一种丁酸梭菌发酵废液资源化利用的方法技术

本发明专利技术属于发酵废液资源化利用技术领域，涉及一种丁酸梭菌发酵废液资源化利用的方法，其包括：步骤B，在丁酸梭菌发酵废液中接入酵母菌菌种进行好氧培养，分离处理，分别获得酵母菌体，以及酵母菌发酵废液；步骤C，向酵母菌发酵废液中接入光合细菌菌种进行光照厌氧培养，得到高细胞浓度光合细菌菌液。该方法能够充分利用丁酸梭菌发酵废液的营养成分，同时得到可用作微生物制剂的酵母及可用作微生物菌肥的含高细胞浓度光合细菌的菌液(细胞浓度可达1.5

【技术实现步骤摘要】
一种丁酸梭菌发酵废液资源化利用的方法


[0001]本专利技术属于发酵废液资源化利用
，涉及一种丁酸梭菌发酵废液资源化利用的方法，具体涉及一种利用丁酸梭菌发酵废液序列培养酵母菌和光合细菌的方法。

技术介绍

[0002]丁酸梭菌(Clostridium butyricum)，又称酪酸梭菌，是典型的严格厌氧芽孢杆菌。作为人和动物肠道内的正常菌群，它能促进生物体对脂肪和蛋白质等营养物质的吸收，同时还能抑制肠道中某些有害细菌的生长，因此在临床上用于治疗多种肠道疾病。目前丁酸梭菌也被开发成微生态制剂应用于畜牧、医药、化工等多个领域。相比于固态发酵，丁酸梭菌液体发酵生产的菌粉纯度更高、活菌数更多，因此在生产中被广泛采用。
[0003]丁酸梭菌液体发酵常以葡萄糖为碳源，酵母粉、牛肉粉和蛋白胨为氮源，产物主要为丁酸、乳酸、乙酸等有机酸。完成发酵后通过离心获得菌体，再经一定处理制成菌剂。剩余的发酵废液含有大量有机酸、糖和蛋白质等营养物质，其直接排放会造成环境污染，同时也是资源的浪费。随着丁酸梭菌制品商品化规模扩大，发酵废液的处理问题亟待解决。处理丁酸梭菌发酵废液的技术已有报道，专利CN113604380 A利用丁酸梭菌离心废液发酵生产复合菌剂，有一定应用成效。但该技术在发酵前将废液稀释成原液的50％，大大降低了废液的处理效率，并且还需将废液做消毒处理并额外添加大量营养物质，获取复合菌剂后会产生比原离心废液更多的废液。另有专利CN108541805 A为丁酸梭菌发酵废水再利用生产丁酸梭菌发酵饲料，实质是将丁酸梭菌废水中剩余丁酸梭菌当作菌种使用，同样也需在废水中添加大量营养物质以供后续二次半固体发酵，效率不高。
[0004]可见在丁酸梭菌发酵废液处理技术上还存在较多不足，而在丁酸梭菌发酵废液的高效生物资源化处理过程中得到酵母和含高细胞浓度光合细菌微生物菌肥的技术未见报道。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中丁酸梭菌发酵废液高效资源化处理的技术空缺提供一种丁酸梭菌发酵废液资源化利用的方法，该方法利用丁酸梭菌发酵废液序列培养酵母菌和光合细菌，能够收获可作为微生物制剂的酵母菌体，同时得到含高细胞浓度光合细菌的微生物菌肥，特别是废液利用过程均无需灭菌、稀释和添加复杂的营养物质，无任何废弃物产生，实现了丁酸梭菌发酵废液的充分再利用。
[0006]为此，本专利技术提供了一种丁酸梭菌发酵废液资源化利用的方法，其包括：
[0007]步骤B，在丁酸梭菌发酵废液中接入酵母菌菌种进行好氧培养，分离处理后，分别获得酵母菌体，以及酵母菌发酵废液；
[0008]步骤C，向酵母菌发酵废液中接入光合细菌菌种进行光照厌氧培养，得到高细胞浓度光合细菌菌液。
[0009]本专利技术中，所述丁酸梭菌发酵废液是丁酸梭菌厌氧发酵后经分离处理移除丁酸梭
菌菌体的上清液。
[0010]在本专利技术的一些实施例中，所述酵母菌发酵废液是酵母菌好氧发酵后经分离处理移除酵母菌体的上清液。
[0011]本专利技术中，所述分离处理包括离心分离和/或膜过滤。
[0012]根据本专利技术方法，所述丁酸梭菌发酵废液中还加入了NaHCO3；优选地，NaHCO3加入量为每升丁酸梭菌发酵废液5.0
‑
7.0g。
[0013]根据本专利技术的一些实施方式，所述酵母菌菌种以种子液的形式接入到丁酸梭菌发酵废液中；优选地，基于丁酸梭菌发酵废液总体积计，酵母菌种子液的接种量为1％
‑
4％，优选为2％
‑
3％；进一步优选地，所述酵母菌种子液的细胞浓度为(5
‑
6)
×
108cfu/mL。
[0014]根据本专利技术的一些实施方式，所述光合细菌菌种以种子液的形式接入到酵母菌发酵废液中；优选地，基于酵母菌发酵废液总体积计，所述光合细菌菌种接种量为35％
‑
45％，优选为35％
‑
40％；进一步优选地，所述光合细菌种子液的细胞浓度为(4.5
‑
5.5)
×
108cfu/mL。
[0015]在本专利技术的一些实施例中，在步骤B中，所述好氧培养的温度为25
