本发明专利技术涉及一株丁酸梭菌SZ11及其用途，还涉及一种为提高低温沼气发酵产气率而使用所述丁酸梭菌SZ11预处理发酵原料的方法，该方法包括原料预处理、丁酸梭菌SZ11菌种活化、种子培养、发酵培养、预发酵和常规发酵等步骤。本发明专利技术可以在温度15℃～20℃条件下进行常规沼气发酵，从而大大减轻沼气池产气受温度变化的影响，非常明显地提高了沼气池产气效率达10％以上。本菌剂不仅不会对环境造成二次污染，而且添加本菌剂并发酵后的沼渣和沼液还可以生产优质肥料。
【技术实现步骤摘要】
一种丁酸梭菌SZ11及其用途
本专利技术属于微生物
更具体地，本专利技术涉及一株丁酸梭菌双11，还涉及所述丁酸梭菌SZll的用途，还涉及一种为提高低温沼气发酵产气率而使用所述丁酸梭菌 SZll预处理发酵原料的方法。
技术介绍
沼气属于生物质能源，一般含甲烷(CH4) 60% 70%，二氧化碳(CO2) 25% 40%， H2S, N2, CO、H2等约占5 %，主要是通过细菌发酵使植物秸秆和牲畜粪便的有机物还原成气体。沼气细菌属厌氧菌，其发酵产沼气与温度有密切的关系，一般为10 60°C，当池温在 15°C以上时沼气发酵才能较好地进行，当池温低于10°C，几乎是不能产沼气。通常，低温沼气发酵不是指在冰点左右进行的沼气发酵，而是指温度小于20°C左右的沼气发酵。温度越高，有机原料的分解率就越高，沼气细菌生命活动就越旺盛，产气率高。相反地，温度越低， 有机原料的分解率就越低，沼气细菌活动就越差，产气率低，甚至长期不产气。我国北方地区冬季寒冷漫长，沼气的生产存在产气率低、使用率低、原料分解率低、沼气使用综合效益差等问题，在一定程度上限制了北方地区沼气的发展。目前大面积推广的户用沼气池几乎全部采用常温发酵(25°C左右)，没有使用任何耐低温沼气微生物促进剂，也没有增加任何的增温和保温设施，因此沼气池的产气情况受温度变化的影响很大。每年有三分之一左右的时间不能正常供气，有些池子甚至被冻坏，解决这个问题已刻不容缓。目前国内开发出的低温沼气发酵预处理菌剂多为好氧复合菌制剂，由于沼气发酵是在厌氧条件下发生的，因此，经好氧菌剂处理后的原料，在沼气发酵过程中其所含的好氧菌群的活性被抑制，难以持续发挥作用，从而影响了沼气发酵的促进效果；其次复合菌剂的生产，不仅工序烦琐，而且很难保障其组分的恒定，从而影响产品质量；再次，目前广泛应用的沼气发酵预处理菌剂多为非芽孢类活菌制剂，普遍存在保存期短、活性不稳定的缺点，给实际应用来很多困难，本专利技术利用从沼液中分离出来的丁酸梭菌作为生产预处理菌剂的菌株，通过发酵生产单一菌种的菌剂制品，不仅简化了生产工序，而且保证了产品质量的稳定性。另外，丁酸梭菌又称酪酸梭菌、酪酸梭状芽孢杆菌，酪酸杆菌，酪酸菌，丁酸梭状芽孢杆菌，丁酸梭菌，丁酸杆菌，丁酸菌。拉丁文Clostridium butyricum。存在于土壤、动物和人体的肠道中，细菌学分类归属于梭菌属，为革兰氏阳性厌氧杆菌。菌体中常有圆形成或椭圆形芽胞，使菌体中部膨大呈梭形。该菌在37°C、pH 7时为生长发育的最适条件，它能利用蛋白和多种糖类，如葡萄糖、乳糖、麦芽糖、蔗糖和果糖等，并能利用淀粉。本菌的主要代谢产物为丁酸、乙酸，是甲烷菌的发酵底物。因此，丁酸梭菌制剂能较好地促进低温下沼气发酵原料的水解，可实现提高低温沼气发酵产气率的目的。再有，由于丁酸梭菌菌体中有芽孢生成，因此在抗恶劣环境因素、延长制剂保存期和稳定活性方面具有独特的优势。国外也有利用梭菌和甲烷菌混合产物促进沼气发酵产气率的研究报道，但该研究并没有明确其所用梭菌为丁酸梭菌。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种丁酸梭菌Onostridium butyricium) SZ11。本专利技术的另一个目的是提供所述丁酸梭菌SZll的用途。本专利技术的另一个目的是提供一种为提高低温沼气发酵产气率而使用所述丁酸梭菌双11预处理发酵原料的方法。本专利技术是通过下述技术方案实现的。本专利技术涉及一种丁酸梭菌(Clostridium butyricium) SZ11，它已于2011年3月 23日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，其保藏编号CGMCC No. 4703。