本發(fā)明屬于微生物技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種地衣芽孢菌劑，還涉及該地衣芽孢菌劑在餐廚垃圾處理中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

餐廚垃圾主要來(lái)源于餐飲經(jīng)營(yíng)與居民生活的食物下腳料(廚余)和食用殘余(泔腳)。我國(guó)由家庭、學(xué)校、食堂及餐飲行業(yè)產(chǎn)生的餐廚垃圾數(shù)量較大，若處理不當(dāng)，會(huì)污染環(huán)境、傳播疾病、危害人體健康。餐廚垃圾具有高含水量(可達(dá)80～95％)、高鹽分、高有機(jī)質(zhì)含量、易腐爛發(fā)臭和滋生蚊蠅等特點(diǎn)，主要成分為水分、糖類(lèi)、蛋白質(zhì)、脂肪、鹽分和油脂等。

目前，餐廚垃圾的處理方式主要分為非生物處理(焚燒、脫水、真空油渣等)和生物處理(填埋、堆肥和厭氧消化)。其中，非生物處理方式具有燃燒不充分、能耗大、成本高和效果不佳等特點(diǎn)。生物處理主要利用高蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纖維素酶活性的菌劑將餐廚垃圾可降解部分降解為水、二氧化碳和有機(jī)質(zhì)，其中水和二氧化碳可散失到空氣中，最終可達(dá)到餐廚減重量達(dá)到90％以上，是餐廚垃圾處理實(shí)現(xiàn)無(wú)害化、減量化、穩(wěn)定化和資源化的一種較為理想的處理方法，具有較好的發(fā)展前景。高效地餐廚處理微生物菌劑與專(zhuān)業(yè)處理設(shè)備結(jié)合，可以高效、及時(shí)和快速地降解餐廚垃圾，處理設(shè)備可以放置在餐飲場(chǎng)所、食堂、居民小區(qū)及家庭等場(chǎng)所，高效地處理餐廚垃圾，還可以解決相關(guān)土地污染、地溝油等環(huán)保與食品問(wèn)題，既環(huán)保，又健康。然而，現(xiàn)有生物處理方法效率低，效果差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一目的在于提供一種地衣芽孢桿菌。

本發(fā)明的第二目的在于提供該地衣芽孢桿菌在餐廚垃圾處理中的應(yīng)用。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種地衣芽孢桿菌，其分類(lèi)命名為地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)CY-1，保藏在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，地址為北京市朝陽(yáng)區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)中國(guó)科學(xué)院微生物研究所，郵編為100101，保藏編號(hào)為：CGMCC No.12448，保藏日期為2016年5月13日。

所述的地衣芽孢桿菌是在餐廚垃圾處理中的應(yīng)用。

本發(fā)明還提供了一種生物處理劑，地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)CY-1吸附于載體上，構(gòu)成生物處理劑。

優(yōu)選地，所述地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)CY-1和載體的質(zhì)量比為(1～3)：(10～15)。

更優(yōu)選地，所述載體為質(zhì)量比(5～10):(1～3):(1～3)的木屑、糠粉和稻殼。

本發(fā)明還提供了上述生物處理劑的制備方法，具體包括以下步驟：

(1)將地衣芽孢桿菌菌種于LB固體培養(yǎng)基劃線培養(yǎng)，然后于液體發(fā)酵培養(yǎng)基搖瓶中進(jìn)行種子培養(yǎng)，再將種子液接種于發(fā)酵罐中培養(yǎng)，制成液體微生物菌劑；

(2)將木屑、糠粉和稻殼混勻，得載體材料；

(3)將步驟(1)的液體微生物菌劑與步驟(2)所得載體材料混合，即得生物處理劑。

步驟(1)中，LB固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)溫度為30～35℃，培養(yǎng)時(shí)間為24h；液體發(fā)酵培養(yǎng)基上培養(yǎng)溫度為30℃，培養(yǎng)時(shí)間為24h，搖瓶轉(zhuǎn)速為130r/min；發(fā)酵罐中培養(yǎng)培養(yǎng)條件為：溫度：30℃，pH＝6.2～6.6，攪拌速度：130r/min，溶解氧：30％，罐壓：0.04MPa，培養(yǎng)時(shí)間24h。

