一种高效油脂降解菌的筛选方法及其应用与流程

文档序号:24622444发布日期:2021-04-09 20:28阅读:47来源:国知局

本发明属于生物降解处理技术领域,具体涉及一种高效油脂降解菌的筛选方法及其应用。



背景技术:

我国餐厨垃圾占城市生活垃圾比重大致范围为37%~62%,我国餐厨垃圾存在高有机物含量,高含水率,高油脂含量,高盐分的特性。按照餐厨垃圾绝对干物质重量百分比计算,有机物含量约为80%,水分含量约为75%,粗脂肪含量约为25%,蛋白质含量约为20%以上,盐分含量约为2~3%。餐厨垃圾产生的恶臭气味污染环境,如何处理餐厨垃圾,使其资源化、减少环境污染,已经成为现在急需解决的问题。目前,餐厨垃圾的处理途径主要包括:用作动物饲料;油脂分离后生产生物柴油;进行焚烧或填埋;好氧发酵后制备有机肥或土壤调理剂。虽然餐厨垃圾用作动物饲料、焚烧、填埋是最直接简便的处理方式,但其弊端也十分明显,会产生可资源化利用率低、二次污染等问题。因此,好氧发酵和生物柴油是目前各个国家针对餐厨垃圾处理的主要技术途径。好氧堆肥处理技术是在有氧条件下,利用好氧微生物对餐厨垃圾进行吸收、氧化和分解的生命代谢活动,是一种传统好氧堆肥技术与外源微生物强化结合的现代堆肥技术。然而,该技术也存在着一些技术瓶颈需要突破,例如餐厨垃圾好氧发酵存在的发酵周期长、腐熟度低等主要问题

好氧发酵作为处理餐厨垃圾的主要技术途径之一,通过利用微生物对餐厨垃圾中的有机物、纤维素和木质素进行降解,实现餐厨垃圾的资源化、减量化和无害化利用。但是,目前针对餐厨垃圾处理的好氧发酵工艺仍然存在一些不足的方面。例如,过高的油脂含量会对好氧堆肥过程中的微生物生长和功能发挥产生抑制作用,所以导致了很多复合微生物菌剂接种于堆体后无法完全发挥其功能,因而出现了餐厨垃圾堆肥的发酵周期变长,堆肥产品腐熟度较差等问题,严重制约了好氧堆肥工艺处理餐厨垃圾的效果。由于餐厨垃圾堆肥中缺乏高效降解微生物,效果不甚理想,无法满足餐厨垃圾堆肥的处理要求,因此,如何筛选高效油脂降解微生物并将其引入到餐厨垃圾堆肥中是解决这一难题的关键。



技术实现要素:

针对现有技术的不足,本发明提供一种高效油脂降解菌的筛选方法,该方法包括如下步骤:

一种高效油脂降解菌的筛选方法,该方法包括如下步骤:

s1:菌株的富集驯化;

将餐厨垃圾堆肥后的成品以1:9的质量体积比放入第一富集培养基中,在25~30℃、150~180r/min培养3~6d,完成首次驯化;然后从培养后的富集培养基中吸取菌液再次放入第二富集培养基中,在相同的条件下培养后,完成二次驯化;再次吸取培养后的菌液放入第三富集培养基,如此重复,共培养驯化五次;其中,五次驯化培养的富集培养基均包括大豆油,且大豆油的浓度分别为0.8g/l、1.2g/l、1.6g/l、2.0g/l、2.4g/l;五次驯化培养的富集培养基还由0.1~0.3g的mgso4·7h2o、1.0~3.0g的(nh4)2so4、0.3~0.5g的kh2po4、1.5~1.9g的k2hpo4、5.0~8.0g的nacl、1000ml的蒸馏水配制而成,且富集培养基的ph为7.0;

s2:菌株的分离:取第五周期的菌液,以1×10-6的稀释浓度涂布在分离培养基上,挑选不同形态特征的菌落进行划线分离,纯化后的菌株保存于斜面培养基中供初筛用;所述分离培养基和斜面培养基由如下组分配制而成:牛肉膏5~8g,nacl5~8g,蛋白胨10~15g,自来水1000ml,ph7.0;

s3:菌株的温度试验:将s2分离后油脂降解菌株接种于分离培养基上,分别在30~80℃的温度范围内选取特定的温度下培养24~48h,观察菌株的生长情况;

s4:菌株初筛;

