專利名稱：一種微生物復(fù)合發(fā)酵菌劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合發(fā)酵菌劑及其制備方法，尤其是涉及一種用于餐廚垃圾處理的微生物復(fù)合發(fā)酵菌劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
餐廚垃圾是指家庭、學(xué)校、機(jī)關(guān)公共食堂以及餐飲行業(yè)等的食物廢料和食物殘余， 是城市生活垃圾的主要組成部分。餐廚垃圾主要包括米和面粉類食物殘余、蔬菜、植物油、 動物油等，從化學(xué)組成上，有淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、脂類和無機(jī)鹽等，其特點(diǎn)如下1、粗蛋白和粗纖維等有機(jī)物含量高，開發(fā)利用價值較大，但易腐并產(chǎn)生惡臭；2、含水量高，不便收集運(yùn)輸，處理不當(dāng)容易產(chǎn)生二次污染；3、油類和鹽類物質(zhì)含量較其它生活垃圾高，對資源化產(chǎn)品品質(zhì)影響較大，需要很大處理成本，用微生物對餐廚垃圾進(jìn)行發(fā)酵處理制成發(fā)酵產(chǎn)品能很好的解決上述存在的問題。現(xiàn)有的用于餐廚垃圾處理的發(fā)酵菌種，大多采用霉菌和酵母菌，制備得到的蛋白飼料適口性好、有利于消化，對豬和人體并無明顯威脅，但是由于霉菌、酵母菌適宜生長的 PH值為6. 5-7，有利于餐廚垃圾中腐敗菌的生長及病原微生物的繁殖，容易導(dǎo)致餐廚垃圾的變質(zhì)發(fā)臭，同時降低了餐廚垃圾中的蛋白含量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能抑制餐廚垃圾中腐敗菌的生長及病原微生物的繁殖，減少餐廚垃圾的變質(zhì)發(fā)臭，同時提高餐廚垃圾中蛋白含量的微生物復(fù)合發(fā)酵菌劑及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種微生物復(fù)合發(fā)酵菌劑，所述的復(fù)合發(fā)酵菌劑的活性組分為熱帶假絲酵母(G. tropicalis)保藏號為CGMCCN0. 4201和乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)保藏號為CGMCC NO. 4202，所述的熱帶假絲酵母菌液和所述的乳酸乳球菌菌液按質(zhì)量比為0.5-2 1的比例混合。所述的熱帶假絲酵母和所述的乳酸乳球菌的菌種按質(zhì)量比為1 1的比例混合。所述的復(fù)合發(fā)酵菌劑的活性組分還包括腐敗希瓦氏菌(Shewanella putrefacens)，所述的腐敗希瓦氏菌的質(zhì)量占所述的復(fù)合發(fā)酵菌劑質(zhì)量的20% -30%。一種微生物復(fù)合發(fā)酵菌劑的制備方法，包括以下步驟(1)斜面菌種培養(yǎng)將熱帶假絲酵母(G. tropicalis)保藏號為CGMCCN0. 4201、乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)保藏號為CGMCC N0. 4202分別接于相應(yīng)的斜面培養(yǎng)基上， 在pH為5. 8-6. 