本發(fā)明還提供了一種餐廚垃圾的處理方法，包括以下步驟：

(1)將上述的生物處理劑置于處理機(jī)中，預(yù)加熱運(yùn)行6h，同時(shí)通風(fēng)攪拌；

(2)將待處理的餐廚垃圾加入預(yù)運(yùn)行后的處理機(jī)中，與生物處理劑混合進(jìn)行好氧發(fā)酵，同時(shí)通風(fēng)攪拌；

步驟(1)中，生物處理劑添加量為處理機(jī)容量的10～20％；步驟(2)中，好氧發(fā)酵溫度45～55℃，發(fā)酵時(shí)間為18～24h。

有益效果：本發(fā)明提供的地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)CY-1具有高活性蛋白酶、淀粉酶、油脂水解酶活性，降解葡萄糖產(chǎn)酸，具有高耐鹽性、耐酸性的嗜熱菌，通過(guò)與載體的有效結(jié)合，可快速高效地將投入餐廚重量減少量達(dá)到85％。

本發(fā)明的餐廚垃圾的處理方法高效快速穩(wěn)定，處理效果好，可為家庭廚房、餐廳、食堂及其他與食品加工有關(guān)的行業(yè)服務(wù)，具有良好的發(fā)展前景。

附圖說(shuō)明

圖1是地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)CY-1在LB培養(yǎng)基生長(zhǎng)上生長(zhǎng)圖；

圖2是地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)CY-1的100倍鏡顯微圖；

圖3是地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)CY-1的降解蛋白試驗(yàn)結(jié)果圖；

圖4是地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)CY-1的油脂分解試驗(yàn)結(jié)果圖；

圖5是地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)CY-1的淀粉分解試驗(yàn)結(jié)果圖；

圖6是地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)CY-1在10％NaCl的LB培養(yǎng)基生長(zhǎng)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)驗(yàn)例詳細(xì)闡述本發(fā)明地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)CY-1的應(yīng)用。

本發(fā)明中，

LB固體培養(yǎng)基配方：胰蛋白胨10g，酵母粉5g，NaCl 10g，瓊脂粉15～20g，定容至1L，用NaOH調(diào)pH至7.2。

液體發(fā)酵培養(yǎng)基配方：玉米粉10g，黃豆粉5g，葡萄糖5g，蛋白胨2g，NaCl 1g，K₂HPO₄1g，MgSO₄·7H₂O 0.2g，定容至1L，自然pH。

實(shí)施例1地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)CY-1的分離篩選

本發(fā)明地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)CY-1的分離過(guò)程：稱(chēng)取南京江寧區(qū)種植蘿卜根際土壤10g，加入90mL無(wú)菌水中，得10^-1稀釋液，于30℃搖床中130r/min培養(yǎng)2～3h，繼續(xù)加入無(wú)菌水稀釋?zhuān)謩e得到10^-5、10^-6、10^-7、10^-8的稀釋液，分別取200uL上述稀釋液于LB平板上涂布，30℃培養(yǎng)48h，挑取單菌落接種于LB固體培養(yǎng)基斜面上保存。

地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)CY-1的生理活性特征如下：

a、形態(tài)特征：革蘭氏染色呈陽(yáng)性，有芽孢產(chǎn)生，芽孢呈橢圓形，位于菌體中間或稍偏；有周生鞭毛，且可運(yùn)動(dòng)；于LB固體培養(yǎng)基上菌落性狀不規(guī)則，具有波浪形邊緣，表面粗糙不透明，有粘液；

b、生理生化特征：可產(chǎn)蛋白酶、淀粉酶、脂肪水解酶、明膠酶等，可在55℃、10％NaCl、pH＝5.0下生長(zhǎng)；

c、測(cè)序結(jié)果：將地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)CY-1菌株委托上海生工生物工程股份有限公司進(jìn)行16S rDNA測(cè)序，在NCBI網(wǎng)址中進(jìn)行BLAST比對(duì)。結(jié)果顯示與登錄號(hào)GB_KR347301的Bacillus licheniformis CQN-8的16S rDNA序列相似度達(dá)到100％，結(jié)合該菌株的形態(tài)特征和生理生化分析，將該菌株鑒定為地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)。

