一种生物降解塑料堆肥处理专用复配菌剂制造技术

本发明专利技术涉及一种高效堆肥复合菌剂，涉及生物塑料降解技术领域。所述高效堆肥复合菌剂包括解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)、副短短芽胞杆菌(Brevibacillus parabrevis)、蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)、沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonaspalustris)、球形赖氨酸芽胞杆菌(Lysinibacillus sphaericus)。本发明专利技术筛查出适合生物降解塑料的堆肥用高效复配菌剂，并通过生物分解率测试对复配菌剂的配比进行了优化，大大缩短了降解时间，为实验室间标准化推广普及提供了数据支持。准化推广普及提供了数据支持。准化推广普及提供了数据支持。

【技术实现步骤摘要】
一种生物降解塑料堆肥处理专用复配菌剂


[0001]本专利技术涉及生物塑料降解
，具体涉及一种生物降解塑料堆肥处理专用复配菌剂。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]受全球“限塑、禁塑”的影响，可降解塑料已经被世界各个国家视为实现环境可持续发展的重要途径之一，目前市场上可降解塑料的品种非常多，量大面广，涉及快递物流包装、一次性餐饮具、购物袋及地膜等领域。目前，各类可降解材料成为企业追逐的焦点，尤其是生物降解塑料，它是指在自然界如土壤和/或沙土等条件下，和/或特定条件如堆肥化条件下或厌氧消化条件下或水性培养液中，由自然界存在的微生物作用引起降解，并最终完全降解变成CO2或/和甲烷、水及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质的塑料。生物降解材料产业项目遍布全国，已经工业化生产的品种有热塑性淀粉、聚乳酸(PLA)、己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯共聚物(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚己内酯(PCL)等十余种。
[0004]生物降解塑料制品除满足使用性能外还要符合降解要求，目前生物降解是公认的分解彻底的降解途径，无论是哪种可降解塑料都会进入生物分解阶段，因此国际和国内上关于降解性能测试的标准体系都是围绕生物分解试验进行，根据降解环境是否有氧，生物降解分为有氧生物降解和厌氧生物降解两种方式，有氧生物分解产物为水、二氧化碳和无机矿物质，而厌氧环境下得到的产物是水、二氧化碳、甲烷和无机矿物质，从模拟降解环境、碳收集计算方式考虑有氧生物分解率测试方法更容易实现。目前我国采用 GB/T19277.1
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2011《受控堆肥条件下材料最终需氧生物分解能力的测定采用测定释放的二氧化碳的方法第1部分：通用方法》作为测试生物分解率(相对生物分解率)的仲裁方法，该方法标准规定试验特定的堆肥材料、温度、湿度、pH值等试验条件，收集二氧化碳累计释放量，通过参比、空白实验验证实验有效性，根据产品材质，检验周期在45天至180天左右，检验周期长，试验环境要求繁琐苛刻。尽管试验过程考虑到空白、参比及平行试验来保证试验的重现性和平行性，但标准中未明确堆肥材料中使用的具体菌剂，而菌剂在堆肥降解过程中起到了关键作用，不同实验室使用不同的菌剂，导致同样的降解材料按照标准检测得到不同的降解周期，实验室间数据偏差太大。
[0005]在堆肥过程中，微生物会产生特定的水解酶降解原料中的有机物，纤维素酶、脲酶、蛋白酶、淀粉酶等是主要水解酶。有机质降解率与相应水解酶活呈正相关关系，堆体中微生物产酶活性直接影响堆肥品质及周期。
[0006]另外值得注意的是，堆肥生物学工艺过程，在堆肥过程不同的阶段对生物塑料降解起主要作用的微生物种类不同，在此过程中需要控制对微生物有影响的因素，其决定微
生物的活动程度以及产酶活性，进而影响降解速率和质量。同时，塑料降解是受到光、热、湿度和化学条件以及生物活性等环境因素影响发生聚合物链断裂和化学转换等引起物化变化，最终引起聚合物性能、功能的恶化，因此其反应过程复杂，影响因素众多，不同的酶受其反应环境的影响，通过不用的机制起作用，在降解过程中发挥关键作用的菌株种类以及酶活性均存在不可预期性，而并不是自身具有高酶活性的菌株在生物降解过程中就能够保留其本身的性能，且不论堆肥发酵过程中的影响因素众多，再者无法起到关键降解过程的菌株即使具有高酶活性，也无法提高生物塑料的降解效率。只有两者同时具备，即在堆肥过程中对生物降解起重要作用的菌株还能够保持高活性特点，才有可能具有优异的生物塑料降解效果。
[0007]基于此，研制一种高效的针对生物降解材料的堆肥专用复配菌剂迫在眉睫。