选取s3中生长情况好的纯化后的菌株接种于中性红培养基上,25~30℃培养24~48h,观察菌落生长情况和菌落是否变红,变红则表示菌株能够降解油脂并产生脂肪酸;将变红且生长情况好的菌株保存在斜面培养基中;所述中性红培养基的配制组成和重量如下:蛋白胨10~15g,牛肉膏5~8g,nacl5~8g,1.6%中性红水溶液1~3ml,琼脂20~25g,大豆油5~7g,自来水1000ml,ph7.0。

s5:菌株复筛;

将通过初筛保存的菌株接种于牛肉膏蛋白胨培养基中,25~30℃、150~180r.min-1培养24~48h,调节菌液od600值为1,将接种量按照质量比5%~8%接种至复筛培养基中,25~30℃、150~180r.min-1培养5~8d,测定大豆油的含量;所述牛肉膏蛋白胨培养基的的配制组成和重量如下:牛肉膏5~8g,nacl5~8g,蛋白胨10~13g,自来水1000ml,ph7.0;所述复筛培养基的配制组成和重量如下:大豆油5~8g,mgso4·7h2o0.1~0.3g,(nh4)2so41.0~3.0g,kh2po40.3~0.5g,k2hpo41.5~1.9g,nacl5.0~8.0g,蒸馏水1000ml,ph7.0;

s6:按照大豆油的降解率进行从大到小排序,筛选出降解率符合要求的高效油脂降解菌。

进一步地,所述s3中对菌株进行温度试验时,分别将分离的油脂降解菌株在30℃、40℃、50℃、60℃和70℃进行培养。

一种通过上述方法筛选得到的菌株在餐厨垃圾堆肥中的应用。

本发明的有益效果如下:

(1)本发明通过在富集培养基中加入特定浓度的大豆油,并且保证其含量随着驯化周期的增加而不断增加,有利于微生物降解油脂能力的增强,为后续能够筛选分离高效的油脂降解菌提供了基础。

(2)利用温度试验筛选的油脂降解菌对温度的适应性更广,因此筛选的油脂降解菌将适应于不用温度环境中。

(3)通过特殊配置的中性红培养基初筛和油脂降解率试验复筛分离筛选高效油脂降解菌,不仅操作简单,又有利于快速筛选出高效油脂降解菌,排除了其他杂菌的影响。

具体实施方式

下面根据优选实施例详细描述本发明,本发明的目的和效果将变得更加明白,应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

实施例1

(1)菌株的富集驯化:称量堆肥样品5g于45ml第一富集培养基中,25℃、180r·min-1培养3d,完成首次驯化;然后从培养后的富集培养基中吸取5ml菌液于45ml第二富集培养基中,相同条件下培养3d,完成二次驯化;再次吸取培养后的菌液放入第三富集培养基,如此重复,共培养驯化五次。富集培养基的配制组成和重量如下:大豆油(大豆油的浓度随驯化次数逐次递增,分别为0.8g/l、1.2g/l、1.6g/l、2.0g/l、2.4g/l),mgso4·7h2o0.3g,(nh4)2so43.0g,kh2po40.5g,k2hpo41.9g,nacl8.0g,蒸馏水1000ml,ph7.0。

(2)菌株的分离:取第五周期的菌液,以1×10-6稀释浓度涂布于分离培养基上,挑选不同形态特征的菌落进行划线分离,纯化后的菌株保存于斜面培养基中供初筛用。所述分离培养基的配制组成和重量如下:牛肉膏5g,nacl5g,蛋白胨10g,自来水1000ml,ph7.0。斜面培养基成分同分离培养基。

