一种利用废弃食用菌菌棒制作的餐厨微生物菌剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及微生物技术领域，具体涉及一种利用废弃食用菌菌棒制作的餐厨微生物菌剂及其制备方法和应用。

背景技术

垃圾分类是对垃圾收集处置传统方式的改革，是对垃圾进行有效处置的一种科学管理方法。如何通过垃圾分类管理，最大限度地实现垃圾资源利用，减少垃圾处置量，改善生存环境质量，是当前世界各国共同关注的迫切问题之一。随着我国城镇化的推进，居民餐厨垃圾渐成为政府垃圾分类中的重要部分，餐饮垃圾的大量出现，极大地危害了我们赖以生存的水土和大气环境，餐厨垃圾已经成为城市垃圾处理中的棘手问题。

本发明基于上述社会背景和现实要求，采用微生物菌剂处理餐厨垃圾，但市场上的餐厨垃圾的菌剂良莠不齐，很难有满意的结果，主要原因是：微生物载体不合适，存在吸附量不够、菌株存活力差等因素。在一些食品或药品级的微生物菌剂制备过程中，其菌体量大、活力高，其中关键的就是菌剂载体选择十分重要，但是，在利用微生物菌剂处理餐厨垃圾过程中，必须考虑成本因素，因此不可能使用与食品级类似的微生物载体。基于以上因素综合考虑，本发明利用废弃食用菌菌棒，通过机械粉碎，分筛，调节碳氮比等，制备出适用于餐厨垃圾的微生物菌剂载体，并应用于餐厨垃圾处理工艺中，取得了良好的结果。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种利用废弃食用菌菌棒制作的餐厨微生物菌剂及其制备方法和应用。

所述的一种利用废弃食用菌菌棒制作餐厨微生物菌剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)微生物菌剂载体的制备：采用废弃食用菌菌棒为原料，经机械粉碎、筛分后，所得食用菌菌棒小颗粒中添加淀粉和/或粉碎后的玉米芯，以调节混合物料的碳氮比例，制得微生物菌剂载体；

2)菌种培养：解淀粉芽孢杆菌、葡萄牙棒酵母、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、高温放线菌五种菌种分别用相应的液体种子培养基进行培养，五种菌种按培养后液体的体积比1:0.5～2:0.5～2:0.5～2:0.5～2进行混合，得到混合菌种液；

3)载体吸附菌种：调节步骤1)所得微生物菌剂载体的含水量，将其相对湿度控制为60-90％，然后与步骤2)所得混合菌种液按照10:0.1～0.5的固液比混合，进行菌种的吸附负载，固液比单位是kg/L，吸附后放置常温下熟化2-5天，即制备完成。

所述的一种利用废弃食用菌菌棒制作餐厨微生物菌剂的制备方法，其特征在于步骤1)中，食用菌菌棒经机械粉碎、筛分为0.1-10mm的小颗粒，优选为0.5-1.0mm的小颗粒；食用菌菌棒小颗粒与淀粉和/或粉碎后的玉米芯的投料质量比为100:0.5～5，优选为100:1～2。

所述的一种利用废弃食用菌菌棒制作餐厨微生物菌剂的制备方法，其特征在于步骤2)中，所述解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌的培养条件为：从解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌的新鲜试管斜面上挑取1-2环菌苔，接种于250ml的三角瓶中，装液量40-50ml的LB培养基进行培养，培养温度为37-39度，摇床转速为100-300转/min，培养时间为24-48 小时。

所述的一种利用废弃食用菌菌棒制作餐厨微生物菌剂的制备方法，其特征在于步骤2)中，葡萄牙棒酵母的培养条件为：从葡萄牙棒酵母新鲜试管斜面上挑取1-2环菌苔，接种于250ml的三角瓶中，装液量40-50ml的PDB培养基进行培养，培养温度为27-33度，摇床转速为100-300转/min，培养时间为 24-48小时，收集发酵菌液。

所述的一种利用废弃食用菌菌棒制作餐厨微生物菌剂的制备方法，其特征在于步骤2)中，从高温放线菌新鲜试管斜面上刮取1-2环菌苔，接种于250ml 的三角瓶中，装液量40-50ml的高氏1号培养基进行培养，培养温度为25-32 度，摇床转速为100-200转/min，培养时间为48-72小时，收集发酵菌液。