技术实现思路

[0008]为了克服上述问题，本专利技术设计了一种提高生物塑料降解率的复配菌剂，建立高通量的生物降解塑料降解酶酶活检测平台，从降解酶方面评价了各菌株的功能信息。根据堆肥原料中生物降解塑料成分挑选出对应的高产酶菌株，构建了一种堆肥复合菌剂，并通过堆肥试验验证菌剂应用效果，验证构建微生物复合菌剂的方法是否可行，对复合菌剂构建方法的发展有重要意义。
[0009]本公开第一方面，提供一种高效堆肥复合菌剂，包括解淀粉芽胞杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)、副短短芽胞杆菌(Brevibacillus parabrevis)、蜡样芽胞杆菌(Bacilluscereus)、沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)、球形赖氨酸芽胞杆菌 (Lysinibacillus sphaericus)。
[0010]本公开第二方面，提供上述复合菌剂的制备方法，包括：配制培养基，向上述培养基中接种相应含量范围的菌株，在20
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37℃下进行静置，进行菌种的扩大培养；进一步，所述培养基为红糖培养基，其包括磷酸氢二钾3.6g、磷酸二氢钾1g、氯化铵1g、七水合硫酸镁0.2g、氯化高铁4μM、红糖20g，121℃灭菌20min；所述接种量为3％
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10％，更进一步，所述接种量为8％，所述静置温度为25℃。
[0011]本公开第三方面，提供上述堆肥复合菌剂的使用方法，包括：在堆肥环境中加入生物降解塑料制品，并添加扩大培养后的复合菌剂，形成待处理混合物料，进行堆肥试验；进一步，所述堆肥试验条件为：温度58℃，湿度100％，pH范围6～8。
[0012]本公开第四方面，提高上述堆肥复合菌剂在降解生物塑料方面的应用，进一步，所述生物塑料为PLA+PBAT+淀粉组成的生物塑料或PLA+PBAT+CaCO3组成的生物塑料。
[0013]本公开第五方面，提供上述堆肥复合菌剂在降解生活有机垃圾方面的应用，进一步，所述生活有机垃圾为厨余垃圾。
[0014]本公开第六方面，提供上述堆肥复合菌剂在日化产品上的应用，所述日化产品包括湿巾液、护理液等。
[0015]本公开一个或多个具体实施方式至少取得了以下技术效果：
[0016]本公开提供了一种高效堆肥复合菌剂，能够具有强烈的协同作用，在较短的时间内，即可以高效降解生物塑料。产生上述效果的原因在于：上述菌株的协同作用能够增加底物微生物的活动，实现功能互补和协同代谢，缩短发酵的前期时间，在较短的时间内就可以
进入高温阶段，实现快速腐熟，从而提高降解效率和堆肥质量。
[0017]本公开筛查出适合生物降解塑料的堆肥用高效复配菌剂，并通过生物分解率测试对复配菌剂的配比进行了优化，大大缩短了降解时间，为实验室间标准化推广普及提供了数据支持。
[0018]本公开提供了一种高效堆肥复合菌剂，能够有效降解生活垃圾，特别是厨余垃圾，现有技术中厨余垃圾的处理方式大多采用填埋和焚烧，造成环境和土地的污染问题，本申请的复合菌剂能够实现快速降解厨余垃圾，降解率高达97.6％，且处理方式简单、实用性强。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效堆肥复合菌剂，其特征在于：包括解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)、副短短芽胞杆菌(Brevibacillus parabrevis)、蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)、沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)、球形赖氨酸芽胞杆菌(Lysinibacillus sphaericus)。2.根据权利要求1所述的高效堆肥复合菌剂，其特征在于：所述高效堆肥复合菌剂还包括阿氏肠杆菌(Enterobacter asburiae)和地衣芽胞杆菌(Bacillus licheniformis)。3.根据权利要求2所述的高效堆肥复合菌剂，其特征在于：所述高效堆肥复合菌剂还包括谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)。4.根据权利要求3所述的高效堆肥复合菌剂，其特征在于：解淀粉芽胞杆菌菌种编号CICC 10081，副短短芽胞杆菌菌种编号CICC 10343，蜡样芽胞杆菌菌种编号CICC 10041，沼泽红假单胞菌菌种编号CICC 23812，球形赖氨酸芽胞杆菌菌种编号CICC 23697，阿氏肠杆菌菌种编号CICC 10013，地衣芽胞杆菌菌种编号CICC 10092，谷氨酸棒杆菌菌种编号CICC 10058，均购自中国工业微生物菌种保藏管理中心。5.根据权利要求3所述的高效堆肥复合菌剂，其特征在于：包括以下质量组份的菌株：解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)：22％
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35％，副短短芽胞杆菌(Brevibacillus parabrevis)：7％
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15％，蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)：8％
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12％，沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas ...

【专利技术属性】
技术研发人员：王微山，李林林，孔祥坤，杨学军，齐永润，郭风，邓宁，徐正，杨晓煜，孙筱辰，
申请(专利权)人：山东省产品质量检验研究院，
类型：发明
国别省市：