专利名称：一种微生物复合发酵菌剂及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种复合发酵菌剂及其制备方法，尤其是涉及一种用于餐厨垃圾处理的微生物复合发酵菌剂及其制备方法和应用。
背景技术：
餐厨垃圾是指家庭、学校、机关公共食堂以及餐饮行业等的食物废料和食物残余， 是城市生活垃圾的主要组成部分。餐厨垃圾主要包括米和面粉类食物残余、蔬菜、植物油、 动物油等，从化学组成上，有淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐等，其特点如下1、粗蛋白和粗纤维等有机物含量高，开发利用价值较大，但易腐并产生恶臭；2、含水量高，不便收集运输，处理不当容易产生二次污染；3、油类和盐类物质含量较其它生活垃圾高，对资源化产品品质影响较大，需要很大处理成本，用微生物对餐厨垃圾进行发酵处理制成发酵产品能很好的解决上述存在的问题。现有的用于餐厨垃圾处理的发酵菌种，大多采用霉菌和酵母菌，制备得到的蛋白饲料适口性好、有利于消化，对猪和人体并无明显威胁，但是由于霉菌、酵母菌适宜生长的 PH值为6. 5-7，有利于餐厨垃圾中腐败菌的生长及病原微生物的繁殖，容易导致餐厨垃圾的变质发臭，同时降低了餐厨垃圾中的蛋白含量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能抑制餐厨垃圾中腐败菌的生长及病原微生物的繁殖，减少餐厨垃圾的变质发臭，同时提高餐厨垃圾中蛋白含量的微生物复合发酵菌剂及其制备方法和应用。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种微生物复合发酵菌剂，所述的复合发酵菌剂的活性组分为热带假丝酵母(G. tropicalis)保藏号为CGMCCN0. 4201和乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)保藏号为CGMCC NO. 4202，所述的热带假丝酵母菌液和所述的乳酸乳球菌菌液按质量比为0.5-2 1的比例混合。所述的热带假丝酵母和所述的乳酸乳球菌的菌种按质量比为1 1的比例混合。所述的复合发酵菌剂的活性组分还包括腐败希瓦氏菌(Shewanella putrefacens)，所述的腐败希瓦氏菌的质量占所述的复合发酵菌剂质量的20% -30%。一种微生物复合发酵菌剂的制备方法，包括以下步骤(1)斜面菌种培养将热带假丝酵母(G. tropicalis)保藏号为CGMCCN0. 4201、乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)保藏号为CGMCC N0. 4202分别接于相应的斜面培养基上， 在pH为5. 8-6. 8，温度为的条件下静置培养M-48小时，放入4°C冰箱保存；(2)液体种子扩大培养分别挑取2至3环斜面菌种培养后得到的热带假丝酵母和乳酸乳球菌于相应的液体培养基中，在26-30°C的条件下摇床培养M-48小时，进行液体种子扩大培养，得到带假丝酵母菌液和乳酸乳球菌菌液；(3)固体种子扩大培养将热带假丝酵母菌液和乳酸乳球菌菌液按质量比0.5-2 1的比例混合均勻，制成复合菌液，将所述的复合菌液按质量体积百分比4-5%的接种量将其接入到固体扩大培养基中，在温度为25-35°C的条件下，培养时间为M-48小时，得到复合发酵菌剂。步骤(1)中热带假丝酵母的斜面培养基的配制方法为称取200g去皮马铃薯，加入IOOOmL蒸馏水煮沸20min，纱布过滤后补加蒸馏水至IOOOmL,再加入葡萄糖或蔗糖20g、 琼脂 15-20g 后，0. IMPa 灭菌 15_20min 备用。