在37℃能够迅速启动菌剂中霉菌的发酵，缩短发酵升温的时间，加快金霉素降解速率，促进发酵腐熟的进行，从而缩短发酵腐熟无害化时间。
本发明的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他有益效果可通过在说明书以及权利要求书所记载的内容来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；在下面描述中附图所述的位置关系，若无特别指明，皆是图示中组件绘示的方向为基准。
图1为实施例6发酵7d的金霉素菌渣发酵物的实物图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；下面所描述的本发明不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，本发明所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义，不能理解为对本发明的限制；应进一步理解，本发明所使用的术语应被理解为具有与这些术语在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于正式的意义来理解，除本发明中明确如此定义之外。
本发明提供以下实施例：
实施例1-测试菌株对金霉素耐受性
将纳豆芽孢杆菌、特基拉斯芽孢杆菌、黄孢原毛平革菌、黑曲霉的菌株分别接种到以不同浓度金霉素作为碳源的无机盐培养基中，在30℃、180rpm摇瓶培养48h后，观察菌株的生长情况，测试结果见表1：
表1菌株在含不同浓度金霉素的无机盐培养基中的生长情况
注：—表示无菌生长，++表示生长良好，+表示生长或轻微抑制
其中，无机盐培养基的组成为：NaCl 0.02％，磷酸氢二钾0.04％，磷酸二氢钾0.04％，NH4NO3 0.2％，硫酸镁0.01％，硫酸锰0.001％，硫酸亚铁0.001％，氯化钙0.01％，灭菌后，添加金霉素作为唯一碳源。
从表1的测试结果表明，纳豆芽孢杆菌、特基拉斯芽孢杆菌、黄孢原毛平革菌和黑曲霉对金霉素具有很好的耐受能力，即使在1g/L金霉素培养基中也有可见的菌体生长。
实施例2-菌株菌粉的制备
A.纳豆芽孢杆菌菌粉的制备：将纳豆芽孢杆菌接种到LB培养液中，37℃、180rpm摇瓶培养24h，再将获得的培养物离心脱水，然后经真空冷冻干燥得到各菌株的冻干粉,最后将冻干粉与玉米淀粉混合均匀，制成1ⅹ108cfu/g的菌粉；
B.特基拉斯芽孢杆菌菌粉的制备：采用与上述纳豆芽孢杆菌菌粉一致的制备方法，制成1ⅹ108cfu/g的菌粉；
C.黑曲霉菌粉的制备：将黑曲霉接种到固体麸皮培养基(麸皮和水以1：1混合)中37℃静置培养120h，室温后熟48h，期间每天翻曲一次；将培养好的曲与麸皮混合，在45～55℃烘干24h，使水分含量≤5wt％，制成1ⅹ107cfu/g的菌粉。
D.黄孢原毛平革菌菌粉的制备：采用PDA培养基分别获得黄孢原毛平革菌的菌丝、孢子，离心脱水，然后经真空冷冻干燥得到各菌株的冻干粉，将冻干粉与麸皮混合均匀，制成1ⅹ107cfu/g的菌粉。
实施例3-菌株对金霉素提取后菌渣固体废弃物的降解测试
将实施例2制备得到的菌粉分别加入金霉素提取后菌渣固体废弃物进行发酵并测试降解效果，具体操作方法如下：
取金霉素发酵提取后菌渣固体废弃物，含水量为45％左右，pH在7-9之间，破碎至5mm以下，之后加入一定量的水使菌渣的含水量调节到60％左右，调节pH至7左右，分装于70g/500mL的三角瓶中，无菌消毒。然后在每一三角瓶中添加1mg/g的无菌金霉素，混合均匀，以5％的移种量加入实施例2中制备的菌株，放于37℃静置培养5d放瓶，同时以不接种菌株的发酵基质作为对照，检测金霉素的含量、含水量及pH，结果见表2：
