一种利用微生物降解餐厨垃圾并发酵乳酸的方法技术

本发明专利技术涉及利用微生物降解餐厨垃圾并发酵乳酸的方法，以餐厨垃圾为碳源，降低餐厨垃圾固含量、促进厨余垃圾的营养物质释放，其解决的技术方案是，1)收集餐厨垃圾；2)微生物培养；3)降解餐厨垃圾；4)米根霉复合戈登氏红球菌与乳酸片球菌共发酵产乳酸；本发明专利技术利用不同微生物，以餐厨垃圾为碳源，优化发酵条件降低餐厨垃圾固含量、促进厨余垃圾的营养物质释放，获得降解厨余垃圾复合微生物菌剂，同时应用复合微生物菌剂与植物乳杆菌共发酵乳酸，是利用微生物降解餐厨垃圾方法上的创新。利用微生物降解餐厨垃圾方法上的创新。利用微生物降解餐厨垃圾方法上的创新。

【技术实现步骤摘要】
一种利用微生物降解餐厨垃圾并发酵乳酸的方法
一、

[0001]本专利技术涉及餐厨垃圾处理领域，特别是一种利用微生物降解餐厨垃圾并发酵乳酸的方法。
二、
技术介绍

[0002]餐厨垃圾是城市垃圾的主要组成部分，约占城市生活垃圾的37％
‑
62％。预计每年将产生约3000万吨餐厨垃圾。不当的废物管理是一个全球性的环境问题，威胁着环境和人类的安全与健康。由于环境污染，处理有机废物的传统方法(如卫生填埋和焚烧)是不可行的。
[0003]餐厨垃圾的主要成分包括蛋白质、脂质、淀粉和纤维素。因此，它是一种很有前途的生物转化为高价值产品的原料。将有机废物流生物增值为燃料和平台化学品最近已成为降低生产成本和实现生物能源回收的主流方法。由于餐厨垃圾有机物含量高、营养成分丰富，通常被用作原料，通过微生物发酵生产高价值产品，以最大限度地提高其经济价值。以前使用的厨房垃圾预处理方法包括酸或碱处理、酶水解、微波或超声波处理、重复冻融循环、高压处理、热处理和微曝气处理。餐厨垃圾的酶水解优于其他方法，因为它具有成本效益，并且具有相对较低的能量需求、较温和的反应条件、较低的有毒副产物产生和较高的功效。酶有助于将餐厨垃圾中的大分子固体转化为可溶性小分子。然而，外源性添加商业酶(CEs)的预处理通常需要两个步骤才能完成整个发酵过程，而且商业酶的成本相对较高。
[0004]微生物具有天生强大的产酶能力，在将其天然能力应用于餐厨垃圾预处理问题方面，对其研究较少。因此，通过筛选复配功能微生物，通过微生物自身代谢产酶将餐厨垃圾中的大分子营养物质降解，通过与功能微生物共培养来合成相应的高附加值物质，合理对餐厨垃圾资源化利用势在必行。
三、
技术实现思路

