CN102424831A - 一种利用餐厨垃圾生产乳酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用餐厨垃圾生产乳酸的方法，涉及发酵领域。本发明通过利用生物菌液及酶制剂共同处理富含淀粉、纤维素、脂肪、蛋白质等物质的餐厨垃圾，在30-37℃下封闭发酵48-84小时来生产乳酸。发酵好的缪液经生物传感仪测定，乳酸含量最高达到20g/L，经换算，每100克餐厨垃圾能够产生15g乳酸。所述生物菌液包含地衣芽孢杆菌、幼虫似芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌；酶制剂包含如下成分：淀粉酶，纤维素酶，脂肪酶，蛋白酶、果胶酶。本发明旨在减少餐厨垃圾对环境的污染，同时变废为宝，将餐厨垃圾进行资源化利用。
Description
技术领域
本发明属于发酵领域，特别涉及一种利用生物菌液及酶制剂共同处理餐厨垃圾发酵生产乳酸的方法。
背景技术
餐厨垃圾是指剩饭、剩菜、蔬菜的根叶、瓜果的皮核、废弃的动物组织等，其成分主要是糖类、脂肪、蛋白质、盐分、水等，营养丰富。长期以来，餐厨垃圾在我国一直作为生猪的饲料，并通过市场自行寻找出路，这种处理方式存在很多问题：一、垃圾含水率高，流动性大，容易泄露，造成二次污染。二、垃圾车影响城市日常交通并污染环境。三、垃圾未经任何处理，喂出猪的卫生情况令人担忧，容易导致口蹄疫等疾病的产生。而随着我国社会、经济的发展和人们生活水平的不断提高，人们的居家饮食以及去饭店消费的数量和质量也明显的提高，餐厨垃圾的数量必将继续攀升。
由于餐厨垃圾含有丰富的淀粉、纤维素、蛋白质等物质，对其进行合理的利用，不仅可以减少对环境的污染，而且可以变废为宝，对其进行资源化利用。中国专利200710071647公布了“一种枯草杆菌糖化餐厨垃圾发酵生产乳酸的方法”，就已提出了很好的处理方法，它解决了目前在餐厨垃圾中加入淀粉酶或纤维素酶生产乳酸成本过高的问题，而且发酵液中杂酸种类少。
本发明是通过生物技术的方法即利用生物菌液及酶制剂共同处理餐厨垃圾，不需要加热等处理，将分拣后的餐厨垃圾连同生物菌液和酶制剂一同入发酵罐进行固态发酵来生产乳酸，该法具有生产成本低、可操作性强、过程简便等优点，不仅可以很好的解决餐厨垃圾环境污染等问题，而且也是一种制备能源的新技术，具有重大的经济、社会和环境效益，应用前景广泛。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种利用餐厨垃圾生产乳酸的方法。
利用餐厨垃圾生产乳酸的方法如下：包括如下步骤：
餐厨垃圾中添加生物菌液和混合酶制剂，将添加有生物菌液和混合酶制剂的餐厨垃圾加入发酵罐，30-37℃封闭发酵48-84小时，发酵后缪液使用生物传感分析仪对乳酸含量进行测定；
所述生物菌液为地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌；
所述生物菌液的添加量为餐厨垃圾质量比例的0.5％-2％；
所述生物菌液的优选添加量为餐厨垃圾质量比例的0.5％、1.0％或2.0％；
所述生物菌液中各菌的组分含量为任意比例；
所述地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌菌体浓度均在6×108个/ml-8×108个/ml；
所述混合酶制剂由淀粉酶、纤维素酶、脂肪酶、蛋白酶和果胶酶组成；
所述混合酶制剂的添加量质量比例为餐厨垃圾的0.1％-0.5％；
所述混合酶制剂的质量比例为淀粉酶∶纤维素酶∶脂肪酶∶蛋白酶∶果胶酶为0.8-1.2∶0.6-0.8∶0.6-0.8∶0.8-1.2∶0.8-1.0；
所述酶制剂的比例优选如下比例：淀粉酶∶纤维素酶∶脂肪酶∶蛋白酶∶果胶酶为1.0∶0.6∶0.8∶1.0∶0.7；
所述地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌采用常规菌株培养方法经斜面、一级、二级摇瓶培养获得。
有益效果