表2不同菌株对固体菌渣废弃物发酵的结果
试验组 菌株 pH值 含水量％ 金霉素残留(μg/g)
空白对照 / 8.05 66.78 43.18
处理组1 黑曲霉 8.37 54.61 48.58
处理组2 黄孢原毛平革菌 8.78 61.41 34.51
处理组3 纳豆芽孢杆菌 8.58 60.53 31.10
处理组4 特基拉斯芽孢杆菌 8.72 59.59 32.78
表2的测试结果表明，空白对照组的金霉素在37℃条件下有一定程度的降解，而接种纳豆芽孢杆菌、特基拉斯芽孢杆菌和黄孢原毛平革菌对金霉素降解有一定促进作用，其中纳豆芽孢杆菌效果最好，其次是黄孢原毛平革菌和特基拉斯芽孢杆菌。
接种黑曲霉对金霉素的降解没有明显的促进作用，但是能够明显的降低菌渣废弃物中的含水量，说明菌株能够有效利用金霉素菌渣中的有机质进行发酵。
此外，经过发酵后的菌渣废弃物pH值有不同程度的提升，说明菌株发酵能够降解菌渣废弃物中的部分物质，改变废弃物的组成含量，可能实现废弃物的无害化作用。而且pH值的升高能够缩短金霉素的半衰期。
实施例4-制备复合菌剂
根据实施例3的结果，制作一种金霉素菌渣固体废弃物的生物降解复合菌剂，包含以下原料：组合微生物菌粉、淀粉和麸皮。其中组合微生物为能够耐受金霉素的芽孢杆菌和霉菌；所述芽孢杆菌为纳豆芽孢杆菌、特基拉斯芽孢杆菌中的一种或两种，所述霉菌为黑曲霉、黄孢原毛平革菌中的一种或两种。
该实施例提供以下复合菌剂，具体组成如下：
复合菌剂A:按1∶1∶1∶1的重量比混合纳豆芽孢杆菌菌粉、特基拉斯芽孢杆菌菌粉、黑曲霉菌粉、黄孢原毛平革菌，制得复合菌剂。其中纳豆芽孢杆菌和特基拉斯芽孢杆菌的含量各自为1×108cfu/g组合微生物菌剂；黑曲霉和黄孢原毛平革菌含量各自为1×107cfu/g组合微生物菌剂。
复合菌剂B:按1∶1∶1的重量比混合纳豆芽孢杆菌菌粉、特基拉斯芽孢杆菌菌粉、黑曲霉菌粉，制得复合菌剂。其中纳豆芽孢杆菌和特基拉斯芽孢杆菌菌粉的含量各自为1×108cfu/g组合微生物菌剂；黑曲霉含量为1×
107cfu/g组合微生物菌剂。
复合菌剂C:按1∶1∶1的重量比混合纳豆芽孢杆菌菌粉、黑曲霉菌粉和黄孢原毛平革菌菌粉，制得复合菌剂。其中纳豆芽孢杆菌的含量为1×108cfu/g组合微生物菌剂；黑曲霉和黄孢原毛平革菌含量各自为1×107cfu/g组合微生物菌剂。
复合菌剂D:按1∶1∶1的重量比混合纳豆芽孢杆菌菌粉、特基拉斯芽孢杆菌菌粉和黄孢原毛平革菌菌粉，制得复合菌剂。其中纳豆芽孢杆菌和特基拉斯芽孢杆菌的含量各自为1×108cfu/g组合微生物菌剂；黄孢原毛平革菌含量各自为1×107cfu/g组合微生物菌剂。
其中，上述纳豆芽孢杆菌菌粉/特基拉斯芽孢杆菌菌粉的制备方法为将纳豆芽孢杆菌/特基拉斯芽孢杆菌分别接种到LB培养液中，37℃培养180rpm培养24小时，获得的培养物，离心脱水，然后经真空冷冻干燥得到各菌株的冻干粉。将冻干粉与玉米淀粉混合均匀，制成1×108cfu/g的菌粉；
所述黑曲霉菌粉的制备方法为将黑曲霉接种到固体麸皮培养基培养，37℃培养120h，室温后熟48h，期间每天翻曲一次；将培养好的曲与麸皮混合，在45～55℃烘干24h，使水分含量≤5wt％，制成1×107cfu/g的菌粉；
所述黄孢原毛平革菌菌粉的制备方法为采用PDA培养基分别获得黄孢原毛平革菌的菌丝、孢子，离心脱水，然后经真空冷冻干燥得到菌株的冻干粉，将冻干粉与麸皮混合均匀，制成1×107cfu/g的菌粉。
实施例5-复合菌剂对金霉素菌渣废弃物降解测试
将实施例4制作的复合菌剂分别进行金霉素菌渣废弃物降解测试，同时以不添加菌剂为空白对照、以单一的纳豆芽孢杆菌菌粉、复合菌剂E、复合菌剂F、复合菌剂G和复合菌剂H作为对照，其中：