8，溫度為的條件下靜置培養(yǎng)M-48小時，放入4°C冰箱保存；(2)液體種子擴(kuò)大培養(yǎng)分別挑取2至3環(huán)斜面菌種培養(yǎng)后得到的熱帶假絲酵母和乳酸乳球菌于相應(yīng)的液體培養(yǎng)基中，在26-30°C的條件下?lián)u床培養(yǎng)M-48小時，進(jìn)行液體種子擴(kuò)大培養(yǎng)，得到帶假絲酵母菌液和乳酸乳球菌菌液；(3)固體種子擴(kuò)大培養(yǎng)將熱帶假絲酵母菌液和乳酸乳球菌菌液按質(zhì)量比0.5-2 1的比例混合均勻，制成復(fù)合菌液，將所述的復(fù)合菌液按質(zhì)量體積百分比4-5%的接種量將其接入到固體擴(kuò)大培養(yǎng)基中，在溫度為25-35°C的條件下，培養(yǎng)時間為M-48小時，得到復(fù)合發(fā)酵菌劑。步驟(1)中熱帶假絲酵母的斜面培養(yǎng)基的配制方法為稱取200g去皮馬鈴薯，加入IOOOmL蒸餾水煮沸20min，紗布過濾后補(bǔ)加蒸餾水至IOOOmL,再加入葡萄糖或蔗糖20g、 瓊脂 15-20g 后，0. IMPa 滅菌 15_20min 備用。步驟(1)中乳酸乳球菌的斜面培養(yǎng)基的配制方法為將如下成分蛋白胨10g、、牛肉膏10g、酵母膏5g、檸檬酸二銨2g、磷酸氫二鉀2g、乙酸鈉5g、蒸餾水IOOOmL混合后加熱溶解，冷卻至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、吐溫-801mL，瓊月旨15_20g后，0. 07MPa滅菌20min備用。步驟⑵中熱帶假絲酵母的液體培養(yǎng)基的配制方法為稱取200g去皮馬鈴薯，加入IOOOmL蒸餾水煮沸20min，紗布過濾后補(bǔ)加蒸餾水至IOOOmL,再加入葡萄糖或蔗糖20g， 0. IMPa 滅菌 15-20min 備用。步驟O)中乳酸乳球菌的液體培養(yǎng)基的配制方法為將如下成分蛋白胨10g、、牛肉膏10g、酵母膏5g、檸檬酸二銨2g、磷酸氫二鉀2g、乙酸鈉5g、蒸餾水IOOOmL混合后加熱溶解，冷卻至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、吐溫-801mL，0. 07MPa滅菌20min備用。步驟(3)中固體擴(kuò)大培養(yǎng)基的配制方法為以麥麩為基準(zhǔn)，按質(zhì)量百分比添加 10-15%的玉米粉，加水?dāng)嚢杈鶆?，得到水分含量?0-60%的固體擴(kuò)大培養(yǎng)基。一種微生物復(fù)合發(fā)酵菌劑的應(yīng)用，該微生物復(fù)合發(fā)酵菌劑按質(zhì)量百分比5% -6% 的接種量添加于餐廚垃圾中用于微生物發(fā)酵。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明一種微生物復(fù)合發(fā)酵菌劑及其制備方法和應(yīng)用，該復(fù)合發(fā)酵菌劑的活性組分為熱帶假絲酵母(G.tropicalis)CGMCC NO. 4201 和乳酸乳球菌(Lactococcus lactis) CGMCC N0. 4202，熱帶假絲酵母和乳酸乳球菌的菌種按質(zhì)量比0.5-1. 5 0.5-1. 5的比例混合均勻得到的復(fù)合發(fā)酵菌劑，該復(fù)合發(fā)酵菌劑對餐廚垃圾具有較好的發(fā)酵效果，對淀粉、蛋白質(zhì)均無分解能力，其中熱帶假絲酵母對油脂有一定的分解能力(分解為脂肪酸和甘油有利于消化吸收)，并能使發(fā)酵糟感官品質(zhì)較好，有酒香味，乳酸乳球菌發(fā)酵后可將PH下降至6. 0以下，有利于抑制大腸菌群生長、保持廚余新鮮度、提高發(fā)酵糟真蛋白含量，蛋白質(zhì)增加率最高可達(dá)23. 63%，進(jìn)一步由于添加腐敗希瓦氏菌，可以產(chǎn)淀粉酶分解廚余中的淀粉生成葡萄糖，葡萄糖增加率可達(dá)11.8%，為乳酸菌和酵母菌提供生長所必須的碳源，因此該加工方法能抑制餐廚垃圾中腐敗菌的生長及病原微生物的繁殖、保鮮效果和感官品質(zhì)好，同時能較大提高餐廚垃圾中蛋白質(zhì)含量和有益菌群的含量。