一种用于油茶壳脱毒的复合菌剂及其应用

本发明属于农业微生物发酵，具体涉及一种用于油茶壳脱毒的复合菌剂及其应用。

背景技术：

1、我国油茶资源丰富，全国油茶种植面积7500多万亩，每年因茶油加工产生的油茶果壳达400余万吨，它们富含纤维素、半纤维素、木质素和矿物质元素，与食用菌基料和泥炭形成的原材料成分相近，是食用菌栽培基质和植物无土栽培有机基质的良好原料。但油茶壳中含有茶皂素及单宁等成分不利于食用菌栽培。

2、现有公开的微生物发酵脱毒专利技术普遍存在降解靶标单一、脱毒效率偏低或工艺与食用菌栽培需求脱节的问题，具体如下：

3、中国专利cn108977367a公开了一种利用黑曲霉固态发酵降解油茶饼粕中茶皂素的方法；中国专利cn102599339a公开了一种利用枯草芽孢杆菌与黑曲霉混合发酵脱除油茶籽粕中茶皂素的方法；中国专利cn107259101a公开了一种采用植物乳杆菌、酿酒酵母与黑曲霉复合发酵降解油茶籽粕抗营养因子的方法；中国专利cn116064282a公开了一种降解油茶饼粕中茶皂素的微生物发酵工艺。

4、现有技术存在不足：一是以榨油后的油茶饼粕为发酵对象，其茶皂素含量本身低于油茶壳，并且仅关注茶皂素降解，相关工艺未针对油茶壳及其中高含量缩合单宁设计，无法直接用于油茶壳栽培基质脱毒，严重制约了油茶壳在食用菌栽培中的应用与产业化发展。

5、与上述技术相比，本发明采用由枯草芽孢杆菌（bacillus subtilis）、青霉（penicillium sp.）和黑曲霉（aspergillus niger）复配而成的复合菌剂，通过固态发酵工艺对油茶壳进行协同脱毒处理。该复合菌系中，黑曲霉产鞣酸酶，青霉产纤维素酶与皂苷水解酶，枯草芽孢杆菌高效分泌表面活性素及蛋白酶，三者协同可同时强力降解茶皂素和单宁。经应用验证，采用本发明方法对油茶壳进行固态发酵脱毒处理，皂素去除率达84.72%，单宁降解率为67.45%。菇渣还可进一步资源化利用生产有机肥，形成了“油茶壳脱毒—食用菌栽培—菌渣制肥”的绿色循环利用模式，彻底突破了现有技术降解靶标少、脱毒效率低、难以产业化应用的瓶颈。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于油茶壳脱毒的复合菌剂及其应用，以解决现有技术中单一菌株降解谱窄、降解效率低，以及无法同步脱除单宁和茶皂素两类抗营养因子的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种用于油茶壳脱毒的复合菌剂，所述复合菌剂包含青霉（penicillium sp.）、黑曲霉（aspergillus niger）t3-5-1和枯草芽孢杆菌（bacillussubtilis）w-4。

4、优选地，所述青霉（penicillium sp.）为一株通过诱变选育获得的高产单宁酶（tannase），保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为cgmccno.11668。

5、优选地，所述黑曲霉t3-5-1（aspergillus niger），保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为cgmcc no.7423。

6、优选地，所述枯草芽孢杆菌w-4（bacillus subtilis）保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为cctcc no：m 2024804。

7、优选地，所述复合菌剂按重量份计包含：青霉10～30份，黑曲霉t3-5-1 25～50份，枯草芽孢杆菌w-4 25～50份。

8、进一步优选地，所述青霉的用量可以是10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份或30份；所述黑曲霉t3-5-1的用量可以是25份、26份、27份、28份、29份、30份、35份、40份、45份或50份；所述枯草芽孢杆菌w-4的用量可以是25份、26份、27份、28份、29份、30份、35份、40份、45份或50份。

9、优选地，所述复合菌剂还包含载体5～15重量份。进一步优选地，所述载体的用量可以是5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份或15份。

10、优选地，所述载体选自麦麸和或玉米芯粉。

11、优选地，所述复合菌剂中总有效活菌数不低于1.0×109 cfu/g。

12、优选地，本发明复合菌剂的菌群协同机理在于：三菌复配形成功能互补。黑曲霉t3-5-1产纤维素酶和蛋白酶，破坏油茶壳细胞壁，释放皂素和单宁，同时提供小分子碳源；枯草芽孢杆菌高效表达皂素降解酶，将皂素水解为无害小分子；青霉产高活力单宁酶，将单宁水解为没食子酸和葡萄糖。三者代谢产物互供，实现单宁和茶皂素两类抗营养因子的同步高效脱除。

13、第二方面，本发明提供第一方面所述复合菌剂在油茶壳脱毒中的应用。

14、优选地，所述应用包括以下步骤：将所述复合菌剂与油茶壳混匀，调节初始含水量至65%～75%，在26℃～38℃下发酵15～20天。

15、进一步优选地，所述初始含水量可以是65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%或75%。

16、进一步优选地，所述发酵温度可以是26℃、27℃、28℃、29℃、30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃或38℃。

17、进一步优选地，所述发酵时间可以是15天、16天、17天、18天、19天或20天。

18、优选地，所述油茶壳为直径1～5mm的颗粒。进一步优选地，所述油茶壳颗粒的直径可以是1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm。

19、第三方面，本发明提供一种利用第一方面所述复合菌剂对油茶壳进行脱毒的方法，包括以下步骤：

20、（1）将油茶壳干燥、粉碎至直径1～5mm的颗粒，加水调节含水量至65%～75%，次日加入相当于物料质量1%的生石灰（以石灰水形式溶解后加入），充分拌匀，采用好氧高温发酵工艺，在26℃～35℃下发酵3～7天，得物料a；

21、（2）将物料a与质量分数为0.1%～0.5%的所述复合菌剂混合，堆成底宽2.5 m～3m、高1 m～1.5 m、长度不限的梯形堆。从料堆顶部向下扎孔洞至地面，并在料堆两个侧面扎两排孔洞至料堆中心底部，孔距50 cm，孔径10 cm。建堆发酵15～20天，中途翻堆1～2次，补水保持湿度65%～75%。将油茶壳用清水冲洗至流出液体无色，平铺阴干，即得脱毒油茶壳发酵产物。

22、优选地，步骤（1）中所述油茶壳颗粒直径可以是1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm。

23、优选地，步骤（1）中所述含水量可以是65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%或75%。

24、优选地，步骤（1）中所述发酵温度可以是26℃、27℃、28℃、29℃、30℃、31℃、32℃、33℃、34℃或35℃；所述发酵时间可以是3天、4天、5天、6天或7天。

25、优选地，步骤（2）中所述复合菌剂的质量分数可以是0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%、0.35%、0.4%、0.45%或0.5%。

26、优选地，步骤（2）中所述含水量可以是65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%或75%；所述发酵时间可以是15天、16天、17天、18天、19天或20天。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：

28、（1）首次构建了青霉、黑曲霉t3-5-1和枯草芽孢杆菌的三元复配体系，实现了油茶壳中单宁和茶皂素两类物质的同步高效降解。三株菌株溯源清晰、特性明确，增强了本发明的可实施性。

29、（2）首次将高产单宁酶菌株青霉引入油茶壳微生物脱毒体系，填补了单宁专一降解菌株在该领域应用的空白。

30、（3）三菌基于“破除细胞壁释放底物—皂素降解—单宁降解”的代谢协同链，同步脱除单宁和皂素，兼具脱毒与营养提升双重功效，发酵产物可直接用于食用菌栽培。