一種高溫需氧發酵分解廢棄動物尸體的方法
【專利摘要】本發明公開了一種高溫需氧發酵分解廢棄動物尸體的方法。它是將嗜熱脂肪芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、喜熱芽孢桿菌、嗜熱脂肪地芽孢桿菌、海棲熱袍菌、嗜熱網球菌、嗜熱古細菌接種至吸附媒介上，攪拌均勻后進行培養直至吸附媒介由黃色變為褐色，然后將其與廢棄動物尸體混合進行發酵，發酵后的產物即為動物飼料原料肉骨粉，所述的吸附媒介是由珍珠巖顆粒和米糠組成的混合物。本發明優選出8種菌，從按照一定的比例混合后形成復合菌劑，復合菌劑在吸附媒介上形成細菌生物膜，該細菌生物膜與廢棄動物尸體混合后，能夠在70°C-80°C的高溫下迅速的降解動物廢棄尸體，解決了廢棄動物尸體減量化、資源化的難題，實現了快速減量處理動物尸體的目的。
【專利說明】一種高溫需氧發酵分解廢棄動物尸體的方法
【技術領域】：
[0001] 本發明屬于廢棄動物尸體處理領域，具體涉及一種高溫需氧發酵分解廢棄動物尸 體的方法。
【背景技術】：
[0002] 隨著畜禽養殖業，屠宰業和肉制品加工企業的高速發展，產生的廢棄動物尸體對 環保造成了巨大的壓力。根據《中華人民共和國動物防疫法》規定：目前，能夠對廢棄動物 尸體無害化，減量化，資源化，無害化處理的方法有衛生填埋，堆肥和焚燒。從技術工藝角度 分析，各方法所追求的目標一致，但各有利弊，技術難易程度差異較大：（1)焚燒法，該方法 會產生二次污染，高毒性的三致（致癌，致畸，致突變）類氣體危害人類健康。（2)高溫高壓 法，該方法是利用高溫高壓設備對動物尸體進行處理，該設備屬于特種設備，需專門配備鍋 爐工，其產生的廢水和廢氣需用專業設備再處理才能達到環保標準。此方法的產物需固液 分離，需要添加分離設備。（3)衛生掩埋，此方法占地面積大，永久性占用土地，填埋時尸體 的腐敗產氣造成氣泡冒出和液體滲漏，填埋時使用的化學物品（生石灰和漂白粉）對地下 水存在著較大的安全隱患。（4)傳統發酵法，用稻糠、木屑、秸桿、玉米芯等混合物做成堆肥 發酵，一般1-3個月才能完成，時間周期較長，長期占用土地資源，發酵過程產生惡臭污染， 發酵產物為有機肥，有機肥的經濟效益較差。
[0003] 高溫菌廢棄動物尸體處理技術是目前具有良好發展前途的有機廢棄物處理技術。 高溫菌處理廢棄動物尸體技術是指利用自然界廣泛分布的細菌，芽孢桿菌、海棲熱袍菌、古 生菌等微生物或人工接種劑，在人工控制的條件下，保證一定的水分，供氧量，溫度等，生物 降解廢棄動物尸體為動物飼料原料肉骨粉的一種方法。其主要治理措施和途徑：（1)由于 實行工廠化規模化養殖、屠宰和加工，禽畜等動物尸體的消納量大，此方法反應速度快，處 理效率高，占用土地資源少；（2)廢棄動物尸體制成優質的動物飼料原料肉骨粉，使其中的 能量和養分得到循環利用，資源化程度髙；（3)廢棄動物尸體發酵成動物飼料原料肉骨粉 可以從源頭上杜絕廢棄動物冒充新鮮動物肉在市場上銷售，保障我們食品安全的同時資源 又可以循環利用。（4)高溫菌廢棄動物處理技術不僅解決廢棄動物的處理，所產生的動物 飼料原料經高溫持續長時間發酵后，病源微生物和病毒將被殺死，減少細菌代謝物對產物 的污染，保證資源化產品的使用安全性。（見附錄2,農業部飼料質量監督檢驗測試中心 (廣州）的沙門氏菌分析報告）（見附錄3,廣東省農科院動物衛生研究所診斷中心藍耳病 分析測試報告）（5)廢棄動物經高溫發酵后完全分解為易于動物消化吸收的氨基酸，水解 氨基酸總和超過40% (見附錄1，中國廣州分析測試中心水解氨基酸分析報告），由這種發 酵產物做成的飼料具有適口性強，口感好的特點。微生物分解廢棄動物尸體的能力是驚人 的。可以說，凡是自然界存在的廢棄動物幾乎都能被微生物分解。有些菌種，如海棲熱袍菌 (Thermotoga spp.)能降解脂肪，蛋白質和纖維素，能利用其中任何一種有機物作為唯一的 碳源進行代謝。高溫菌使廢棄動物尸體減量化，資源化，無害化處理上的應用關鍵在于如何 篩選，分離，優選，組合培養以及生物膜固定化等幾大發明難題。
