專利名稱：一種糞產堿桿菌及其制備脫硫除臭劑的方法和應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及生物發酵領域，具體地，涉及一種糞產堿桿菌及其在環境除臭中的應用。
背景技術：
禽畜糞便及生活垃圾中存在大量的致臭微生物，能夠降解含硫有機物尤其是蛋白質，從而釋放硫化氫，產生惡臭。隨著農村規模化、集約化畜牧業的發展，畜禽生產中產生的硫化氫對環境的污染不斷加劇。硫化氫作為臭氣主要成分之一，能刺激人的嗅覺神經和三叉神經，對呼吸中樞產生毒害，不但對人類的健康造成極大的威脅，導致大氣污染，而且也嚴重地影響著家畜(禽)的健康和生產性能的發揮，因此畜牧場臭氣中的硫化氫污染愈來愈引起人們的重視。其次隨著生活垃圾開始集中收集填埋，在垃圾的集中、運輸、中轉、壓縮、填埋等過程中，發酵產生的硫化氫不可避免的污染著大氣環境，也對人們的健康造成威脅。針對以上現象，需要能夠快速去除硫化氫、適用于多種設施且成本低廉的除臭方法。目前常用的硫化氫的去除方法主要有物理法、化學法和生物法三種。物理吸附劑能夠短時間的吸附臭氣，但不能改變臭氣的組成，而且飽和后對臭氣的去除率迅速降低；化學法雖然除臭時間短，殺菌能力強，但是易對環境造成二次污染；而生物除臭法，具有處理效率高、無二次污染、所需設備簡單便于操作、費用低廉和管理維護方便的特點，成為許多國家研究和應用的熱點。生物除臭中，現有的技術中常應用自養硫氧化菌進行硫化氫的去除，其缺點是菌株代謝時間長，生長慢，不易獲得高密度菌體，現有的異養硫氧化菌需要定期添加營養物質，增加了除臭反應的成本。再者，自養硫氧化菌在氧化硫化氫的同時產生硫酸，一方面抑制了硫氧化菌活性，大量產酸還會導致菌體自溶；另一方面需要加入堿進行中和，增加了處理的成本。因此迫切需要一種高效低毒、無二次污染，成本低、除臭效果迅速持久的除臭方法。
發明內容
本發明的目的在于提供一種糞產堿桿菌及其制備脫硫除臭劑的方法和應用，以克服上述現有技術存在的不足。本發明提供的菌株為糞產堿桿菌菌株M50-B1，該菌株于2011年9月5日在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(簡稱CGMCCJia :北京市朝陽區北辰西路I號院3號，中國科學院微生物研究所，郵編100101)保藏，分類命名為糞產堿菌(Alcaligenesfaecalis)保藏編號為 CGMCC No. 5219。糞產堿桿菌M50-B1，菌體形態桿狀(圖 1)，直徑0.5“111-1.(^111，長0.5 4 111-2 4 111，
革蘭氏陰性(圖2)，好氧，可在硝酸鹽存在情況下進行厭氧呼吸，有反硝化作用，最適生長溫度為28°C，氧化酶與接觸酶陰性，檸檬酸鹽反應陽性，V. P.實驗陽性，不產生吲哚，可在自養條件下好氧生長，也具備氧化硫化氫的作用。本發明提供了上述菌株在環境除臭中的應用。本發明提供了一種含有糞產堿桿菌M50-B1的脫硫除臭劑。本發明提供了上述脫硫除臭劑的制備方法，包括如下步驟(I)將糞產堿桿菌M50-B1的種子液接種至新鮮滅菌的異養硫氧化液體細菌培養基中，28-30°C發酵培養，期間定期測定菌濁度，至600nm處吸光度達到20時，停止發酵，得到液體脫硫除臭劑；或(2)將糞產堿桿菌M50-B1的種子液接種至新鮮滅菌的異養硫氧化液體細菌培養基中，28-30°C發酵培養，期間定期測定菌濁度，至600nm處吸光度達到20時，停止發酵，將得到的發酵液與顆粒活性炭按I : 1(V V)混合均勻后，將吸附菌體的活性炭載體于40°C干燥至含水率60%，得到固型脫硫除臭劑。上述步驟(I)、(2)種子液的濃度為107CFU/mL，添加體積百分數為2% _5%。上述顆粒活性炭其粒徑為O. 85_2mm。異養硫氧化液體細菌培養基配方為牛肉膏3. 0g，蛋白胨15. Og,酵母膏3. Og,Na2HPO4 · 12H20 2. 0g, NaCl 3. 0g, Na2S2O3 · 5H20 8. Og,蒸餾水 1L, lmol/L 鹽酸調 pH 至 7. 0，121°C，滅菌 20min。異養硫氧化固體細菌培養基配方為牛肉膏3.0g，蛋白胨15.0g，酵母膏3.0g，Na2HPO4 · 12H20 2. 