一種復合微生物處理泔水的方法

趙 坤，李冰寒，李林輝

(西華師范大學,四川 南充 637002)

泔水是指餐館、食堂等飲食行業排放的含油潲水，其成分復雜，含油量高，易滋生細菌。在我國中大型城市中，每天產生的泔水高達300多萬t[1]。泔水的傳統去向主要用于飼喂生豬，但因為泔水發酵中很容易受到病毒的污染，加重非洲豬瘟等疫情的傳播蔓延，該法已經被禁止。現在主流的處理方法是飼料化，該方法主要包括以下4個方面：脫水脫油、雜質過濾、滅菌處理、物料粉碎處理[2]。無論哪一種處理方式，均需要對餐廚垃圾收集、集中存放、再處理過程，在這個時間段內，惡臭物質不斷在產生著，雖然我國在《惡臭污染物排放標準》(GB14554—93)規定了8種(三甲胺、氨氣、硫化氫、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳、二甲二硫、苯乙烯)惡臭污染物和臭氣濃度的排放標準，因為餐廚垃圾分散、各點量少不便集中處理，更不便于監管，餐廚垃圾隨意排放依然是主流。

小曲本是釀造高粱白酒的微生物制劑，主要含有根霉菌和酒精酵母，根霉在釀酒過程中起淀粉糖化作用，酵母在釀酒過程中把可發酵糖轉化為酒精成分。而泔水中的油脂通過解脂菌的作用，成為短鏈脂肪酸，可以為根霉、酵母提供生長的碳源。二者聯合作用，有利于泔水的無害化利用，產生菌物蛋白以及香氣酒精成分，祛除惡臭，改善環境。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 泔水 取自學生食堂。

1.1.2 小曲 彭州市華西酒曲廠。

1.1.3 蠟樣芽孢桿菌 實驗室保存。

1.1.4 石油醚 成都科隆化學品有限公司。

1.1.5 吐溫80 天津市福晨化學試劑廠。

1.1.6 蠟樣芽孢桿菌活化培養基 硫酸銨0.2%，磷酸氫二鉀0.2%，磷酸二氫鈉0.2%，氯化鈉0.2%，七水硫酸鎂0.05%，瓊脂粉1.8%，肥肉切成小塊加入蠟樣芽孢桿菌種子培養基(LB培養基)：10g蛋白胨、10g氯化鈉、5g酵母粉和1L蒸餾水，pH值7.0。

1.2 方法

1.2.1 制備標準油以及除油泔水

將泔水在121℃下滅菌30min，然后按石油醚(60～90℃沸程):泔水1∶1的比例將石油醚加入到滅菌泔水中，充分震蕩10min，使泔水中的油脂成分萃取進入石油醚中，靜置過夜，傾倒上層，獲得石油醚、泔水油與水的萃取混合物。萃余品即為含淀粉的除油泔水，低溫暫存作為待降解發酵液備用。將萃取混合物通過無水硫酸鈉除水，并在90℃水浴上，趕盡殘余的石油醚，得到“標準油”裝入錐形瓶中，密封，-20℃保存待用。

1.2.2 標準油脂標準曲線及泔水中油脂殘留量的分析 標準油脂標準曲線繪制及供試樣品中殘留油脂含量的測定采用CJ/T 57-1999方法進行。

1.2.3 泔水中殘余淀粉含量的測定 將不同降解時間的發酵液以及對照樣，按照陳璐[3]等的方法進行分析。

1.2.4 蠟樣芽孢桿菌菌液的培養 取冰箱保存的蠟樣芽孢桿菌在活化培養基上連續劃線3次，然后接種在種子培養基中，在30℃，180r/min條件下震蕩培養，測定其OD600nm在為1.6左右投入泔水中。

1.2.5 泔水的生物降解 取500mL錐形瓶，每瓶裝入搖勻保存備用的除油泔水300mL后，加入“標準油”500mg/L,乳化劑吐溫80700mg/L，作為發酵液。泔水的生物降解作3種處理，方法1在泔水中只加入6%蠟樣芽孢桿菌菌液；方法2在泔水中加入6%蠟樣芽孢桿菌菌液以及1%的小曲；方法3處理以平均值反映降解速率。所有的處理在30℃、180r/min條件下連續培養，每24h取樣1次測定殘余油脂含量以及殘余淀粉的含量，并除以起始含量值為殘余百分比。

2 結果與分析

2.1 殘余油脂變化

表1為不同生物處理，泔水殘余油脂的含量，可以看出，只加有蠟樣芽孢桿菌菌液的泔水的油脂含量在72h內，下降趨勢較為平緩，72h后降解效率明顯提高，至144h后殘余油脂不足始含量的40%，即60%以上的油脂被分解利用掉了。只加小曲而不加蠟樣芽孢桿菌的泔水液，在144h后油脂含量幾乎沒有下降，說明根霉與酵母利用油脂的能力很弱，而既加小曲又加蠟樣芽孢桿菌的泔水液，在前期72h內油脂的降解速度較單一用蠟樣芽孢桿菌效率高，可能是油脂降解產物被快速利用掉，在144h后的，油脂的降解率接近80%。

表1 泔水液殘余油脂率(%)

2.2 殘余淀粉含量變化

表2為不同生物處理，泔水殘余淀粉的含量，可以看出，無論哪一種處理，淀粉的降解速率都比較高，在96h后幾乎不存在淀粉了。而既加小曲又加蠟樣芽孢桿菌處理泔水，淀粉下降更快些，只因為菌種量大，從另一個方面看，根霉與蠟樣芽孢桿菌菌具有較強的淀粉利用能力。

表2 泔水液殘余淀粉率(%)

2.3 顏色與氣味

只加蠟樣芽孢桿菌的泔水液的顏色最深，為深棕色；只加小曲的泔水液的顏色最淺，為黃色略帶棕色；加有蠟樣芽孢桿菌和小曲的泔水液的顏色為黃棕色。在震蕩培養72h后，加有小曲與蠟樣芽孢桿菌的泔水液開始出現酵母酒精發酵的獨特氣味，其味道越來越濃烈，幾乎掩蓋住了泔水的原有不愉快氣味。

3 討論

蠟樣芽孢桿菌是一種無莢膜、能運動、產芽孢，兼性好氧的革蘭氏陽性桿菌，廣泛分布于各種營養基質中。其存在有害的一面，如污染食品[3-6]，也有有益的一面，如植物抗病[7-8]，但關于該菌能降解油脂，未見報道，本實驗室從松樹松脂降解液中，分離到該菌，并證實有較強的解脂能力[9]，進而用于泔水處理，獲得滿意的效果。當泔水中的淀粉被水解為可發酵性糖的時候，酵母可以轉化糖為酒精，酒精有愉快的香氣,小曲中的根霉還有一定的產酸能力[10]，這些產物都能掩蓋泔水淀粉因為其他微生物的代謝而產生異味甚至于惡臭物。采用外供微生物形成優勢菌群降解泔水，抑制了泔水中多種產生惡臭物質的作用，能為餐飲工作者提供良好的工作環境，也為泔水的無害化處理提供了新的思路。