【發明內容】
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[0004] 本發明的目的是提供一種能高效降解廢棄動物尸體，達到有效地減量化，資源化， 無害化，同時還能生產出優良的動物飼料原料肉骨粉的高溫需氧發酵分解廢棄動物尸體的 方法。
[0005] 本發明的高溫需氧發酵分解廢棄動物尸體的方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0006] 將嗜熱脂肪芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、喜熱芽孢桿菌、嗜熱脂肪 地芽孢桿菌、海棲熱袍菌、嗜熱網球菌、嗜熱古細菌接種至吸附媒介上，攪拌均勻后進行培 養直至吸附媒介由黃色變為褐色，然后將其與廢棄動物尸體混合進行發酵，發酵后的產物 即為動物飼料原料肉骨粉，所述的吸附媒介是由珍珠巖顆粒和米糠組成的混合物。
[0007] 本發明的高溫需氧發酵分解廢棄動物尸體的方法優選為：將用發酵培養基發酵培 養至穩定期的嗜熱脂肪芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、喜熱芽孢桿菌、嗜熱脂 肪地芽孢桿菌、海棲熱袍菌、嗜熱網球菌、嗜熱古細菌按照質量比1 :1 :1 :1 :1 :2 :2 :2的比 例混合均勻后形成復合菌劑，再將復合菌劑與吸附媒介按照質量比1 :2的比例混合均勻 后，在70°C -80°C，相對濕度為20%條件下培養直至吸附媒介由黃色變成褐色，然后將變色 后含有復合菌劑的吸附媒介與廢棄動物尸體混合，按照每千克含有復合菌劑的吸附媒介每 天100?300kg的廢棄動物尸體處理量，分多次添加混合，在溫度70°C _80°C下進行發酵處 理，直至發酵完畢，發酵后的產物即為動物飼料原料肉骨粉；
[0008] 所述的發酵培養基，每升含有牛肉膏粉5g、蛋白胨10g、酵母提取物5g、氯化鈉5g、 余量為水，PH7.0。滅菌消毒備用。
[0009] 所述的吸附媒介是由珍珠巖顆粒和米糠按照質量比1 :1混合后的產物。
[0010] 嗜熱脂肪芽孢桿菌（Bacillus stearothermophilus)，乳白色、桿狀，革蘭氏染色 陽性，有芽胞，最適生長溫度70°C -80°C。該菌株屬于現有技術中的菌株，可以從生物公司 或者保藏機構購買，如 Bacillus stearothermophilus CICIM B0553。
[0011] 解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens)，乳白色、呈桿狀，革蘭氏染色 陽性，有芽胞，最適生長溫度70°C。該菌株屬于現有技術中的菌株，可以從生物公司或者 保藏機構購買，如中國高校工業微生物數據平臺的Bacillus amyloliquefaciens CICIM B4311。
[0012] 地衣芽孢桿菌（Bacillus licheniformis)，乳白色、呈桿狀，革蘭氏染色陽性，有 芽胞，最適生長溫度70°C。該菌株屬于現有技術中的菌株，可以從生物公司或者保藏機構購 買，如中國高校工業微生物數據平臺的Bacillus licheniformis CICIM B1455。
[0013] 喜熱芽孢桿菌（Bacillus thermoleovorans)乳白色、呈桿狀，革蘭氏染色陽性，有 芽胞，最適生長溫度70°C _75°C。該菌株屬于現有技術中的菌株，可以從生物公司或者保藏 機構購買，如中國高校工業微生物數據平臺的Bacillus thermoleovorans CICIM B0614。
[0014] 嗜熱脂肪地芽孢桿菌（Geobacillus spp.)乳白色、呈桿狀，革蘭氏染色陽性，有芽 胞，最適生長溫度70°C。該菌株屬于現有技術中的菌株，可以從生物公司或者保藏機構購 買，如廣東省微生物菌種保藏中心的保藏號為GM1. 543的嗜熱脂肪地芽孢桿菌。
