一种复合微生物处理泔水的方法

赵 坤，李冰寒，李林辉

(西华师范大学,四川 南充 637002)

泔水是指餐馆、食堂等饮食行业排放的含油潲水，其成分复杂，含油量高，易滋生细菌。在我国中大型城市中，每天产生的泔水高达300多万t[1]。泔水的传统去向主要用于饲喂生猪，但因为泔水发酵中很容易受到病毒的污染，加重非洲猪瘟等疫情的传播蔓延，该法已经被禁止。现在主流的处理方法是饲料化，该方法主要包括以下4个方面：脱水脱油、杂质过滤、灭菌处理、物料粉碎处理[2]。无论哪一种处理方式，均需要对餐厨垃圾收集、集中存放、再处理过程，在这个时间段内，恶臭物质不断在产生着，虽然我国在《恶臭污染物排放标准》(GB14554—93)规定了8种(三甲胺、氨气、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳、二甲二硫、苯乙烯)恶臭污染物和臭气浓度的排放标准，因为餐厨垃圾分散、各点量少不便集中处理，更不便于监管，餐厨垃圾随意排放依然是主流。

小曲本是酿造高粱白酒的微生物制剂，主要含有根霉菌和酒精酵母，根霉在酿酒过程中起淀粉糖化作用，酵母在酿酒过程中把可发酵糖转化为酒精成分。而泔水中的油脂通过解脂菌的作用，成为短链脂肪酸，可以为根霉、酵母提供生长的碳源。二者联合作用，有利于泔水的无害化利用，产生菌物蛋白以及香气酒精成分，祛除恶臭，改善环境。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 泔水 取自学生食堂。

1.1.2 小曲 彭州市华西酒曲厂。

1.1.3 蜡样芽孢杆菌 实验室保存。

1.1.4 石油醚 成都科隆化学品有限公司。

1.1.5 吐温80 天津市福晨化学试剂厂。

1.1.6 蜡样芽孢杆菌活化培养基 硫酸铵0.2%，磷酸氢二钾0.2%，磷酸二氢钠0.2%，氯化钠0.2%，七水硫酸镁0.05%，琼脂粉1.8%，肥肉切成小块加入蜡样芽孢杆菌种子培养基(LB培养基)：10g蛋白胨、10g氯化钠、5g酵母粉和1L蒸馏水，pH值7.0。

1.2 方法

1.2.1 制备标准油以及除油泔水

将泔水在121℃下灭菌30min，然后按石油醚(60～90℃沸程):泔水1∶1的比例将石油醚加入到灭菌泔水中，充分震荡10min，使泔水中的油脂成分萃取进入石油醚中，静置过夜，倾倒上层，获得石油醚、泔水油与水的萃取混合物。萃余品即为含淀粉的除油泔水，低温暂存作为待降解发酵液备用。将萃取混合物通过无水硫酸钠除水，并在90℃水浴上，赶尽残余的石油醚，得到“标准油”装入锥形瓶中，密封，-20℃保存待用。

1.2.2 标准油脂标准曲线及泔水中油脂残留量的分析 标准油脂标准曲线绘制及供试样品中残留油脂含量的测定采用CJ/T 57-1999方法进行。

1.2.3 泔水中残余淀粉含量的测定 将不同降解时间的发酵液以及对照样，按照陈璐[3]等的方法进行分析。

1.2.4 蜡样芽孢杆菌菌液的培养 取冰箱保存的蜡样芽孢杆菌在活化培养基上连续划线3次，然后接种在种子培养基中，在30℃，180r/min条件下震荡培养，测定其OD600nm在为1.6左右投入泔水中。

1.2.5 泔水的生物降解 取500mL锥形瓶，每瓶装入摇匀保存备用的除油泔水300mL后，加入“标准油”500mg/L,乳化剂吐温80700mg/L，作为发酵液。泔水的生物降解作3种处理，方法1在泔水中只加入6%蜡样芽孢杆菌菌液；方法2在泔水中加入6%蜡样芽孢杆菌菌液以及1%的小曲；方法3处理以平均值反映降解速率。所有的处理在30℃、180r/min条件下连续培养，每24h取样1次测定残余油脂含量以及残余淀粉的含量，并除以起始含量值为残余百分比。

2 结果与分析

2.1 残余油脂变化

表1为不同生物处理，泔水残余油脂的含量，可以看出，只加有蜡样芽孢杆菌菌液的泔水的油脂含量在72h内，下降趋势较为平缓，72h后降解效率明显提高，至144h后残余油脂不足始含量的40%，即60%以上的油脂被分解利用掉了。只加小曲而不加蜡样芽孢杆菌的泔水液，在144h后油脂含量几乎没有下降，说明根霉与酵母利用油脂的能力很弱，而既加小曲又加蜡样芽孢杆菌的泔水液，在前期72h内油脂的降解速度较单一用蜡样芽孢杆菌效率高，可能是油脂降解产物被快速利用掉，在144h后的，油脂的降解率接近80%。

表1 泔水液残余油脂率(%)

2.2 残余淀粉含量变化

表2为不同生物处理，泔水残余淀粉的含量，可以看出，无论哪一种处理，淀粉的降解速率都比较高，在96h后几乎不存在淀粉了。而既加小曲又加蜡样芽孢杆菌处理泔水，淀粉下降更快些，只因为菌种量大，从另一个方面看，根霉与蜡样芽孢杆菌菌具有较强的淀粉利用能力。

表2 泔水液残余淀粉率(%)

2.3 颜色与气味

只加蜡样芽孢杆菌的泔水液的颜色最深，为深棕色；只加小曲的泔水液的颜色最浅，为黄色略带棕色；加有蜡样芽孢杆菌和小曲的泔水液的颜色为黄棕色。在震荡培养72h后，加有小曲与蜡样芽孢杆菌的泔水液开始出现酵母酒精发酵的独特气味，其味道越来越浓烈，几乎掩盖住了泔水的原有不愉快气味。

3 讨论

蜡样芽孢杆菌是一种无荚膜、能运动、产芽孢，兼性好氧的革兰氏阳性杆菌，广泛分布于各种营养基质中。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]，但关于该菌能降解油脂，未见报道，本实验室从松树松脂降解液中，分离到该菌，并证实有较强的解脂能力[9]，进而用于泔水处理，获得满意的效果。当泔水中的淀粉被水解为可发酵性糖的时候，酵母可以转化糖为酒精，酒精有愉快的香气,小曲中的根霉还有一定的产酸能力[10]，这些产物都能掩盖泔水淀粉因为其他微生物的代谢而产生异味甚至于恶臭物。采用外供微生物形成优势菌群降解泔水，抑制了泔水中多种产生恶臭物质的作用，能为餐饮工作者提供良好的工作环境，也为泔水的无害化处理提供了新的思路。