按照上述方法制备的餐厨微生物菌剂。

所述的餐厨微生物菌剂在餐厨垃圾处理中的应用，具体处理步骤如下：

S1：餐厨垃圾通过收集、运送到集中处理站，进行人工分拣，剔除其中的塑料、一次性筷子餐具和金属瓶盖等固态杂物；

S2：分拣后的餐厨垃圾先进行固液分离，得到餐厨食物固形物，分出的液体再进行油水分离，得到餐厨油脂和餐厨废水；

S3：步骤S2所得餐厨食物固形物，用所述餐厨微生物菌剂处理，获得固体有机肥。

餐厨食物固形物用所述餐厨微生物菌剂处理的过程为：将餐厨微生物菌剂加入待处理的餐厨食物固形物中，餐厨微生物菌剂的加入量是餐厨食物固形物质量的0.1～0.5％，于40-80℃温度下处理，处理时间3-5天，能够得到固态有机肥料。

相对于现有技术，本申请的有益效果在于：

1)本发明采用废弃食用菌菌棒为原料，通过废物利用，将废弃或废旧的食用菌菌棒机械粉碎、分筛后再调节碳氮比，提高微生物吸附该载体后的存活率。同时减少了废弃或废旧食用菌菌棒的排放及处理，减轻食用菌行业的环保压力，变废为宝。

2)吸附于食用菌菌棒载体的微生物菌剂为复合微生物菌剂配方，能快速处理餐厨垃圾，经过处理后的餐厨垃圾又可成为生物有机肥，因此本发明二次变废为宝，具有显著的经济和社会效应。

3)本发明的方法收集废弃食用菌菌棒、菌棒机械粉碎分筛、添加玉米性和/或玉米淀粉调节C/N比和水分含量，将餐厨垃圾微生物菌种包括解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、葡萄牙棒酵母、地衣芽孢杆菌、高温放线菌与载体吸附结合后加入到预处理的餐厨垃圾中，菌种进行大量繁殖，产生生物热，高温分解餐厨垃圾中的大分子营养物质，最终餐厨垃圾形成生物有机肥。通过本申请所述，可实现对废弃食用菌菌棒和餐厨垃圾的资源化利用，对我国垃圾分类和资源化利用提供新方法和新途径。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例1：

一种微生物菌剂载体制备及其在餐厨垃圾处理中的应用包括废弃食用菌菌棒机械粉碎、分筛、调节碳氮比制成微生物载体，培养五种菌种后将载体与菌种吸附均匀，制成微生物复合菌剂，应用与餐厨垃圾处理，使餐厨垃圾变成有机肥。具体方法如下：

1)微生物菌剂载体的制备：采用废弃食用菌菌棒为原料，经机械粉碎、筛分为平均粒径约为1mm的小颗粒，然后取100kg食用菌菌棒小颗粒中添加 1kg玉米淀粉，进行搅拌均匀得到微生物载体；

2)菌种培养：解淀粉芽孢杆菌、葡萄牙棒酵母、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、高温放线菌分别用专用液体种子培养基。

其中，解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌的培养条件均为：从解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌的新鲜试管斜面上挑取1 环菌苔，接种于250ml的三角瓶中，装液量45ml的LB培养基进行培养，培养温度为37-39度，摇床转速为200转/min，培养时间为36小时。

葡萄牙棒酵母的培养条件为：从葡萄牙棒酵母新鲜试管斜面上挑取1环菌苔，接种于250ml的三角瓶中，装液量45ml的PDB培养基进行培养，培养温度为30度，摇床转速为200转/min，培养时间为36小时，收集发酵菌液。

高温放线菌的培养条件为：从高温放线菌新鲜试管斜面上刮取1环菌苔，接种于250ml的三角瓶中，装液量45ml的高氏1号培养基进行培养，培养温度为27度，摇床转速为150转/min，培养时间为60小时，收集发酵菌液。