[0015] 海棲熱袍菌（Thermotoga spp.)，黃白色、圓形，具有特殊類外鞘結構，最適生長溫 度80°C。該菌株屬于現有技術中的菌株（如論文：海棲熱袍菌xynB基因的克隆和表達、重 組木聚糖酶的提純及其酶學性質，江正強，中國農業大學，2001年公開過），可以從生物公 司或者保藏機構購買，該菌株本 申請人:也持有，保證自申請日起20年內向公眾提供。
[0016] 嗜熱網球菌（Dictyoglomus thermophilum)乳白色、絲狀，最適宜生長溫度90°C。 該菌株屬于現有技術中的菌株，公開于多種文獻中，可以從生物公司或者保藏機構購買，該 菌株本 申請人:也持有，保證自申請日起20年內向公眾提供。
[0017] 嗜熱古細菌（Pyrococcus furiosus)乳白色，桿狀，最適生長溫度80°C。該菌 株屬于現有技術中的菌株（如論文：來源于嗜熱古細菌Pyrococcus furiosus乳糖酶 基因的原核表達及酶學性質分析，段文娟楊嬌艷李卓夫張偉張志芳，中國農業科技導報， 2008(2):76-81公開過），可以從生物公司或者保藏機構購買，該菌株本 申請人:也持有，保 證自申請日起20年內向公眾提供。
[0018] (1)遺傳穩定性測定，上述8種高溫需氧發酵細菌在遺傳學上15代以內能夠保持 穩定。（2)抗生素敏感性測定8種高溫需氧發酵細菌敏感的抗生素有氯霉素，四環素，青霉 素 G，頭孢噻吩（頭孢I號），慶大霉素，氧氟沙星（氟嗪酸），多粘菌素 B，克林霉素（氯潔 霉素），酮康唑，咪康唑/達克寧及克霉唑。（3)對家兔急性皮膚刺激性測定，8種高溫需氧 發酵細菌對家兔急性皮膚刺激性為輕刺激性。（4)小鼠急性經口毒性測定，8種高溫需氧發 酵細菌的小鼠急性經口毒性的測定結果為>2000mg/kg。以上結果均說明，本發明的8種高 溫需氧發酵細菌適合用于對廢棄動物尸體的降解處理，并且通過降解處理得到的終端產物 (發酵型動物飼料原料肉骨粉）不會對人和動物的生存環境產生不良的影響。
[0019] 本發明優選出8種菌，從按照一定的比例混合后形成復合菌劑，復合菌劑在吸附 媒介上形成細菌生物膜，該細菌生物膜與廢棄動物尸體混合后，能夠在70°C -80°C的高溫 下迅速的降解動物廢棄尸體，解決了廢棄動物尸體減量化、資源化的難題，實現了快速減量 處理動物尸體的目的。
【具體實施方式】：
[0020] 以下實施例是對本發明的進一步說明，而不是對本發明的限制。
[0021] 實施例1 :
[0022] 用發酵培養基發酵培養嗜熱脂肪芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、喜熱 芽孢桿菌、嗜熱脂肪地芽孢桿菌、海棲熱袍菌、嗜熱網球菌、嗜熱古細菌，培養溫度為70? 80 °C，至穩定期；
[0023] 將穩定期的嗜熱脂肪芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、喜熱芽孢桿菌、 嗜熱脂肪地芽孢桿菌、海棲熱袍菌、嗜熱網球菌、嗜熱古細菌按照質量比1 :1 :1 :1 :1 :2 :2 : 2的比例混合形成復合菌劑，再將復合菌劑與吸附媒介按照質量比1 :2的比例混合均勻后， 在701：-801：，相對濕度為20%條件下培養2411，至吸附媒介由黃色變成褐色，即生物系統 啟動完畢，第一天，將變色后含有復合菌劑的吸附媒介與廢棄動物尸體混合，按照每千克含 有復合菌劑的吸附媒介每天l〇〇kg的廢棄動物尸體處理量，分早中晚三次添加混合，使復 合菌劑及時將動物尸體降解，避免一次集中投加，影響降解效果，在溫度70°C -80°C下進行 發酵處理，經24小時的處理后，廢棄動物尸體減量約90%，第二天將處理量提高到200kg， 與第一天同樣的方法，廢棄動物尸體減量約90%,第三天將處理量提高到300kg,與第一天 同樣的方法，廢棄動物尸體減量約90%，調試達到穩定后每天將300kg的動物尸體投加于 生物系統中，在溫度70°C -80°C、濕度20%的條件下運行，由于生物系統內形成良好的生物 膜，該復合菌劑生物膜具有穩定降解動物尸體的能力，從而完成廢棄動物減量處理，減量效 果達到90%，同時得到10%的終端產品，終端產品經檢測，蛋白質含量> 50%，粗脂肪含量 < 12 %，灰分< 33 %，水分< 10 %，水解氨基酸總量為40. 1 %，未發現有毒有害物質，是優 質的動物飼料原料肉骨粉。為了使該系統長期良好運行，每月需補加一次復合菌劑，以動物 尸體處理量為500kg的恒溫加熱設備為例，需補加復合菌劑為2kg。