(3)菌株的温度试验:将分离的油脂降解菌株接种于分离培养基上,分为5组,分别于30℃、40℃、50℃、60℃和70℃培养24h,观察菌株的生长情况。

(4)菌株初筛:将生长情况良好的纯化后的菌株接种于中性红培养基上,25℃培养24h,观察菌落生长情况和菌落是否变红,变红则表示菌株能够降解油脂并产生脂肪酸。将初筛的油脂降解菌保存于斜面培养基中。所述中性红培养基的配制组成和重量如下:蛋白胨15g,牛肉膏8g,nacl8g,1.6%中性红水溶液3ml,琼脂25g,大豆油7g,自来水1000ml,ph7.0。

(5)菌株复筛:将初筛的菌株接种于牛肉膏蛋白胨培养基中,25℃、150r.min-1培养24h,调节菌液od600值为1,将接种量按照质量比5%接种至复筛培养基中,25℃、150r.min-1培养5d,测定大豆油的含量;所述牛肉膏蛋白胨培养基的配制组成和重量如下:牛肉膏5g,nacl5g,蛋白胨10g,自来水1000ml,ph7.0。所述复筛培养基的配制组成和重量如下:大豆油5g,mgso4·7h2o0.1g,(nh4)2so41.0g,kh2po40.3g,k2hpo41.5g,nacl5.0g,蒸馏水1000ml,ph7.0。

(6)根据大豆油的降解率进行从大到小排序,筛选出降解率符合要求的高效油脂降解菌。

实施例2

(1)菌株的富集驯化:称量堆肥样品5g于45ml第一富集培养基中,30℃、150r·min-1培养6d,完成首次驯化;然后从培养后的富集培养基中吸取5ml菌液于45ml第二富集培养基中,相同条件下培养3d,完成二次驯化;再次吸取培养后的菌液放入第三富集培养基,如此重复,共培养驯化五次。富集培养基的配制组成和重量如下:大豆油(大豆油的浓度随驯化次数逐次递增,分别为0.8g/l、1.2g/l、1.6g/l、2.0g/l、2.4g/l),mgso4·7h2o0.1g,(nh4)2so41.0g,kh2po40.3g,k2hpo41.5g,nacl5.0g,蒸馏水1000ml,ph7.0。

(2)菌株的分离:取第五周期的菌液,以1×10-6稀释浓度涂布于分离培养基上,挑选不同形态特征的菌落进行划线分离,纯化后的菌株保存于斜面培养基中供初筛用。所述分离培养基的配制组成和重量如下:牛肉膏8g,nacl8g,蛋白胨15g,自来水1000ml,ph7.0。斜面培养基成分同分离培养基。

(3)菌株的温度试验:将分离的油脂降解菌株接种于分离培养基上,分为5组,分别于30℃、40℃、50℃、60℃和70℃培养48h,观察菌株的生长情况。

(4)菌株初筛:将生长情况良好的纯化后的菌株接种于中性红培养基上,30℃培养48h,观察菌落生长情况和菌落是否变红,变红则表示菌株能够降解油脂并产生脂肪酸。将初筛的油脂降解菌保存于斜面培养基中。所述中性红培养基的配制组成和重量如下:蛋白胨10g,牛肉膏5g,nacl5g,1.6%中性红水溶液1ml,琼脂20g,大豆油5g,自来水1000ml,ph7.0。

(5)菌株复筛:将初筛的菌株接种于牛肉膏蛋白胨培养基中,30℃、180r.min-1培养48h,调节菌液od600值为1,将接种量按照8%接种至复筛培养基中,30℃、180r.min-1培养8d,测定大豆油的含量;牛肉膏蛋白胨培养基的配制组成和重量如下:牛肉膏8g,nacl8g,蛋白胨13g,自来水1000ml,ph7.0。所述复筛培养基的配制组成和重量如下:大豆油8g,mgso4·7h2o0.3g,(nh4)2so43.0g,kh2po40.5g,k2hpo41.9g,nacl8.0g,蒸馏水1000ml,ph7.0。

