CN114574389A - 一种用于降解餐厨垃圾油脂的芽孢杆菌及其菌剂制备工艺 - Google Patents
一种用于降解餐厨垃圾油脂的芽孢杆菌及其菌剂制备工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种用于降解餐厨垃圾油脂的芽孢杆菌及其菌剂制备工艺，涉及生物降解技术领域，包括贝环状芽孢杆菌，菌株LYHL，该菌株已经在中国典型培养物保藏中心进行了用于专利程序的培养物保藏受理，保藏编号为：CGMCCNo.24211。本发明提供的贝环状芽孢杆菌菌株LYHL具有稳定、高效的餐厨垃圾油脂降解性能，采用生物降解的方式对餐厨垃圾中的油脂成分进行降解不仅大大降低了餐厨垃圾的环境污染，而且较之机械设备对油脂分离而言还大大降低了能源消耗。
Description
技术领域
本发明涉及生物降解技术领域，尤其涉及一种用于降解餐厨垃圾油脂的芽孢杆菌及其菌剂制备工艺。
背景技术
餐厨垃圾处理目前常用的处理技术手段，为微生物发酵结合高温处理。但由于餐厨垃圾中含有大量的油脂，不利于生物发酵处理或者不利于餐厨垃圾的后续处理，因此对餐厨垃圾中油脂的降解显得较为重要，本发明提供了一种能够用于降解餐厨垃圾油脂的芽孢杆菌，而且也描述了该芽孢杆菌的菌剂产品生产工艺和方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，本发明提供了一种能够用于降解餐厨垃圾油脂的芽孢杆菌，而且也描述了该芽孢杆菌的菌剂产品生产工艺和方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种用于降解餐厨垃圾油脂的芽孢杆菌，该菌株已经在中国典型培养物保藏中心进行了用于专利程序的培养物保藏受理，保藏编号为：CGMCC No.24211。
一种用于降解餐厨垃圾油脂的芽孢杆菌的菌剂制备工艺，包括发酵培养基和菌剂生产制备工艺，所述发酵培养基的主要成分为：葡萄糖20g/L、豆粕粉50g/L、玉米淀粉20g/L(液化处理15-30分钟)、酵母粉20g/L、 KH2PO4 1g/L、MgSO40.5 g/L、FeSO40.15 g/L、MnSO40.05g/L，所述菌剂生产制备工艺的步骤为：
S1、对菌株LYHL进行摇床培养；
S2、对菌株LYHL进行种子罐培养；
S3、对菌株LYHL进行发酵罐培养；
S4、添加载体；
S5、进行板框过滤；
S6、进行鼓风破碎，破碎的颗粒细度小于10mm；
S7、在60-90℃环境下烘干5-20S，冷却至20-30℃后进行包装。
作为一种优选的实施方式，所述步骤S1中的摇床培养具体为：在LB培养基中、环境温度处于20-30℃时和转速为20-100rmp的状态下培养48h。
作为一种优选的实施方式，所述步骤S2中的种子罐培养具体为：在LB 培养基中、环境温度处于20-30℃时和转速为20-100rmp的状态下培养48h。
作为一种优选的实施方式，所述步骤S3中的发酵罐培养具体为：在发酵培养基中、环境温度处于20-30℃时和转速为20-100rmp的状态下培养48h。
作为一种优选的实施方式，所述步骤S4中的载体为轻质碳酸钙，其与菌剂LYHL的重量比例范围为：1：1-2：1，孵化时间为12-24h。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，
本发明提供的贝环状芽孢杆菌菌株LYHL具有稳定、高效的餐厨垃圾油脂降解性能，采用生物降解的方式对餐厨垃圾中的油脂成分进行降解不仅大大降低了餐厨垃圾的环境污染，而且较之机械设备对油脂分离而言还大大降低了能源消耗。
附图说明：
图1为本发明一种用于降解餐厨垃圾油脂的芽孢杆菌及其菌剂制备工艺的菌剂制备工艺流程图；
图2为本发明一种用于降解餐厨垃圾油脂的芽孢杆菌及其菌剂制备工艺的菌株LYHL餐厨垃圾油脂降解活性测定结果对比图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例1