步骤(1)中乳酸乳球菌的斜面培养基的配制方法为将如下成分蛋白胨10g、、牛肉膏10g、酵母膏5g、柠檬酸二铵2g、磷酸氢二钾2g、乙酸钠5g、蒸馏水IOOOmL混合后加热溶解，冷却至50°C，用NaOHi周pH值至6. 2-6. 4，再加入以下成分=MgSO4O. 58g,MnSO4O. 25g、 葡萄糖15g、吐温-801mL，琼月旨15_20g后，0. 07MPa灭菌20min备用。步骤⑵中热带假丝酵母的液体培养基的配制方法为称取200g去皮马铃薯，加入IOOOmL蒸馏水煮沸20min，纱布过滤后补加蒸馏水至IOOOmL,再加入葡萄糖或蔗糖20g， 0. IMPa 灭菌 15-20min 备用。步骤O)中乳酸乳球菌的液体培养基的配制方法为将如下成分蛋白胨10g、、牛肉膏10g、酵母膏5g、柠檬酸二铵2g、磷酸氢二钾2g、乙酸钠5g、蒸馏水IOOOmL混合后加热溶解，冷却至50°C，用NaOHi周pH值至6. 2-6. 4，再加入以下成分=MgSO4O. 58g,MnSO4O. 25g、 葡萄糖15g、吐温-801mL，0. 07MPa灭菌20min备用。步骤(3)中固体扩大培养基的配制方法为以麦麸为基准，按质量百分比添加 10-15%的玉米粉，加水搅拌均勻，得到水分含量为50-60%的固体扩大培养基。一种微生物复合发酵菌剂的应用，该微生物复合发酵菌剂按质量百分比5% -6% 的接种量添加于餐厨垃圾中用于微生物发酵。与现有技术相比，本发明的优点在于本发明一种微生物复合发酵菌剂及其制备方法和应用，该复合发酵菌剂的活性组分为热带假丝酵母(G.tropicalis)CGMCC NO. 4201 和乳酸乳球菌(Lactococcus lactis) CGMCC N0. 4202，热带假丝酵母和乳酸乳球菌的菌种按质量比0.5-1. 5 0.5-1. 5的比例混合均勻得到的复合发酵菌剂，该复合发酵菌剂对餐厨垃圾具有较好的发酵效果，对淀粉、蛋白质均无分解能力，其中热带假丝酵母对油脂有一定的分解能力(分解为脂肪酸和甘油有利于消化吸收)，并能使发酵糟感官品质较好，有酒香味，乳酸乳球菌发酵后可将PH下降至6. 0以下，有利于抑制大肠菌群生长、保持厨余新鲜度、提高发酵糟真蛋白含量，蛋白质增加率最高可达23. 63%，进一步由于添加腐败希瓦氏菌，可以产淀粉酶分解厨余中的淀粉生成葡萄糖，葡萄糖增加率可达11.8%，为乳酸菌和酵母菌提供生长所必须的碳源，因此该加工方法能抑制餐厨垃圾中腐败菌的生长及病原微生物的繁殖、保鲜效果和感官品质好，同时能较大提高餐厨垃圾中蛋白质含量和有益菌群的含量。
具体实施例方式以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。实施例1本发明一种微生物复合发酵菌剂，活性组分为热带假丝酵母(G.tropicalis) CGMCC NO. 4201和乳酸乳球菌(Lactococcus lactis) CGMCC N0. 4202，热带假丝酵母菌液和乳酸乳球菌菌液按质量比为1 1的比例混合均勻，热带假丝酵母于2010年9月30号保藏于中国微生物菌种保藏管理中心，保藏号为CGMCCN0. 