本发明充分利用了已对环境造成污染的餐厨垃圾，根据餐厨垃圾富含淀粉、纤维素、蛋白质等特点，通过生物技术的方法处理餐厨垃圾来生产乳酸。将发酵后的缪液使用生物传感分析仪进行测定，得到的乳酸可以达到20g/L，经换算，每100克餐厨垃圾能够产生15g乳酸。
据相关统计，在我国，每一万人能够在一天产生出1吨餐厨垃圾，我国每天会产生16万吨的餐厨垃圾，而按照每1吨餐厨垃圾可以生产0.05吨乳酸来计算，每天利用产生的餐厨垃圾制备可以制备8000吨乳酸，应用前景广泛。
运用生物技术方法对餐厨垃圾进行处理，符合无害化、资源化、减量化的处理原则，既减少了对环境的污染，同时又变废为宝，将餐厨垃圾进行了资源化利用，提出了一项制备能源的新技术，是一项切实可行的新技术。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限制性的，不能以此限定本发明的保护范围。
实施例1
向1千克餐厨垃圾当中加入生物菌液和酶制剂。生物菌液，其包含如下成分：地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌，其添加的质量比例各为0.1％。其中，地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌的菌体浓度均在6×108个/ml至8×108个/ml。添加质量比为0.1％的混合酶制剂，酶制剂的组成为：淀粉酶(200000u/g)，纤维素酶(200000u/g)，脂肪酶(100000u/g)，蛋白酶(100000u/g)，，果胶酶(100000u/g)。
酶制剂的组成质量比例为淀粉酶∶纤维素酶∶脂肪酶∶蛋白酶∶果胶酶为0.8∶0.6∶0.6∶0.8∶0.8。然后将加入生物菌液及酶制剂的料液入发酵罐相对封闭30℃保温发酵48小时。最后将发酵好的缪液用生物传感分析仪进行测定，得到的乳酸可以达到10g/L，经换算，每100克餐厨垃圾能够产生7.5g乳酸。
本例中地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、巨大芽孢杆菌(Paenibacillus larvae1)、纳豆芽孢杆菌(Bacillus natto)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)，购于中国普通微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址位于北京市朝阳区北辰西路1号院3号，邮编100101，保藏编号分别为CGMCC No1.106，No1.941，No1.1086，No1.1630，No 1.124。
生物菌株一级种子和二级种子培养
一级种子培养：肉汤培养基固态斜面活化地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌，植物乳杆菌五株菌，37℃培养24小时。
二级种子培养：将地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌，植物乳杆菌接种至肉汤液体培养基500ml三角瓶中，装液量50ml，在37℃，150r/min条件下摇床中培养18小时。经涂布营养琼脂平板，计算得各细菌菌体浓度为6×108个/ml至8×108个/ml。
实施例2
向1千克餐厨垃圾当中加入生物菌液和酶制剂。生物菌液，其包含如下成分：地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌，其添加的质量比例各为0.2％。其中，地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌的菌体浓度均在6×108个/ml至8×108个/ml。添加质量比为0.3％的混合酶制剂，酶制剂的组成为：淀粉酶(200000u/g)，纤维素酶(200000u/g)，蛋白酶(100000u/g)，脂肪酶(100000u/g)，果胶酶(100000u/g)。