复合菌剂E菌株组合仅为纳豆芽孢杆菌菌粉和特基拉斯芽孢杆菌菌粉，其余与复合菌剂A一致；
复合菌剂F菌株组合仅为黑曲霉和黄孢原毛平革菌，其余与复合菌剂A一致；
复合菌剂G菌株组合仅为黑曲霉和纳豆芽孢杆菌，其余与复合菌剂A一致；
复合菌剂H菌株组合仅为黄孢原毛平革菌和纳豆芽孢杆菌，其余与复合菌剂A一致；
具体降解测试方法为:
将复合菌剂以2.5％的添加量加入金霉素菌渣废弃物，放于37℃静置培养5d，每隔24小时翻动一次，观察发酵固体废弃物的变化，检测金霉素的残留含量、含水量及pH，其中金霉素菌渣废弃物具体为添加了10％左右麸皮的含金霉素1mg/g菌渣废弃物；测试结果见表3：
表3不同菌株组合对固体菌渣废弃物发酵的结果
从表3的测试结果可以看出，含有麸皮的金霉素菌渣废弃物接种菌剂发酵5d后，菌渣中pH、含水量和金霉素的浓度都低于空白对照中，而且纳豆芽孢杆菌复合黑曲霉、黄孢原毛平革菌以及其他的芽孢杆菌的试验组中含水量和金霉素含量会低于单独接种纳豆芽孢杆菌的试验组，说明加入的菌株能够有效利用菌渣废弃物中的蛋白质、氨基酸和大量的碳源进行生长繁殖并且降解金霉素，多菌组合效果优于单一菌株。
复合菌剂A、B、C和D都能使金霉素降解率达99％以上，残留量低于10μg/g，其中效果最好的是复合菌剂A，发酵5d后菌渣废弃物变为黑褐色，疏松干燥，堆体塌陷，无刺激性气味，而对照组中菌渣比较粘且颜色为土黄色且有强烈的刺激性臭气。
此外，从复合菌剂E和F的结果来看，单独的使用芽孢杆菌或霉菌效果不如芽孢杆菌和霉菌同时使用。因此，选择纳豆芽孢杆菌和黑曲霉菌组合后，再与特基拉斯芽孢杆菌和/或黄孢原毛平革菌进一步复合后进行发酵，菌渣降解效果更好，能有效的降解金霉素并腐熟菌体，使菌渣废弃物无害化，同时抑制臭气物质的排放。
实施例6-金霉素菌渣废弃物堆肥高温预发酵
将实施例4制得的复合菌剂A和复合菌剂C分别对大量的金霉素菌渣废弃物进行高温预发酵，具体包括以下步骤:
(1)复合菌剂的活化：将所述复合菌剂按重量比1:4加入质量分数为2.5％糖蜜水，在37℃活化2h，制成菌种混合物，备用；
(2)金霉素固体菌渣预处理：取发酵提取盐酸金霉素后的菌渣(含量1000μg/g金霉素)，破碎至5mm以下，调节pH至7左右，再加10％～15％的麸皮进行混合，制成金霉素菌渣混合物发酵料，并控制混合物发酵料的含水率在60％左右；
(3)金霉素固体菌渣发酵：将步骤(1)中的菌种混合物与步骤(2)中的金霉素菌渣混合物发酵料，按照质量比为1:40，混合均匀，将物料疏松堆放于20L的不锈钢罐中，在37℃条件下进行放大静置翻堆发酵，并在发酵5d和7d取样测金霉素的含量及pH，结果见表4。
表4复合菌剂罐中堆肥高温预发酵结果
表4的测试结果表明，发酵5d后金霉素的降解率基本达到99％左右，随着时间的延长降解率会逐步增加，说明延长发酵时间可以减少金霉素含量；发酵过程中pH值有所上升，在7.0～8.2之间波动,由此可见，在20L的放大罐中接种复合菌剂A和复合菌剂C发酵能够有效的降解其中的金霉素。
此外，本发明从发酵第2d开始还对发酵过程中发酵料中心的温度进行测定，并观察堆料的变化：
结果发现在JMF1、JMF2和JMF3组发酵24h后发酵内部升温到50℃,这个温度持续到发酵5d，发酵6d时温度下降到45℃左右，说明霉菌生长有助于发酵的升温，过大的堆体装量，霉菌发酵产生的热量不容易散发出去，导致堆体的快速升温，促进腐熟的快速进行，促进金霉素的降解，同时芽孢杆菌使得发酵在高温条件下维持足够长的时间，使得菌渣腐熟和金霉素降解完全，发酵7d时，JMF1和JMF3组堆料明显干燥、松散，而JMF2组粘稠(如图1)；