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例1本發(fā)明一種微生物復(fù)合發(fā)酵菌劑，活性組分為熱帶假絲酵母(G.tropicalis) CGMCC NO. 4201和乳酸乳球菌(Lactococcus lactis) CGMCC N0. 4202，熱帶假絲酵母菌液和乳酸乳球菌菌液按質(zhì)量比為1 1的比例混合均勻，熱帶假絲酵母于2010年9月30號保藏于中國微生物菌種保藏管理中心，保藏號為CGMCCN0. 4201，保藏地址為北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號，中國科學(xué)院微生物研究所；乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)于2010 年9月30號保藏于中國微生物菌種保藏管理中心，保藏號為CGMCC NO. 4202，保藏地址為北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號，中國科學(xué)院微生物研究所，其制備方法如下(1)斜面菌種培養(yǎng)將熱帶假絲酵母(G. tropical is) CGMCC NO. 4201、乳酸乳球菌 (Lactococcus lactis) CGMCC NO. 4202分別接于相應(yīng)的斜面培養(yǎng)基上，在pH為5. 8-6. 8，溫度為的條件下靜置培養(yǎng)M-48小時，放入4°C冰箱保存；(2)液體種子擴(kuò)大培養(yǎng)分別挑取2至3斜面菌種培養(yǎng)后得到的環(huán)熱帶假絲酵母和乳酸乳球菌于相應(yīng)的液體培養(yǎng)基中，在26 30°C的條件下?lián)u床培養(yǎng)M-48小時，進(jìn)行液體種子擴(kuò)大培養(yǎng)，得到帶假絲酵母菌液和乳酸乳球菌菌液；(3)固體種子擴(kuò)大培養(yǎng)將熱帶假絲酵母菌液和乳酸乳球菌菌液按質(zhì)量比為1 1 的比例混合均勻，制成復(fù)合菌液，將所述的復(fù)合菌液按質(zhì)量體積百分比4-5% (w/v)的接種量將其接入到固體擴(kuò)大培養(yǎng)基中，在溫度為25-35°C的條件下，培養(yǎng)時間為M-48小時，得到復(fù)合發(fā)酵菌劑。在此具體實(shí)施例中，熱帶假絲酵母的斜面培養(yǎng)基的配制方法為稱取200g去皮馬鈴薯，加入IOOOmL蒸餾水煮沸20min，紗布過濾后補(bǔ)加蒸餾水至IOOOmL,再加入葡萄糖或蔗糖20g、瓊脂15-20g后，0. IMPa滅菌15-20min備用；乳酸乳球菌的斜面培養(yǎng)基的配制方法為將如下成分蛋白胨10g、、牛肉膏10g、酵母膏5g、檸檬酸二銨2g、磷酸氫二鉀2g、乙酸鈉 5g、蒸餾水IOOOmL混合后加熱溶解，冷卻至50°C，用NaOH調(diào)pH值至6. 2-6. 4，再加入以下成分MgS040. 58g,MnSO4O. 25g、葡萄糖 15g、吐溫 _801mL，瓊脂 15_20g 后，0. 07MPa 滅菌 20min在此具體實(shí)施例中，熱帶假絲酵母的液體培養(yǎng)基的配制方法為稱取200g去皮馬鈴薯，加入IOOOmL蒸餾水煮沸20min，紗布過濾后補(bǔ)加蒸餾水至IOOOmL,再加入葡萄糖或蔗糖20g，0. IMPa滅菌15-20min備用；乳酸乳球菌的液體培養(yǎng)基的配制方法為將如下成分蛋白胨10g、、牛肉膏10g、酵母膏5g、檸檬酸二銨2g、磷酸氫二鉀2g、乙酸鈉5g、蒸餾水IOOOmL混合后加熱溶解，冷卻至50°C，用NaOH調(diào)pH值至6. 