CN104761311A - 一种利用鱼贝类内脏发酵的微生态有机肥及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用鱼贝类内脏发酵的微生态有机肥及其制作方法，属于有机肥生产技术领域；该方法是将纳豆菌进行高密度培养和高芽孢率转化培养后，制作成高效发酵剂，再将鱼贝类内脏与一定的辅料混合预处理，然后加入发酵剂搅拌均匀，进行恒温堆垛发酵成为成品微生态有机肥；该微生态有机肥含有总养分（N+P₂O₅+K₂O）≥10%、有机成分≥45%、纳豆菌活菌数≥6×10⁹个/g，不仅具有作物生长所需的丰富养分，还具有大量的益生菌：纳豆菌（Bacillus natto），通过纳豆菌的作用将土壤中作物难以吸收的有机成分分解，生成作物能吸收的腐殖质，从而达到改良土壤结构、增强土壤肥力、降低土壤容重的目的，使土地耕性变好，极大地满足了目前人们所追求的绿色有机农业生产的迫切需求。

Description

一种利用鱼贝类内脏发酵的微生态有机肥及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种有机肥，具体涉及一种利用鱼贝类内脏发酵的微生态有机肥及其制作方法，属于有机肥生产技术领域。

背景技术

我国的现代化农业正朝着可持续发展的方向前进，但粮食和环境之间的矛盾非常突出，给农业科技工作带来了许多机遇和挑战。几十年来，企业生产的有机肥投入非常少，几乎是用“化肥飘飘、氨水浇浇”来维持作物产量，由此造成土地板结、地力下降、农作物品质降低、生态环境受到严重的破坏，严重地制约了我国农业生态可持续发展。目前人们普遍埋怨过分依赖化肥和农药造成瓜不香、果不甜、菜无味、人吃了容易得病，而且化肥用量增加也使农业生产成本越来越高。微生态有机肥是继农家肥和化肥之后的第三代肥料，是无毒无害无污染的环保先锋，是绿色食品和有机粮食种植的专用肥料。微生态有机肥的绿色重要作用表现在五个方面：一是提升作物生长所需的养分，通过微生物作用将有机肥料中作物生长所需的养分或土壤中作物难以吸收的养分提取出来，转变成作物容易吸收的养分供给作物；二是改良土壤结构，增强土壤肥力，因为土壤的有机质是土壤肥力的重要指标，是形成良好土壤环境的物质基础，而有机肥料中的腐殖质会成为土壤中稳定的有机质，从而提升土壤肥力；三是有机肥料在土壤中产生羟基类物质，与土壤粘粒表面或氢氧聚合物表面的多价金属离子结合，形成团聚体，能降低土壤容重，改善土壤通气状况，使耕性变好，从而改善了土壤物理性状；四是有机肥料在土壤溶液中离解出氢离子，具有很强的阳离子交换能力，可以置换出土壤矿物质中的阳离子，使其转变成作物所需的营养物质，增加了土壤的吸水量、持水量及保水性；五是微生物益生菌在活动中或死亡后可排出谷酰氨酸、脯氨酸等多种氨基酸、维生素，还有细胞***素、植物生长素、赤霉素等植物激素，可给作物生长发育带来巨大的促进作用。

我国是世界上水产品加工比较发达的国家，而且是世界上唯一的一个水产品养殖量超过捕捞量的国家，养殖主要集中在淡水领域，随着养殖育种技术的突破，近几年海产品的产量也在逐年上升，而鱼贝类加工产生了大量的下脚料，鱼贝类内脏是鱼贝类加工品的下脚料的主要部分，包括鱼腮和鱼腹中的所有脏器，贝类主要是消化***，其中淡水鱼的内脏所占的比例最大，养殖的淡水鱼内脏约占鱼总重量的35%～45%，内脏占比例较大的贝类有鲍鱼、扇贝、带子贝等等，占总重量的10～40%，例如某间工厂生产淡水鱼加工品，按每天加工2吨鱼计算，就会产生高达0.9吨的内脏，若再加上2吨海鱼及贝类的海产品的加工，每天产生的内脏量就接近2吨，而这些鱼贝类内脏如果没有得到适当的利用就会直接影响水产加工业的发展。目前用鱼内脏提炼鱼油的研究报道较多，但由于提炼鱼油的成本较大，而且提炼鱼油后要排放的废物较多，所以大部分鱼贝类内脏都没有用于提炼鱼油，而是直接作为垃圾清走和自然堆放。由于鱼贝类内脏含有较多的蛋白质和脂肪，自然堆放腐熟过程需要时间很长，而且产生腐败恶臭味，严重污染环境。