实施例3

(1)菌株的富集驯化:称量堆肥样品5g于45ml第一富集培养基中,28℃、160r·min-1培养5d,完成首次驯化;然后从培养后的富集培养基中吸取5ml菌液于45ml第二富集培养基中,相同条件下培养5d,完成二次驯化;再次吸取培养后的菌液放入第三富集培养基,如此重复,共培养驯化五次。富集培养基的配制组成和重量如下:大豆油(大豆油的浓度随驯化次数逐次递增,分别为0.8g/l、1.2g/l、1.6g/l、2.0g/l、2.4g/l),mgso4·7h2o0.2g,(nh4)2so41.2g,kh2po40.4g,k2hpo41.7g,nacl6.0g,蒸馏水1000ml,ph7.0。

(2)菌株的分离:取第五周期的菌液,以1×10-6稀释浓度涂布于分离培养基上,挑选不同形态特征的菌落进行划线分离,纯化后的菌株保存于斜面培养基中供初筛用。所述分离培养基的配制组成和重量如下:牛肉膏7g,nacl7g,蛋白胨12g,自来水1000ml,ph7.0。斜面培养基成分同分离培养基。

(3)菌株的温度试验:将分离的油脂降解菌株接种于分离培养基上,分为5组,分别于30℃、40℃、50℃、60℃和70℃培养36h,观察菌株的生长情况。

(4)菌株初筛:将将生长情况良好的纯化后的菌株接种于中性红培养基上,28℃培养36h,观察菌落生长情况和菌落是否变红,变红则表示菌株能够降解油脂并产生脂肪酸。将初筛的油脂降解菌保存于斜面培养基中。所述中性红培养基的配制组成和重量如下:蛋白胨12g,牛肉膏7g,nacl7g,1.6%中性红水溶液2ml,琼脂23g,大豆油6g,自来水1000ml,ph7.0。

(5)菌株复筛:将初筛的菌株接种于牛肉膏蛋白胨培养基中,28℃、160r.min-1培养36h,调节菌液od600值为1,将接种量按照8%接种至复筛培养基中,28℃、160r.min-1培养8d,测定大豆油的含量。所述牛肉膏蛋白胨培养基的配制组成和重量如下:牛肉膏7g,nacl7g,蛋白胨12g,自来水1000ml,ph7.0。所述复筛培养基的配制组成和重量如下:大豆油7g,mgso4·7h2o0.2g,(nh4)2so42.0g,kh2po40.4g,k2hpo41.7g,nacl6.0g,蒸馏水1000ml,ph7.0。

(6)根据大豆油的降解率进行从大到小排序,筛选出降解率符合要求的高效油脂降解菌。

为了证明本发明的快速高效油脂降解菌的筛选方法的技术效果,将不大豆油脂含量随着驯化周期的增加而增加试验的微生物筛选方式与进行大豆油脂含量随着驯化周期的增加而增加试验的微生物筛选方式对比发现:

不进行大豆油脂含量随着驯化周期的增加而增加试验的堆肥样品最终筛选出27株菌株,将其进行餐厨垃圾堆肥,油脂降解率高于50%的菌株有4株,高效油脂降解菌的筛出比例为15%;而根据本发明的实施例3,从堆肥样品最终筛选出17株菌株,将其进行餐厨垃圾堆肥,油脂降解率高于50%的菌株有13株,高效油脂降解菌的筛出比例为76%。因此,试验结果表明,采用本发明的方法筛出的高效油脂降解菌的比例更高,且对餐厨垃圾堆肥作用效果较好,更适用于试剂生产与使用。

本领域普通技术人员可以理解,以上所述仅为发明的优选实例而已,并不用于限制发明,尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内,所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。

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