4201，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所；乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)于2010 年9月30号保藏于中国微生物菌种保藏管理中心，保藏号为CGMCC NO. 4202，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，其制备方法如下(1)斜面菌种培养将热带假丝酵母(G. tropical is) CGMCC NO. 4201、乳酸乳球菌 (Lactococcus lactis) CGMCC NO. 4202分别接于相应的斜面培养基上，在pH为5. 8-6. 8，温度为的条件下静置培养M-48小时，放入4°C冰箱保存；(2)液体种子扩大培养分别挑取2至3斜面菌种培养后得到的环热带假丝酵母和乳酸乳球菌于相应的液体培养基中，在26 30°C的条件下摇床培养M-48小时，进行液体种子扩大培养，得到带假丝酵母菌液和乳酸乳球菌菌液；(3)固体种子扩大培养将热带假丝酵母菌液和乳酸乳球菌菌液按质量比为1 1 的比例混合均勻，制成复合菌液，将所述的复合菌液按质量体积百分比4-5% (w/v)的接种量将其接入到固体扩大培养基中，在温度为25-35°C的条件下，培养时间为M-48小时，得到复合发酵菌剂。在此具体实施例中，热带假丝酵母的斜面培养基的配制方法为称取200g去皮马铃薯，加入IOOOmL蒸馏水煮沸20min，纱布过滤后补加蒸馏水至IOOOmL,再加入葡萄糖或蔗糖20g、琼脂15-20g后，0. IMPa灭菌15-20min备用；乳酸乳球菌的斜面培养基的配制方法为将如下成分蛋白胨10g、、牛肉膏10g、酵母膏5g、柠檬酸二铵2g、磷酸氢二钾2g、乙酸钠 5g、蒸馏水IOOOmL混合后加热溶解，冷却至50°C，用NaOH调pH值至6. 2-6. 4，再加入以下成分MgS040. 58g,MnSO4O. 25g、葡萄糖 15g、吐温 _801mL，琼脂 15_20g 后，0. 07MPa 灭菌 20min在此具体实施例中，热带假丝酵母的液体培养基的配制方法为称取200g去皮马铃薯，加入IOOOmL蒸馏水煮沸20min，纱布过滤后补加蒸馏水至IOOOmL,再加入葡萄糖或蔗糖20g，0. IMPa灭菌15-20min备用；乳酸乳球菌的液体培养基的配制方法为将如下成分蛋白胨10g、、牛肉膏10g、酵母膏5g、柠檬酸二铵2g、磷酸氢二钾2g、乙酸钠5g、蒸馏水IOOOmL混合后加热溶解，冷却至50°C，用NaOH调pH值至6. 2-6. 4，再加入以下成分 MgSO4O. 58g、MnSO4O. 25g、葡萄糖 15g、吐温-801mL,0. 07MPa 灭菌 20min 备用。在此具体实施例中，固体扩大培养基的配制方法为以麦麸为基准，按质量百分比添加10-15%的玉米粉，加水搅拌均勻(添加水分与固体辅料的质量比约为1 1左右，实际操作以手抓一把有少量水分渗出但不滴下，落地即散开为宜)控制固体扩大培养基的水分为50-60%，固体种子扩大培养时每8-12小时翻动固体扩大培养基一次。在此具体实施例中，微生物复合发酵菌剂的活性组分还包括腐败希瓦氏菌 (Shewanella putrefacens，可由美国ATCC菌种库供应)，该腐败希瓦氏菌的质量占复合发酵菌剂的20%，从而为乳酸菌和酵母菌提供生长所必须的碳源。实施例2本发明一种微生物复合发酵菌剂，活性组分为热带假丝酵母(G.tropicalis) CGMCC NO. 4201和乳酸乳球菌(Lactococcus lactis) CGMCCN0. 4202，热带假丝酵母和乳酸乳球菌的菌种按质量比为0.5 1的比例混合均勻，其制备方法同上述实施例1。