JMF4组发酵24h后发酵内部升温到42℃，这个温度持续到发酵5d，发酵6d温度下降到40℃左右，发酵过程中发酵料粘稠，透气性差，产生的大量水珠不容易挥发，不利于发酵进行及金霉素的降解，7d时明显湿粘；
JMF1组、JMF2组、JMF3组和JMF4组的堆料发酵7d的金霉素菌渣发酵物的实物图参照图1，其中JMF1组、JMF2组和JMF3组的堆料呈黑褐色，JMF4组呈浅黄褐色，在发酵7d时，JMF1组和JMF3组的堆体明显下陷，堆料明显干燥、松散；JMF2组和MF4组的堆体轻微下陷,堆料粘稠；
说明在添加相同复合菌剂的条件下，相比含10％的麸皮菌渣，对含15％的麸皮菌渣进行发酵，更有利于堆体升温，促进菌渣的腐熟发酵，在加速金霉素降解的同时使得堆料干燥松散，有利于实现金霉素菌渣固体废弃物的资源化利用。
取7d的样品测水分含量以及作为堆肥的相关指标，以未接菌剂的菌渣废弃物JMFCK为对照组，结果见表5：
表5复合菌剂罐中菌渣堆肥高温预发酵7d后养分含量
表5的结果表明，接种微生物发酵金霉素菌渣废弃物以后，废弃物的水分含量有不同程度降低，而有机质、总氮、五氧化二磷、氧化钾和总养分都有不同程度的提高，说明接种复合菌剂不仅能够降低金霉素含量实现菌渣废弃物的无害化，而且能够通过有效利用菌渣废弃物中的各种碳、氮源，改变废弃物的组成成分，抑制臭气物质的排放，使菌渣废弃物完全腐熟形成有机肥，实现资源化利用。
实施例7-金霉素菌渣废弃物堆肥腐熟
将实施例6堆肥高温预发酵7d的发酵物，分别转移至室温继续堆肥到30d左右，对其中的金霉素及其菌渣养分进行检测，结果见表6。
表6菌渣发酵30d后养分含量及金霉素残留量
从表6的测试结果可以看出，经预发酵后放于室温继续堆肥到30天，添加菌剂的菌渣中金霉素残留量极低，低于GBT32951-2016检测线(1mg/Kg)，菌渣的含水量继续大幅度降低，使得菌渣变得更干燥，疏松。
另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本发明的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种金霉素菌渣废弃物的生物降解复合菌剂，其特征在于：包括纳豆芽孢杆菌菌粉和黑曲霉菌粉，并复合特基拉斯芽孢杆菌菌粉和黄孢原毛平革菌菌粉,
所述复合菌剂中的纳豆芽孢杆菌菌粉、特基拉斯芽孢杆菌菌粉、黑曲霉菌粉和黄孢原毛平革菌菌粉的重量比为1:1:1:1，其中纳豆芽孢杆菌菌粉的含量为1×108 cfu/g，特基拉斯芽孢杆菌菌粉含量为1×108 cfu/g，黑曲霉菌菌粉的含量为1×107cfu/g以及黄孢原毛平革菌菌粉的含量为1×107cfu/g。
2.根据权利要求1所述的金霉素菌渣废弃物的生物降解复合菌剂，其特征在于：所述纳豆芽孢杆菌菌粉/特基拉斯芽孢杆菌菌粉的制备方法为将纳豆芽孢杆菌/特基拉斯芽孢杆菌分别接种到LB培养液中进行培养，获得的培养物经离心脱水干燥得到各菌株的冻干粉，然后将冻干粉与玉米淀粉混合均匀，制成1×108 cfu/g的菌粉。
3.根据权利要求1所述的金霉素菌渣废弃物的生物降解复合菌剂，其特征在于：所述黑曲霉菌粉的制备方法为将黑曲霉接种到固体麸皮培养基培养，将培养好的曲与麸皮混合，在45～55℃烘干24h，使水分含量≤5wt%，制成1×107 cfu/g的菌粉。
4.根据权利要求1所述的金霉素菌渣废弃物的生物降解复合菌剂，其特征在于：所述黄孢原毛平革菌菌粉的制备方法为采用PDA培养基分别获得黄孢原毛平革菌的菌丝、孢子，离心脱水干燥得到菌株的冻干粉，将冻干粉与麸皮混合均匀，制成1×107 cfu/g的菌粉。
5.一种根据权利要求1～4所述的金霉素菌渣废弃物的生物降解复合菌剂的堆肥高温预发酵方法，其特征在于：将经糖蜜水活化的复合菌剂与金霉素菌渣混合物发酵料按照质量比为1～10: 100～200，混合均匀，将物料疏松堆放并在25～45℃发酵，发酵时间为5～8d，其中，发酵处理过程中对所述发酵料进行定时翻堆，每个翻堆周期为24h。
