CN114774296A - 一种耐高温季也蒙毕赤酵母菌株hgc34及其在畜禽粪便脱臭降解中的应用 - Google Patents

一种耐高温季也蒙毕赤酵母菌株hgc34及其在畜禽粪便脱臭降解中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于微生物技术领域，提供了一种耐高温季也蒙毕赤酵母菌株HGC34及其在畜禽粪便脱臭降解中的应用。所述季也蒙毕赤酵母菌(Meyerozymaguilliermondii)HGC34于2016年10月31日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCCNO：M2016600。本发明所述耐高温季也蒙毕赤酵母菌HGC34具有耐高温性能，能够显著去除鸡粪、猪粪等畜禽粪便中的臭味，达到保护环境，促进堆肥快速降解腐熟的目的。

Description

一种耐高温季也蒙毕赤酵母菌株HGC34及其在畜禽粪便脱臭 降解中的应用
技术领域
本发明涉及微生物技术领域，尤其涉及一种耐高温季也蒙毕赤酵母菌株HGC34及其在畜禽粪便脱臭降解中的应用。
背景技术
随着国内养殖业规模化、设施化快速发展，畜禽养殖产生大量废弃物，带来严重的环境问题和社会问题。臭气是畜禽粪便集中处理所面临的挑战之一。堆肥过程产生臭气的主要成分包括氨气、硫化氢及挥发性有机物(VOCs)，对生态环境造成严重危害。堆肥生境中多样的微生物菌群在臭气产生和脱臭时均扮演重要角色，某些微生物菌群可通过分解有机质产生臭气，某些微生物可利用臭气组分完成自身代谢，此外，在堆温变化时微生物群落也进行不断演替。
利用高效除臭菌株和纤维素分解菌群去除鸡粪、猪粪堆肥中的NH3和H2S已有相关研究和报道，通过微生物法原位脱除畜禽粪便堆肥中臭气也被证明是高效可行的。自然界中具备脱臭降解功能的微生物种类繁多，开发出更多的高效除臭降解菌株是亟待解决的技术问题，优质除臭降解菌株也为通过生物法去除畜禽粪便中的臭味物质提供了优质的菌种资源。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐高温季也蒙毕赤酵母菌株HGC34及其在畜禽粪便脱臭降解中的应用，所述耐高温季也蒙毕赤酵母菌HGC34能够显著去除鸡粪、猪粪等畜禽粪便中的臭味，达到保护环境，促进堆肥快速降解腐熟的目的。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种季也蒙毕赤酵母菌(Meyerozyma guilliermondii)HGC34，所述季也蒙毕赤酵母菌HGC34于2016年10月31日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M 2016600。
本发明提供了一种微生物除臭菌剂，所述微生物除臭菌剂的活性成分包括季也蒙毕赤酵母菌HGC34。
进一步地，所述微生物除臭菌剂中季也蒙毕赤酵母菌HGC34的菌浓度为1.0×109～8.0×109CFU/mL。
本发明还提供了一种利用微生物除臭菌剂在降低畜禽粪便堆肥臭气的方法，所述降低臭气的方法为将微生物除臭菌剂加入到畜禽粪便堆肥中进行处理；所述微生物除臭菌剂与畜禽粪便添加的比例为微生物除臭菌剂∶畜禽粪便＝2～8mL∶80～120kg。
进一步地，所述畜禽粪便的含水率为40～50％。
进一步地，通过向畜禽粪便中加入含水率在30％以下的废弃菌糠来调节畜禽粪便的含水率；所述废弃菌糠的加入量为畜禽粪便质量的1～5％。
进一步地，所述处理的温度为25～45℃，所述处理的pH值为5.5～6.5，所述畜禽粪便堆肥中心温度为40～65℃。
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明提供的耐高温季也蒙毕赤酵母菌HGC34，分离自自然环境中，无生物危险；并且根据实施例记载所述耐高温季也蒙毕赤酵母菌HGC34在55℃，60℃，65℃三种情况下，液体中菌株活细胞百分数分别为93.1％，88.6％和82.4％，表明季也蒙毕赤酵母菌HGC34能耐65℃高温生存。
本发明通过向畜禽粪便中添加所述的耐高温季也蒙毕赤酵母菌HGC34，能够显著去除鸡粪、猪粪等畜禽粪便中的臭味，达到保护环境，促进堆肥快速降解腐熟的目的。
附图说明
图1为季也蒙毕赤酵母菌HGC34分离的腐烂板栗样品；
图2为琼脂糖凝胶电泳检测PCR产物图，图中M：DNAMarkerDL5000；
图3为季也蒙毕赤酵母菌HGC34按照5％接种量处理后20天后的状态；
图4为季也蒙毕赤酵母菌HGC34在不同温度条件下的生长情况；
图5为季也蒙毕赤酵母菌HGC34细胞形态。
保藏说明
