餐厨垃圾发酵产乳酸研究进展

我国餐厨垃圾产量大、含水率高且极易腐烂变质,收集、处理困难,利用率低。如何环保、高效、经济地处理及资源化利用餐厨垃圾成为关注的焦点。乳酸（LA）作为一种重要的有机酸广泛应用于食品、化工等领域。在微生物发酵产乳酸机理及餐厨垃圾发酵制备乳酸工艺发展的基础上,综述了菌种、碳源和氮源、pH值等重要因素对餐厨垃圾发酵产乳酸的影响,并分析了发酵液中乳酸分离提纯技术的发展现状,展望了今后餐厨垃圾发酵产乳酸技术研究与应用的重点和难点。     

餐厨垃圾产乳酸酶解发酵工艺的优化

餐厨垃圾含水量高且极易腐烂.在大中型城市,每天会产生大量的餐厨垃圾,这些餐厨垃圾会造成环境污染.寻求简单、环保、有效的餐厨垃圾处理途径正成为人们研究的重点.乳酸作为一种工业原料广泛运用于食品、医药、化工等领域.因此,进行了餐厨垃圾生产乳酸的研究.结果在纤维素酶、α-淀粉酶和蛋白酶作用下,通过正交实验法得到实验最佳条件为pH为5,固液比为1∶5,温度为47℃.并进行了驯化菌种乳酸发酵餐厨垃圾生产乳酸的研究.     

餐厨垃圾发酵产微生物油脂的原液预处理

为了经济高效地利用餐厨垃圾发酵产微生物油脂,采用杯罐实验对餐厨垃圾原液进行热预处理、酸碱预处理和氧条件预处理,以探求酿酒酵母菌S.cerevisiae发酵产微生物油脂的最佳预处理条件。试验结果表明,餐厨垃圾原液热预处理的最佳温度为60℃,60℃温度下预处理2h后,餐厨垃圾水解液中的还原糖百分数和氨基酸态氮含量达到最大,分别为3.780 4%和0.539 mg/mL;pH值为[2,11]的酸碱预处理中,pH值为8时效果最佳,此条件下还原糖百分数和氨基酸态氮含量分别为3.210 4%和0.889mg/mL;相对于好氧条件,餐厨垃圾原液在兼氧条件下处理24h还原糖百分数和氨基酸态氮含量均较大,其值分别为3.221%和0.56mg/mL。在试验获得的最佳预处理条件下,采用Saccharomyces cerevisiae As2.516作为供试菌株,以预处理后的餐厨垃圾水解液加入量90%(V/V)、搅拌速率150r/min、通气量2.5L/min、发酵周期7d为基础发酵条件,进行1L发酵罐发酵,获得油脂产率为26.86%。     

热处理对餐厨垃圾厌氧发酵产氢的影响

餐厨垃圾中有机物含量高,以沼渣为产氢菌种来源,利用餐厨垃圾为原料研究厌氧发酵制备氢气,研究通过热处理沼渣对餐厨垃圾厌氧发酵产氢的影响。结果表明,餐厨垃圾是理想的厌氧发酵产氢底物,热处理能够有效的抑制耗氢微生物的活性,提高产氢气浓度。未加热处理发酵产气量大,氢气最大浓度为29%;100℃加热处理15 min发酵产氢气最大浓度为38%,产气量大;100℃加热处理30 min发酵产氢气最大浓度为35%,产气量下降。以餐厨垃圾为发酵底物微生物产氢发酵的最佳p H值为5.0~6.0。     

从餐厨垃圾制取乳酸的研究进展

餐厨垃圾是生活垃圾中最主要的一种,其有机质含量十分丰富,容易被微生物利用。从餐厨垃圾制取乳酸的技术被认为是最有发展前景的废弃物资源化技术之一。本文综述了国内外餐厨垃圾制取乳酸的微生物学机理、工艺条件及影响因素方面的研究进展,并提出将来餐厨垃圾制取乳酸技术研究的发展方向。     

餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的初步探究

餐厨垃圾在城市生活垃圾中占很大比重,利用微生物技术对餐厨垃圾进行处理并产生能源物质是当前处理餐厨垃圾的主要趋势。研究利用微生物厌氧发酵处理餐厨垃圾产生沼气。实验确定了利用新鲜牛粪和活性污泥做种源处理餐厨垃圾;初步确定了发酵过程中的主要参数：严格厌氧,发酵温度37℃,餐厨垃圾固形物含量不高于25%,接种量占发酵原料的25%~33%均可,发酵pH维持在7左右,发酵周期为15天,存在两个产气高峰,分别存在于接种后的第4~6天,9~11天。     