2-6. 4，再加入以下成分 MgSO4O. 58g、MnSO4O. 25g、葡萄糖 15g、吐溫-801mL,0. 07MPa 滅菌 20min 備用。在此具體實(shí)施例中，固體擴(kuò)大培養(yǎng)基的配制方法為以麥麩為基準(zhǔn)，按質(zhì)量百分比添加10-15%的玉米粉，加水?dāng)嚢杈鶆?添加水分與固體輔料的質(zhì)量比約為1 1左右，實(shí)際操作以手抓一把有少量水分滲出但不滴下，落地即散開為宜)控制固體擴(kuò)大培養(yǎng)基的水分為50-60%，固體種子擴(kuò)大培養(yǎng)時每8-12小時翻動固體擴(kuò)大培養(yǎng)基一次。在此具體實(shí)施例中，微生物復(fù)合發(fā)酵菌劑的活性組分還包括腐敗希瓦氏菌 (Shewanella putrefacens，可由美國ATCC菌種庫供應(yīng))，該腐敗希瓦氏菌的質(zhì)量占復(fù)合發(fā)酵菌劑的20%，從而為乳酸菌和酵母菌提供生長所必須的碳源。實(shí)施例2本發(fā)明一種微生物復(fù)合發(fā)酵菌劑，活性組分為熱帶假絲酵母(G.tropicalis) CGMCC NO. 4201和乳酸乳球菌(Lactococcus lactis) CGMCCN0. 4202，熱帶假絲酵母和乳酸乳球菌的菌種按質(zhì)量比為0.5 1的比例混合均勻，其制備方法同上述實(shí)施例1。
在此具體實(shí)施例中，微生物復(fù)合發(fā)酵菌劑的活性組分還包括腐敗希瓦氏菌 (Shewanella putrefacens)，該腐敗希瓦氏菌的質(zhì)量占復(fù)合發(fā)酵菌劑的25%，從而為乳酸菌和酵母菌提供生長所必須的碳源。實(shí)施例3本發(fā)明一種微生物復(fù)合發(fā)酵菌劑，活性組分為熱帶假絲酵母(G.tropicalis) CGMCC NO. 4201和乳酸乳球菌(Lactococcus lactis) CGMCCN0. 4202，熱帶假絲酵母和乳酸乳球菌的菌種按質(zhì)量比為2 1的比例混合均勻，其制備方法同上述實(shí)施例1。在此具體實(shí)施例中，微生物復(fù)合發(fā)酵菌劑的活性組分還包括腐敗希瓦氏菌 (Shewanella putrefacens)，該腐敗希瓦氏菌的質(zhì)量占復(fù)合發(fā)酵菌劑的30%，從而為乳酸菌和酵母菌提供生長所必須的碳源。實(shí)施例4該實(shí)施例為本發(fā)明的應(yīng)用實(shí)施例。將本發(fā)明微生物復(fù)合發(fā)酵菌劑加入到餐廚垃圾混合料中，該微生物復(fù)合發(fā)酵菌劑的質(zhì)量占餐廚垃圾混合料質(zhì)量的5% _6%，其餐廚垃圾混合料組成為預(yù)處理后的餐廚垃圾80 100公斤(水分含量約70% )(預(yù)處理過程為除去不能被生物降解的成分如塑料、玻璃、各類金屬、貝殼等雜物)，玉米粉15公斤，麩皮15公斤，添加適量水使水分含量調(diào)為62%左右(實(shí)際生產(chǎn)以手抓一把物料指縫處有水分滲出但不滴下、松開落下即散為宜)，初始PH值為5. 0，經(jīng)25-36°C保溫發(fā)酵M-42小時，得到色澤微黃、有酒香味和營養(yǎng)價值高的畜禽蛋白飼料。本方法通過提供合適菌劑實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾的資源化高效利用，是一種資源節(jié)約、環(huán)境友好的創(chuàng)新型技術(shù)，具有環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。