季也蒙毕赤酵母菌HGC34，拉丁文为Meyerozyma guilliermondii，该菌株保藏于中国典型培养物保藏中心，地址为：中国，武汉，武汉大学，保藏日期为2016年10月31日，保藏编号为CCTCC NO：M 2016600。
具体实施方式
本发明提供了一种季也蒙毕赤酵母菌(Meyerozyma guilliermondii)HGC34，所述季也蒙毕赤酵母菌HGC34于2016年10月31日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M 2016600。
在本发明中，所述季也蒙毕赤酵母菌HGC34的18S rDNA基因ITS区序列如SEQ:NO.1所示；所述季也蒙毕赤酵母菌HGC34分离自极度腐烂的板栗；季也蒙毕赤酵母菌HGC34在显微镜下，细胞形态为圆形或卵圆形，呈透明状，略比细菌大，没有鞭毛，无菌丝，显微镜下观察活细胞呈白色，死细胞呈蓝色，可见芽殖，较大的母体细胞旁有一较小的芽体。
本发明提供了一种微生物除臭菌剂，所述微生物除臭菌剂的活性成分包括季也蒙毕赤酵母菌HGC34。
在本发明中，所述微生物除臭菌剂中季也蒙毕赤酵母菌HGC34的菌浓度为1.0×109～8.0×109CFU/mL，优选为2.0×109～6.0×109CFU/mL，进一步优选为3.0×109～5.0×109CFU/mL。
本发明中，所述除臭菌剂的制备方法为将季也蒙毕赤酵母菌HGC34在YPA液体培养基中活化培养3～5天，通过显微观察计数，使活菌数为1.0×109～8.0×109CFU/mL。
本发明还提供了一种利用微生物除臭菌剂在降低畜禽粪便堆肥臭气的方法，所述降低臭气的方法为将微生物除臭菌剂加入到畜禽粪便堆肥中进行处理。
在本发明中，所述微生物除臭菌剂与畜禽粪便添加的比例为微生物除臭菌剂∶畜禽粪便＝2～8mL∶80～120kg，优选为微生物除臭菌剂∶畜禽粪便＝3～7mL∶85～115kg，进一步优选为微生物除臭菌剂∶畜禽粪便＝4～6mL∶90～110kg；将微生物除臭菌剂按照添加比例撒入畜禽粪便中，采用常规混匀方法混匀微生物除臭菌剂与畜禽粪便即可。
在本发明中，所述畜禽粪便的含水率为40～50％，优选为42～48％，进一步优选为44～46％。
在本发明中，通过向畜禽粪便中加入废弃菌糠来调节畜禽粪便的含水率；所述废弃菌糠的含水率在30％以下，优选为25～28％，进一步优选为26～27％；所述废弃菌糠的加入量为畜禽粪便质量的1～5％，优选为2～4％，进一步优选为2.5～3.5％。
在本发明中，所述降低臭气的方法为将微生物除臭菌剂加入到畜禽粪便堆肥中进行处理，所述处理的温度为25～45℃，优选为30～40℃，进一步优选为32～38℃；所述处理的pH值为5.5～6.5，优选为5.7～6.3，进一步优选为5.9～6.1；所述畜禽粪便堆肥中心温度为40～65℃，优选为45～62℃，进一步优选为50～60℃。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实验例1
收集极度腐烂的板栗样品(图1)中的菌种进行分离鉴定，将分离得到的菌株按照常规方法提取基因组DNA，得到基因组DNA后进行PCR扩增，18S rDNA基因ITS区序列的引物序列为：ITS1(SEQ:NO.2)：5’-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3’；ITS4(SEQ:NO.3)：5’-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3’。扩增完成后使用琼脂糖凝胶电泳检测PCR产物，电泳图见图2。将测序后的基因组DNA放入blast比对，结果表明，HGC34与Meyerozyma guilliermondii(Pichia guilliermondii)亲源关系最近。鉴定分离得到的菌株为季也蒙毕赤酵母菌。
实验例2
将分离得到的季也蒙毕赤酵母菌HGC34放入装有新鲜鸡粪做为底料的试管中，进行菌株应用实验室小试，每24h通过嗅觉评判臭味物质有无及程度大小，实验设计三个重复。臭气强度等级如表1：
表1臭味评价等级
Figure BDA0003649755370000041
Figure BDA0003649755370000051
分别按0.5％、1.0％、3.0％、5.0％的接种量将培养好的HGC34菌脱臭种子液(菌浓度为8.0×109CFU/mL)分别接种至含新鲜鸡粪的试验瓶中，充分搅拌混匀后，分别放置在30℃的恒温培养箱中培养，并作空白对照组(CK)，每间隔10天观察接种量对脱臭效能的影响，结果如表2。
表2不同接种量对脱臭的影响