鱼贝类内脏主要是鱼腮、胃、肝、肠、胆和贝类的消化腺等等，其胃肠内一些没有消化完成的食料残渣或一些待***的物质，含有较多的蛋白质、脂肪和肌纤维，而纳豆菌（Bacillus natto）是用于生产纳豆食品和作为水产饲料添加剂的微生物菌种，安全无毒，繁殖速度快，生命力很强，在5～55℃温度范围均可生长发酵，在生长过程能分泌胞外蛋白分解酶、脂肪分解酶和促纤维分解的纳豆激酶（Nattokinase NK），能快速地将鱼贝类内脏发酵分解成稳定状态的腐殖质。所以，采用纳豆芽孢杆菌发酵鱼贝类内脏的方法可以快速高效地生产生物有机肥，同时所得的产品是含有较高数量的纳豆菌和较丰富的有机质成分的生物有机肥。利用鱼贝类内脏发酵制作微生态有机肥对水产加工业和养殖业的发展都非常重要，不仅能避免污染环境，还能提高鱼贝类加工的附加值，例如生产线上若按1～3t/h的淡水鱼计算，就会产生0.35～1.35t/h的鱼内脏，用于发酵有机肥即可以生产两倍量左右的绿色肥料，所带来的经济效益是巨大的。

近年来，在有机肥方面的研究报道有很多，中国发明“一种有机肥及其制作方法”，申请号201210422218.7公开了一种用粪便、秸秆、草木灰等制作有机肥的方法；中国发明“一种鸡粪有机肥及其制作方法”，申请号201410098307.X公开了一种用鸡粪、天然沸石、草炭土等制作有机肥的方法；还有用猪粪、蚯蚓粪、茶渣等各种原料发酵制作有机肥的研究；中国发明“一种用于污泥发酵有机肥的调理剂及制造和使用方法”，申请号201110222364.0公开了一种利用纳豆芽孢杆菌，通过污泥发酵制作有机肥的方法；在鱼内脏的利用方面的研究也有很多，中国发明“一种鱼内脏的综合利用方法”，申请号201110309017.1公开了一种利用鱼内脏制作饲料的方法，但是尚未见到以鱼贝类内脏作为原料、用纳豆菌进行发酵制作微生态有机肥的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用纳豆菌发酵鱼贝类内脏制取含有丰富的养分和大量纳豆菌的微生态有机肥的生产方法。用该方法制备得到的有机肥呈褐色，无味或具有淡淡的豉香气味，在总养分含量、有机成分含量和益生菌含量等各项指标方面均达到国家微生态有机肥的标准。本发明需要解决三个技术问题：（1）高效发酵剂的制作技术；（2）有机肥堆垛发酵的温度控制技术；（3）有机肥配方组成及工艺过程。

为实现上述发明的目的，本发明采取的技术方案如下：

一种利用鱼贝类内脏发酵的微生态有机肥的制作方法，先将纳豆菌进行高密度细胞培养，然后再进行促芽孢生成培养，以最大程度的保持纳豆菌细胞的数量，使其发酵能力不减弱，再将其浓缩干燥后制得发酵剂；将鱼贝类内脏在100℃加热后，与其它辅料按配方组成混拌均匀，接入发酵剂进行堆垛发酵，在主发酵阶段利用温度探测器监控堆垛中心温度，当温度太高时进行翻垛以散热，防止温度过高；直至发酵结束后用造粒机将发酵基料制成颗粒状，最后进行干燥即可，具体包括如下步骤：

   （1）纳豆菌的高密度培养：

利用无机盐、C源和N源为原料组成的培养基，用液体三级种子培养的方法，于37℃、pH为7.0的条件下恒温培养，一级培养：将液态活化的纳豆菌接种于100mL三角瓶培养基， 46~50小时后即得到一级种子液，然后将一级种子培养液接种于1000mL的三角瓶置于摇床中培养，46~50小时后得到二级种子液，再将二级种子液接入带有搅拌器的10L容量发酵罐中培养22~26小时，即得到三级种子液，每级种子接种量均为10%，期间保持良好的通风条件，培养出纳豆菌高密度细胞液；

   （2）促细胞形成芽孢的培养：

将培养好的纳豆菌高密度细胞液添加0.1~0.3%的钙、镁、锌无机盐离子进行诱导芽孢生成培养，同时采用20℃或45℃的温度胁迫条件培养法，以促使芽孢生成，培养时间为22~26小时；

