一种降解酒糟和花椒籽粕木质纤维素的复合菌剂及其制备方法和应用

本发明属于微生物，更具体地说，本发明涉及一种降解酒糟和花椒籽粕木质纤维素的复合菌剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、 农工林木纤维素类废弃物是全球范围内一种低碳可再生资源；然而，若对其进行不当堆存或焚烧，则会引发严重的环境压力并导致大量生物质资源的流失。中国白酒酒糟（cldg，chinese liquor distillers’grains ）与花椒籽粕（zbsm，zanthoxylumbungeanumseed meal）是食品及农畜产品加工行业中两种典型的高产副产品。由于cldg具有高含水率、高酸度及易腐烂等特性，其大规模年产量给其环保处置带来了挑战。针对cldg的传统干燥与化学预处理修复策略需消耗大量能源并使用化学药剂，这与绿色低碳发展目标相悖。同样，作为花椒油加工过程中主要副产品的zbsm，目前大多被作为固体废弃物弃置，这限制了农业生物质资源的充分利用。

2、木质纤维素主要由纤维素、半纤维素、木质素三部分组成，是农业废弃物中占主导地位的难降解组分，这严重制约了农业废弃物的高效生物转化与高附加值利用。固态发酵（ssf）是一种典型的绿色生物加工工艺，其符合绿色化学与绿色工程原则，具有反应条件温和、能耗低以及无需添加化学试剂的特点。与物理和化学预处理方法相比，微生物固态发酵（ssf）通过内源性微生物代谢实现废弃物资源化与资源升级，这对可持续的农业废弃物管理至关重要。

3、单底物发酵存在各单独残体所固有的物理化学缺陷，从而导致微生物代谢不稳定及木质纤维素降解效率低下；而多底物共发酵则能协同优化底物微环境、平衡营养供给并定向富集具有功能的降解微生物群落，从而实现卓越的废弃物生物转化性能。然而，目前针对cldg/zbsm共发酵的研究较少

技术实现思路

1、本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

2、为了实现本发明的这些目的和其它优点，提供了一种降解酒糟和花椒籽粕木质纤维素的复合菌剂，由植物乳杆菌（

lactiplantibacillus plantarum）、枯草芽孢杆菌（

bacillus subtilis）和多糖水解类芽孢杆菌（

paenibacillus polysaccharolyticus）组成。

3、优选的是，所述植物乳杆菌（

lactiplantibacillus plantarum），分类命名为

lactiplantibacillus plantarumrs4，已于2025年10月20日在中国典型培养物保藏中心登记保藏，保藏单位地址 中国武汉武汉大学，保藏编号为cctcc no：m 20252258。

4、优选的是，所述枯草芽孢杆菌（

bacillus subtilis），分类命名为

bacillus

subtilisw-4，已于2024年04月29日在中国典型培养物保藏中心登记保藏，保藏单位地址中国武汉武汉大学，保藏编号为cctcc no：m 2024804。

5、优选的是，所述多糖水解类芽孢杆菌（

paenibacillus polysaccharolyticus），分类命名为

paenibacillus polysaccharolyticusy5，已于2026年4月22日在中国典型培养物保藏中心登记保藏，保藏单位地址 中国武汉武汉大学，保藏编号为cctcc no：m 2026764。

6、优选的是，所述复合菌剂是以植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌和多糖水解类芽孢杆菌按菌液体积比1~2:1~2:1~2构成，各菌液浓度为1×106~1×1010cfu/ml。

7、一种如上所述的降解酒糟和花椒籽粕木质纤维素的复合菌剂的制备方法，包括以下步骤：

8、步骤一、枯草芽孢杆菌接种于lb液体培养基中，在37℃、180rpm 摇床条件下进行需氧培养12~48h，得到枯草芽孢杆菌菌液；植物乳杆菌接种于mrs液体培养基中，在37℃、无振荡条件下静置培养24~72h，得到植物乳杆菌菌液；多糖水解类芽孢杆菌接种于lb液体培养基中，在37℃、180rpm 摇床条件下进行需氧培养12~48h，得到多糖水解类芽孢杆菌菌液；

9、步骤二、将植物乳杆菌菌液、枯草芽孢杆菌菌液和多糖水解类芽孢杆菌菌液混合，得到降解酒糟和花椒籽粕中木质纤维素的复合菌剂。

10、一种如上所述的复合菌剂，或如上所述的制备方法制备的复合菌剂在降解木质纤维素中的应用。

11、优选的是，所述木质纤维素为酒糟和/或花椒籽粕中的木质纤维素。

12、优选的是，所述降解木质纤维素的具体方法包括：将复合菌剂接种至发酵底物中，搅拌均匀，密封厌氧发酵。

13、优选的是，所述复合菌剂的接种量为1~15%（v/w）。

14、优选的是，所述发酵底物为酒糟和/或花椒籽粕；所述酒糟的含水率为40~80%；所述花椒籽粕的含水率为2~50%。

15、优选的是，所述发酵的温度为35~40℃，时间为3~30天。

16、本发明至少包括以下有益效果：本发明提供了一种降解酒糟和花椒籽粕木质纤维素的复合菌剂，通过优化植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌和多糖水解类芽孢杆菌配比，制备得到了具有优异木质纤维素降解能力的复合菌剂；本发明的三株菌具有协同增效的作用，能够有效降解酒糟和花椒籽粕中的木质素、纤维素和半纤维素。此外，实验发现，本发明的复合菌剂不仅对酒糟或花椒籽粕单一底物具有木质纤维素降解能力，并且当采用特定配比的酒糟和花椒籽粕混合作为发酵底物时，混合底物的木质纤维素降解效率较单一底物有所提高。

17、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

1. 一种降解酒糟和花椒籽粕木质纤维素的复合菌剂，其特征在于，所述复合菌剂由植物乳杆菌（lactiplantibacillus plantarum）、枯草芽孢杆菌（bacillus subtilis）和多糖水解类芽孢杆菌（paenibacillus polysaccharolyticus）组成。

2.如权利要求1所述的一种降解酒糟和花椒籽粕木质纤维素的复合菌剂，其特征在于，所述植物乳杆菌的保藏编号为cctcc no：m 20252258；所述枯草芽孢杆菌的保藏编号为cctcc no：m 2024804；所述多糖水解类芽孢杆菌的保藏编号为cctcc no：m 2026764。

3.如权利要求1所述的一种降解酒糟和花椒籽粕木质纤维素的复合菌剂，其特征在于，所述复合菌剂是以植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌和多糖水解类芽孢杆菌按菌液体积比1~2:1~2:1~2构成，各菌液浓度为1×106~1×1010cfu/ml。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的降解酒糟和花椒籽粕木质纤维素的复合菌剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.一种如权利要求1-3任一项所述的复合菌剂，或权利要求4所述的制备方法制备的复合菌剂在降解木质纤维素中的应用。

6.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述木质纤维素为酒糟和/或花椒籽粕中的木质纤维素。

7.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述降解木质纤维素的具体方法包括：将复合菌剂接种至发酵底物中，搅拌均匀，密封厌氧发酵。

8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述复合菌剂的接种量为1~15%（v/w）。

9.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述发酵底物为酒糟和/或花椒籽粕；所述酒糟的含水率为40~80%；所述花椒籽粕的含水率为2~50%。

10.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述发酵的温度为35~40℃，时间为3~30天。