在此具体实施例中，微生物复合发酵菌剂的活性组分还包括腐败希瓦氏菌 (Shewanella putrefacens)，该腐败希瓦氏菌的质量占复合发酵菌剂的25%，从而为乳酸菌和酵母菌提供生长所必须的碳源。实施例3本发明一种微生物复合发酵菌剂，活性组分为热带假丝酵母(G.tropicalis) CGMCC NO. 4201和乳酸乳球菌(Lactococcus lactis) CGMCCN0. 4202，热带假丝酵母和乳酸乳球菌的菌种按质量比为2 1的比例混合均勻，其制备方法同上述实施例1。在此具体实施例中，微生物复合发酵菌剂的活性组分还包括腐败希瓦氏菌 (Shewanella putrefacens)，该腐败希瓦氏菌的质量占复合发酵菌剂的30%，从而为乳酸菌和酵母菌提供生长所必须的碳源。实施例4该实施例为本发明的应用实施例。将本发明微生物复合发酵菌剂加入到餐厨垃圾混合料中，该微生物复合发酵菌剂的质量占餐厨垃圾混合料质量的5% _6%，其餐厨垃圾混合料组成为预处理后的餐厨垃圾80 100公斤(水分含量约70% )(预处理过程为除去不能被生物降解的成分如塑料、玻璃、各类金属、贝壳等杂物)，玉米粉15公斤，麸皮15公斤，添加适量水使水分含量调为62%左右(实际生产以手抓一把物料指缝处有水分渗出但不滴下、松开落下即散为宜)，初始PH值为5. 0，经25-36°C保温发酵M-42小时，得到色泽微黄、有酒香味和营养价值高的畜禽蛋白饲料。本方法通过提供合适菌剂实现餐厨垃圾的资源化高效利用，是一种资源节约、环境友好的创新型技术，具有环境效益与经济效益，实现可持续发展。对比试验将当日餐厨垃圾滤去多余水分，除去不能被生物降解的成分如塑料、玻璃、各类金属、贝壳等杂物后，取餐厨垃圾100公斤，添加玉米粉15公斤，麸皮15公斤，及适量水使水分含量控制为62%，设对照组、实施例1组、实施例2组和实施例3组，将实施例1、2和3制得的微生物复合发酵菌剂分别加入相对应的实施例1组、实施例2组和实施例3组的餐厨垃圾中，接种量为7公斤；对照组加入等质量生理盐水，四组均于30°C保温发酵，分别于0 小时、M小时和42小时取样测定结果如表1所示表 权利要求
1.一种微生物复合发酵菌剂，其特征在于所述的复合发酵菌剂的活性组分为热带假丝酵母(G. tropicalis)保藏号为 CGMCC NO. 4201 和乳酸乳球菌(Lactococcus lactis) 保藏号为CGMCC NO. 4202，所述的热带假丝酵母菌液和所述的乳酸乳球菌菌液按质量比为 0.5-2 1的比例混合。
2.根据权利要求1所述的一种微生物复合发酵菌剂，其特征在于所述的热带假丝酵母和所述的乳酸乳球菌的菌种按质量比为11的比例混合。
3.根据权利要求1所述的一种微生物复合发酵菌剂，其特征在于所述的复合发酵菌剂的活性组分还包括腐败希瓦氏菌(Siewanella putrefacens)，所述的腐败希瓦氏菌的质量占所述的复合发酵菌剂质量的20% -30%。
4.一种制备权利要求1所述的微生物复合发酵菌剂的方法，其特征在于包括以下步骤(1)斜面菌种培养将热带假丝酵母(G.tropicalis)保藏号为CGMCCN0. 4201、乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)保藏号为CGMCC N0. 4202分别接于相应的斜面培养基上，在pH 为5. 8-6. 8，温度为26-30°C的条件下静置培养M-48小时，放入4°C冰箱保存；(2)液体种子扩大培养分别挑取2至3环斜面菌种培养后得到的热带假丝酵母和乳酸乳球菌于相应的液体培养基中，在26-30°C的条件下摇床培养M-48小时，进行液体种子扩大培养，得到带假丝酵母菌液和乳酸乳球菌菌液；(3)固体种子扩大培养将热带假丝酵母菌液和乳酸乳球菌菌液按质量比0.5-2 1的比例混合均勻，制成复合菌液，将所述的复合菌液按质量体积百分比4-5%的接种量将其接入到固体扩大培养基中，在温度为25-35°C的条件下，培养时间为24-48小时，得到复合发酵菌剂。