   （3）发酵剂干燥回收：

利用多段式减压装置或普通减压装置将培养液蒸发浓缩处理，再用喷雾干燥法进行干燥，进风温度控制在50℃，出风温度控制在40℃，包装后得到纳豆芽孢杆菌发酵剂；

   （4）鱼贝类内脏预处理：                            

由于鱼贝类内脏的含水量较高，大约在60-70%左右，同时比较粘稠，不利于纳豆菌发酵，将鱼贝类内脏加热至100℃维持35~45分钟后，添加调理物料：、油页岩土、碎桔杆、锯末、茶叶渣或药渣，搅拌均匀，把水分降低至35~40%，同时使基料疏松，得到发酵基料；

   （5）接种发酵剂进行发酵：

在发酵基料中加入重量百分比为5～10%的发酵剂搅拌均匀，进入发酵阶段，整个发酵阶段分为主发酵和后发酵两阶段，主发酵阶段是将鱼贝类内脏接种纳豆菌发酵剂后堆成条垛，每隔2~4天用翻抛机翻动垛料一次，使纳豆菌发酵产生的热量及时散发，控制发酵温度30~50℃，因为温度太高不利于纳豆菌的生长，同时翻动垛料可以提供纳豆菌生长繁殖所需的氧气，当发酵基料温度太高时也要翻动垛料，使之散热降温，这个过程为4～7天；然后进入后发酵阶段，这个阶段是将主发酵完成后的基料堆垛成3米高，任何宽和长的条垛，这个过程为2~4天，进一步使发酵基料腐熟化，此时鱼贝类内脏的有机成分已经充分被分解，成为性质稳定、提升土壤肥力的腐殖质，同时具有一定数量的纳豆菌，主发酵阶段结束后基料中的蛋白质含量减少80%以上，后发酵阶段结束后蛋白质残留率≤8%；

   （6）成品有机肥的成型和包装：

将发酵完毕的有机肥用造粒机进行成型制作，制成粒径为5~10mm的圆柱形或圆形颗粒，或制成散粉型，然后用45~55℃热风干燥至水分含量为8%以下，包装即为成品。

本发明所述的有机肥制作方法，要求在符合卫生标准的厂房中进行。

步骤（1）所述的高密度培养是指培养后最终培养液细胞数≥10⁸ mL^-1。

步骤（1）所述的液体三级种子培养所用的培养基为：一级种子培养基为（g L^-1）：大豆蛋白胨10、牛肉膏5、葡萄糖15、NaCl 5；二级种子培养基为（g L^-1）：大豆蛋白胨20、葡萄糖15、牛肉膏10、NaCl  5；三级种子培养基为（g L^-1）：大豆蛋白胨40、大豆粕50、葡萄糖30、牛肉膏20、NaCl  15、K₂HPO₄  2.0、KH₂PO₄  4.0、MgSO₄  0.5、CaCl₂  0.25。

步骤（1）所述的液体三级种子培养的方法是：一级培养：将液态活化的纳豆菌接种于100mL的一级种子培养基中， 48小时后即得到一级种子液，然后将一级种子培养液接种于1000mL的二级种子培养基中，置于摇床中培养，48小时后得到二级种子液，再将二级种子液接入带有搅拌器的10L容量发酵罐中培养24小时，即得到三级种子液，每级种子接种量均为10%。

步骤（1）所述的期间保持良好的通风条件是指在振荡频率为250r min^-1 的摇床上培养。

    步骤（2）所述的无机盐离子为CaCl₂ 、MgCl₂ 、ZnSO₄多种无机盐组合，组合重量比为2:3:3。

   步骤 （4）所述的鱼贝类内脏的用量为发酵基料总量的40~60%。

步骤（4）所述锯末的加入量为总发酵基料量的5~15％，含水量为3~5%；所述油页岩土的加入量为总发酵基料量的10~15%，含水量为5~8%；所述碎秸杆的加入量为总发酵基料量的10~15%，含水量为5~10%，碎片大小为：最大长度≤10mm；所述茶叶渣或药渣的加入量为总发酵基料量的10~15%，含水量为3~5%。