复合酶酶解餐厨垃圾的工艺条件优化研究

采用复合酶处理餐厨垃圾，旨在酶解餐厨垃圾中的营养物质和降低其固形物含量。以餐厨垃圾的降解率为优化指标，通过单因素实验初步探究复合酶添加量及比例、酶解时间、反应初始pH值、酶解温度等因素对酶解反应的影响。采用L9(34)正交实验进行工艺优化，得到最佳工艺条件为酶制剂添加量0.7%、反应初始pH6.0、酶解温度55℃，此时餐厨垃圾的降解率为33.98%。     

利用餐厨垃圾制作植物酵素及其活性成分分析

通过设计6组不同类型的餐厨垃圾发酵成植物酵素。结果表明,蔬菜类餐厨垃圾发酵容易产生白色霉菌,植物类餐厨垃圾发酵效果较差,而水果类餐厨垃圾发酵效果较好,糖分、蛋白质、醋酸含量较高,且含有一定量的纤维素酶、脂肪酶和过氧化氢酶。添加鸡蛋壳能加快水果类餐厨垃圾发酵,但鸡蛋壳溶解后,使PH值上升降低了酵素质量,而添加玉米渣不仅能加快其发酵且不会影响酵素质量。     

餐厨垃圾厌氧发酵制氢残留物连续沼气发酵研究

餐厨垃圾中有机物含量高,利用餐厨垃圾厌氧发酵制备氢气后残留物中含有丰富的低级脂肪酸、醇类等。从接种产甲烷菌和pH调节角度,利用餐厨垃圾厌氧发酵制备氢气后的残留物研究连续沼气发酵,提高餐厨垃圾资源利用率。结果表明,在接种产甲烷菌和调节发酵体系pH7的条件下,餐厨垃圾厌氧发酵制备氢气后的残留物能够连续沼气发酵。接种以新鲜沼渣为产甲烷菌来源的沼气发酵比以厌氧活性污泥为产甲烷菌种来源的沼气发酵产气效果好。     

几种发酵菌剂在餐厨垃圾发酵过程中的效果比较

为了研究餐厨垃圾制成有机肥料的发酵技术,向餐厨垃圾中分别添加发育复合菌群（EM菌剂）、酵素菌和有机废弃物发酵菌曲,通过其物理化学性质的变化比较不同发酵菌在餐厨垃圾发酵过程中的效果．结果表明,添加EM菌的餐厨垃圾发酵速度较快,其臭味在发酵第3天即消失,变成酸味,垃圾表面长出大量菌丝和菌斑;其电导率p在发酵第2天较高,之后逐渐降低;pH值一直处在酸性范围;水的质量分数则一直稳定在83％左右．添加酵素菌和有机废弃物发酵菌曲的餐厨垃圾分别在发酵第5天和第6天才逐渐长出菌斑,且一直有臭味,颜色逐渐变为灰色,最后出现虫蛆;前者的P在发酵过程中一直低于对照,后者在发酵第4～7天一直高于对照;两者的pH值一直处在中性偏碱范围．EM菌更适用于餐厨垃圾的发酵．可为餐厨垃圾的发酵技术和资源化处理研究提供参考．     

藏灵菇菌增殖条件及其乳酸发酵特性的研究

对藏灵菇菌增殖条件及其产乳酸特性进行了研究。藏灵菇增殖适宜条件为：乳浓度60%,培养温度28℃,接种量5%,pH值6.6,250 mL三角瓶装液量50 mL,转数100 r·m in^-1。连续培养5代后,其增殖率达到108%。藏灵菇产酸能力较强,培养20 h,pH值迅速下降到4.62,酸度增至109°T。外加碳源不利于藏灵菇生长,而添加蛋白胨和酵母浸提物则对藏灵菇增殖有促进作用。     

不同尿素添加量对马铃薯薯渣厌氧发酵产物品质的影响研究

以马铃薯淀粉生产过程中产生的废渣为原料,加入米糠降低含水量至72％,再添加普钙、乳酸菌等制成发酵基料,以尿素添加量为试验因素设置不同N素水平5个处理进行厌氧发酵,发酵产物测定粗蛋白、真蛋白质、尿素残余量、酸度、乳酸含量等指标,确定了添加尿素对薯渣发酵产物品质有显著影响,以2．0％～2．5％的尿素添加量品质最佳。     

