[發明專利]人工多細胞體系的構建及其在廢棄生物質處理中的應用

在審

• 申請號: 202310149370.0
• 申請日: 2023-02-22
• 公開（公告）號: CN116083317A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 薛亞平;周仕芃;柯霞;鄒樹平;鄭裕國
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;B09B3/60;C12R1/07;C12R1/10
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 冷紅梅

本發明涉及發酵降解技術領域，具體涉及一種人工多細胞體系的構建及其在廢棄生物質中的應用。其中人工多細胞體系中起主要作用是蘇云金芽孢桿菌ZJB19165和地衣芽孢桿菌ZJB19163混合制得的復合菌劑。其中，這兩種菌種為根據果蔬廢棄物的組成成分特點，篩選得到的對果蔬廢棄物主要組分具有高降解活性的菌種。本發明利用微生物在有機質降解過程中的協同作用，開發了一種適配于果蔬廢棄物處理需求的人工多細胞體系，顯著提升了降解效果和過程的穩定性，實現了果蔬廢棄物的快速無害化處理。

技術領域

本發明涉及發酵降解技術領域，具體涉及一種人工多細胞體系的構建及其在廢棄生物質處理中的應用。

背景技術

果蔬廢棄物主要指的是水果蔬菜及其食品在市場流通過程中產生的水果蔬菜廢物，其與公共餐廚垃圾、居民家庭廚余垃圾一樣，都是城市生活垃圾中可生物降解的有機垃圾。目前城市垃圾組成部分中，果蔬廢棄物占比逐漸增加，果蔬廢棄物的大量產生和富集已經構成了對農田、水體、果蔬配送市場和其他人居環境的嚴重威脅，成為一種不可忽視的污染源。果蔬廢棄物的特點之一在于來源非常多樣化。在蔬菜生產、加工、運輸和滯銷過程中產生的葉、根、莖和果實等都可能是其來源。未經處理的果蔬廢棄物被傾倒到水中，或者蔬菜廢物堆積分解產生的滲出液可能隨雨水流入水體，從而導致水體污染。蔬菜廢物具有較高的含水率、揮發性固體含量高、易于生物降解等特點，在堆放、儲存和運輸過程中會產生惡臭氣體，對大氣產生不同程度的污染，同時容易滋生蚊蠅、傳播細菌，影響環境衛生，影響人體健康。有的農戶在商品部分采收后，噴灑除草劑讓尾菜枯萎，土壤農藥殘留增大，給菜田土壤帶來較高的污染風險。由于缺乏科學有效的處理手段，我國每年有近1億噸果蔬廢棄物被隨意丟棄，其中絕大部分沒有進行資源化利用而被當作垃圾隨意丟棄或者排放到環境中，利用率低的同時還會對環境帶來一系列的影響，因此，需要對果蔬廢棄物進行適當處理。

目前，常用微生物降解技術對果蔬廢棄物降解處理，此法微生物降解技術對果蔬廢棄物降解處理。但由于果蔬廢棄物本身水分含量高，養分含量低，一般處理方法難以發酵完全。因而，現今眾多的含單一菌種微生物降解技術難以實現對易腐垃圾的全方位處理。且單菌體系可使用的底物種類較為單一，在針對復雜的果蔬廢棄物時，單菌體系的底物利用效率低，穩定性差。

發明內容

本發明是為了克服現有技術中單一菌種難以降解完全果蔬廢棄物且處理過程復雜的缺陷，提供了一種人工多細胞體系的構建及其在廢棄生物質處理中的應用以克服上述缺陷。本發明根據果蔬廢棄物的組成成分特點，篩選獲得了對果蔬廢棄物主要組分具有高降解活性的菌種，并利用微生物在有機質降解過程中的協同作用，開發了一種適配于果蔬廢棄物處理需求的人工多細胞體系，顯著提升了降解效果和過程的穩定性，實現了果蔬廢棄物的快速無害化處理。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種人工多細胞體系，包含蘇云金芽孢桿菌(Bacillus?thuringlensis)ZJB19165和地衣芽孢桿菌(Bacillus?licheniformis)ZJB19163；

所述蘇云金芽孢桿菌(Bacillus?thuringlensis)ZJB19165，保藏于中國典型培養物保藏中心，保藏編號為CCTCC?M2020015；

所述地衣芽孢桿菌(Bacillus?licheniformis)ZJB19163，保藏于中國典型培養物保藏中心，保藏編號為CCTCC?NO：M2020014。

與單菌體系相比，人工多細胞體系中包含了不同的菌種，可以為生物降解途徑中的各個酶提供多樣的催化環境。此外，人工多細胞體系中還可以對不同有機物降解的途徑和功能進行合理分配，有利于減少菌種的代謝負擔，使每個菌種具有不同的底物利用偏好，既消除了單個細胞利用多種底物的干擾，又提高了整體的底物利用率。

在復配菌劑開始制備前，為篩選出最利于果蔬廢棄物降解的菌株，進行了系列實驗。