餐厨垃圾微生物发酵生产生物饲料的研究

化学与生物工程２０１２，Ｖｏｌ．２９Ｎｏ．１Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ＆Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ８５８５收稿日期：２０１１－１０－１８作者简介：庄禧懿（１９８１－），浙江金华人，硕士研究生，主要从事微生物方面的研究；通讯作者：储卫华，博士，副教授，Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｕ－ｗｅｉｈｕａ２００２＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ。ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－５４２５．２０１２．０１．０２３餐厨垃圾微生物发酵生产生物饲料的研究庄禧懿１，储卫华１，２，马兴旺２，朱卫１（１．中国药科大学生命科学与技术学院，江苏南京２１０００９；２．南京日升康生物工程有限公司，江苏南京２１１１０３）摘要：以含水量６０％的餐厨垃圾为原料，研究了对其用微生物（热带假丝酵母Ｃａｎｄｉｄａｔｒｏｐｉｃａｌｉｓ、啤酒酵母Ｓａｃ－ｃｈａｒｏｍｙｃｅｓｃｅｒｉｖｉｓｉａｅ、枯草芽孢杆菌Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｕｂｔｉｌｉｓ）发酵生产生物饲料的工艺条件。确定最佳工艺条件为：餐厨垃圾添加１．５％的尿素，以热带假丝酵母∶啤酒酵母∶枯草芽孢杆菌＝１∶１∶１混合菌作为种子液，接种量２％，３０℃发酵４８ｈ后，５０℃烘干。在此条件下所得发酵产物的粗蛋白含量达到２８％，比原来增加了４．５％，枯草芽孢杆菌及总酵母菌含量分别在５．２×１０９ｃｆｕ·ｇ－１和８．４×１０８ｃｆｕ·ｇ－１以上，发酵产物有芳香气味，适口性强，具有蛋白饲料和微生态制剂的双重特性。关键词：餐厨垃圾；微生物；发酵；生物饲料中图分类号：Ｘ７０５文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－５４２５（２０１２）０１－００８５－０２餐厨垃圾，俗称泔脚，是饭店、食堂及居民生活等食用残余垃圾的总称，主要包括米和面粉类、蔬菜、动植物油、肉骨等食物残余，其营养成分含量较高。这些废弃物极易腐烂变质、散发恶臭、传播细菌和病毒。此外，其中的渗沥水极易通过渗透作用污染地下水，而废弃油脂和残渣则会堵塞下水道，严重污染环境［１］。目前，我国餐厨垃圾的主要处置方式有两种：回收直接饲喂家畜或混入生活垃圾作填埋处置。这两种方法都会给环境带来损害。由于餐厨垃圾可能含有口蹄疫病菌、猪瘟病菌、弓形虫、沙门氏菌、旋毛虫、弯曲杆菌等，未经处理直接饲养畜禽，会将其中的细菌通过食物链传染给食用者。不分类收集的餐厨垃圾直接填埋，由于其有机成分高，对填埋场的冲击负荷很大，会污染地下和地表水体，形成病菌滋生地［２，３］。利用微生物将有机废物转化为蛋白质，不仅能够提高资源的利用效率，而且对消除环境污染、改善生态环境都具有重要意义［４～７］。并且微生物生产的生物饲料具有蛋白消化吸收率高、适口性好等优点。作者利用枯草芽孢杆菌、酵母对餐厨垃圾进行发酵，生产出富含有益微生物和多种酶的生物饲料，达到了餐厨垃圾资源化利用、减少环境污染、变废为宝的目的。１实验１．１餐厨垃圾及预处理餐厨垃圾取自中国药科大学学生食堂，初步分拣去除筷子、叉子等不可利用物，离心，去除部分水分，置冰箱中备用。其主要成分见表１。表１餐厨垃圾的组成／％Ｔａｂ．１Ｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｋｉｔｃｈｅｎｆｏｏｄｗａｓｔｅ／％水分干物质总糖粗脂肪粗蛋白非蛋白氮总灰分７２３４．２２４．４２３．５１１．８６．１注：以上各值为平均值１．２菌种热带假丝酵母（Ｃａｎｄｉｄａｔｒｏｐｉｃａｌｉｓ）、啤酒酵母（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓｃｅｒｉｖｉｓｉａｅ）、枯草芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｕｂｔｉｌｉｓ），自行保存，均为农业部关于饲料生物安全通用技术准则附录中规定使用的生产菌种。１．３培养基酵母培养基：葡萄糖１０ｇ，麦芽糖１０ｇ，蛋白胨５ｇ，酵母粉５ｇ，ＮａＣｌ５ｇ，蒸馏水１０００ｍＬ，用于培养酵母菌。牛肉膏蛋白胨培养基：牛肉膏３ｇ，蛋白胨１０ｇ，ＮａＣｌ５ｇ，琼脂２０ｇ，水１０００ｍＬ，ｐＨ值７．０～７．２，用于培养枯草芽孢杆菌。庄禧懿等：餐厨垃圾微生物发酵生产生物饲料的研究／２０１２年第１期８６８６固体发酵基础培养基：经过预处理的餐厨垃圾用匀质机打浆，１２１℃灭菌２０ｍｉｎ即为发酵基础培养基。１．４方法１．４．１菌种的活化将菌种从－７０℃冰箱取出，用接种环挑取冷冻冰块涂布于相应的固体培养基上培养２４～４８ｈ，然后挑取单个菌落接种到液体培养基中进行培养，作为种子液。１．４．２餐厨垃圾固体发酵实验取一定量处理后的餐厨垃圾加不同含量的氮源作为发酵培养基，分别接入一定量的热带假丝酵母、啤酒酵母、枯草芽孢杆菌，在一定的培养条件下进行发酵培养。发酵完后，将发酵物于５０℃鼓风干燥，控制水分在１０％左右。测定发酵产物的蛋白含量、微生物数量。１．５分析与检测水分的测定参照ＧＢ／Ｔ６４３６－１９９２；粗脂肪的测定参照ＧＢ／Ｔ６４３３－２００６；总糖的测定参照ＧＢ／Ｔ３８６５－１９８３；粗灰分的测定参照ＧＢ／Ｔ６４３８－１９９２；粗蛋白的测定参照ＧＢ／Ｔ６４