對比試驗(yàn)將當(dāng)日餐廚垃圾濾去多余水分，除去不能被生物降解的成分如塑料、玻璃、各類金屬、貝殼等雜物后，取餐廚垃圾100公斤，添加玉米粉15公斤，麩皮15公斤，及適量水使水分含量控制為62%，設(shè)對照組、實(shí)施例1組、實(shí)施例2組和實(shí)施例3組，將實(shí)施例1、2和3制得的微生物復(fù)合發(fā)酵菌劑分別加入相對應(yīng)的實(shí)施例1組、實(shí)施例2組和實(shí)施例3組的餐廚垃圾中，接種量為7公斤；對照組加入等質(zhì)量生理鹽水，四組均于30°C保溫發(fā)酵，分別于0 小時、M小時和42小時取樣測定結(jié)果如表1所示表 權(quán)利要求
1.一種微生物復(fù)合發(fā)酵菌劑，其特征在于所述的復(fù)合發(fā)酵菌劑的活性組分為熱帶假絲酵母(G. tropicalis)保藏號為 CGMCC NO. 4201 和乳酸乳球菌(Lactococcus lactis) 保藏號為CGMCC NO. 4202，所述的熱帶假絲酵母菌液和所述的乳酸乳球菌菌液按質(zhì)量比為 0.5-2 1的比例混合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微生物復(fù)合發(fā)酵菌劑，其特征在于所述的熱帶假絲酵母和所述的乳酸乳球菌的菌種按質(zhì)量比為11的比例混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微生物復(fù)合發(fā)酵菌劑，其特征在于所述的復(fù)合發(fā)酵菌劑的活性組分還包括腐敗希瓦氏菌(Siewanella putrefacens)，所述的腐敗希瓦氏菌的質(zhì)量占所述的復(fù)合發(fā)酵菌劑質(zhì)量的20% -30%。
4.一種制備權(quán)利要求1所述的微生物復(fù)合發(fā)酵菌劑的方法，其特征在于包括以下步驟(1)斜面菌種培養(yǎng)將熱帶假絲酵母(G.tropicalis)保藏號為CGMCCN0. 4201、乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)保藏號為CGMCC N0. 4202分別接于相應(yīng)的斜面培養(yǎng)基上，在pH 為5. 8-6. 8，溫度為26-30°C的條件下靜置培養(yǎng)M-48小時，放入4°C冰箱保存；(2)液體種子擴(kuò)大培養(yǎng)分別挑取2至3環(huán)斜面菌種培養(yǎng)后得到的熱帶假絲酵母和乳酸乳球菌于相應(yīng)的液體培養(yǎng)基中，在26-30°C的條件下?lián)u床培養(yǎng)M-48小時，進(jìn)行液體種子擴(kuò)大培養(yǎng)，得到帶假絲酵母菌液和乳酸乳球菌菌液；(3)固體種子擴(kuò)大培養(yǎng)將熱帶假絲酵母菌液和乳酸乳球菌菌液按質(zhì)量比0.5-2 1的比例混合均勻，制成復(fù)合菌液，將所述的復(fù)合菌液按質(zhì)量體積百分比4-5%的接種量將其接入到固體擴(kuò)大培養(yǎng)基中，在溫度為25-35°C的條件下，培養(yǎng)時間為24-48小時，得到復(fù)合發(fā)酵菌劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種微生物復(fù)合發(fā)酵菌劑的制備方法，其特征在于步驟(1) 中熱帶假絲酵母的斜面培養(yǎng)基的配制方法為稱取200g去皮馬鈴薯，加入IOOOmL蒸餾水煮沸20min，紗布過濾后補(bǔ)加蒸餾水至IOOOmL,再加入葡萄糖或蔗糖20g、瓊脂15_20g后， 0. IMPa 滅菌 15-20min 備用。