本发明涉及沼气发酵工艺，具体涉及一种利用人工混菌辅助发酵生产甲烷的方法。
背景技术：
1、玉米秸秆作为一种优质的生物质能，如果将其进行能源化利用，可以在一定程度上减少煤、石油等化石能源的消耗，并且也可减少二氧化碳的排放量。此外，利用农作物废弃物进行厌氧消化产甲烷，是一条清洁高效的玉米秸秆能源化利用途径。同时，随着我国畜牧业的发展且规模化养殖场越来越完善，随之而来的是牲畜和家禽产生的粪污增加，进而造成农业污染问题日益突出。因此，如何将农业废弃物与粪污有效结合并制备甲烷，其具有极强的应用潜力与价值。
2、现阶段，利用家畜粪便、活性污泥等混菌系统进行甲烷合成较为常见。然而，混菌系统虽然具备较强的甲烷合成能力，但其也存在微生物菌群冗余、底物竞争大及代谢通路干扰等亟亟待解决问题。研究表明，微生物产甲烷往往需要借助其他菌株代谢产物作为电子供体，因而混菌合成甲烷是菌间互营生产模式。
技术实现思路
1、本发明通过定向进化策略精简接种菌落组成，以解决现有技术中利用家畜粪便、活性污泥等混菌系统进行甲烷合成存在微生物菌群冗余、底物竞争大及代谢通路干扰等问题。
2、本发明的技术方案是：
3、一种利用人工混菌辅助发酵生产甲烷的方法，包括以下步骤：
4、选取发酵底物和接种物；
5、将所述发酵底物和所述接种物与动物尿液混合，建立液体发酵体系；
6、利用所述液体发酵体系进行菌群筛选，得到人工混菌接种体；
7、向所述液体发酵体系中添加所述人工混菌接种体，厌氧发酵得到甲烷。
8、作为优选方案之一，所述发酵底物包括玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆中的至少一种；所述接种物包括沼渣、猪粪便、牛粪便中的至少一种，所述动物尿液包括哺乳动物尿液。
9、作为优选方案之一，所述步骤还包括：在建立液体发酵体系之前，将所述发酵底物采用碱进行预处理；其中，
10、所述预处理的反应温度为120-140℃，反应的时间为25-35min。
11、作为优选方案之一，所述液体发酵体系为沼渣-碱预处理玉米秸秆-猪尿液。
12、作为优选方案之一，所述人工混菌接种体包括生物保藏菌属中 cronobacter sp.、 bacteroides sp.、 enterobacter sp.和 enterococcus sp.中的至少一种；
13、其中，属于菌属 enterobacter sp.的菌种名称为（肠杆菌属），保藏单位为（中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心），保藏地址为（北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所），保藏日为（2024 年08 月26 日），保藏登记号为（cgmccno.31757）；
14、属于菌属 enterococcus sp.的菌种名称为（肠球菌属），保藏单位为（中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心），保藏地址为（北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所），保藏日为（2024 年08 月26 日），保藏登记号为（cgmcc no.31758）；
15、属于菌属 cronobacter sp.的菌种名称为（克罗诺杆菌属），保藏单位为（中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心），保藏地址为（北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所），保藏日为（2024 年08 月26 日），保藏登记号为（cgmccno.31759）；
16、属于菌属 bacteroides sp.的菌种名称为（拟杆菌属），保藏单位为（中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心），保藏地址为（北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所），保藏日为（2024 年08 月26 日），保藏登记号为（cgmcc no.31760）。
17、作为优选方案之一，进行菌群筛选的液体发酵体系包括首次液体发酵体系、本次液体发酵体系和前次生产甲烷的液体发酵体系中的一种。
18、作为优选方案之一，添加所述人工混菌接种体的液体发酵体系与进行菌群筛选的液体发酵体系属于同一体系。
19、作为优选方案之一，添加所述人工混菌接种体的液体发酵体系与进行菌群筛选的液体发酵体系中的体系建立条件相同。
20、作为优选方案之一，所述沼渣包括前次生产甲烷的液体发酵体系的剩余底物。
21、作为优选方案之一，在所述液体发酵体系中，所述沼渣和玉米秸秆的体积占比分别为1-3%和17-19%，所述人工混菌接种体的接种量为1-3ml，且接种后的所述液体发酵体系中的od600为0-5（不包括0），厌氧发酵的周期为15-20d。
22、与现有技术相比，本申请包括以下优点：
23、本发明实施例首先优化甲烷液体发酵过程中接种物种类，得到表现优异的液体发酵体系，再利用优化后的液体发酵体系进行菌群筛选得到人工混菌接种体，后将人工混菌接种体加入到液体发酵体系中进行辅助液体发酵试验，该过程通过定向进化策略可有效精简接种菌落组成，并且达到降低菌间底物及生态位竞争的目的。通过优化菌群结构构建新的人工混菌系统，解决了传统混菌系统进行甲烷发酵易造成底物利用与产物制备量低等问题，从而提升了液体发酵体系优势菌株的相对丰度、增加产物合成能力。
24、本发明实施例筛选得到的菌种属于 cronobacter sp.、bacteroides sp.、 enterobacter sp.和 enterococcus sp.菌属，添加到液体发酵体中辅助厌氧发酵，生产得到的ch4含量提升至少4.30%。
1.一种利用人工混菌辅助发酵生产甲烷的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种利用人工混菌辅助发酵生产甲烷的方法，其特征在于，所述发酵底物包括玉米秸秆、水稻秸秆和小麦秸秆中的至少一种；所述接种物包括沼渣、猪粪便和牛粪便中的至少一种，所述动物尿液包括哺乳动物尿液。
3.根据权利要求2所述的一种利用人工混菌辅助发酵生产甲烷的方法，其特征在于，所述步骤还包括：在建立液体发酵体系之前，将所述发酵底物采用碱进行预处理；其中，
4.根据权利要求3所述的一种利用人工混菌辅助发酵生产甲烷的方法，其特征在于，所述液体发酵体系为沼渣-碱预处理玉米秸秆-猪尿液。
5.根据权利要求1所述的一种利用人工混菌辅助发酵生产甲烷的方法，其特征在于，所述人工混菌接种体包括生物保藏菌属中cronobacter sp.、bacteroides sp.、enterobacter sp.和enterococcus sp.中的至少一种；
6.根据权利要求1所述的一种利用人工混菌辅助发酵生产甲烷的方法，其特征在于，进行菌群筛选的液体发酵体系包括首次液体发酵体系、本次液体发酵体系和前次生产甲烷的液体发酵体系中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种利用人工混菌辅助发酵生产甲烷的方法，其特征在于，添加所述人工混菌接种体的液体发酵体系与进行菌群筛选的液体发酵体系属于同一体系。
8.根据权利要求7所述的一种利用人工混菌辅助发酵生产甲烷的方法，其特征在于，添加所述人工混菌接种体的液体发酵体系与进行菌群筛选的液体发酵体系中的体系建立条件相同。
9.根据权利要求4所述的一种利用人工混菌辅助发酵生产甲烷的方法，其特征在于，所述沼渣包括前次生产甲烷的液体发酵体系的剩余底物。
10.根据权利要求4所述的一种利用人工混菌辅助发酵生产甲烷的方法，其特征在于，在所述液体发酵体系中，所述沼渣和玉米秸秆的体积占比分别为1-3%和17-19%，所述人工混菌接种体的接种量为1-3ml，且接种后的所述液体发酵体系中的od600为0-5（不包括0），厌氧发酵的周期为15-20d。