生态化学工业的典型实例：乳酸及聚乳酸工业

通过对乳酸和聚乳酸的生命周期及其工业体系的探讨，认为随着研究的进一步深入，乳酸和聚乳酸工业系统可成为生态工业系统．     

马铃薯淀粉深加工薯渣废料厌氧发酵产物品质分析

采用厌氧发酵法对马铃薯淀粉深加工薯渣废料进行厌氧发酵,试验设置3个处理,分别添加或不添加米糠、尿素、过磷酸钙,供给微生物发酵过程所需的碳源、氮源、磷源以及无机盐。通过对厌氧发酵产物成分的测定得出:马铃薯淀粉深加工薯渣废料经厌氧发酵后粗蛋白和蛋白质氮的含量分别提高182.78%和68.18%,总酸提高307.05%,乳酸含量提高2646.19%。发酵产物可做粗饲料使用。     

用低聚乳酸作尿素缓释膜的研究

以乳酸合成的低聚乳酸作为包膜材料采用物理法对尿素进行包裹 ,制作包膜尿素 .介绍了低聚乳酸的合成原理、制备方法和分析测试方法 ,并讨论加热时间对数均分子量的影响 .浸泡实验结果表明 ,聚乳酸的分子量越高 ,缓释放效果越好 .     

乳酸菌体外降解胆固醇的影响因素研究

研究了影响乳酸菌体外降解胆固醇的4个因素：胆盐质量浓度、胆固醇质量浓度、培养基初始p H值和菌体培养时间.结果表明,受试菌株的降解能力显著受上述因素的影响;在相同条件下,不同菌株的降解能力差异显著.总体上,胆盐质量浓度为4-6 mg/m L,胆固醇质量浓度为190-230 mg/L,培养基初始p H值在5-7,菌体培养时间11-23 h时,乳酸菌降解胆固醇的能力最高,达到50%以上.     

一株新型乳酸菌素产生菌的分离及其鉴定

从新鲜牛乳中分离得到乳酸菌Ｘ４。该菌株在发酵过程中产生的乳酸菌素有较广的抑菌谱,不仅对芽孢杆菌、葡萄球菌、链球菌等革兰氏阳性细菌的生长具有较强的抑制作用,而且对大肠杆菌、沙门氏菌等革兰氏阴性细菌的生长也具有较强的抑制作用。经鉴定,Ｘ４ 菌株为乳脂链球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｃｒｅｍ ｏｒｉｓ ｓｐ．Ｘ４）。     

乙二胺接枝聚乳酸亲水改性研究

研究了乙二胺改性聚乳酸（EMPLA）的合成工艺及其亲水性能。以乳酸、马来酸酐和乙二胺为原料,合成了EMPLA,并对其工艺参数进行了优化;对聚乳酸（PLA）、马来酸酐改性聚乳酸（MPLA）、EMPLA进行了性能测试和结构表征,测定了吸湿率以研究其亲水性能力。优化的反应工艺为：在10℃反应2h、乙二胺过量20％时产率及产物纯度最高。通过酸酐间接引入亲水性的活性伯胺基团,EMPLA的平衡吸湿率比聚乳酸提高了31％。     

酵母粉质量浓度对德氏乳杆菌保加利亚亚种KLDS 1.9201分批发酵动力学的影响

比较了德氏乳杆菌保加利亚亚种KLDS 1.9201在不同生长阶段的生长速率和产酸速率,分析了在乳清培养基中添加不同质量浓度酵母粉（0～20g/L）对该菌株分批发酵动力学参数的影响。结果表明：不论添加酵母粉与否,KLDS 1.9201的增殖速率和产酸速率均成正比例递增关系。随着酵母粉质量浓度提高到10g/L,KLDS 1.9201生长偶联期的持续时间由6 h缩短至4h,最高生长速率达到1.28g/L·h,在3h减速期内产生的乳酸量几乎占总产量的39％。但酵母粉添加量超过20g/L时对菌体生长反而有一定抑制作用。     

乳酸菌发酵过程参数的研究

为准确、快捷地掌握乳酸菌发酵过程中主要参数的变化情况,通过KRH-BI0300型发酵罐控制系统、细胞密度监测系统、SHP8400PM过程气体质谱分析仪、生物传感分析仪等多种发酵过程分析检测手段,对乳酸发酵过程中乳酸菌活细胞数、尾气成分、葡萄糖及乳酸含量的变化情况进行测定。结果表明,应用多种现代化分析检测手段可以快速、精确地掌握乳酸菌发酵过程参数变化情况。该研究为乳酸菌发酵过程的优化控制及规模工业化奠定了基础。