添加质量比为0.3％的混合酶制剂，酶制剂的组成为：淀粉酶(200000u/g)，纤维素酶(200000u/g)，蛋白酶(100000u/g)，脂肪酶(100000u/g)，果胶酶(100000u/g。
酶制剂的组成质量比例为淀粉酶∶纤维素酶∶脂肪酶∶蛋白酶∶果胶酶为1.0∶0.7∶0.7∶1.0∶0.9。然后将加入生物菌液及酶制剂的料液入发酵罐相对封闭37℃保温发酵72小时。，最后将发酵好的缪液使用生物传感分析仪进行测定，得到的乳酸可以到15g/L，经换算，每100克餐厨垃圾能够产生11.2g乳酸。
实施例3
向1千克餐厨垃圾当中加入生物菌液和酶制剂。生物菌液，其包含如下成分：地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌，其添加的质量比例各为0.4％。其中，地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌的菌体浓度均在6×108个/ml至8×108个/ml。添加质量比为0.5％的混合酶制剂，酶制剂的组成为：淀粉酶(200000u/g)，纤维素酶(200000u/g)，蛋白酶(100000u/g)，脂肪酶(100000u/g)，果胶酶(100000u/g)。
添加质量比为0.5％的混合酶制剂，酶制剂的组成为：淀粉酶(200000u/g)，纤维素酶(200000u/g)，蛋白酶(100000u/g)，脂肪酶(100000u/g)，果胶酶(100000u/g。
酶制剂的组成质量比例为淀粉酶∶纤维素酶∶脂肪酶∶蛋白酶∶果胶酶为12∶0.8∶0.8∶12∶1.0。然后将加入生物菌液及酶制剂的料液入发酵罐相对封闭37℃保温发酵80小时。，最后将发酵好的缪液使用生物传感分析仪进行测定，得到的乳酸可以到20g/L，经换算，每100克餐厨垃圾能够产生15g乳酸。
Claims (9)
1.一种利用餐厨垃圾生产乳酸的方法，包括如下步骤：
(1)向餐厨垃圾中添加生物菌液和混合酶制剂，所述生物菌液为地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌；混合酶制剂由淀粉酶、纤维素酶、脂肪酶、蛋白酶和果胶酶组成；
(2)将生物菌液和混合酶制剂的餐厨垃圾加入发酵罐，30℃-37℃封闭发酵48-84小时；
(3)发酵后缪液使用生物传感分析仪进行测定。
2.如权1所述一种利用餐厨垃圾生产乳酸的方法，其特征在于所述步骤(1)中生物菌液的添加量为餐厨垃圾质量比例的0.5％-2％。
3.如权1所述一种利用餐厨垃圾生产乳酸的方法，其特征在于所述步骤(1)中生物菌液的优选添加量为餐厨垃圾质量比例的0.5％、1.0％或2.0％。
4.如权1所述一种利用餐厨垃圾生产乳酸的方法，其特征在于所述步骤(1)中生物菌液中各菌的组分含量为任意比例。
5.如权1所述一种利用餐厨垃圾生产乳酸的方法，其特征在于所述步骤(1)中地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌菌体浓度均在6×108个/ml-8×108个/ml。
6.如权1所述一种利用餐厨垃圾生产乳酸的方法，其特征在于所述步骤(1)中混合酶制剂的添加量质量比例为餐厨垃圾的0.1％-0.5％。
7.如权1所述一种利用餐厨垃圾生产乳酸的方法，其特征在于所述步骤(1)中混合酶制剂各组分的质量比例为：淀粉酶∶纤维素酶∶脂肪酶∶蛋白酶∶果胶酶为0.8-1.2∶0.6-0.8∶0.6-0.8∶0.8-1.2∶0.8-1.0。
8.如权1和权7所述一种利用餐厨垃圾生产乳酸的方法，其特征在于所述混合酶制剂各组分的质量比例为：淀粉酶∶纤维素酶∶脂肪酶∶蛋白酶∶果胶酶为1.0∶0.6∶0.8∶1.0∶0.7。
9.如权1所述一种利用餐厨垃圾生产乳酸的方法，其特征在于所述步骤(1)中地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌采用常规菌株培养方法经斜面、一级、二级摇瓶培养获得。
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