本发明提供一种技术方案：一种用于降解餐厨垃圾油脂的芽孢杆菌，包括贝环状芽孢杆菌，菌株LYHL，所述菌株LYHL的菌体细胞在400倍光学显微镜下菌体细胞呈短杆状，直或近直，芽孢中生，柱状或椭圆形，具有运动性，该菌株已经在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心进行了用于专利程序的生物材料保存受理，建议分类命名为：环状芽孢杆菌(Bacillus circulans)，保藏于位于北京市朝阳区北辰西路1号院3号的中国科学院微生物研究所中，该生物材料(株)于2021年12月29日由中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心收到，并登记入册，登记入册编号为：CGMCC No.24211；
在LB培养基上不产色素，菌落为白色不透明或菌落颜色微偏黄，扁平或圆形，无光泽，随着培养时间增长，菌落变厚变干，边缘不整齐，菌落上有轻微褶皱，变为乳脂色，所述菌株LYHL的生理生化特征为革兰氏染色阳性，可利用或吸收L-阿拉伯糖、D-核糖、D-木糖、D-半乳糖、D-甘露糖、L-山梨糖、鼠李糖、半乳糖醇、肌醇、D-甘露糖醇、D-麦芽糖、乳糖、葡糖酸钾、淀粉、肝糖、D-棉子糖；不可利用或吸收赤藻糖醇、甲基-β-D-吡喃木糖苷、甲基-α-D-吡喃甘露糖苷、N-乙酰基葡萄糖、D-蜜二糖、菊粉、D-松三糖、木糖醇、D-松二糖、D-来苏糖、D-塔格糖、D-岩藻糖；硝酸盐还原试验阴性，赖氨酸试验阴性，甲基红试验阴性，革兰氏阳性，鸟氨酸阳性，贝环状芽孢杆菌，菌株LYHL的环境耐受性表现为于含有1％-9％(质量含量)氯化钠的培养基中均可正常生长，于含有10％(质量含量)氯化钠的培养基中生长弱或不可生长，于pH 4.5-9.0的培养基中均可正常生长，在pH 4.0下生长势弱， pH 9.9下不可生长，在环境温度为4℃下生长势弱，在55℃-80℃下处理15min，仍可正常生长；
所述菌株LYHL的16S rDNA序列SEQ ID No.1为：
GGCGGCTGGCTCCAAAAGGTTACCCCACCGACTTCGGGTGTTACAAACTCTCGTGGTGTGAC GGGCGGTGTGTACAAGGCCCGGGAACGTATTCACCGCGGCATGCTGATCCGCGATTACTAGCGATT CCAGCTTCATGTAGGCGAGTTGCAGCCTACAATCCGAACTGAGAATGGTTTTATGGGATTTGCTCG ACCTCGCGGTTTTGCTGCCCTTTGTACCATCCATTGTAGCACGTGTGTAGCCCAGGTCATAAGGGG CATGATGATTTGACGTCATCCCCACCTTCCTCCGGTTTGTCACCGGCAGTCACCTTAGAGTGCCCA ACTGAATGCTGGCAACTAAGATCAAGGGTTGCGCTCGTTGCGGGACTTAACCCAACATCTCACGAC ACGAGCTGACGACAACCATGCACCACCTGTCACTCTGTCCCCCGAAGGGGAACGTCCTATCTCTAG GAGTGTCAGAGGATGTCAAGACCTGGTAAGGTTCTTCGCGTTGCTTCGAATTAAACCACATGCTCC ACCGCTTGTGCGGGCCCCCGTCAATTCCTTTGAGTTTCAGCCTTGCGGCCGTACTCCCCAGGCGGA GTGCTTAATGCGTTTGCTGCAGCACTAAAGGGCGGAAACCCTCTAACACTTAGCACTCATCGTTTA CGGCGTGGACTACCAGGGTATCTAATCCTGTTTGCTCCCCACGCTTTCGCGCCTCAGCGTCAGTTA CAGACCAAAGAGTCGCCTTCGCCACTGGTGTTCCTCCACATCTCTACGCATTTCACCGCTACACGT GGAATTCCACTCTTCTCTTCTGCACTCAAGTCCCCCAGTTTCCAATGACCCTCCACGGTTGAGCCG TGGGCTTTCACATCAGACTTAAAGGACCGCCTGCGCGCGCTTTACGCCCAATAATTCCGGACAACG CTTGCCACCTACGTATTACCGCGGCTGCTGGCACGTAGTTAGCCGTGGCTTTCTGGTTAGGTACCG