0g, NaCl 3. 0g, Na2S2O3 · 5H20 8. Og,蒸餾水 1L, lmol/L 鹽酸調 pH 至 7· 0，121 °C，加瓊脂 I. 5% -2%，滅菌 20min。本發明提供了該脫硫除臭劑的使用方法，將液體脫硫除臭劑按糞便或垃圾量的1% (V/V)量進行噴施，要求菌液均勻覆蓋垃圾表面，每天一次連續噴施3天，或，將固體脫硫除臭劑按垃圾或糞便量的2% (V/V)均勻撒布至垃圾表面。本發明提供的脫硫除臭劑可以用于畜禽養殖場、生物濾池、生物滴濾塔和/或生活垃圾處理場的除臭應用。本微生物脫硫除臭劑在常溫下，液體形態有效期約為2個月，固體形態菌劑有效期為3個月以上。本發明提供一種硫氧化菌發酵液，包含高效的硫氧化菌，能將硫化氫氧化形成硫的多聚物，不產生硫酸，沒有二次污染，糞產堿桿菌M50-B1均可以在環境中快速增殖，在去除硫化氫的同時占據一定的生態位，從而減少了臭氣的生成，從而根本的解決臭氣問題。另一方面弱酸性菌液在噴灑的過程中能夠吸收空氣中的氨，從而還有一定的除氨作用。固型菌劑中的活性炭能夠起到吸附臭氣物質的作用，且可以在較短的時間內發生作用，從而彌補了生物除臭有一定延遲期的缺點。本發明的微生物脫硫除臭菌劑，具有制備簡單，除臭迅速、效果持久、沒有二次污染的特點。
圖I是糞產堿桿菌M50-B1菌株的電子顯微鏡照片；圖2是糞產堿桿菌M50-B1菌株革蘭氏染色光學顯微鏡照片；圖3是異養條件下糞產堿桿菌M50-B1的生長及硫氧化效率圖；圖4是自養條件下糞產堿桿菌M50-B1的生長及硫氧化效率圖5是使用脫硫除臭劑后養殖場硫化氫變化曲線圖；圖6是液體菌劑儲藏除臭有效期實驗圖；圖7是固體菌劑儲藏除臭有效期實驗圖。
具體實施例方式以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。在不背離本發明精神和實質的情況下，對本發明方法、步驟或條件所作的修改或替換，均屬于本發明的范圍。若未特別指明，實施例中所用的化學試劑均為常規市售試劑，實施例中所用的技術手段為本領域技術人員所熟知的常規手段。 異養硫氧化細菌液體培養基牛肉膏3. 0g，蛋白胨15. 0g，酵母膏3. 0g，Na2HPO412H20 2. 0g, NaCl 3. 0g, Na2S2O3 5H20 8. 0g，蒸餾水 1L，lmol/L 鹽酸調 pH 至 7· 0，121°C，滅菌 20min。異養硫氧化細菌固體培養基牛肉膏3.0g，蛋白胨15.0g，酵母膏3.0g，Na2HPO412H20 2. 0g, NaCl 3. 0g, Na2S2O3 5H20 8. 0g，蒸餾水 1L，lmol/L 鹽酸調 pH 至 7· 0，121°C，力口瓊脂 I. 5% -2%,滅菌 20min。硫氧化細菌富集培養基牛肉膏I. 5g，蛋白胨10. 0g，酵母膏I. 0g, Na2HP04 12H202. 0g, NaCl 3. 0g，Na2S2O3 · 5H20 8. 0g，自然 pH，121°C，滅菌 20min。顆粒活性炭粗產品活性炭，購自北京化學試劑公司，經10目-20目篩分過濾獲得，粒徑在0. 85-2mm之間。實施例I糞產堿桿菌M50-B1菌株的分離及鑒定I、菌株的分離分離源來自于堆肥生物濾池表層木屑，將樣品按5% (V/V)接種量接入IOOml異養硫氧化細菌篩選培養基中，放入恒溫搖床中培養，控制溫度30°C , 120r/min,定期(7天)轉接至新鮮培養基中繼續富集。對經過21天馴化，對連續傳代3次后的樣品進行硫氧化效率測定，得出其中代謝效率達到90%以上。將獲得的富集培養液梯度稀釋后涂布到異養硫氧化細菌培養基固體平板上，在30°C培養7天，挑取單菌落并進行劃線分離純化后獲得該菌株，編號為M50-B1。2、菌株的鑒定分子生物學鑒定應用細菌基因組提取試劑盒(天根公司)提取M50-B1菌株的DNA，采用細菌16S rDNA序列通用引物27F-1492R擴增，獲得的1400bp 16S rDNA片段經過Blastn 軟件(http://blast.ncbi.nlm.nih.gov)比對，與已知的幾產喊桿菌(Alcaligenesfaecalis)其他菌株相似性為100%。生理生化鑒定采用API 20NE (Biomerieux)試劑盒進行鑒定,鑒定結果見表I :表I分離菌株M50-B1的生化鑒定結果
