芽孢杆菌NK101及其在降解塑料中的应用制造技术

本发明专利技术公开了芽孢杆菌NK101及其在降解塑料中的应用，该芽孢杆菌NK101保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号CCTCC NO:M2020812，具有较强的降解塑料的能力，可用于制备可降解塑料，能够隔离高温对芽孢杆菌NK101的破坏，缩小与聚烯类塑料的比重差异，保存期可达1年以上，确保芽孢杆菌NK101产生的微生物酶在堆肥、土壤掩埋的环境中153天有机固体物总降解量49.11％、阳光照射(光降解)或浸泡水中可缓速降解，排除以上的环境，添加芽孢杆菌NK101的聚烯类塑料成品的保存期与无降分解塑料是一致的，可应付各种聚烯类塑料的需求。

【技术实现步骤摘要】
芽孢杆菌NK101及其在降解塑料中的应用
本专利技术涉及微生物
，具体涉及一种新型的芽孢杆菌NK101，及其在降解塑料中的应用。
技术介绍
塑料制品背负着白色污染的恶名，但也是人类文明生活不可或缺的用品，更是工业之母，因此在全球大声疾呼解决白色污染的同时，生物降解材料如雨后春笋般百家争鸣。生物降解塑料是指一类由自然界存在的微生物如细菌、霉菌(真菌)和藻类的作用而引起降解的塑料。理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解、最终被无机化而成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。“纸”是一种典型的生物降解材料，而“合成塑料”则是典型的高分子材料。因此，生物降解塑料是兼有“纸”和“合成塑料”这两种材料性质的高分子材料。要大规模使用，最终需要以成本为第一考虑重点，目前生物降解塑料的研发成果还无法做到低成本、可工业化生产的程度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种特性优异的芽孢杆菌NK101，以及该芽孢杆菌NK101在降解塑料中的应用。本专利技术技术方案详述如下：芽孢杆菌NK101，菌株名称为枯草芽孢杆菌SK01(BacillussubtilisSK01)，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号CCTCCNO:M2020812。该菌株的生物学特性如下：(1)该株芽孢杆菌菌体增殖快速，与其他菌种并存时具有繁殖优势。(2)其耐温度特性如下：1)活跃温湿度：温度15～85℃/湿度30～100％；>2)休眠湿温度：温度零下60℃～14℃、86℃～119℃/湿度30～100％；3)死亡温湿度：温度零下60℃以下、120℃以上/湿度30～100％；4)死亡温湿度：温度340℃/湿度0.01～0.2％/20秒。(3)孢子抗逆境能力强，在活跃温湿度孢子出芽快速。(4)有机物质分解力特强：具有高活性的淀粉分解酶、蛋白质分解酶、脂肪分解酶、纤维素分解酶、及其它种类的分解酶。(5)针对腐败菌、恶臭菌及病源菌的抑制力特高：对金黄色葡萄球菌(含MRSA)、沙门氏菌、大肠菌(含O157:H7)、赤痢菌、肠炎弧菌、绿脓菌、退伍军人杆菌等重要病原细菌；镰刀菌(Fusarium)、格孢菌Alternarium、Botrytis、Pestalotia等植物病原性真菌具有拮抗能力。本专利技术还提供了该芽孢杆菌在降解塑料方面的应用。塑料主要指聚烯类塑料。聚烯类塑料作为芽孢杆菌NK101产生的各类微生物酶的载体，当塑料制品被使用后，物性渐近老化，待埋入土壤或处于堆肥中，通过带有酸性水分的浸湿以及表面氧化，芽孢杆菌NK101产生的微生物酶便从聚烯类塑料中释出，从而诱发环境土著菌在塑料制品本体上生长扩繁，造成塑料制品的加速老化，再经过环境中的后生动物吞食代谢，最终达到降分解的目的，此作用简称为生物能反蚀载体“生物便当”。优选的，做上述应用时，塑料中芽孢杆菌的添加量为塑料总重的0.05～0.2％(0.5～2kg/1000kg)。本专利技术还提供了一种芽孢杆菌微粒胶囊，由上述芽孢杆菌NK101包覆在衣膜中构成，所述衣膜材料为乳酸或壳聚糖，和甲基硅油。优选的，上述芽孢杆菌微粒胶囊，以干燥固体形态重量百分比计，各成分用量为：芽孢杆菌49～53％，乳酸或壳聚糖45～47％，甲基硅油1～4％。本专利技术还提供了上述芽孢杆菌微粒胶囊的制备方法，是将芽孢杆菌NK101和衣膜材料经混合、干燥、研磨、过筛、精磨后添加甲基硅油混炼，形成衣膜包覆芽孢杆菌的微粒胶囊。本专利技术还提供了一种生物降解塑料母粒，是由上述芽孢杆菌微粒胶囊、聚烯烃、碳酸钙、分散剂和硬脂酸锌经密炼造粒制成。优选的，上述生物降解塑料母粒，以干燥固体形态重量百分比计，各成分用量为：芽孢杆菌微粒胶囊0.3～1％，聚烯烃12～16％、碳酸钙80～87％，分散剂2％，硬脂酸锌1％。