TCAAGGTACAAGCAGTTACTCTTGTACTTGTTCTTCCCTAACAACAGAGTTTTACGATCCGAAAAC CTTCATCACTCACGCGGCGTTGCTCCGTCAGACTTTCGTCCATTGCGGAAGATTCCCTACTGCTGC CTCCCGTAGGAGTCTGGGCCGTGTCTCAGTCCCAGTGTGGCCGATCACCCTCTCAGGTCGGCTACG CATCGTCGCCTTGGTGAGCCGTTACCTCACCAACTAGCTAATGCGCCGCGGGCCCATCTGTAAGTG ACAGCGTAAACCGTCTTTCAGCTTTTCCTCATGAGAGGAAAAGGATTATCCGGTATTAGCTCCGGT TTCCCGAAGTTATCCCAGTCTTACAGGCAGGTTGCCCACGTGTTACTCACCCGTCCGCCGCTAACT TTAAAAGCAAGCTTTTAAAGTCCGCTCGACTTGCAT；
本实施例中，首先对贝环状芽孢杆菌，菌株LYHL的分离与菌株鉴定，从有餐厨垃圾堆放的环境中，采集土壤样品，从土壤中分离菌株，采用常规梯度稀释涂布分离，用LB，NA，KB和CM0002共4种培养基分别在28℃条件下培养，挑取菌落形态差异较大并可纯培养的细菌，在LB培养基上纯化保存，并以富集培养基进行反复筛选，富集培养基配方为：KH2PO40.3g，MgSO4·7H2O 0.1g，K2HPO41.5g，(NH4)2SO41.0g，NaCl 5.0g，混合油(花生油和猪油) 按周期(5g/10g/15g/20g/25g)，蒸馏水1L；经多次复筛，最终得到一株降解油脂活性强的细菌菌株，命名其为LYHL，然后对菌株进行鉴定，参考《土壤微生物研究原理与方法》(林先贵.土壤微生物研究原理与方法[M]，高等教育出版社，2010)中描述方法对菌株LYHL进行形态学、生理生化特性和部分保守序列的分析；
鉴定结果为：菌株WZ1的菌体细胞在400倍光学显微镜下菌体细胞呈短杆状，直或近直，芽孢中生，柱状或椭圆形，具有运动性；菌株LYHL的菌体细胞在400倍光学显微镜下菌体细胞呈短杆状，直或近直，芽孢中生，柱状或椭圆形，具有运动性；在LB培养基上不产色素，菌落为白色不透明或菌落颜色微偏黄，扁平或圆形，无光泽，随着培养时间增长，菌落变厚变干，边缘不整齐，菌落上有轻微褶皱，变为乳脂色，菌株LYHL的生理生化特征为革兰氏染色阳性；可利用或吸收L-阿拉伯糖、D-核糖、D-木糖、D-半乳糖、D- 甘露糖、L-山梨糖、鼠李糖、半乳糖醇、肌醇、D-甘露糖醇、D-麦芽糖、乳糖、葡糖酸钾、淀粉、肝糖、D-棉子糖；不可利用或吸收赤藻糖醇、甲基-β -D-吡喃木糖苷、甲基-α-D-吡喃甘露糖苷、N-乙酰基葡萄糖、D-蜜二糖、菊粉、D-松三糖、木糖醇、D-松二糖、D-来苏糖、D-塔格糖、D-岩藻糖；硝酸盐还原试验阴性，赖氨酸试验阴性，甲基红试验阴性，革兰氏阳性，鸟氨酸阳性，贝环状芽孢杆菌，菌株LYHL的环境耐受性表现为于含有1％-9％(质量含量)氯化钠的培养基中均可正常生长，于含有10％(质量含量)氯化钠的培养基中生长弱或不可生长，于pH 4.5-9.0的培养基中均可正常生长，在pH 4.0 下生长势弱，pH 9.9下不可生长，在环境温度为4℃下生长势弱，在55℃-80℃下处理15min，仍可正常生长。
实施例2
如图1所示，一种用于降解餐厨垃圾油脂的芽孢杆菌的菌剂制备工艺，包括发酵培养基和菌剂生产制备工艺，所述发酵培养基的主要成分为：葡萄糖20g/L、豆粕粉50g/L、玉米淀粉20g/L(液化处理15-30分钟)、酵母粉20g/L、KH2PO4 1g/L、MgSO40.5 g/L、FeSO40.15g/L、MnSO4 0.05 g/L，所述菌剂生产制备工艺的步骤为：
S1、对菌株LYHL进行摇床培养，在LB培养基中、环境温度处于20-30℃时和转速为20-100rmp的状态下培养48h；
S2、对菌株LYHL进行种子罐培养，在LB培养基中、环境温度处于20-30℃时和转速为20-100rmp的状态下培养48h；
S3、对菌株LYHL进行发酵罐培养，在发酵培养基中、环境温度处于20-30℃时和转速为20-100rmp的状态下培养48h；