3)载体吸附菌种：调节步骤1)得到的微生物载体的含水量，含水量用湿度计测定控制相对湿度为75％，用于对培养的菌种进行吸附。步骤2)五种菌种按培养后液体的体积比例为1:1:1:1:1混合后，得到液体菌种。然后按照 10kg微生物载体，吸附100毫升液体菌种进行吸附，吸附后放置常温下熟化3 天，即制备完成微生物复合菌剂。

4)餐厨垃圾处理：收集餐厨食物垃圾，进行人工分拣剔除其中的塑料、一次性筷子餐具和金属瓶盖等固态杂物。分拣后的餐厨食物垃圾再进行固液分离，分离出其中的油水液体，得到餐厨食物固形物。按照1000kg分拣除油水后的餐厨固形物中添加1kg微生物复合菌剂，混拌均匀，处理温度60℃下处理4天，得到餐厨有机肥料。

对照例1：

解淀粉芽孢杆菌、葡萄牙棒酵母、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、高温放线菌的培养方法均重复实施例1中。上述五种菌种按培养后液体的体积比例为 1:1:1:1:1混合，得到复合菌液。

餐厨垃圾处理：收集餐厨食物垃圾，进行人工分拣剔除其中的塑料、一次性筷子餐具和金属瓶盖等固态杂物。分拣后的餐厨食物垃圾再进行固液分离，分离出其中的油水液体，得到餐厨食物固形物。按照1000kg分拣除油水后的餐厨固形物中，混拌均匀，添加10ml上述配制的复合菌液，处理温度60℃下处理4天，得到餐厨有机肥料。

对照例2：

1)微生物菌剂载体的制备：采用废弃食用菌菌棒为原料，经机械粉碎、筛分为平均粒径约为1mm的小颗粒，然后取100kg食用菌菌棒小颗粒中添加 1kg玉米淀粉，进行搅拌均匀得到微生物载体；

2)菌种培养：解淀粉芽孢杆菌、葡萄牙棒酵母、枯草芽孢杆菌的培养方法均重复实施例1中。

3)载体吸附菌种：调节步骤1)得到的微生物载体的含水量，含水量用湿度计测定控制相对湿度为75％，用于对培养的菌种进行吸附。步骤2)三种菌种按培养后液体的体积比例为1:1:1混合后，得到液体菌种。然后按照10kg 微生物载体，吸附100毫升液体菌种进行吸附，吸附后放置常温下熟化3天，即制备完成微生物复合菌剂。

4)餐厨垃圾处理：收集餐厨食物垃圾，进行人工分拣剔除其中的塑料、一次性筷子餐具和金属瓶盖等固态杂物。分拣后的餐厨食物垃圾再进行固液分离，分离出其中的油水液体，得到餐厨食物固形物。按照1000kg分拣除油水后的餐厨固形物中添加1kg微生物复合菌剂，混拌均匀，处理温度60℃下处理4天，得到餐厨有机肥料。

对照例3：

对照例3选取其中的三种菌(解淀粉芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌)负载于本发明的食用菌菌棒上载体上，对同样的餐厨垃圾混合处理，所述三种菌(解淀粉芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌)的培养方法均重复实施例1中。

对照例3的实验方法重复对照例2中，不同之处仅在于“将对照例2中的三种菌(解淀粉芽孢杆菌、葡萄牙棒酵母、枯草芽孢杆菌)替换为对照例3 的三种菌(解淀粉芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌)”，其余步骤重复对照例2，最终分拣除油水后的餐厨固形物经微生物复合菌剂处理，得到餐厨有机肥料。

对照例4：

对照例4选取其中的三种菌(枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、高温放线菌) 负载于本发明的食用菌菌棒上载体上，对同样的餐厨垃圾混合处理，所述三种菌的培养方法均重复实施例1中。

对照例4的实验方法重复对照例2中，不同之处仅在于“将对照例2中的三种菌(解淀粉芽孢杆菌、葡萄牙棒酵母、枯草芽孢杆菌)替换为对照例4 的三种菌(枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、高温放线菌)”，其余步骤重复对照例2，最终分拣除油水后的餐厨固形物经微生物复合菌剂处理，得到餐厨有机肥料。

