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酵母在食品工业废水处理中的应用

2022-03-26 00:12:47 合肥鸿昇自动化科技有限公司 阅读

中国科学技术的快速发展加速了对酵母的研究。根据酵母的一些特性,将其应用于一些领域,不仅具有良好的应用效果,还能在很大程度上提高我国食品工业的经济效益。另外,酵母是食品工业废水处理过程中的重要物质,对水质有很大的净化作用。在有毒废水、高浓度有机废水和生活废水中得到了很好的应用,对我国的废水处理有很大的促进作用,极大地推动了我国食品工业的发展。

1.酵母的分类

酵母是真核微生物的总称,在我国分布广泛。一般能在含糖量高的环境中生存,能在pH值为5.0的酸性环境中生存。适宜的出口温度为45 ~ 60℃。另外,在传统的食品工业中,可以通过有效的方法调节出水温度,然后进行氧化反应。一般来说,这种酵母生存的适宜温度为25 ~ 30℃。与细菌相比,酵母菌的种类相对较少,但在不同行业中应用广泛,如图1所示。如面包、甘油和蔗糖。

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由于酵母在不同领域的应用不同,可分为以下两类:

①发酵酵母。能被糖发酵成二氧化碳和有机物;

②氧化酵母。氧化能力强,发酵能力弱,主要包括汉逊酵母、假丝酵母等。可以利用不同的有机物。酵母利用有机物的机理是:水解酶将大分子有机物水解成小分子有机物,并根据糖酵解转化丙酮酸,供给酵母生产力。酵母A型可以将其转化为乙醇;氧化酵母可以将丙酮酸转化为乙酰辅酶,再转化为水和二氧化碳,可见氧化酵母在废水处理中的应用至关重要。

2.酵母的特性

酵母耐酸,能形成絮体,繁殖能力强,新陈代谢旺盛。有些细菌对环境酸碱度比较敏感,不能在强酸环境中生长,而酵母菌能在强酸中生长,在pH值为3.0的酸性溶液中仍能生长,并能发酵废水产生酒精,很大程度上能达到净化废水的目的。

此外,有些酵母菌不仅能在酸性溶液中生长,还能在很大程度上耐高温。活性黑B在pH2.0环境下可以脱色。其特性使酵母菌株能在强酸环境中繁殖。酵母如果没有耐酸性,会在很大程度上受到酸的抑制,达不到净水的目的。此外,酵母具有较高的抗渗透压能力,在水分活度为0.70时仍能正常生长,说明酵母在生长过程中能适应恶劣环境,并能有效降解一些难以降解的有机有毒物质。通过对酵母的深入研究,发现其能有效降解原料淀粉、苯酚和甘油酯,其中酵母中的脱氢酶活性能促进硫酸根离子的生长,离子浓度的变化不会影响酵母,还能有效杀灭细菌,并能在很大程度上分解有机物。

3.酵母在食品工业废水处理中的应用分析

3.1酵母生产方法

(1)单细胞蛋白的生产。

酵母生产单细胞蛋白过程中,蛋白质量可以达到干质量的一半,可以很大程度上有效提取B族维生素,在此基础上还可以提取辅酶a,具有很高的应用价值。此外,酵母在生产单细胞蛋白的过程中具有利用率高、生产率高、占地面积小等诸多特点。通过酵母在蛋白质上的大量生产,可以在很大程度上弥补食物的不足。这种方法主要用于念珠菌属。和酿酒酵母,通过两种菌株的有效组合可以大大提高产量。

(2)油脂的生产。

油脂主要是指微生物分子在特定环境下,以碳氢化合物和碳水化合物为碳源产生的一种油脂。其产油具有一定的周期性,产量高,不受环境影响,很大程度上安全性高。

(3)酵母的分离。

主要采用马丁氏和YPD2培养基,在超净工作台中纯化酵母。挑取分离平板上的酵母单菌落接种于纯化培养基上,28℃培养3天。然后挑取单菌落接种在纯化的培养基上培养,重复几次,得到单菌落。形态学观察挑出培养2 ~ 3天的单菌落,观察平板上酵母菌的菌落特征。用亚甲蓝对酵母细胞进行染色,然后用光学显微镜观察酵母细胞的形态。

3.2酵母废水处理技术

酵母废水处理技术的主要目的是有效净化废水。该技术是将能在废水中生长并分解有机物的酵母菌株有效混合,通过好氧的方法利用并分解酵母废水中的有机物,有效降低废水中的COD,达到净化水质的目的。另外,由于废水中有混合菌种,固体进入沉淀池后被酵母菌分离,可使废水达到国家排放标准。酵母废水处理技术具有投资少、污染小、占地面积小、后续处理简单等应用优势。在我国酵母研究期间,进行了味精废水实验,筛选出能适应味精废水环境的菌群,设计了酵母废水处理工艺。结果表明,酵母混合菌群的活性不受高浓度氨氮和硫酸盐环境的影响。在一定的稳定环境下,处理后可获得单细胞蛋白,饲料添加剂可回收利用。

4.发展趋势

(1)基因工程技术提高废水处理效果。

在酵母处理废水的过程中,我国学者可以利用基因工程技术将脂肪酶导入到解脂耶氏菌中,使脂肪酶得到较大程度的表达,有效去除COD和油脂。此外,由于我国基因工程技术的不断发展,酵母遗传学可以在很大程度上进行改造,从而获得高质量的酵母菌株。而酵母菌株的基因组测序还处于起步阶段,遗传背景模糊,没有成熟的操作平台。因此,在基因工程技术的改进和优化方面还需要更深入的研究。

(2)利用混合菌群去除废水中的有机物。

污水处理主要通过混合菌群来完成。通过相互配合,利用不同菌种的李子来降解废水,可以在很大程度上去除废水中的有机物。此外,我国学者利用光合细菌和酵母菌净化皂素废水,结果显示去除率达到87.2%,而如果单独使用酵母菌和光合细菌,去除率仅为53%,这说明利用两种不同的真菌可以大大提高去除率,对废水净化作用很大。

(3)新热点的应用。

随着我国科学技术的不断发展,微生物固定化技术在我国得到了发展,并在废水处理中得到了很好的应用,为酵母的应用开辟了新的热点。

5.结论

酵母在食品工业废水处理中的应用,不仅可以净化废水水质,还可以在很大程度上促进食品工业未来的经济发展。此外,酵母是废水处理中的重要资源,具有耐高渗透压、耐酸、代谢旺盛的特点。能有效净化水质,在此基础上,还能生产微生物油,循环利用资源。与其他国家相比,我国对酵母菌的研究起步较晚,有必要加强研究,使其成为我国废水处理中的宝贵资源。(来源:广东元力实业有限公司)


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