表1 CY-1菌株的生理生化試驗(yàn)結(jié)果

實(shí)施例2含地衣芽孢桿菌菌劑的生物處理劑的制備及與餐廚垃圾中的應(yīng)用

含地衣芽孢桿菌生物處理劑的制備：

(1)將地衣芽孢桿菌于LB固體培養(yǎng)上，30℃培養(yǎng)24h；接種于發(fā)酵液體搖瓶中，30℃，130r/min下振蕩培養(yǎng)24h，形成種子液；

將種子液按1:400的體積比例接種到發(fā)酵罐中的培養(yǎng)料中進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)，發(fā)酵罐的基本工作參數(shù)為：溫度：30～35℃，pH＝6.6～7.2，攪拌速度：130r/min，溶解氧：30％，罐壓：0.04MPa；發(fā)酵24h后終止發(fā)酵，然后6000r/min離心10min，取沉淀物用無(wú)菌水稀釋制成菌劑；檢測(cè)得菌劑中活菌的濃度為5.6×10⁹CFU/mL；

(2)將木屑、糠粉和稻殼按照質(zhì)量比8:1:1制成載體；

(3)按照微生物菌劑和載體的質(zhì)量比為1:15于機(jī)器中攪拌混合吸附后于低溫條件(45℃以下)進(jìn)行烘干，保證菌劑水分在10％左右，即為生物處理劑成品。

生物處理劑對(duì)餐廚垃圾處理后重量減量效率試驗(yàn)：

(1)餐廚垃圾的組成：食堂剩下的飯菜，去除塑料或骨頭等大塊、堅(jiān)硬的部分；

(2)將上述方法制得的生物處理劑應(yīng)用于餐廚垃圾的處理：預(yù)加熱運(yùn)行6h，同時(shí)通風(fēng)攪拌；將待處理的餐廚垃圾10kg加入預(yù)運(yùn)行后的處理機(jī)中，與生物處理劑混合進(jìn)行好氧發(fā)酵，同時(shí)通風(fēng)攪拌；生物處理劑添加量為6.52kg，好氧發(fā)酵溫度45～55℃發(fā)酵時(shí)間為24h，持續(xù)通風(fēng)，電機(jī)持續(xù)正轉(zhuǎn)5min，停60s，反轉(zhuǎn)5min，停60s，循環(huán)執(zhí)行；試驗(yàn)持續(xù)7d，每天加入10kg，每隔24h投料一次；

(3)測(cè)定餐廚垃圾減量效果，計(jì)算方法如下：

其中，A為加入餐廚垃圾前餐廚處理機(jī)重量與生物處理劑總重(kg)；B為加入餐廚垃圾總重(kg)；C為處理后餐廚處理機(jī)器與內(nèi)容物總重(kg)；

稱(chēng)量未加餐廚垃圾時(shí)處理機(jī)和生物處理劑的重量為126.52kg(A)，每天加入10kg餐廚垃圾，連續(xù)投入7d，總投入70kg(B)，7d后再稱(chēng)量處理機(jī)及內(nèi)容物總重為135.39 kg(C)；

根據(jù)公式計(jì)算出處理機(jī)運(yùn)行7d后餐廚垃圾重量平均減量效率為87.33％。

實(shí)施例3含地衣芽孢桿菌菌劑的生物處理劑的制備及與餐廚垃圾中的應(yīng)用

該實(shí)施例與實(shí)施例2基本相同，不同之處僅在于：步驟(2)中，木屑、糠粉和稻殼的質(zhì)量比為7:2:1；步驟(3)中，微生物菌劑和載體的質(zhì)量比為1:13。