5.根据权利要求4所述的一种微生物复合发酵菌剂的制备方法，其特征在于步骤(1) 中热带假丝酵母的斜面培养基的配制方法为称取200g去皮马铃薯，加入IOOOmL蒸馏水煮沸20min，纱布过滤后补加蒸馏水至IOOOmL,再加入葡萄糖或蔗糖20g、琼脂15_20g后， 0. IMPa 灭菌 15-20min 备用。
6.根据权利要求4所述的一种微生物复合发酵菌剂的制备方法，其特征在于步骤(1)中乳酸乳球菌的斜面培养基的配制方法为将如下成分蛋白胨log、、牛肉膏10g、酵母膏5g、柠檬酸二铵2g、磷酸氢二钾2g、乙酸钠5g、蒸馏水IOOOmL混合后加热溶解，冷却至 50°C，用 NaOH 调 pH 值至 6. 2-6. 4，再加入以下成分=MgSO4O. 58g、MnSO4O. 25g、葡萄糖 15g、 吐温-80ImL,琼脂15-20g后，0. 07MPa灭菌20min备用。
7.根据权利要求4所述的一种微生物复合发酵菌剂的制备方法，其特征在于步骤(2) 中热带假丝酵母的液体培养基的配制方法为称取200g去皮马铃薯，加入IOOOmL蒸馏水煮沸20min，纱布过滤后补加蒸馏水至IOOOmL,再加入葡萄糖或蔗糖20g，0. IMPa灭菌 15-20min 备用。
8.根据权利要求4所述的一种微生物复合发酵菌剂的制备方法，其特征在于步骤(2)中乳酸乳球菌的液体培养基的配制方法为将如下成分蛋白胨10g、、牛肉膏10g、酵母膏5g、柠檬酸二铵2g、磷酸氢二钾2g、乙酸钠5g、蒸馏水IOOOmL混合后加热溶解，冷却至 50°C，用 NaOH 调 pH 值至 6. 2-6. 4，再加入以下成分=MgSO4O. 58g、MnSO4O. 25g、葡萄糖 15g、 吐温-80ImL, 0. 07MPa 灭菌 20min 备用。
9.根据权利要求4所述的一种复合发酵菌剂的制备方法，其特征在于步骤(3)中固体扩大培养基的配制方法为以麦麸为基准，按质量百分比添加10-15%的玉米粉，加水搅拌均勻，得到水分含量为50-60%的固体扩大培养基。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的微生物复合发酵菌剂的应用，其特征在于所述的微生物复合发酵菌剂按质量百分比5% -6%的接种量添加于餐厨垃圾中用于微生物发酵。
全文摘要
本发明一种微生物复合发酵菌剂及其制备方法和应用，特点是复合发酵菌剂的活性组分为热带假丝酵母和乳酸乳球菌按质量比为0.5-2∶1的比例混合，制备过程包括将热带假丝酵母和乳酸乳球菌进行斜面菌种培养的步骤；然后进行液体种子扩大培养得到热带假丝酵母菌液和乳酸乳球菌菌液的步骤；将上述菌液按质量比0.5-2∶1混合后，按4-5％(w/v)的接种量将其接入到固体扩大培养基中扩大培养得到复合发酵菌剂，将上述复合发酵菌剂添加于餐厨垃圾中用于微生物发酵，优点是能抑制餐厨垃圾中腐败菌的生长及病原微生物的繁殖、保鲜效果和感官品质好，同时能较大提高餐厨垃圾中蛋白质含量和有益菌群含量。
文档编号C12N1/20GK102174401SQ20111003269
公开日2011年9月7日 申请日期2011年1月30日 优先权日2011年1月30日
发明者吴祖芳, 杨亚文, 翁佩芳 申请人:宁波大学