6.根据权利要求5所述的金霉素菌渣废弃物的生物降解复合菌剂的堆肥高温预发酵方法，其特征在于：所述复合菌剂的活化方法为在复合菌剂中按重量比1:2～8加入质量分数2.5%糖蜜水，在37℃活化1～3h。
7.根据权利要求5所述的金霉素菌渣废弃物的生物降解复合菌剂的堆肥高温预发酵方法，其特征在于：所述金霉素菌渣混合物发酵料的制作方法为取发酵提取盐酸金霉素后剩余的菌渣，破碎至5mm以下，调节pH至7左右，再加5%～30%的麸皮进行混合，制成金霉素菌渣混合物发酵料，并控制混合物发酵料的含水率在45%～70%。
CN202110951141.1A 2021-08-18 2021-08-18 一种金霉素菌渣废弃物的生物降解复合菌剂及其堆肥高温预发酵方法 Active CN113462615B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110951141.1A CN113462615B (zh) 2021-08-18 2021-08-18 一种金霉素菌渣废弃物的生物降解复合菌剂及其堆肥高温预发酵方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110951141.1A CN113462615B (zh) 2021-08-18 2021-08-18 一种金霉素菌渣废弃物的生物降解复合菌剂及其堆肥高温预发酵方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113462615A CN113462615A (zh) 2021-10-01
CN113462615B true CN113462615B (zh) 2023-05-09

Family

ID=77866782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110951141.1A Active CN113462615B (zh) 2021-08-18 2021-08-18 一种金霉素菌渣废弃物的生物降解复合菌剂及其堆肥高温预发酵方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113462615B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113943767B (zh) * 2021-10-12 2023-05-26 淮阴工学院 一种利用黑曲霉发酵液提高纳豆芽孢杆菌表面活性素同系物产量的方法
CN115057729B (zh) * 2022-06-20 2023-12-22 龙蟒大地农业有限公司 一种赤霉素菌渣转化利用的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109170163A (zh) * 2018-09-29 2019-01-11 华南农业大学 一种含有纳豆芽孢杆菌的高效饲料添加剂
CN109665877A (zh) * 2019-01-08 2019-04-23 青岛淳和万生环保技术有限公司 盐酸金霉素菌渣的无害化处理方法
CN110981563A (zh) * 2019-12-11 2020-04-10 同济大学 一种抗生素菌渣的处理方法及其应用
CN112662600A (zh) * 2021-01-28 2021-04-16 福建省微生物研究所 一种用于鸡粪高温腐熟除臭的微生态制剂及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109170163A (zh) * 2018-09-29 2019-01-11 华南农业大学 一种含有纳豆芽孢杆菌的高效饲料添加剂