生物處理劑對(duì)餐廚垃圾處理后重量減量效率試驗(yàn)：

(1)餐廚垃圾的組成：食堂剩下的飯菜，去除塑料或骨頭等大塊、堅(jiān)硬的部分；

(2)將上述方法制得的生物處理劑應(yīng)用于餐廚垃圾的處理：預(yù)加熱運(yùn)行6h，同時(shí)通風(fēng)攪拌；將待處理的餐廚垃圾10kg加入預(yù)運(yùn)行后的處理機(jī)中，與生物處理劑混合進(jìn)行好氧發(fā)酵，同時(shí)通風(fēng)攪拌；生物處理劑添加量為7.84kg，好氧發(fā)酵溫度45～55℃時(shí)間發(fā)酵時(shí)間為24h，持續(xù)通風(fēng)，電機(jī)持續(xù)正轉(zhuǎn)5min，停60s，反轉(zhuǎn)5min，停60s，循環(huán)執(zhí)行；試驗(yàn)持續(xù)14d，每天加入10kg，每隔24h投料一次；

(3)測(cè)定餐廚垃圾減量效果，計(jì)算方法如下：

其中，A為加入餐廚垃圾前餐廚處理機(jī)重量與生物處理劑總重(kg)；B為加入餐廚垃圾總重(kg)；C為處理后餐廚處理機(jī)器與內(nèi)容物總重(kg)；

稱(chēng)量未加餐廚垃圾時(shí)處理機(jī)和生物處理劑的重量為127.84kg(A)，每天加入10kg餐廚垃圾，連續(xù)投入14d，總投入140kg(B)，14d后再稱(chēng)量處理機(jī)及內(nèi)容物總重為146.32kg(C)；

根據(jù)公式計(jì)算出處理機(jī)運(yùn)行14d后餐廚垃圾重量平均減量效率為86.80％。

實(shí)施例4含地衣芽孢桿菌菌劑的生物處理劑的制備及與餐廚垃圾中的應(yīng)用

該實(shí)施例與實(shí)施例2基本相同，不同之處僅在于：步驟(2)中，木屑、糠粉和稻殼的質(zhì)量比為9:2:1；步驟(3)中，微生物菌劑和載體的質(zhì)量比為1:10。

生物處理劑對(duì)餐廚垃圾處理后重量減量效率試驗(yàn)：

(1)餐廚垃圾的組成：食堂剩下的飯菜，去除塑料或骨頭等大塊、堅(jiān)硬的部分；

(2)將上述方法制得的生物處理劑應(yīng)用于餐廚垃圾的處理：預(yù)加熱運(yùn)行6h，同時(shí)通風(fēng)攪拌；將待處理的餐廚垃圾10kg加入預(yù)運(yùn)行后的處理機(jī)中，與生物處理劑混合進(jìn)行好氧發(fā)酵，同時(shí)通風(fēng)攪拌；生物處理劑添加量為8.73kg，好氧發(fā)酵溫度45～55℃發(fā)酵時(shí)間為 24h，持續(xù)通風(fēng)，電機(jī)持續(xù)正轉(zhuǎn)5min，停60s，反轉(zhuǎn)5min，停60s，循環(huán)執(zhí)行；試驗(yàn)持續(xù)21d，每天加入10kg，每隔24h投料一次；

(3)測(cè)定餐廚垃圾減量效果，計(jì)算方法如下：

其中，A為加入餐廚垃圾前餐廚處理機(jī)重量與生物處理劑總重(kg)；B為加入餐廚垃圾總重(kg)；C為處理后餐廚處理機(jī)器與內(nèi)容物總重(kg)；

稱(chēng)量未加餐廚垃圾時(shí)處理機(jī)和生物處理劑的重量為128.73kg(A)，每天加入10kg餐廚垃圾，連續(xù)投入21d，總投入210kg(B)，21d后再稱(chēng)量處理機(jī)及內(nèi)容物總重為159.60kg(C)；

根據(jù)公式計(jì)算出處理機(jī)運(yùn)行21d后餐廚垃圾重量平均減量效率為85.30％。

實(shí)施例5含地衣芽孢桿菌菌劑的生物處理劑的制備及與餐廚垃圾中的應(yīng)用

該實(shí)施例與實(shí)施例2基本相同，不同之處僅在于：步驟(2)中，木屑、糠粉和稻殼的質(zhì)量比為5:1:3；步驟(3)中，微生物菌劑和載體的質(zhì)量比為1:15。