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種微生物復(fù)合發(fā)酵菌劑的制備方法，其特征在于步驟(1)中乳酸乳球菌的斜面培養(yǎng)基的配制方法為將如下成分蛋白胨log、、牛肉膏10g、酵母膏5g、檸檬酸二銨2g、磷酸氫二鉀2g、乙酸鈉5g、蒸餾水IOOOmL混合后加熱溶解，冷卻至 50°C，用 NaOH 調(diào) pH 值至 6. 2-6. 4，再加入以下成分=MgSO4O. 58g、MnSO4O. 25g、葡萄糖 15g、 吐溫-80ImL,瓊脂15-20g后，0. 07MPa滅菌20min備用。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種微生物復(fù)合發(fā)酵菌劑的制備方法，其特征在于步驟(2) 中熱帶假絲酵母的液體培養(yǎng)基的配制方法為稱取200g去皮馬鈴薯，加入IOOOmL蒸餾水煮沸20min，紗布過濾后補(bǔ)加蒸餾水至IOOOmL,再加入葡萄糖或蔗糖20g，0. IMPa滅菌 15-20min 備用。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種微生物復(fù)合發(fā)酵菌劑的制備方法，其特征在于步驟(2)中乳酸乳球菌的液體培養(yǎng)基的配制方法為將如下成分蛋白胨10g、、牛肉膏10g、酵母膏5g、檸檬酸二銨2g、磷酸氫二鉀2g、乙酸鈉5g、蒸餾水IOOOmL混合后加熱溶解，冷卻至 50°C，用 NaOH 調(diào) pH 值至 6. 2-6. 4，再加入以下成分=MgSO4O. 58g、MnSO4O. 25g、葡萄糖 15g、 吐溫-80ImL, 0. 07MPa 滅菌 20min 備用。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種復(fù)合發(fā)酵菌劑的制備方法，其特征在于步驟(3)中固體擴(kuò)大培養(yǎng)基的配制方法為以麥麩為基準(zhǔn)，按質(zhì)量百分比添加10-15%的玉米粉，加水?dāng)嚢杈鶆颍玫剿趾繛?0-60%的固體擴(kuò)大培養(yǎng)基。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的微生物復(fù)合發(fā)酵菌劑的應(yīng)用，其特征在于所述的微生物復(fù)合發(fā)酵菌劑按質(zhì)量百分比5% -6%的接種量添加于餐廚垃圾中用于微生物發(fā)酵。
全文摘要
本發(fā)明一種微生物復(fù)合發(fā)酵菌劑及其制備方法和應(yīng)用，特點(diǎn)是復(fù)合發(fā)酵菌劑的活性組分為熱帶假絲酵母和乳酸乳球菌按質(zhì)量比為0.5-2∶1的比例混合，制備過程包括將熱帶假絲酵母和乳酸乳球菌進(jìn)行斜面菌種培養(yǎng)的步驟；然后進(jìn)行液體種子擴(kuò)大培養(yǎng)得到熱帶假絲酵母菌液和乳酸乳球菌菌液的步驟；將上述菌液按質(zhì)量比0.5-2∶1混合后，按4-5％(w/v)的接種量將其接入到固體擴(kuò)大培養(yǎng)基中擴(kuò)大培養(yǎng)得到復(fù)合發(fā)酵菌劑，將上述復(fù)合發(fā)酵菌劑添加于餐廚垃圾中用于微生物發(fā)酵，優(yōu)點(diǎn)是能抑制餐廚垃圾中腐敗菌的生長及病原微生物的繁殖、保鮮效果和感官品質(zhì)好，同時能較大提高餐廚垃圾中蛋白質(zhì)含量和有益菌群含量。
文檔編號C12N1/20GK102174401SQ20111003269
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月30日
發(fā)明者吳祖芳, 楊亞文, 翁佩芳 申請人:寧波大學(xué)