[0024] 所述的發酵培養基，每升含有牛肉膏粉5g、蛋白胨10g、酵母提取物5g、氯化鈉5g、 余量為水，PH7. 0。將上述物質混合均勻后滅菌消毒備用。
[0025] 所述的吸附媒介是由多孔白色珍珠巖顆粒和米糠按照質量比1 :1混合后的產物。
[0026] 對比例：
[0027] 將嗜熱脂肪芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、喜熱芽孢桿菌、嗜熱脂肪 地芽孢桿菌、海棲熱袍菌、嗜熱網球菌、嗜熱古細菌用發酵培養基在70?80攝氏度下培養 至穩定期，備用。
[0028] 將預先稱量好廢棄動物尸體并按質量比動物尸體：上述穩定期的菌種=250:1的 比例加入菌株，置于70?80°C下，經24小時降解后稱量其重量，根據減量效率=(處理前 重量-處理后重量）+處理前重量X 100%，即得到動物尸體減量效率。嗜熱脂肪芽孢桿 菌、解淀粉芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、喜熱芽孢桿菌、嗜熱脂肪地芽孢桿菌、海棲熱袍菌、嗜 熱網球菌、嗜熱古細菌的減量效率分別達到78. 88%、8L 23%、85. 64%、85. 66%、8L 24%、 82. 33%、88. 12%、82. 61 % %。而將這8株菌株穩定期的菌液按照質量比1:1:1:1:1:2:2:2 的比例組合后按照上述方法進行減量試驗，其處理效果為98. 95%，由此可見組合后產生了 協同增效的效果。
【權利要求】
1. 一種高溫需氧發酵分解廢棄動物尸體的方法，其特征在于，包括以下步驟： 將嗜熱脂肪芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、喜熱芽孢桿菌、嗜熱脂肪地芽 孢桿菌、海棲熱袍菌、嗜熱網球菌、嗜熱古細菌接種至吸附媒介上，攪拌均勻后進行培養直 至吸附媒介由黃色變為褐色，然后將其與廢棄動物尸體混合進行發酵，發酵后的產物即為 動物飼料原料肉骨粉，所述的吸附媒介是由珍珠巖顆粒和米糠組成的混合物。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，將用發酵培養基發酵培養至穩定期的嗜 熱脂肪芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、喜熱芽孢桿菌、嗜熱脂肪地芽孢桿菌、海 棲熱袍菌、嗜熱網球菌、嗜熱古細菌按照質量比1 :1 :1 :1 :1 :2 :2 :2的比例混合均勻后形成 復合菌劑，再將復合菌劑與吸附媒介按照質量比1 :2的比例混合均勻后，在70°C -80°C，相 對濕度為20%條件下培養直至吸附媒介由黃色變成褐色，然后將變色后含有復合菌劑的吸 附媒介與廢棄動物尸體混合，按照每千克含有復合菌劑的吸附媒介每天1〇〇?300kg的廢 棄動物尸體處理量，分多次添加混合，在溫度70°C -80°C下進行發酵處理，直至發酵完畢， 發酵后的產物即為動物飼料原料肉骨粉； 所述的發酵培養基，每升含有牛肉膏粉5g、蛋白胨10g、酵母提取物5g、氯化鈉5g、余量 為水，PH7. 0 ; 所述的吸附媒介是由珍珠巖顆粒和米糠按照質量比1 :1混合后的產物。
【文檔編號】A23K1/00GK104206646SQ201410384531
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月6日 優先權日:2014年8月6日
【發明者】周藹怡, 馬德良 申請人:廣州吉穗生物科技有限公司