生物處理劑對(duì)餐廚垃圾處理后重量減量效率試驗(yàn)：

(1)餐廚垃圾的組成：食堂剩下的飯菜，去除塑料或骨頭等大塊、堅(jiān)硬的部分；

(2)將上述方法制得的生物處理劑應(yīng)用于餐廚垃圾的處理：預(yù)加熱運(yùn)行6h，同時(shí)通風(fēng)攪拌；將待處理的餐廚垃圾10kg加入預(yù)運(yùn)行后的處理機(jī)(處理劑容量為100kg)中，與生物處理劑混合進(jìn)行好氧發(fā)酵，同時(shí)通風(fēng)攪拌；生物處理劑添加量為6.83kg，好氧發(fā)酵溫度45℃發(fā)酵時(shí)間為24h，持續(xù)通風(fēng)，電機(jī)持續(xù)正轉(zhuǎn)5min，停60s，反轉(zhuǎn)5min，停60s，循環(huán)執(zhí)行；試驗(yàn)持續(xù)7d，每天加入10kg，每隔24h投料一次；

根據(jù)公式計(jì)算出處理機(jī)運(yùn)行7d后餐廚垃圾重量平均減量效率為86.38％。

實(shí)施例6含地衣芽孢桿菌菌劑的生物處理劑的制備及與餐廚垃圾中的應(yīng)用

該實(shí)施例與實(shí)施例2基本相同，不同之處僅在于：步驟(2)中，木屑、糠粉和稻殼的質(zhì)量比為10:3:1；步驟(3)中，微生物菌劑和載體的質(zhì)量比為3:10。

生物處理劑對(duì)餐廚垃圾處理后重量減量效率試驗(yàn)：

(1)餐廚垃圾的組成：食堂剩下的飯菜，去除塑料或骨頭等大塊、堅(jiān)硬的部分；

(2)將上述方法制得的生物處理劑應(yīng)用于餐廚垃圾的處理：預(yù)加熱運(yùn)行6h，同時(shí)通風(fēng) 攪拌；將待處理的餐廚垃圾20kg加入預(yù)運(yùn)行后的處理機(jī)(處理劑容量為100kg)中，與生物處理劑混合進(jìn)行好氧發(fā)酵，同時(shí)通風(fēng)攪拌；生物處理劑添加量為7.32kg，好氧發(fā)酵溫度55℃發(fā)酵時(shí)間為24h，持續(xù)通風(fēng)，電機(jī)持續(xù)正轉(zhuǎn)5min，停60s，反轉(zhuǎn)5min，停60s，循環(huán)執(zhí)行；試驗(yàn)持續(xù)14d，每天加入10kg，每隔24h投料一次；

根據(jù)公式計(jì)算出處理機(jī)運(yùn)行14d后餐廚垃圾重量平均減量效率為87.64％。

實(shí)施例7含地衣芽孢桿菌菌劑的生物處理劑的制備及與餐廚垃圾中的應(yīng)用

該實(shí)施例與實(shí)施例2基本相同，不同之處僅在于：步驟(2)中，木屑、糠粉和稻殼的質(zhì)量比為7:2:2；步驟(3)中，微生物菌劑和載體的質(zhì)量比為2:13。

生物處理劑對(duì)餐廚垃圾處理后重量減量效率試驗(yàn)：

(1)餐廚垃圾的組成：食堂剩下的飯菜，去除塑料或骨頭等大塊、堅(jiān)硬的部分；

(2)將上述方法制得的生物處理劑應(yīng)用于餐廚垃圾的處理：預(yù)加熱運(yùn)行6h，同時(shí)通風(fēng)攪拌；將待處理的餐廚垃圾10kg加入預(yù)運(yùn)行后的處理機(jī)(處理劑容量為100kg)中，與生物處理劑混合進(jìn)行好氧發(fā)酵，同時(shí)通風(fēng)攪拌；生物處理劑添加量為7.82kg，好氧發(fā)酵溫度50℃發(fā)酵時(shí)間為18h，持續(xù)通風(fēng)，電機(jī)持續(xù)正轉(zhuǎn)5min，停60s，反轉(zhuǎn)5min，停60s，循環(huán)執(zhí)行；試驗(yàn)持續(xù)20d，每天加入10kg，每隔24h投料一次；

根據(jù)公式計(jì)算出處理機(jī)運(yùn)行20d后餐廚垃圾重量平均減量效率為85.49％。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。