[0005]针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本专利技术之目的就是提供一种利用微生物降解餐厨垃圾并发酵乳酸的方法，以餐厨垃圾为碳源，降低餐厨垃圾固含量、促进厨余垃圾的营养物质释放。
[0006]本专利技术解决的技术方案是，该利用微生物降解餐厨垃圾的方法包括以下步骤：
[0007]1)收集餐厨垃圾
[0008]餐厨垃圾收集于单位食堂，挑出里边的骨头、纸屑、木屑等杂物，冷冻干燥，粉碎，置于
‑
20℃以下环境，备用；
[0009]2)微生物培养
[0010]米根霉孢子液：从米根霉固体斜面取菌体接种至固体培养基中，30℃培养5
‑
7天，加入5mL 0.1％吐温80水溶液冲洗孢子，随后用无菌生理盐水稀释适宜浓度至孢子数为1
×
106/mL，4℃备用；
[0011]戈登氏红球菌种子液：取戈登氏红球菌固体斜面，用接种环刮取菌体接种于LB液
体培养基中，37℃，培养16h，得戈登氏红球菌种子液(1
×
109CFU/mL)；
[0012]乳酸片球菌种子液：取乳酸片球菌固体斜面，用接种环刮取菌体接种于MRS液体培养基中，37℃，培养16h，得乳酸片球菌种子液(1
×
109CFU/mL)；
[0013]3)降解餐厨垃圾
[0014]在产酶培养基中同时接种米根霉孢子液和戈登氏红球菌种子液，其中米根霉孢子液接种量为1％(1
×
106孢子mL)，戈登氏红球菌种子液接种量1％(1
×
109CFU/mL)，设定培养温度25℃
‑
37℃，在pH4.8
‑
7.5、转速60
‑
180rpm条件下培养72
‑
96h，每隔24h取发酵液离心测定发酵上清液中淀粉酶、纤维素酶、蛋白酶和脂肪酶酶活；
[0015]所述的产酶培养基组成为：餐厨垃圾10g/L，磷酸二氢钾3g/L，硫酸镁1.5g/L，维生素B
1 0.01g/L，余量为水；
[0016]4)米根霉复合戈登氏红球菌与乳酸片球菌共发酵产乳酸
[0017]在乳酸发酵培养基中接种米根霉孢子液1％(1
×
106个孢子/mL)，戈登氏红球菌种子液1％(1
×
109CFU/mL)，5％接种量乳酸片球菌种子液(1
×
109CFU/mL)共培养发酵，发酵条件为：温度25℃
‑
37℃、pH4.8
‑
7.5、转速60
‑
180rpm条件下培养72
‑
96h，得发酵乳酸；
[0018]所述的乳酸发酵培养基组成为：餐厨垃圾20g/L，磷酸二氢钾3g/L，硫酸镁1.5g/L，维生素B
1 0.01g/L，碳酸钙10g/L，余量为水。
[0019]上述步骤2)中，所述的固体培养基组成为：土豆200g/L，葡萄糖20g/L，磷酸二氢钾3g/L，硫酸镁1.5g/L，维生素B1 0.01g/L、1.5％琼脂，余量水。
[0020]上述步骤2)中，所述的LB液体培养基组成为：胰蛋白胨10g/L；酵母提取物5g/L；氯化钠10g/L，余量水。
[0021]上述步骤2)中，所述的MRS液体培养基组成为：葡萄糖20g/L，胰蛋白胨10g/L，牛肉膏10g/L，酵母粉5g/L，柠檬酸铵2g/L，磷酸氢二钾2g/L，吐温80 1g/L，硫酸镁0.2g/L，硫酸锰0.05g/L，余量水。
[0022]本专利技术利用不同微生物，以餐厨垃圾为碳源，优化发酵条件降低餐厨垃圾固含量、促进厨余垃圾的营养物质释放，获得降解厨余垃圾复合微生物菌剂，同时应用复合微生物菌剂与植物乳杆菌共发酵乳酸，是利用微生物降解餐厨垃圾方法上的创新。
四、附图说明
[0023]图1为本专利技术不同温度下米根霉与戈登氏红球菌共培养时酶活，A：淀粉酶B：纤维素酶C：蛋白酶D:脂肪酶。
[0024]图2为本专利技术不同转速下米根霉与戈登氏红球菌共培养时酶活，A：淀粉酶B：纤维素酶C：蛋白酶D:脂肪酶。
[0025]图3为本专利技术不同pH下米根霉与戈登氏红球菌共培养时酶活，A：淀粉酶B：纤维素酶C：蛋白酶D:脂肪酶。
[0026]图4为本专利技术共培养发酵乳酸产量图。
五、具体实施方式
[0027]以下结合实施例和附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。
[0028]实施例1
[0029]本专利技术在具体实施时，包括以下步骤：
[0030]1)收集餐厨垃圾
[0031]餐厨垃圾收集于单位食堂，挑出里边的骨头、纸屑、木屑等杂物，冷冻干燥，粉碎，置于
‑
20℃以下环境，备用；
[0032]2)微生物培养
[0033]米根霉孢子液：从米根霉固体斜面取菌体接种至固体培养基中，30℃培养5
‑
7天，加入5mL 0.1％吐温80水溶液冲洗孢子，随后用无菌生理盐水稀释适宜浓度至孢子数为1
×
106/mL，4℃备用；