S4、添加载体，载体为轻质碳酸钙，其与菌剂LYHL的重量比例范围为： 1：1-2：1，孵化时间为12-24h；
S5、进行板框过滤；
S6、进行鼓风破碎，破碎的颗粒细度小于10mm；
S7、在60-90℃环境下烘干5-20S，冷却至20-30℃后进行包装。
在本实施例中，菌株LYHL摇床培养条件及发酵菌液温度耐受性测试方法为：菌株LYHL在LB液体培养基上，进行摇瓶培养，20-30℃，120-200rpm，培养48-72小时，培养好的菌液进行离心浓缩，使得菌液终浓度100亿 cfu/ml，然后把浓缩的菌液分装至500ml的蓝盖试剂瓶里，盖好，然后分别放置在50℃和60℃下，放置7天和14天后，进行用稀释涂板法进行有效菌统计；
LYHL发酵液(100亿cfu/ml)分别在60℃、50℃下放置7天和14天后有效菌含量测定结果如下表所示：
实施例3
本发明环状芽孢杆菌(Bacillus circulans)菌株LYHL油脂降解活性的测定
供试原料：
油脂——市场上从餐饮饭店中含油量较高的餐厨垃圾中提取；
油脂降解活性检测培养基制备：
中性红培养基为蛋白胨10g，NaCl 5g，牛肉膏5g，体积分数1.6％的中性红水溶液1.0ml，混合油10g，琼脂20g，蒸馏水1L；脂肪酶验证培养基为酵母膏5.0g、蛋白胨10.0g、无水葡萄糖20.0g、Tween-808.0g、CaCl20.3g、琼脂15.0g、蒸馏水1L。
具体操作如下：环状芽孢杆菌(Bacillus circulans)菌株LYHL在LB 培养基上28℃恒温培养48h，转接到脂肪酶验证培养基上28℃恒温培养48h，再转接到中性红培养基28℃恒温培养72h，观察颜色变化。接种试验在无菌操作台中进行，防止污染。
实验结果见图2，环状芽孢杆菌(Bacillus circulans)菌株LYHL在油脂筛选培养基上有明显的红色且持续时间较长(2个周内褪色)，说明贝环状芽孢杆菌(Bacilluscirculans)菌株LYHL具有稳定、高效的餐厨垃圾油脂降解性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (6)
1.一种用于降解餐厨垃圾油脂的芽孢杆菌，其特征在于：包括贝环状芽孢杆菌，菌株LYHL，该菌株已经在中国典型培养物保藏中心进行了用于专利程序的培养物保藏受理，保藏编号为：CGMCC No.24211。
2.一种用于降解餐厨垃圾油脂的芽孢杆菌的菌剂制备工艺，其特征在于：包括发酵培养基和菌剂生产制备工艺，所述发酵培养基的主要成分为：葡萄糖20g/L、豆粕粉50g/L、玉米淀粉20g/L、酵母粉20g/L、KH2PO4 1g/L、MgSO40.5 g/L、FeSO40.15 g/L、MnSO4 0.05g/L，所述菌剂生产制备工艺的步骤为：
S1、对菌株LYHL进行摇床培养；
S2、对菌株LYHL进行种子罐培养；
S3、对菌株LYHL进行发酵罐培养；
S4、添加载体；
S5、进行板框过滤；
S6、进行鼓风破碎，破碎的颗粒细度小于10mm；
S7、在60-90℃环境下烘干5-20S，冷却至20-30℃后进行包装。
3.根据权利要求2所述的一种用于降解餐厨垃圾油脂的芽孢杆菌的菌剂制备工艺，其特征在于：所述步骤S1中的摇床培养具体为：在LB培养基中、环境温度处于20-30℃时和转速为20-100rmp的状态下培养48h。
4.根据权利要求2所述的一种用于降解餐厨垃圾油脂的芽孢杆菌的菌剂制备工艺，其特征在于：所述步骤S2中的种子罐培养具体为：在LB培养基中、环境温度处于20-30℃时和转速为20-100rmp的状态下培养48h。
5.根据权利要求2所述的一种用于降解餐厨垃圾油脂的芽孢杆菌的菌剂制备工艺，其特征在于：所述步骤S3中的发酵罐培养具体为：在发酵培养基中、环境温度处于20-30℃时和转速为20-100rmp的状态下培养48h。
6.根据权利要求2所述的一种用于降解餐厨垃圾油脂的芽孢杆菌的菌剂制备工艺，其特征在于：所述步骤S4中的载体为轻质碳酸钙，其与菌剂LYHL的重量比例范围为：1：1-2：1，孵化时间为12-24h。
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