一种利用鱼贝类内脏发酵的微生态有机肥，是采用上述方法制备而成的有机肥。

本发明以鱼贝类内脏为主要原料、以纳豆菌为发酵剂。鱼贝类内脏是鱼贝类加工的主要下脚料，其水分含量较大，而且比较粘稠，不利于纳豆菌发酵，需要加入适当的辅料，以达到降低发酵基料的水分含量及疏松结构，易于纳豆菌的发酵。检索相关有机肥制作所用的辅料，一般都采用风化煤、草木灰、碎秸杆、茶叶渣、中药渣、油页岩土、锯末和食用菌培养基废料等等，考虑到碎秸杆、油页岩土、茶叶渣和锯末容易取得，因此，本发明采用这几样材料作为辅料，有效地解决了鱼贝类内脏不易于纳豆菌发酵的问题；纳豆菌是用于生产纳豆食品以及作为水产动物饲料添加剂的微生物，制作有机肥需要高效率的纳豆菌发酵剂，即需要含纳豆菌细胞数较大的发酵剂，以缩短发酵周期，同时赋予有机肥较大的纳豆菌细胞含量。根据科普资料显示：纳豆菌的生命力较强，在5℃～55℃均能生长，而芽孢状态的纳豆菌生命力比营养体更强，在100℃温度下仍能存活，因此，本发明为了使纳豆菌在加热干燥的工艺过程仍能保持较高的活性，利用高密度细胞培养和促芽孢生成培养技术，有效地解决了高活性发酵剂这个关键的技术的问题。

本发明的有益效果是：本发明是将鱼贝类内脏进行加热灭虫和有害菌处理后，加入辅料调配，再接入预先制作好的纳豆菌发酵剂，经过发酵后制成绿色生态有机肥。整个过程不添加任何对人体健康有危害的物质，发酵所用的微生物纳豆菌是安全无害的益生菌，鱼贝类内脏含有较高的肌纤维、蛋白质和脂肪等有机成分，经纳豆菌发酵后生成性质稳定的腐殖质，在生产过程不产生臭味，成品肥料不仅肥力丰富，而且含有的大量纳豆菌，能增强土壤肥力，减少肥料用量和农药的使用，是绿色农业生产的优良有机肥。该微生态有机肥含有总养分（N+P2O5+K2O）≥10%、有机成分≥45%、纳豆菌活菌数≥6×10⁹个/g，不仅具有作物生长所需的丰富养分，还具有大量的益生菌：纳豆菌，通过纳豆菌的作用将土壤中作物难以吸收的有机成分分解，生成作物能吸收的腐殖质，从而达到改良土壤结构、增强土壤肥力、降低土壤容重的目的，使土地耕性变好，极大地满足了目前人们所追求的绿色有机农业生产的迫切需求。

具体实施方式

下面通过实例对本发明做进一步详细说明，这些实例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。

实施例1

一种利用鱼贝类内脏发酵的微生态有机肥的制作方法，包括如下步骤：

   （1）纳豆菌的高密度培养：

利用无机盐、C源和N源为原料组成的培养基，用液体三级种子培养的方法，于37℃、pH为7.0的条件下恒温培养，一级培养：将液态活化的纳豆菌接种于100mL三角瓶培养基， 48小时后即得到一级种子液，然后将一级种子培养液接种于1000mL的三角瓶置于摇床中培养，48小时后得到二级种子液，再将二级种子液接入带有搅拌器的10L容量发酵罐中培养24小时，即得到三级种子液，每级种子接种量均为10%，期间保持良好的通风条件，在振荡频率为250r min^-1 的摇床中培养，培养出纳豆菌高密度细胞液，培养后最终培养液细胞数≥10⁸ mL^-1；

所述的三级种子培养所用的一级种子培养基为（g L^-1）：大豆蛋白胨10、牛肉膏5、葡萄糖15、NaCl5；二级种子培养基为（g L^-1）：大豆蛋白胨20、葡萄糖15、牛肉膏10、NaCl  5；三级种子培养基为（g L^-1）：大豆蛋白胨40、大豆粕50、葡萄糖30、牛肉膏20、NaCl  15、K₂HPO₄  2.0、KH₂PO₄  4.0、MgSO₄  0.5、CaCl₂  0.25。

   （2）促细胞形成芽孢的培养：

将培养好的纳豆菌高密度细胞液添加复合无机盐(g L^-1):CaCl 0.2, MgCl₂ 0.3, ZnSO₄ 0.3，进行诱导芽孢生成培养，同时采用20℃或45℃的温度胁迫条件培养法，以促使芽孢生成，恒温培养时间为24小时；

   （3）发酵剂干燥回收：

培养完成的液态纳豆菌用减压蒸发浓缩法进行浓缩后，再用喷雾干燥法进行干燥，进风温度控制在50℃，出风温度控制在40℃，包装后得到纳豆芽孢杆菌发酵剂备用；

   （4）鱼贝类内脏预处理：                            

由于鱼贝类内脏的含水量较高，大约在60-70%左右，同时比较粘稠，不利于纳豆菌发酵，将鱼贝类内脏加热至100℃维持40分钟后，添加调理物料：油页岩土10%、碎桔杆10%、锯末15%、茶叶渣15%与鱼贝类内脏50%搅拌均匀，把水分降低至35%，同时使基料疏松，得到发酵基料；