[0034]戈登氏红球菌种子液：取戈登氏红球菌固体斜面，用接种环刮取本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用微生物降解餐厨垃圾并发酵乳酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)收集餐厨垃圾餐厨垃圾收集于单位食堂，挑出里边的骨头、纸屑、木屑等杂物，冷冻干燥，粉碎，置于
‑
20℃以下环境，备用；2)微生物培养米根霉孢子液：从米根霉固体斜面取菌体接种至固体培养基中，30℃培养5
‑
7天，加入5mL 0.1％吐温80水溶液冲洗孢子，随后用无菌生理盐水稀释浓度至孢子数为1
×
106/mL，4℃备用；戈登氏红球菌种子液：取戈登氏红球菌固体斜面，用接种环刮取菌体接种于LB液体培养基中，37℃，培养16h，得戈登氏红球菌种子液，浓度为1
×
109CFU/mL；乳酸片球菌种子液：取乳酸片球菌固体斜面，用接种环刮取菌体接种于MRS液体培养基中，37℃，培养16h，得乳酸片球菌种子液，浓度为1
×
109CFU/mL；3)降解餐厨垃圾在产酶培养基中同时接种米根霉孢子液和戈登氏红球菌种子液，其中米根霉孢子液接种量为1％，戈登氏红球菌种子液接种量1％，设定培养温度25℃
‑
37℃，在pH4.8
‑
7.5、转速60
‑
180rpm条件下培养72
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96h，每隔24h取发酵液离心测定发酵上清液中淀粉酶、纤维素酶、蛋白酶和脂肪酶酶活；所述的产酶培养基组成为：餐厨垃圾10g/L，磷酸二氢钾3g/L，硫酸镁1.5g/L，维生素B
1 0.01g/L，余量为水；4)米根霉复合戈登氏红球菌与乳酸片球菌共发酵产乳酸在乳酸发酵培养基中接种米根霉孢子液1％，戈登氏红球菌种子液1％，5％接种量乳酸片球菌种子液共培养发酵，发酵条件为：温度25℃
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37℃、pH4.8
‑
7.5、转速60
‑
180rpm条件下培养72
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96h，得发酵乳酸；所述的乳酸发酵培养基组成为：餐厨垃圾20g/L，磷酸二氢钾3g/L，硫酸镁1.5g/L，维生素B
1 0.01g/L，碳酸钙10g/L，余量为水。2.根据权利要求1所述的利用微生物降解餐厨垃圾并发酵乳酸的方法，其特征在于，所述的步骤2)中，所述的固体培养基组成为：土豆200g/L，葡萄糖20g/L，磷酸二氢钾3g/L，硫酸镁1.5g/L，维生素B1 0.01g/L、1.5％琼脂，余量水；所述的LB液体培养基组成为：胰蛋白胨10g/L；酵母提取物5g/L；氯化钠10g/L，余量水；所述的MRS液体培养基组成为：葡萄糖20g/L，胰蛋白胨10g/L，牛肉膏10g/L，酵母粉5g/L，柠檬酸铵2g/L，磷酸氢二钾2g/L，吐温80 1g/L，硫酸镁0.2g/L，硫酸锰0.05g/L，余量水。3.根据权利要求1所述的利用微生物降解餐厨垃圾并发酵乳酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)收集餐厨垃圾餐厨垃圾收集于单位食堂，挑出里边的骨头、纸屑、木屑等杂物，冷冻干燥，粉碎，置于
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20℃以下环境，备用；2)微生物培养米根霉孢子液：从米根霉固体斜面取菌体接种至固体培养基中，30℃培养5
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7天，加入5mL 0.1％吐温80水溶液冲洗孢子，随后用无菌生理盐水稀释适宜浓度至孢子数为1
×
106/mL，4℃备用；戈登氏红球菌种子液：取戈登氏红球菌固体斜面，用接种环刮取菌体接种于LB液体培养基中，37℃，培养16h，得戈登氏红球菌种子液，浓度为1
×
109CFU/mL；乳酸片球菌种子液：取乳酸片球菌固体斜面，用接种环刮取菌体接种于MRS液体培养基中，37℃，培养16h，得乳酸片球菌种子液，浓度为1
×
109CFU/mL；3)降解餐厨垃圾在产酶培养基中同时接种米根霉孢子液和戈登氏红球菌种子液，其中米根霉孢子液接种量为1％，戈登氏红球菌种子液接种量1％，设定培养温度25℃，pH4.8、转速60rpm条件下培养72h，每隔24h取发酵液离心测定发酵上清液中淀粉酶、纤维素酶、蛋白酶和脂肪酶酶活；所述的产酶培养基组成为：餐厨垃圾10g/L，磷酸二氢钾3g/L，硫酸镁1.5g/L，维生素B
1 0.01g/L，余量为水；4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宗源，岳丹丹，张永战，刁文涛，巩涛，周留柱，郭文阳，王雄雅，亓兰达，张英涛，陈登辉，李久楠，
申请(专利权)人：河南省科学院生物研究所有限责任公司，
类型：发明
国别省市：