本专利技术还提供了上述生物降解塑料母粒的制备方法，包括以下步骤：(1)将芽孢杆菌微粒胶囊、聚烯烃、碳酸钙、分散剂和硬脂酸锌搅拌混匀，得混合物；(2)混合物经密炼机进行密炼熔合后，螺杆挤出机造粒；(3)送风冷却，过筛，得产品。优选的，上述制备方法中，步骤(2)中密炼熔合温度为170～202℃，时间25～35分钟；螺杆挤出机造粒的温度190～202℃，时间2～5分钟。在此温状态下其活性并不被灭失或减少。本专利技术还提供了一种生物降解塑料，由上述生物降解塑料母粒和聚烯烃材料制成，生物降解塑料母粒的添加量为生物降解塑料总重量的5～50％。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的芽孢杆菌NK101能够产生多种酶类，对有机质的分解能力较强，适用于降解塑料等用途。芽孢杆菌微粒胶囊使用乳酸衣膜、或壳聚糖衣膜进行包覆，使其在极度厌氧和高温的环境下，如干热情况下能承受340℃/0.35hr高温，成分不被破坏。确保其后续制作生物可降解塑料时能够发挥降解作用。生物降解塑料母粒用于制备成品可降解塑料，该母粒能够隔离高温对芽孢杆菌(NK101)微生物酶的成分破坏，缩小与聚烯类塑料的比重差异，保存期可达1年以上，确保芽孢杆菌NK101产生的微生物酶在堆肥、土壤掩埋的环境中(湿度、温度)153天有机固体物总降解量49.11％、阳光照射(光降解)或浸泡水中可缓速降解，排除以上的环境，添加芽孢杆菌(NK101)微生物酶的聚烯类塑料成品的保存期与无降分解塑料是一致的，可应付各种聚烯类塑料的需求。保藏信息：培养物名称：枯草芽孢杆菌SK01，拉丁文名称：BacillussubtilisSK01；保藏机构：中国典型培养物保藏中心，地址：中国.武汉.武汉大学；保藏日期：2020年12月2日，保藏编号CCTCCNO:M2020812。附图说明图1为生物降解塑料母粒结构示意图；图2为芽孢杆菌NK101在塑料制品中的3D穿隧式摄像图；图3为芽孢杆菌NK101产生的微生物酶与塑料作用后使塑料膨胀发泡的3D穿隧式摄像图；图4为芽孢杆菌NK101在塑料制品中的尺寸展示(3D穿隧式摄像图)；图5为2012E0568试样和参比材料纤维素降解过程中二氧化碳释放量曲线图。图6为2012E0568试样和参比材料纤维素降解过程中生物分解率曲线图。具体实施方式实施例1芽孢杆菌NK101的获取及特性检测本专利技术所用的芽孢杆菌NK101原生菌株取自枯干稻草，其筛选具体步骤如下：1、芽孢杆菌NK101培养基优化、培养条件的筛选(1)C源基础培养基：酵母膏3g/L，蛋白胨10g/L，NaCl5g/L，pH7.2-7.4。(2)N源基础培养基：葡萄糖5g/L，NaCl5g/L，pH7.2-7.4。培养筛选出来的菌株在C源基础培养基中，以葡萄糖为C源，配制含不同葡萄糖浓度的培养基，250mL三角瓶内分装培养基25mL，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.芽孢杆菌NK101，菌株名称为枯草芽孢杆菌SK01(Bacillus subtilis SK01)，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号CCTCC NO:M2020812。/n

【技术特征摘要】
1.芽孢杆菌NK101，菌株名称为枯草芽孢杆菌SK01(BacillussubtilisSK01)，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号CCTCCNO:M2020812。


2.权利要求1所述芽孢杆菌在降解塑料方面的应用，其特征在于，塑料中芽孢杆菌的添加量为塑料总重的0.05～0.2％。


3.一种芽孢杆菌微粒胶囊，其特征在于，由权利要求1所述的芽孢杆菌包覆在衣膜中构成，所述衣膜材料为乳酸或壳聚糖，和甲基硅油。


4.根据权利要求3所述的芽孢杆菌微粒胶囊，其特征在于，以干燥固体形态重量百分比计，各成分用量为：芽孢杆菌49～53％，乳酸或壳聚糖45～47％，甲基硅油1～4％。


5.权利要求3或4所述芽孢杆菌微粒胶囊的制备方法，其特征在于，是将芽孢杆菌NK101和衣膜材料经混合、干燥、研磨、过筛、精磨后添加甲基硅油混炼，形成衣膜包覆芽孢杆菌的微粒胶囊。


6.一种生物降解塑料母粒，其特征在于，由权利要求3或4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷尚昆，
申请(专利权)人：毕节市尚昆塑料制品有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52