   （5）接种发酵剂进行发酵：

在发酵基料中加入重量百分比为10%的发酵剂搅拌均匀，进入发酵阶段，整个发酵阶段分为主发酵和后发酵两阶段，主发酵阶段是将鱼贝类内脏接种纳豆菌发酵剂后堆垛成高1m、宽3m的条垛，每隔3天用翻抛机翻动垛料一次，使纳豆菌发酵产生的热量及时散发，控制发酵温度不超过50℃，因为温度太高不利于纳豆菌的生长，同时翻动垛料可以提供纳豆菌生长繁殖所需的氧气，当发酵基料温度太高时也要翻动垛料，使之散热降温，这个过程为5天；然后进入后发酵阶段，这个阶段是将主发酵后的基料堆垛成3米高，任何宽和长的条垛，这个过程为3天，进一步使发酵基料腐熟化，此时鱼贝类内脏的有机成分已经充分被分解，成为性质稳定、提升土壤肥力的腐殖质，同时具有一定数量的纳豆菌，主发酵阶段结束后基料中的蛋白质含量减少80%以上，后发酵阶段结束后蛋白质残留率≤8%；

   （6）成品有机肥的成型和包装：

将发酵完毕的有机肥用造粒机进行成型制作，制成粒径为8mm的圆柱形，然后用50℃热风干燥至水分含量为8%以下，包装即为成品。

实施例2

一种利用鱼贝类内脏发酵的微生态有机肥的制作方法，包括如下步骤：

   （1）纳豆菌的高密度培养：

利用无机盐、C源和N源为原料组成的培养基，用液体三级种子培养的方法，于37℃、pH为7.0的条件下恒温培养，一级培养：将液态活化的纳豆菌接种于100mL三角瓶培养基， 46小时后即得到一级种子液，然后将一级种子培养液接种于1000mL的三角瓶置于摇床中培养，46小时后得到二级种子液，再将二级种子液接入带有搅拌器的10L容量发酵罐中培养22小时，即得到三级种子液，每级种子接种量均为10%，期间保持良好的通风条件，在振荡频率为250r min^-1 的摇床中培养，培养出纳豆菌高密度细胞液，培养后最终培养液细胞数≥10⁸ mL^-1；

所述的三级种子培养所用的一级种子培养基为（g L^-1）：大豆蛋白胨10、牛肉膏5、葡萄糖15、NaCl 5；二级种子培养基为（g L^-1）：大豆蛋白胨20、葡萄糖15、牛肉膏10、NaCl  5；三级种子培养基为（g L^-1）：大豆蛋白胨40、大豆粕50、葡萄糖30、牛肉膏20、NaCl  15、K₂HPO₄  2.0、KH₂PO₄  4.0、MgSO₄  0.5、CaCl₂  0.25。

   （2）促细胞形成芽孢的培养：

将培养好的纳豆菌高密度细胞液添加复合无机盐(g L^-1):CaCl 0.2, MgCl₂ 0.3, ZnSO₄ 0.3，进行诱导芽孢生成培养，同时采用20℃或45℃的温度胁迫条件培养法，以促使芽孢生成，恒温培养时间为22小时；

   （3）发酵剂干燥回收：

培养完成的液态纳豆菌用减压蒸发浓缩法进行浓缩后，再用喷雾干燥法进行干燥，进风温度控制在50℃，出风温度控制在40℃，包装后得到纳豆菌发酵剂备用；

   （4）鱼贝类内脏预处理：                            

由于鱼贝类内脏的含水量较高，大约在60-70%左右，同时比较粘稠，不利于纳豆菌发酵，将鱼贝类内脏加热至100℃维持35分钟后，添加调理物料：油页岩土10%、碎桔杆10%、锯末5%、茶叶渣15%与鱼贝类内脏60%搅拌均匀，把水分降低至35%，同时使基料疏松，得到发酵基料；

   （5）接种发酵剂进行发酵：

在发酵基料中加入重量百分比为5%的发酵剂搅拌均匀，进入发酵阶段，整个发酵阶段分为主发酵和后发酵两阶段，主发酵阶段是将鱼贝类内脏接种纳豆菌发酵剂后堆垛成高1m、宽3m的条垛，每隔2天用翻抛机翻动垛料一次，使纳豆菌发酵产生的热量及时散发，控制发酵温度不超过50℃，因为温度太高不利于纳豆菌的生长，同时翻动垛料可以提供纳豆菌生长繁殖所需的氧气，当发酵基料温度太高时也要翻动垛料，使之散热降温，这个过程为4天；然后进入后发酵阶段，这个阶段是将主发酵后的基料堆垛成3米高，任何宽和长的条垛，这个过程为2天，进一步使发酵基料腐熟化，此时鱼贝类内脏的有机成分已经充分被分解，成为性质稳定、提升土壤肥力的腐殖质，同时具有一定数量的纳豆菌，主发酵阶段结束后基料中的蛋白质含量减少80%以上，后发酵阶段结束后蛋白质残留率≤8%；

