一種以餐廚垃圾厭氧發(fā)酵液為底物合成聚羥基脂肪酸酯的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種發(fā)酵合成聚徑基脂肪酸醋的方法，具體設(shè)及W餐廚垃圾厭氧發(fā)酵 液為底物發(fā)酵的聚徑基脂肪酸醋生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著"地溝油"和"垃圾豬"等食品安全與環(huán)境污染問題日益凸顯，近年來我國對 餐廚垃圾處理工作非常重視。餐廚垃圾的厭氧發(fā)酵處理因兼顧資源化和能源化特點，已經(jīng) 成為目前我國規(guī)模化餐廚垃圾處理工程（大于200噸/日）的主流技術(shù)。餐廚垃圾厭氧生 物處理產(chǎn)生的發(fā)酵液（沼液）的進一步處理與資源化利用是目前亟待突破的關(guān)鍵技術(shù)。
[0003] 將餐廚垃圾處理過程中產(chǎn)生的廢水和發(fā)酵液當作一種高濃度含鹽有機廢水處理， 不僅處理成本高，而且造成發(fā)酵液中有機物、營養(yǎng)物資源的浪費。而將餐廚垃圾脫油廢水作 為生產(chǎn)食用菌液體菌種的資源化利用途徑，仍然存在食品安全隱患。當將餐廚垃圾進行發(fā) 酵處理，產(chǎn)生的餐廚垃圾厭氧發(fā)酵液是一種難處理的高濃度有機廢水，一方面它含有高濃 度COD、氨氮等有機污染物、色度高、濁度高、且伴有惡臭，另一方面它的化學(xué)組成W蛋白質(zhì)、 糖類、動物脂肪為主，具有一定的資源化利用價值。餐廚垃圾厭氧發(fā)酵液雖然同傳統(tǒng)沼液成 分接近，但鹽分過高成為限制其資源化利用的主要瓶頸。發(fā)酵液中的鹽分一般高達1.Οι. 5%，將其直接還田利用存在±壤鹽分累積帶來的鹽堿化問題。目前在厭氧發(fā)酵處理成套 技術(shù)中，一般將餐廚垃圾發(fā)酵液等同于垃圾滲濾液高污染有機廢水處理，采用膜處理技術(shù) 路線，其處理成本高昂（一般在15-30元/噸），占餐廚垃圾處理成本的30%W上。
[0004] 專利CN101235400B公開了一種利用活性污泥生產(chǎn)聚徑基脂肪酸醋的方法，該方 法利用污水處理過程中所產(chǎn)生的剩余活性污泥為原料，具體公開了使用活性污泥進行水 解酸化，得到有機酸，使用分離的有機酸利用含有化dD和化祀基因的基因工程菌發(fā)酵生產(chǎn) PHAs。該方法使用的剩余活性污泥為污水處理過程中所產(chǎn)生，其含鹽量低，對微生物的正常 生長和代謝過程無不利影響；且該工程菌是經(jīng)人工重組產(chǎn)生，因此該方法適應(yīng)面小。
[0005] 專利申請CN102505025A公開了一種W剩余污泥發(fā)酵液為底物合成聚徑基脂肪酸 醋的方法，該方法使用剩余污泥進行厭氧發(fā)酵，分離產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸發(fā)酵液，該揮發(fā)性 脂肪酸發(fā)酵液與經(jīng)過好氧曝氣、連續(xù)馴化18~22個周期（每個周期22~24小時）的活 性污泥，另外添加乙酸鋼為外加碳源，進行聚徑基脂肪酸醋的合成。該方法使用的剩余活性 污泥同樣為污水處理過程中所產(chǎn)生，其含鹽量低；此外需另外添加碳源W生產(chǎn)聚徑基脂肪 酸醋。
[0006] 專利申請CN103074272A公開了 一種甲基營養(yǎng)型芽抱桿菌度acillus methylotrophicus)Ξ炬-04及其應(yīng)用，該甲基營養(yǎng)型芽抱桿菌的液體培養(yǎng)基包括：薦糖 0. 5~2%，酵母膏0. 5~2%，憐酸二氨鐘0. 05~0. 02%、硫酸儀0. 01~0. 10%、氯化鋼 0. 01~0. 10%、碳酸巧0. 01~0. 10%，p冊-9。該甲基營養(yǎng)型芽抱桿菌適宜培養(yǎng)含鹽量為 氯化鋼0. 01~0. 10%，且公開了該菌用于對植物青枯病、炭痘病的防治。該專利申請表明 該甲基營養(yǎng)型芽抱桿菌適宜培養(yǎng)含鹽量為氯化鋼0. 01~0. 10%，說明甲基營養(yǎng)型芽抱桿 菌適宜生長環(huán)境中含鹽量低，且現(xiàn)有技術(shù)中未曾公開其具有生產(chǎn)PHAs功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種使用微生物W餐廚垃圾厭氧發(fā)酵液為 底物生產(chǎn)聚徑基脂肪酸醋的方法，該方法不受餐廚垃圾厭氧發(fā)酵液中高鹽濃度的影響，微 生物不僅能在高鹽環(huán)境正常生長且能高效合成PHAs。且本發(fā)明方法無需額外添加碳源即可 實現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)上生產(chǎn)聚徑基脂肪酸醋。