对照例5：

对照例5选取其中的三种菌(解淀粉芽孢杆菌、葡萄牙棒酵母、高温放线菌)负载于本发明的食用菌菌棒上载体上，对同样的餐厨垃圾混合处理，，所述三种菌的培养方法均重复实施例1中。

对照例5的实验方法重复对照例2中，不同之处仅在于“将对照例2中的三种菌(解淀粉芽孢杆菌、葡萄牙棒酵母、枯草芽孢杆菌)替换为对照例5 的三种菌(解淀粉芽孢杆菌、葡萄牙棒酵母、高温放线菌)”，其余步骤重复对照例2，最终分拣除油水后的餐厨固形物经微生物复合菌剂处理，得到餐厨有机肥料。

将实施例1及对照例1-5最终得到的餐厨有机肥料进行检测(参考国家标准NY525-2020有机肥料)，检测结果见表1中。

表1

通过实施实例1与对照例1-5进行试验比较，本发明采用载体吸附五种菌后，菌株协同作用效果明显，在有效活菌数、有机质、全氮、总养分等关键指标上都具有显著的优越性。其中，对照例1由于没有采用载体，进行食物垃圾处理时，菌液容易发生流失现象。

实施例2：

一种微生物菌剂载体制备及其在餐厨垃圾处理中的应用，具体方法如下：

1)微生物菌剂载体的制备：采用废弃食用菌菌棒为原料，经机械粉碎、筛分为平均粒径约为0.5mm的小颗粒，然后取100kg食用菌菌棒小颗粒中添加1kg玉米淀粉和1kg粉碎后的玉米芯细粉，进行搅拌均匀得到微生物载体；

2)菌种培养：解淀粉芽孢杆菌、葡萄牙棒酵母、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、高温放线菌分别用专用液体种子培养基。

其中，解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌均用LB培养基进行培养，LB培养基中均添加有1wt％葡萄糖和2wt％糖蜜。解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌的培养条件均为：从解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌的新鲜试管斜面上挑取1环菌苔，接种于250ml的三角瓶中，装液量45ml的LB培养基(LB培养基中均添加有1wt％葡萄糖和2wt％糖蜜)进行培养，培养温度为37度，摇床转速为200转/min，培养时间为36 小时。

葡萄牙棒酵母的培养条件为：从葡萄牙棒酵母新鲜试管斜面上挑取1环菌苔，接种于250ml的三角瓶中，装液量45ml的PDB培养基进行培养，培养温度为30度，摇床转速为200转/min，培养时间为36小时，收集发酵菌液。

高温放线菌的培养条件为：从高温放线菌新鲜试管斜面上刮取1环菌苔，接种于250ml的三角瓶中，装液量45ml的高氏1号培养基进行培养，培养温度为29度，摇床转速为200转/min，培养时间为60小时，收集发酵菌液。

3)载体吸附菌种：调节步骤1)得到的微生物载体的含水量，含水量用湿度计测定控制相对湿度为75％，用于对培养的菌种进行吸附。步骤2)解淀粉芽孢杆菌、葡萄牙棒酵母、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、高温放线菌五种菌种按培养后液体的体积比例为1:2:1:2:1混合后，得到液体菌种。然后按照 10kg微生物载体，吸附300毫升液体菌种进行吸附，吸附后放置常温下熟化3 天，即制备完成。

4)餐厨垃圾处理：收集餐厨食物垃圾，进行人工分拣剔除其中的塑料、一次性筷子餐具和金属瓶盖等固态杂物。分拣后的餐厨食物垃圾再进行固液分离，分离出其中的油水液体，得到餐厨食物固形物。按照1000kg分拣除油水后的餐厨固形物中添加1kg微生物复合菌剂，混拌均匀，处理温度60℃下处理4天，得到餐厨有机肥料。

将实施例2最终得到的餐厨有机肥料进行检测(参考国家标准 NY525-2020有机肥料)，检测结果见表2中。

表2

同样，本发明实施例2采用载体吸附五种菌后，菌株协同作用效果明显，也优于四种菌处理的效果，本发明的有机肥在有效活菌数、有机质、全氮、总养分等关键指标上都具有显著的优越性。

本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。