Figure BDA0003649755370000052
从表2可以看出，接种季也蒙毕赤酵母菌HGC34脱臭种子液，按5.0％的接种量20d就完全脱臭，接种5.0％季也蒙毕赤酵母菌HGC34菌剂处理20天后的状态见图3；3％接种量完全脱臭时间延长至30天，而空白对照组50d仍有强烈的臭味，表明脱臭菌剂对受试新鲜鸡粪具有明显的脱臭效果。
实验例3
在YPD液体培养基试管中，按3.0％的接种量接种HGC34菌株种子液(菌液浓度6.8×108CFU/mL)，分别于30℃，35℃，40℃，45℃，50℃，55℃，60℃，65℃温度条件下培养48h，通过血细胞计数板计算酵母菌数量及死活细胞情况。结果如图4所示，HGC34在55℃条件下生长最好，表明该菌株是一株嗜高温菌。通过美蓝染色法观察季也蒙毕赤酵母菌HGC34在显微镜下，细胞形态为圆形或卵圆形，呈透明状，略比细菌大。没有鞭毛，无菌丝，大部分呈白色，少数呈蓝色，可见芽殖，较大的母体细胞旁有一较小的芽体(见图5)。在显微镜下统计死活细胞情况，死细胞呈蓝色，活细胞无色，通过计数可以计算死活细胞的比例。结果表明，55℃，60℃，65℃三种情况下，液体中菌株活细胞百分数分别为93.1％，88.6％和82.4％，表明季也蒙毕赤酵母菌HGC34能耐65℃高温生存。
实验例4
成果生产应用试验在湖北冠军生物科技股份有限公司生物有机肥发酵车间进行。采用垛式堆肥发酵，原料以新鲜鸡粪为主，按5％添加废弃香菇菌渣调节堆肥状态，含水量调整至55％，按3％加入HGC34菌剂(菌液浓度为8.0×109CFU/mL)，每10d从堆肥表层下20cm取样1kg密封，在通风良好的实验室，通过表1的评价等级进行闻嗅评价脱臭情况。结果表明，10d后，加入菌剂的堆肥样品臭味等级为3级，20d后，臭味强度为1级，30d后臭味强度为0级。而不加菌剂的对照样品，30d后臭味强度仍为4级，表明HGC34菌剂的脱臭效果明显。
实施例1
本实施例提供了一种微生物除臭菌剂在降低畜禽粪便堆肥臭气的方法，包括以下步骤：
(1)畜禽粪便预处理：采集新鲜的含水率为70％的鸡粪，向鸡粪中加入3％的含水率在25％的废弃菌糠，以调节鸡粪含水率至45％；
(2)微生物除臭剂的制备：所述微生物除臭菌剂中包括季也蒙毕赤酵母菌HGC34，所述季也蒙毕赤酵母菌HGC34的浓度为1.0×109CFU/mL；
(3)按照微生物除臭菌剂∶畜禽粪便＝5mL∶100kg的比例将微生物除臭菌剂和畜禽粪便混合均匀，进行自然堆肥，堆肥的环境温度为35℃，堆肥pH为5.5，堆肥中心温度为50℃，3天翻堆一次，连续翻堆3次即可。以不添加微生物菌剂的为对照组。
实施例2
本实施例提供了一种微生物除臭菌剂在降低畜禽粪便堆肥臭气的方法，包括以下步骤：
(1)畜禽粪便预处理：采集新鲜的含水率为65％的猪粪，向猪粪中加入2％含水率在20％的废弃菌糠，以调节猪粪含水率至50％；
(2)微生物除臭剂的制备：所述微生物除臭菌剂中包括季也蒙毕赤酵母菌HGC34，所述季也蒙毕赤酵母菌HGC34的浓度为3.0×109CFU/mL；
(3)按照微生物除臭菌剂∶畜禽粪便＝6mL∶110kg的比例将微生物除臭菌剂和畜禽粪便混合均匀，进行自然堆肥，堆肥的环境温度为30℃，堆肥pH为6.0，堆肥中心温度为55℃，3天翻堆一次，连续翻堆3次即可。以不添加微生物菌剂的为对照组。
实施例3
本实施例提供了一种微生物除臭菌剂在降低畜禽粪便堆肥臭气的方法，包括以下步骤：
(1)畜禽粪便预处理：采集新鲜的含水率为75％的鸡粪，向鸡粪中加入5％的含水率在27％的废弃菌糠，以调节鸡粪含水率至50％；
(2)微生物除臭剂的制备：所述微生物除臭菌剂中包括季也蒙毕赤酵母菌HGC34，所述季也蒙毕赤酵母菌HGC34的浓度为2.5×109CFU/mL；
(3)按照微生物除臭菌剂∶畜禽粪便＝4mL∶90kg的比例将微生物除臭菌剂和畜禽粪便混合均匀，进行自然堆肥，堆肥的环境温度为40℃，堆肥pH为6.5，堆肥中心温度为60℃，3天翻堆一次，连续翻堆3次即可。以不添加微生物菌剂的为对照组。
以上3个实施例中微生物除臭菌剂对畜禽粪便处理的应用效果见表3。
表3微生物除臭菌剂对畜禽粪便处理的应用效果
Figure BDA0003649755370000071
Figure BDA0003649755370000081
由以上实施例和实验例可知，本发明提供了一种耐高温季也蒙毕赤酵母菌株HGC34及其在畜禽粪便脱臭降解中的应用，所述耐高温季也蒙毕赤酵母菌HGC34能够显著去除鸡粪、猪粪等畜禽粪便中的臭味，达到保护环境，促进堆肥快速降解腐熟的目的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