—試劑或特征結果
P -半乳糖苷酶___
精氨酸雙水解酶___
賴氨酸脫羧酶__-_
鳥氨酸脫羧-_
權利要求
1.糞產堿桿菌(Alcaligenesfaecalis)菌株 M50-B1，其保藏號為 CGMCC No. 5219。
2.一種脫硫除臭劑，其特征在于，含有權利要求I所述的菌株。
3.—種權利要求2所述的脫硫除臭劑的制備方法，其特征在于，該方法包括如下 (1)將權利要求I所述的菌株菌種在異養硫氧化固體培養基中活化后接種于異養硫氧化液體細菌培養基中，制備種子液；將種子液接種至新鮮滅菌的異養硫氧化液體細菌培養基中，28-30°C發酵培養，期間定期測定菌濁度，至600nm處吸光度達到20時，停止發酵，得到液體脫硫除臭劑；或 (2)將權利要求I所述的菌株菌種在異養硫氧化固體培養基中活化后接種于異養硫氧化液體細菌培養基中，制備種子液；將種子液接種至新鮮滅菌的異養硫氧化液體細菌培養基中，28-30°C發酵培養，期間定期測定菌濁度，至600nm處吸光度達到20時，停止發酵，將得到的發酵液與顆粒活性炭按I : 1(V : V)混合均勻后，將吸附菌體的活性炭載體于40°C干燥至含水率60%，得到固型脫硫除臭劑。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述的異養硫氧化液體細菌培養基配方為:牛肉膏 3. 0g，蛋白胨 15. 0g，酵母膏 3. 0g, Na2HPO4 12H20 2. 0g, NaCl 3. 0g, Na2S2O3 5H208. Og,蒸懼水 1L, lmol/L 鹽酸調 pH 至 7. 0,121。。,滅菌 20min。
5.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述的異養硫氧化固體細菌培養基配方為:牛肉膏 3. 0g，蛋白胨 15. 0g，酵母膏 3. 0g, Na2HPO4 12H20 2. 0g, NaCl 3. 0g, Na2S2O3 5H208. 0g，蒸餾水 1L，lmol/L 鹽酸調 pH 至 7· 0，121°C，加瓊脂 I. 5% _2%，滅菌 20min。
6.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述的方法(I)、(2)種子液的濃度為107CFU/mL,添加體積百分數為2 % -5 %。
7.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述的顆粒活性炭粒徑為0.85-2mm。
8.權利要求2所述的脫硫除臭劑的使用方法，其特征在于，將液體脫硫除臭劑按糞便或垃圾量的I % (V/V)量進行噴施，要求菌液均勻覆蓋垃圾表面，每天一次連續噴施3天，或，將固體脫硫除臭劑按垃圾或糞便量的2% (V/V)均勻撒布至垃圾表面。
9.權利要求I所述的菌株、權利要求2所述的脫氧除臭劑在環境除臭中的應用。
10.權利要求9所述的應用，其特征在于，所述的環境可以是畜禽養殖場、生物濾池、生物滴濾塔和/或生活垃圾處理場。
全文摘要
本發明提供了一株糞產堿桿菌(Alcaligenes faecalis)菌株M50-B1，其保藏編號為CGMCC 5219。本發明還提供了該菌在生物脫硫除臭劑中的應用。將該菌制成液體菌劑和固體菌劑，在氧化硫化氫的過程中，不產酸，同時弱酸性菌液在噴灑過程中能夠吸收空氣中的氨，起到了很好的除臭作用，固型菌劑中的活性炭彌補了生物除臭延期性的缺點，并節約了除臭成本。本發明提供的糞產堿桿菌及利用其制備的生物脫硫除臭劑，除臭效果好，制備方法簡單、成本低廉，不造成二次污染，適合于在生活垃圾及畜禽生產的除臭中推廣應用。
文檔編號C12R1/05GK102965294SQ201110328440
公開日2013年3月13日 申請日期2011年10月25日 優先權日2011年10月25日
發明者仇天雷, 李煥, 王旭明, 孫曉紅, 邢禮軍, 王彥珍, 韓梅琳 申請人:北京農業生物技術研究中心