‑
32℃，优选为28
‑
30℃。
[0016]在本专利技术的一些实施例中，在步骤B中，所述好氧培养的时间为1
‑
3天，优选为2
‑
3天。
[0017]优选地，在步骤B中，所述好氧培养的摇床转速为150
‑
220rpm，优选为180
‑
200rpm。
[0018]在本专利技术的一些实施例中，在步骤C中，光照厌氧培养的温度为32
‑
40℃，优选为35
‑
37℃。
[0019]在本专利技术的一些实施例中，在步骤C中，所述光照厌氧发酵培养的时间为8
‑
12天，优选为10
‑
12天。
[0020]在本专利技术的一些实施例中，在步骤C中，所述光照厌氧发酵培养的光照强度为250
‑
2500lux，优选为500
‑
1000lux；进一步优选地，所述光照厌氧发酵培养的光源为LED灯或白炽灯。
[0021]优选地，在步骤B中，酵母菌体可用作微生物制剂。
[0022]优选地，在步骤C中，将含高细胞浓度光合细菌的菌液用作微生物菌肥。
[0023]本专利技术所提供的丁酸梭菌发酵废液资源化利用的方法以丁酸梭菌发酵废液为培养基，序列培养酵母和光合细菌。丁酸梭菌发酵废液先加入固体NaHCO3(每升废液添加5.0
‑
7.0g)，然后接入酵母菌种子液经好氧培养，浓度达到(8
‑
9)
×
108cfu/mL。离心收获酵母细胞后，上清液(即酵母菌发酵废液)接种光合细菌种子液，光照厌氧培养8
‑
12天，可获得含1.5
×
109cfu/mL以上高细胞浓度光合细菌的菌液。因此这是一种将丁酸梭菌发酵液高效资源化利用的有效方式。而且通过一系列不同的研究实验，证明这一技术性能稳定，能够应用于产业化。
附图说明
[0024]下面将结合附图来说明本专利技术。
[0025]图1示出丁酸梭菌发酵废液是否培养酵母以及酵母生长浓度对光合细菌生长的影响。
[0026]图2示出丁酸梭菌发酵废液添加不同NaHCO3量或采用NaOH调节pH对培养酵母和光合细菌的影响。
[0027]图3示出光合细菌接种量对丁酸梭菌发酵液培养光合细菌的影响。
[0028]图4示出高浓度光合细菌菌液做微生物菌肥对紫花苜蓿鲜重(a)和粗蛋白(b)含量的影响。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术容易理解，下面将结合附图来详细说明本专利技术。但在详细描述本专利技术前，应当理解本专利技术不限于描述的具体实施方式。还应当理解，本文中使用的术语仅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种丁酸梭菌发酵废液资源化利用的方法，其包括：步骤B，在丁酸梭菌发酵废液中接入酵母菌菌种进行好氧培养，分离处理，分别获得酵母菌体，以及酵母菌发酵废液；步骤C，向酵母菌发酵废液中接入光合细菌菌种进行光照厌氧培养，得到高细胞浓度光合细菌菌液。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述丁酸梭菌发酵废液是丁酸梭菌厌氧发酵后经分离处理移除丁酸梭菌菌体的上清液；和/或，所述酵母菌发酵废液是酵母菌好氧发酵后经分离处理移除酵母菌体的上清液；优选地，所述分离处理包括离心分离和/或膜过滤。3.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述丁酸梭菌发酵废液中还加入了NaHCO3；优选地，NaHCO3加入量为每升丁酸梭菌发酵废液5.0
‑
7.0g。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述酵母菌菌种以种子液的形式接入到丁酸梭菌发酵废液中；优选地，基于丁酸梭菌发酵废液总体积计，酵母菌种子液的接种量为1％
‑
4％，优选为2％
‑
3％；进一步优选地，所述酵母菌种子液的细胞浓度为(5
‑
6)
×
108cfu/mL。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述光合细菌菌种以种子液的形式接入到酵母菌发酵废液中；优选地，基于酵母菌发酵废液总体积计，所述光合细菌菌种接种量为35％
‑
45％，优选为35％
‑
40％；进一步优选地，所述光合...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹春华，彭思雨，程思淇，李南楠，闫艺桦，闫海，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：