   （6）成品有机肥的成型和包装：

将发酵完毕的有机肥用造粒机进行成型制作，制成粒径为5mm的圆形颗粒，然后用45℃热风干燥至水分含量为8%以下，包装即为成品。

实施例3

一种利用鱼贝类内脏发酵的微生态有机肥的制作方法，包括如下步骤：

   （1）纳豆菌的高密度培养：

利用无机盐、C源和N源为原料组成的培养基，用液体三级种子培养的方法，于37℃、pH为7.0的条件下恒温培养，一级培养：将液态活化的纳豆菌接种于100mL三角瓶培养基， 50小时后即得到一级种子液，然后将一级种子培养液接种于1000mL的三角瓶置于摇床中培养，50小时后得到二级种子液，再将二级种子液接入带有搅拌器的10L容量发酵罐中培养26小时，即得到三级种子液，每级种子接种量均为10%，期间保持良好的通风条件，在振荡频率为250r min^-1 的摇床中培养，培养出纳豆菌高密度细胞液，培养后最终培养液细胞数≥10⁸ mL^-1；

所述的三级种子培养所用的一级种子培养基为（g L^-1）：大豆蛋白胨10、牛肉膏5、葡萄糖15、NaCl 5；二级种子培养基为（g L^-1）：大豆蛋白胨20、葡萄糖15、牛肉膏10、NaCl  5；三级种子培养基为（g L^-1）：大豆蛋白胨40、大豆粕50、葡萄糖30、牛肉膏20、NaCl  15、K₂HPO₄  2.0、KH₂PO₄  4.0、MgSO₄  0.5、CaCl₂  0.25。

   （2）促细胞形成芽孢的培养：

将培养好的纳豆菌高密度细胞液添加复合无机盐(g L^-1):CaCl 0.2, MgCl₂ 0.3, ZnSO₄ 0.3，进行诱导芽孢生成培养，同时采用20℃或45℃的温度胁迫条件培养法，以促使芽孢生成，恒温培养时间为26小时；

   （3）发酵剂干燥回收：

培养完成的液态纳豆菌用减压蒸发浓缩法进行浓缩后，再用喷雾干燥法进行干燥，进风温度控制在50℃，出风温度控制在40℃，包装后得到纳豆芽孢杆菌发酵剂备用；

   （4）鱼贝类内脏预处理：                            

由于鱼贝类内脏的含水量较高，大约在60-70%左右，同时比较粘稠，不利于纳豆菌发酵，将鱼贝类内脏加热至100℃维持45分钟后，添加调理物料：油页岩土15%、碎桔杆15%、锯末15%、茶叶渣15%与鱼贝类内脏40%搅拌均匀，把水分降低至40%，同时使基料疏松，得到发酵基料；

   （5）接种发酵剂进行发酵：

在发酵基料中加入重量百分比为10%的发酵剂搅拌均匀，进入发酵阶段，整个发酵阶段分为主发酵和后发酵两阶段，主发酵阶段是将鱼贝类内脏接种纳豆菌发酵剂后堆垛成高1m、宽3m的条垛，每隔4天用翻抛机翻动垛料一次，使纳豆菌发酵产生的热量及时散发，控制发酵温度不超过50℃，因为温度太高不利于纳豆菌的生长，同时翻动垛料可以提供纳豆菌生长繁殖所需的氧气，当发酵基料温度太高时也要翻动垛料，使之散热降温，这个过程为7天；然后进入后发酵阶段，这个阶段是将主发酵完成后的基料堆垛成3米高，任何宽和长的条垛，这个过程为4天，进一步使发酵基料腐熟化，此时鱼贝类内脏的有机成分已经充分被分解，成为性质稳定、提升土壤肥力的腐殖质，同时具有一定数量的纳豆菌，主发酵阶段结束后基料中的蛋白质含量减少80%以上，后发酵阶段结束后蛋白质残留率≤8%；

   （6）成品有机肥的成型和包装：

将发酵完毕的有机肥用造粒机进行成型制作，制成粒径为10mm的圆柱形，然后用55℃热风干燥至水分含量为8%以下，包装即为成品。

实施例4

一种利用鱼贝类内脏发酵的微生态有机肥的制作方法，包括如下步骤：

纳豆菌发酵剂的制作：先制作培养基，将纳豆菌活化后，按三级种子培养方法，在37℃，250r min^-1振荡频率的摇床中培养至二级种子成熟后，转入到5L或10L的发酵罐进行三级培养，使培养后的三级种子液纳豆菌细胞总数≥10⁸ ml^-1,然后加入复合无机盐(g L^-1):CaCl 0.2, MgCl₂ 0.3, ZnSO₄ 0.3，置于20℃或40℃培养24小时后，用旋转蒸发器浓缩后，再用喷雾干燥机干燥成粉末状的纳豆菌发酵剂。