CN109665877A (zh) * 2019-01-08 2019-04-23 青岛淳和万生环保技术有限公司 盐酸金霉素菌渣的无害化处理方法
CN110981563A (zh) * 2019-12-11 2020-04-10 同济大学 一种抗生素菌渣的处理方法及其应用
CN112662600A (zh) * 2021-01-28 2021-04-16 福建省微生物研究所 一种用于鸡粪高温腐熟除臭的微生态制剂及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
高温堆肥对畜禽粪中抗生素降解和重金属钝化的作用;张树清，等;《中国农业科学》;20061231;第39卷(第02期);第337-343页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113462615A (zh) 2021-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108002871B (zh) 一种厨余垃圾制作绿化用肥料的方法
CN101333510B (zh) 一种处理污泥制备生物有机肥料的方法及其专用发酵剂
CN109402015B (zh) 一株热噬淀粉芽孢杆菌及其应用
CN113462615B (zh) 一种金霉素菌渣废弃物的生物降解复合菌剂及其堆肥高温预发酵方法
CN110550987A (zh) 处理有机固体废弃物的方法及其制备得到的生物有机肥
CN107011009B (zh) 一种白酒酒糟有机肥及其制备方法和应用
CN104293694A (zh) 一种污泥好氧堆肥复合菌剂的制备方法
CN112375720B (zh) 一种枯草芽孢杆菌及其应用
CN111620745B (zh) 一种利用生物菌剂降解农业废弃物生产生物有机肥的方法
CN112661548B (zh) 一种大观霉素菌渣抗生素、耐药基因去除方法、大观霉素菌渣堆肥及其制备方法
CN106587559A (zh) 一种污泥厌氧消化的方法
CN111620725A (zh) 一种用于鸡粪的腐熟剂及其制备方法和应用
CN107176891A (zh) 一种能促进秸秆快速降解的生物制剂及其生产工艺
CN103664255A (zh) 一种有机废弃物兼氧发酵堆肥处置工艺
CN113444657A (zh) 一种促进餐厨垃圾好氧堆肥的固态微生物复合菌剂及其制备和应用
CN111808779B (zh) 一种嗜热地芽孢杆菌及其在农业废弃物中的应用
CN103160554A (zh) 一种红霉素菌渣的处理新方法
CN110591974A (zh) 一种用于皮革污泥干化的嗜热微生物菌剂的制备及使用方法
CN110819554B (zh) 一种极端嗜高温菌及其在高温堆肥发酵中的应用
CN102334589A (zh) 一种用芽孢杆菌发酵废液制备发酵饲料的方法
CN101565331A (zh) 一种猪粪生产生物有机肥的方法
CN102173879B (zh) 利用纤维素酶发酵废菌丝体和沼渣生产生物钾肥的方法
CN114350579B (zh) 一种污泥好氧堆肥复合菌剂及其制备方法和应用
CN115216415B (zh) 一种菌剂及其在制备肥料中的应用
CN114940635A (zh) 一种有机固废半透膜发酵减排温室气体和制备微生物肥料的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant