本发明属于环保工程中蔬菜废弃物生物处理技术领域，具体涉及一种微生物菌剂及该微生物菌剂的制备、使用工艺。
背景技术
随着经济的日益发展，人们生活水平的逐步提高，蔬菜的消费量越来越大，随之而来的蔬菜废弃物也越来越多。蔬菜废弃物大部分是绿色菜叶，含水量大，营养丰富，如不及时处理，很容易腐败变质。传统的蔬菜废弃物的处理，只能依靠自然界中的微生物进行自然分解，由于菌数偏少，且蔬菜废弃物量大、过于集中，自然分解过程十分缓慢，会产生恶臭，引起蚊蝇寄生，进而变成重大污染源。因此，如何快速、可控、彻底的处理蔬菜废弃物，一直是环保科技人员亟待解决的问题。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种微生物菌剂，以单个纯菌株培养到对数末期的活菌数量比计，包括，芽孢杆菌25∽35%、植物乳杆菌27∽32%、丁酸梭菌30∽32%、酿酒酵母6∽12%。
以单个纯菌活化到对数末期的菌液体积比计，包括32%的芽孢杆菌、32%的植物乳杆菌、28%的丁酸梭菌、8%的酿酒酵母。
一种微生物菌剂的制备工艺，包括以下步骤：步骤一、分别将芽胞杆菌属、植物乳杆菌、丁酸梭菌在35∽38℃兼氧条件下在活化培养基中活化培养10∽14小时，将酿酒酵母在28∽32℃兼氧条件下在活化培养基中活化培养22∽24小时；步骤二、将活化后的芽胞杆菌属、植物乳杆菌、丁酸梭菌在35∽38℃、50rpm条件下分别在扩增培养基中进行一级培养10∽14小时；将酿酒酵母在28∽32℃、50rpm条件下在扩增培养基中一级培养16∽20小时；步骤三、将一级培养所得的芽胞杆菌属菌液、植物乳杆菌菌液、丁酸梭菌菌液在35∽38℃，50rpm条件下分别在扩增培养基中二级培养9∽11小时，将一级培养所得的酿酒酵母菌液在28∽32℃、50rpm条件下在扩增培养基中二级培养14∽16小时；步骤四、将二级培养后的芽胞杆菌属、植物乳杆菌、丁酸梭菌、酿酒酵母按比例混合制得初始微生物菌剂，将初始微生物菌剂接入含5%糖蜜的无机盐培养基中，厌氧发酵7天，得到本发明的微生物菌剂。
所述芽胞杆菌属、植物乳杆菌、丁酸梭菌的使用的活化培养基成分，以质量百分比计，均包括有0.8∽1.2%的蛋白胨，0.8∽1.2%的氯化钠，0.4∽0.6%的酵母膏，0.5∽1.5%的naoh，活化培养基的ph为6.5∽7.5，活化培养基在115℃条件下灭菌20分钟后再进行活化培养；酿酒酵母的活化使用的活化培养基成分，以质量百分比计，包括0.8∽1.2%的酵母膏，1.5∽2.5%的蛋白胨，1∽3%的蔗糖，活化培养基在115℃条件下灭菌20分钟后再进行活化培养。
所述芽孢杆菌、植物乳杆菌、丁酸梭菌一级培养和二级培养使用的扩增培养基成分，以质量百分比计，均包括，0.8∽1.2%糖蜜，0.4∽0.6%酵母膏，0.8∽1.2%氯化钠，扩增培养基的ph值为6.5∽7.5，将扩增培养基在115℃条件下灭菌20分钟再进行一级培养或二级培养；酿酒酵母一级培养和二级培养使用的扩增培养基成分，以质量百分比计，包括，1.8∽2.2%的糖蜜，0.8∽1.2%的酵母膏，将扩增培养基在115℃条件下灭菌20分钟再进行一级培养或二级培养。
一种微生物菌剂的使用工艺，包括以下步骤：步骤一、将微生物菌剂进行兼性厌氧混合发酵，在缺氧条件下，形成含水解酶的菌剂混合液，其中水解酶包括有淀粉酶、纤维素酶、脂肪酶、蛋白酶、果胶酶；步骤二、将蔬菜废弃物进行压榨，压榨后的蔬菜废弃物中添加重量为蔬菜废弃物重量1‰的菌剂混合液，厌氧反应24h，过滤去除反应产生的液体。
本发明的有益效果是：本发明的微生物菌剂，可有效厌氧液化蔬菜废弃物，液化率可达到95%左右，从而加快蔬菜废弃物的处理。不含致病菌，不含重金属和有毒害化学物质，无毒无刺激性，实际应用不会对环境造成二次污染。该微生物菌剂的制备工艺简单易操作，产品储运和投放简便高效。
具体实施方式
一种微生物菌剂的制备工艺：
1、从-70℃的冰箱中取出甘油冻管保藏的植物乳杆菌（lactobacillusplantarumatcc8014）菌种、酿酒酵母（saccharomycescerevisiaeatcc9080）菌种、丁酸梭菌（clostridiumbutyricumcicc23847）菌种、芽胞杆菌属（bacillussp.cicc23870），在经紫外灭菌的超净工作台中融解，移液枪无菌吸取1ml接入已灭菌的10ml液体种子活化培养基中，其中，用于活化所述芽胞杆菌属的活化培养基成分，以质量百分比计，包括1.0%的蛋白胨、1.0%的氯化钠、0.5%的酵母膏、1.0%的氢氧化钠，培养基的ph值调到7.0，将培养基在115℃条件下灭菌20分钟后再用来活化芽胞杆菌属；用于活化所述植物乳杆菌的活化培养基成分以质量百分比计，包括1.0%的蛋白胨、1.0%的氯化钠、0.5%的酵母膏、1.0%的氢氧化钠，培养基的ph值调到7.0，将培养基在115℃条件下灭菌20分钟后再用来活化植物乳杆菌；用于活化所述丁酸梭菌的活化培养基成分以质量百分比计，包括1.0%的蛋白胨、1.0%的氯化钠、0.5%的酵母膏、1.0%的氢氧化钠，培养基的ph值调到7.0，将培养基在115℃条件下灭菌20分钟后再用来活化丁酸梭菌；活化所述酿酒酵母的培养基的成分，以质量百分比计，包括1.0%的酵母膏、2.0%的蛋白胨、2%的蔗糖，将培养基在115℃条件下灭菌20分钟再用来活化酿酒酵母。
2、芽胞杆菌属接入活化培养基后，在37℃的温度条件下活化12小时；植物乳杆菌接入液体种子活化培养基后，在37℃的温度条件下活化12小时；丁酸梭菌接入液体种子活化培养基后，在32℃的温度条件下活化12小时；酿酒酵母接入液体种子活化培养基后，在30℃的温度条件下活化24小时。
3、无菌条件下吸取活化好的各菌种1ml，接入50ml的扩增培养基中，进行一级培养。芽胞杆菌属、植物乳杆菌、丁酸梭菌在37℃、50rpm条件下培养12小时左右；酿酒酵母在30℃、50rpm条件下培养18小时。其中，芽孢杆菌、植物乳杆菌、丁酸梭菌的一级培养用扩增培养基的组成为：1%糖蜜，0.5%酵母膏，1%氯化钠，ph值调至7.0；酿酒酵母的的一级培养用扩增培养基组成为：2%糖蜜，1%酵母膏。扩增培养基均在115℃条件下灭菌20分钟后再分别用来一级培养。
4、将一级培养好的种子液以2%的接种量接入新鲜扩增培养基中进行二次培养，芽胞杆菌属、植物乳杆菌、丁酸梭菌在37℃、200rpm条件下培养10小时左右；酿酒酵母在30℃、200rpm条件下培养15小时。其中，芽孢杆菌、植物乳杆菌、丁酸梭菌的二级培养用扩增培养基的组成为：1%糖蜜，0.5%酵母膏，1%氯化钠，ph值调至7.0；酿酒酵母的的二级培养用扩增培养基组成为：2%糖蜜，1%酵母膏。扩增培养基均在115℃条件下灭菌20分钟后再分别用来二级培养。
5、将二级培养所制得二级种子液，以单个纯菌活化到对数末期的菌液体积比计，按照32%的芽孢杆菌、32%的植物乳杆菌、28%的丁酸梭菌、8%的酿酒酵母的比例混合，即做成初始微生物混合菌剂。
6、将初始微生物混合菌剂接入含5%糖蜜的无机盐培养基中，厌氧发酵7天，得到本发明的微生物菌剂。
经测试，本菌剂活菌浓度>108cfu/ml，室温下能稳定保存6个月，按此比例混合，本菌剂能发挥最佳效果的条件（但不仅仅局限于此条件），同时本菌剂能适应多种蔬菜废弃物。最佳应用条件:温度为20∽45℃，ph值为3∽8.5。将菌剂以1‰的比例添加到压榨后的蔬菜中，厌氧反应24h，厌氧反应过程中由于厌氧发酵作用，温度自然达到25-40℃，无需外部加温。在缺氧，25-40℃环境下，微生物可产生多种复合酶，主要包括：淀粉酶、纤维素酶、脂肪酶、蛋白酶、果胶酶，其中纤维素酶和果胶酶具有溶解植物细胞壁的作用。一方面快速使细胞破壁，释放出营养物质，另一方面抑制有害菌，达到蔬菜废弃物的腐熟分解，既提高了腐熟肥的肥效，还能直接将蔬菜废弃物中的有害生物杀灭；通过酶的作用，将植物细胞中角质及蜡质中的长链脂肪酸及酯降解为小分子有机酸；在缺氧环境下，加上生物酶的催化，加速植物细胞线粒体的肿胀，形成空泡，最终裂解，释放出营养物质；加速液泡的破裂，释放出植物细胞内的水解酶，如β-葡萄糖苷酶、磷酸酯酶、核苷酶和蛋白酶，加速细胞的自溶；在nadph细胞色素氧化酶、5’-核苷酸酶的作用下加速内质网结构与生理功能的崩溃解体，其中色素还原酶使蔬菜废弃物颜色改变为棕褐色。从而达对蔬菜废弃物去除70%液体，综合减重达到95%的效果；以1%的比例添加到未压榨后的蔬菜中，厌氧反应48h，经过压榨后综合减重达到90%。
将上述方法制备得到的微生物菌剂分别进行测试：
1、采用本发明微生物菌剂对压榨脱水后的白菜叶进行液化处理。将一定量的菌剂混合均匀添加到压榨脱水后的白菜叶中，在起始25℃条件下发酵24h。通过菌剂处理，再次压榨后再次减少80%水分，综合固体减重率达到95%。
2、采用本发明微生物菌剂对白菜叶进行液化处理。将一定量的菌剂混合均匀添加到未压榨脱水的白菜叶中，在起始25℃条件下发酵48h。通过菌剂处理，压榨后固体减重率达到90%。
3、采用本发明微生物菌剂对压榨脱水后的包菜叶进行液化处理。将一定量的菌剂混合均匀添加到压榨脱水后的包菜叶中，在起始25℃条件下发酵24h。通过菌剂处理，再次压榨后再次减少78%水分，综合固体减重率达到93%。
4、采用本发明微生物菌剂对白菜叶进行液化处理。将一定量的菌剂混合均匀添加到未压榨脱水的白菜叶中，在起始25℃条件下发酵48h。通过菌剂处理，压榨后固体减重率达到86%。
5、采用本发明微生物菌剂对综合蔬菜叶进行液化处理。将一定量的菌剂混合均匀添加到综合蔬菜叶中，在起始25℃条件下发酵24h。通过菌剂处理，压榨后综合固体减重率达到91%。
本发明该液化蔬菜的微生物菌剂主要含有以下几种菌：芽孢杆菌（bacillussp.cicc23870）、植物乳杆菌（lactobacillusplantarumatcc8014）、丁酸梭菌（clostridiumbutyricumcicc23847）、酿酒酵母（saccharomycescerevisiaeatcc9080）。该菌剂形式是微生物菌悬液，制备工艺包括对各类菌种进行保藏、活化、扩大培养，获得处于最佳生长期的菌悬液，将各菌菌悬液按比例混合，采用糖蜜为基质进行混合发酵即可得到该菌剂。
本发明可有效厌氧液化蔬菜废弃物，液化率可达到95%左右。本品不含致病菌，不含重金属和有毒害化学物质，实体产品无毒无刺激性。实际应用不会对环境造成二次污染，不会额外造成负担，属于环境友好亲和型微生物菌剂产品。并且该产品储运和投放简便高效。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化，因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。