[0008] 本發(fā)明主要目的在于提供一種W餐廚垃圾厭氧發(fā)酵液為底物合成聚徑基脂肪酸 醋的方法，所述方法包括：（1)使用脂肪酶和淀粉酶進行對餐廚垃圾厭氧發(fā)酵液的預(yù)處理； W及（2)在所述步驟（1)進行預(yù)處理后的餐廚垃圾厭氧發(fā)酵液中接種功能菌進行聚徑基脂 肪酸醋的合成。
[0009] 術(shù)語"餐廚垃圾"指餐飲垃圾和處于垃圾的總稱。餐飲垃圾指餐館、飯店、單位食 堂等的飲食剩余物W及后廚的果蔬、肉食、油脂、面點等的加工過程廢棄物。廚余垃圾指家 庭日常生活中丟棄的果蔬及食物下腳料、剩菜剩飯、瓜果皮等易腐有機垃圾。
[0010] 術(shù)語"厭氧發(fā)酵"指廢物在厭氧條件下通過微生物的代謝活動而被穩(wěn)定化，同時伴 有甲燒和C〇2產(chǎn)生。厭氧發(fā)酵液是指有機廢棄物在厭氧發(fā)酵后產(chǎn)生的剩余液體。
[0011] 術(shù)語"餐廚垃圾厭氧發(fā)酵液"指餐廚垃圾進行厭氧發(fā)酵處理后產(chǎn)生的廢水。
[0012] 術(shù)語"聚徑基脂肪酸醋"（PHAs)是一類具有生物可降解性、生物相容性、壓電性等 許多優(yōu)良性能的新型塑性聚醋，可作為化學(xué)合成塑料的理想替代品，在生物醫(yī)學(xué)、制藥、電 子等眾多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。PHAs是微生物在營養(yǎng)不平衡條件下合成的胞內(nèi)能量和 碳源儲藏性物質(zhì)，廣泛存在于細菌體內(nèi)，其分子量多為50, 000到1，000, 000道爾頓值a)，其 單體皆為R構(gòu)型。
[0013] 作為本發(fā)明的一種實施方式，在本發(fā)明的W餐廚垃圾厭氧發(fā)酵液為底物合成聚徑 基脂肪酸醋的方法中，所述步驟（1)中預(yù)處理條件為：P冊.0~7. 0,溫度35°C，脂肪酶濃度 0.Ig/l，淀粉酶濃度O.Olg/L。
[0014] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，在本發(fā)明的W餐廚垃圾厭氧發(fā)酵液為底物合成 聚徑基脂肪酸醋的方法中，所述的餐廚垃圾發(fā)酵液的預(yù)處理是指將發(fā)酵液的抑值調(diào)節(jié)至 6. 0~7. 0,加熱至35°C并預(yù)熱20min后，按0.Ig/L添加脂肪酶并攬拌30min;再按0.Olg/ L添加淀粉酶并攬拌30min，完成發(fā)酵液的預(yù)處理。
[0015] 作為本發(fā)明的一種實施方式，在本發(fā)明的W餐廚垃圾厭氧發(fā)酵液為底物 合成聚徑基脂肪酸醋的方法中，所述步驟（2)中功能菌包括甲基營養(yǎng)型芽抱桿菌 度acillusmethylotrophicus)、伸長鹽單胞菌化alomonaselongata)、糞產(chǎn)堿菌 (Alcaligenesfaecalissubspfaecalis)、產(chǎn)堿菌（Alcaligenesaquatilis) 〇
[0016] 甲基營養(yǎng)型芽抱桿菌、伸長鹽單胞菌、糞產(chǎn)堿菌、產(chǎn)堿菌均可商業(yè)獲得。
[0017] 作為本發(fā)明的一種實施方式，在本發(fā)明的W餐廚垃圾厭氧發(fā)酵液為底物合成聚徑 基脂肪酸醋的方法中，所述步驟（2)中生物合成聚徑基脂肪酸醋條件為溫度25~45°C、 pH7. 0~7. 5條件下發(fā)酵培養(yǎng)72~14地。
[0018] 作為本發(fā)明的一種實施方式，在本發(fā)明的W餐廚垃圾厭氧發(fā)酵液為底物合成聚徑 基脂肪酸醋的方法中，所述步驟（2)中生物合成聚徑基脂肪酸醋發(fā)酵條件為厭氧、好氧或 自然通風(fēng)。
[0019] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，在本發(fā)明的W餐廚垃圾厭氧發(fā)酵液為底物合成 聚徑基脂肪酸醋的方法中，所述步驟（2)中生物合成聚徑基脂肪酸醋條件為：使用甲基營 養(yǎng)型芽抱桿菌作為功能菌在溫度35°C、pH7. 0~7. 5條件下發(fā)酵培養(yǎng)10化。
[0020] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，在本發(fā)明的W餐廚垃圾厭氧發(fā)酵液為底物合成 聚徑基脂肪酸醋的方法中，所述步驟（2)中生物合成聚徑基脂肪酸醋條件為：使用伸長鹽 單胞菌作為功能菌在溫度35°C、好氧狀態(tài)pH7. 0~7. 5條件下發(fā)酵培養(yǎng)72h。
[0021] 作為本發(fā)明的一種實施方式，在本發(fā)明的W餐廚垃圾厭氧發(fā)酵液為底物合成聚徑 基脂肪酸醋的方法中，所述方法還包括對所述步驟（2)中合成的聚徑基脂肪酸醋進行純化 的步驟：將發(fā)酵液離屯、，對離屯、的沉淀冷凍干燥，加入氯仿破壁，保溫過濾，濾液驚干，得到 純化的聚徑基脂肪酸醋。
[0022] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)