序列表
<110> 黄冈师范学院
<120> 一种耐高温季也蒙毕赤酵母菌株HGC34及其在畜禽粪便脱臭降解中的应用
<160> 3
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 750
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
gtaacaaggt ttccgtaggt gaacctgcgg aaggatcatt acagtattct tttgccagcg 60
cttaactgcg cggcgaaaaa ccttacacac agtgtctttt tgatacagaa ctcttgcttt 120
ggtttggcct agagataggt tgggccagag gtttaacaaa acacaattta attattttta 180
cagttagtca aattttgaat taatcttcaa aactttcaac aacggatctc ttggttctcg 240
catcgatgaa gaacgcagcg aaatgcgata agtaatatga attgcagatt ttcgtgaatc 300
atcgaatctt tgaacgcaca ttgcgccctc tggtattcca gagggcatgc ctgtttgagc 360
gtcatttctc tctcaaaccc ccgggtttgg tattgagtga tactcttagt cggactaggc 420
gtttgcttga aaagtattgg catgggtagt actagatagt gctgtcgacc tctcaatgta 480
ttaggtttat ccaactcgtt gaatggtgtg gcgggatatt tctggtattg ttggcccggc 540
cttacaacaa ccaaacaagt ttgacctcaa atcaggtagg aatacccgct gaacttaagc 600
atatcaataa gcggaggaaa agaaaccaac agggattgcc ttagtagcgg cgagtgaagc 660
ggcaaaagct caaatttgaa atctggcgcc ttcggtgtcc gagttgtaat ttgaagattg 720
taaccttggg gttggctctt gtctatgttt 750
<210> 2
<211> 19
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 2
tccgtaggtg aacctgcgg 19
<210> 3
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 3
tcctccgctt attgatatgc 20

Claims (7)

1.一种季也蒙毕赤酵母菌(Meyerozyma guilliermondii)HGC34，其特征在于，所述季也蒙毕赤酵母菌HGC34于2016年10月31日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M 2016600。
2.一种微生物除臭菌剂，其特征在于，所述微生物除臭菌剂的活性成分包括权利要求1所述的季也蒙毕赤酵母菌HGC34。
3.根据权利要求2所述的微生物除臭菌剂，其特征在于，所述微生物除臭菌剂中季也蒙毕赤酵母菌HGC34的菌浓度为1.0×109～8.0×109CFU/mL。
4.一种利用权利要求2所述的微生物除臭菌剂在降低畜禽粪便堆肥臭气的方法，其特征在于，所述降低臭气的方法为将微生物除臭菌剂加入到畜禽粪便堆肥中进行处理；所述微生物除臭菌剂与畜禽粪便添加的比例为微生物除臭菌剂∶畜禽粪便＝2～8mL∶80～120kg。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述畜禽粪便的含水率为40～50％。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过向畜禽粪便中加入含水率在30％以下的废弃菌糠来调节畜禽粪便的含水率；所述废弃菌糠的加入量为畜禽粪便质量的1～5％。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述处理的温度为25～45℃，所述处理的pH值为5.5～6.5，所述畜禽粪便堆肥中心温度为40～65℃。
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