鱼贝类内脏有预处理：将鱼贝类内脏在100℃温度下加热40分钟，然后按重量比加入碎秸杆10%、茶叶渣10%、油页岩土15%、锯末10%与鱼贝类内脏55%混合均匀，冷却到40℃以下。

接种发酵剂堆垛发酵：将预处理好的鱼贝类内脏发酵基料按体积比接入发酵剂8%，翻拌均匀后堆成高1米、宽1.5米的条垛进行发酵，每隔10小时左右用温度探测器探测发酵中心的温度，若达到50℃以上立即翻垛一次，使中心的发酵基料散热降温，同时给纳豆菌提供氧气。

（1）培养基的制备和菌种活化：制备纳豆菌的液体活化培养基和三级扩大培养培养基，然后将纳豆菌接种于活化培养基于37℃的振荡培养箱中培养48小时，振荡频率为250r min^-1；

（2）纳豆菌扩大培养：将活化培养完成的纳豆菌接种于100mL的三角瓶培养基进行一级种子培养48小时，后接入500mL三角瓶培养基进行二级种子培养，48小时后接入三级种子培养基，转入5L发酵罐培养48小时，培养条件同上。

（3）促芽孢生成培养：将复合无机盐:CaCl, MgCl₂，ZnSO₄按重量比2︰3︰3制成1%的混合水溶液，经过120℃、15分钟灭菌后冷却至常温，然后加入三级种子培养液中，置于振荡培养箱40℃培养24小时。

（4）发酵剂干燥包装：将促芽孢培养完毕后的培养液用旋转蒸发器进行浓缩后，用喷雾干燥机喷雾干燥，进风温度50℃，出风温度40℃，然后包装后备用。

（5）发酵基料的预处理：茶叶渣、锯末、油页岩土和碎秸杆先作干燥、剪碎等处理，同时将鱼贝类内脏加热到100℃维持40分钟，然后将这些材料按配方比例鱼贝类内脏600kg（新鲜料）、碎秸杆100g、茶叶渣100g、锯末50g、油页岩土100~150g，混合均匀，然后检测发酵基料的总蛋白含量。

（6）发酵堆垛：将发酵基料冷却至37℃左右时接入纳豆菌发酵剂60g，接种量为发酵基料体积量的8%，搅拌均匀后堆成1米高，1.5米宽的条垛，发酵4-7天，每隔10小时左右用温度探测器测量堆垛中心的温度，若温度达到50℃或以上时，必须作翻垛散热处理，另外每隔三天也要翻垛一次，以提供纳豆菌发酵所需的氧气。接近4天左右检测发酵基料蛋白质的含量，当蛋白质减少量达到80%以上时，即可结束主发酵。

（7）后发酵及成品有机肥成型：将主发酵完成的基料堆成高3米，宽3米的条垛，发酵3天后，用成型机造粒后，进行50℃热风干燥，包装贴标后即为成品。

实施例5

    （1）培养基的制备和菌种活化、纳豆菌扩大培养与实例4相同；

    （2）不添加无机盐，直接用45℃胁迫条件进行促芽孢生成培养；

    （3）其余步骤与方法及配方与实施例4相同。

实施例6

（1）培养基的制备和菌种活化、纳豆菌扩大培养、促芽孢生成培养、发酵剂干燥包装、发酵基料的预处理、发酵堆垛、后发酵及成品有机肥成型等步骤与实施例4相同；

（2）配方为（以1kg成品有机肥计）：

鱼贝类内脏400g（新鲜料，含水份55%左右）、碎秸杆150g、茶叶渣150g、锯末100~150g、油页岩土100g，纳豆菌发酵剂60g；

（3）其余步骤与方法与实施例4相同。

Claims (9)

1.一种利用鱼贝类内脏发酵的微生态有机肥的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：

   （1）纳豆菌Bacillus natto高密度培养：

 将纳豆菌用传统的液体三级种子培养方法，于37℃、pH为7.0的条件下恒温培养，每级种子培养46~50小时，期间保持良好的通风条件，培养出纳豆菌高密度细胞液；

   （2）纳豆菌细胞快速形成芽孢培养：

将细胞液质量0.1~0.3%的钙、镁、锌无机盐离子添加到培养好的纳豆菌高密度细胞液中，然后进行诱导芽孢生成培养，同时采用20℃或45℃的温度胁迫条件培养法，以促使芽孢生成，温度胁迫培养时间为22~26小时；