本专利技术还涉及所述的丁酸梭菌SZll CGMCC No. 4703在为提高低温沼气发酵产气率而对发酵原料进行预处理中的用途。本专利技术还涉及一种为提高低温沼气发酵产气率而使用所述丁酸梭菌SZ11CGMCC No. 4703预处理发酵原料的方法。该方法的步骤如下(1)使用水和预发酵原料配制成一种含水量以重量百分计为60 80%的预处理混合料；(2) 丁酸梭菌SZll菌种活化制备活化培养基含有胰蛋白胨10g/L、牛肉浸膏5g/L、酵母抽提物3g/L、葡萄糖10g/L、复合盐50g/L，盐酸半胱氨酸0. 25g/L，pH 7. 0的活化培养基在温度115°C下进行灭菌15min，制备出丁酸梭菌SZll的活化培养液；所述复合盐的组成如下K2HP04lg/L、 KH2PO4O. 5g/L、CaCl2O. 2g/L、MgSO4 · 7H20 0. 4g/L、FeSO4 · 7H20 0. 05g/L, MnSO4 · H2O 0. 5g/ L；活化培养从厌氧滚管上挑取单菌落，接种到装有IOmL活化培养基的厌氧管中， 在温度37°C下深层静置培养45-5 ，制得活化菌种；(3) 丁酸梭菌SZll种子培养制备种子培养基称取5. 0重量份胰蛋白胨、5. 0重量份牛肉膏、10重量份酵母浸膏、5. 0重量份葡萄糖、0. 5重量份盐酸半胱氨酸、40重量份盐溶液，然后加入1000重量份蒸馏水溶解，用无机酸或无机碱调节其PH至7. 2-7. 5，再在温度115°C下灭菌12-18min， 得到丁酸梭菌双11种子培养基；所述的盐溶液是用1000重量份蒸馏水溶解0. 25重量份 CaCl2. 2Η20、0· 5 重量份 MgSO4. 7Η20、1 重量份 Κ2ΗΡ04、1 重量份 KH2P04、10 重量份 NaHC03、2 重量份NaCl制备的；种子培养按照丁酸梭菌种培养基体积计往其培养基中加入5%在步骤( 得到的活化菌种，在温度37°C下静置培养10-14h，制得种子液；(4) 丁酸梭菌SZll发酵培养制备发酵培养基称取40. 0重量份豆饼粉、4. 0重量份玉米浆、20. 0重量份葡萄糖、0. 75重量份盐酸半胱氨酸、40重量份盐溶液，然后加入1000重量份蒸馏水溶解，用无机酸或无机碱调节其PH至7. 2-7. 5，再在温度115°C下灭菌12-18min ；所述盐溶液是用1000 重量份蒸馏水溶解0. 25重量份CaCl2. 2H20、0. 5重量份MgSO4. 7H20、1重量份K2HP04、1重量份KH2P04、10重量份NaHC03、2重量份NaCl制备的；发酵培养按照发酵培养基体积计，往其发酵培养基中加入5%在步骤C3)制备的丁酸梭菌SZll种子液，在温度37°C与搅拌速率IOOrmp的条件下培养45-5 ，得到含有 2. 0-3. OX IO7个丁酸梭菌SZll/ml的发酵液；(5)往步骤(1)得到的预处理混合料中加入以所述预发酵原料干重计4 8%在步骤(4)得到的丁酸梭菌SZll发酵液，然后在温度21°C 30°C下预发酵20-30小时，得到一种预发酵产物；(6)将步骤( 得到的预发酵产物加到沼气发酵池内，然后再加入以重量计为预发酵产物1 1. 5倍的沼渣或沼液，最后加入适量的水混合，使混合物的含水率控制在 90 96%之间，在温度15°C 20°C条件下进行常规沼气发酵。根据本专利技术的一种优选实施方式，所述预处理混合料的含水量为65 75%。根据本专利技术的另一种优选实施方式，在步骤C3)中用无机酸或无机碱调节其pH至 7. 0。根据本专利技术的另一种优本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种丁酸梭菌（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｂｕｔｙｒｉｃｉｕｍ）ＳＺ１１，它已于２０１１年３月２３日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，其保藏编号ＣＧＭＣＣ Ｎｏ．４７０３。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓红，仇天雷，韩梅琳，王旭明，王敏，李焕，郑希传，
申请(专利权)人：北京农业生物技术研究中心，
类型：发明
国别省市：11
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