   （3）发酵剂的制备：   

将完成促细胞形成芽孢培养的液态纳豆菌培养液用多段式减压装置或普通减压装置减压蒸发浓缩，再用喷雾干燥法进行干燥，包装，进风温度控制在50℃，出风温度控制在40℃，得到纳豆芽孢杆菌发酵剂；

   （4）鱼贝类内脏预处理：  

鱼贝类内脏加热至80~120℃维持35~45分钟后，添加辅料：油页岩土、碎桔杆、锯末、茶叶渣或药渣，搅拌均匀，得发酵基料，发酵基料的含水量为35~40%；

   （5）接种发酵剂进行发酵：

在发酵基料中加入重量百分比为5～10%的发酵剂搅拌均匀，进入发酵阶段，整个发酵阶段分为主发酵和后发酵两阶段，主发酵阶段是将鱼贝类内脏接种纳豆芽孢杆菌发酵剂后堆垛，每隔2~4天用翻抛机翻动垛料一次，控制发酵温度30~50℃，使之散热降温，这个过程为4～7天；然后进入后发酵阶段，这个阶段是将主发酵后的基料堆垛，这个过程为2~4天，进一步使发酵基料腐熟化；

（6）成品有机肥的成型和包装：

 将发酵完毕的有机肥用造粒机进行成型制作，制成粒径为5~10mm的圆柱形或圆形颗粒，或制成散粉型，然后用45~55℃热风干燥至水分含量为8%以下，包装即为成品。

2.根据权利要求1所述的一种利用鱼贝类内脏发酵的微生态有机肥的制作方法，其特征在于：步骤（1）所述的高密度培养是指培养后最终培养液细胞数≥10⁸ mL^-1。

3.根据权利要求1所述的一种利用鱼贝类内脏发酵的微生态有机肥的制作方法，其特征在于：步骤（1）所述的液体三级种子培养所用的培养基为：一级种子培养基为（g L^-1）：大豆蛋白胨10、牛肉膏5、葡萄糖15、NaCl 5；二级种子培养基为（g L^-1）：大豆蛋白胨20、葡萄糖15、牛肉膏10、NaCl 5；三级种子培养基为（g L^-1）：大豆蛋白胨40、大豆粕50、葡萄糖30、牛肉膏20、NaCl 15、K₂HPO₄  2.0、KH₂PO₄  4.0、MgSO₄  0.5、CaCl₂  0.25。

4.根据权利要求1所述的一种利用鱼贝类内脏发酵的微生态有机肥的制作方法，其特征在于：步骤（1）所述的液体三级种子培养的方法是：一级培养：将液态活化的纳豆菌接种于100mL的一级种子培养基中， 48小时后即得到一级种子液，然后将一级种子培养液接种于1000mL的二级种子培养基中，置于摇床中培养，48小时后得到二级种子液，再将二级种子液接入带有搅拌器的10L容量发酵罐中培养24小时，即得到三级种子液，每级种子接种量均为10%。

5.根据权利要求1所述的一种利用鱼贝类内脏发酵的微生态有机肥的制作方法，其特征在于：步骤（1）所述的期间保持良好的通风条件是指在振荡频率为250r min^-1 的摇床上培养。

6.根据权利要求1所述的一种利用鱼贝类内脏发酵的微生态有机肥的制作方法，其特征在于：步骤（2）所述的无机盐离子为CaCl₂ 、MgCl₂ 、ZnSO₄多种无机盐组合，重量百分比为2:3:3。

7.根据权利要求1所述的一种利用鱼贝类内脏发酵的微生态有机肥的制作方法，其特征在于：步骤 （4）所述的鱼贝类内脏的用量为发酵基料总量的40~60%。

8.根据权利要求1所述的一种利用鱼贝类内脏发酵的微生态有机肥的制作方法，其特征在于：步骤（4）所述锯末的加入量为总发酵基料量的5~15％为，含水量为3~5%；所述油页岩土的加入量为总发酵基料量的10~15%，含水量为5~8%；所述碎秸杆的加入量为总发酵基料量的10~15%，含水量为5~10%，碎片大小为：最大长度≤10mm；所述茶叶渣或药渣的加入量为总发酵基料量的10~15%，含水量为3~5%。

9.一种利用鱼贝类内脏发酵的微生态有机肥，其特征在于：所述的微生态有机肥是采用权利要求1~8任意一项权利要求所述方法制备得到的。