一種以餐廚垃圾厭氧發酵液為底物合成聚羥基脂肪酸酯的方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種發酵合成聚徑基脂肪酸醋的方法，具體設及W餐廚垃圾厭氧發酵 液為底物發酵的聚徑基脂肪酸醋生產方法。
【背景技術】
[0002] 隨著"地溝油"和"垃圾豬"等食品安全與環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。餐廚垃圾的厭氧發酵處理因兼顧資源化和能源化特點，已經 成為目前我國規模化餐廚垃圾處理工程（大于200噸/日）的主流技術。餐廚垃圾厭氧生 物處理產生的發酵液（沼液）的進一步處理與資源化利用是目前亟待突破的關鍵技術。
[0003] 將餐廚垃圾處理過程中產生的廢水和發酵液當作一種高濃度含鹽有機廢水處理， 不僅處理成本高，而且造成發酵液中有機物、營養物資源的浪費。而將餐廚垃圾脫油廢水作 為生產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 酵處理，產生的餐廚垃圾厭氧發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，另一方面它的化學組成W蛋白質、 糖類、動物脂肪為主，具有一定的資源化利用價值。餐廚垃圾厭氧發酵液雖然同傳統沼液成 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。目前在厭氧發酵處理成套 技術中，一般將餐廚垃圾發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 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聚徑基脂肪酸醋的方法，該方 法利用污水處理過程中所產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酵生產 PHAs。該方法使用的剩余活性污泥為污水處理過程中所產生，其含鹽量低，對微生物的正常 生長和代謝過程無不利影響；且該工程菌是經人工重組產生，因此該方法適應面小。
[0005] 專利申請CN102505025A公開了一種W剩余污泥發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酵，分離產生的揮發性脂肪酸發酵液，該揮發性 脂肪酸發酵液與經過好氧曝氣、連續馴化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生，其含鹽量低；此外需另外添加碳源W生產聚徑基脂肪 酸醋。
[0006] 專利申請CN103074272A公開了 一種甲基營養型芽抱桿菌度acillus methylotrophicus)Ξ炬-04及其應用，該甲基營養型芽抱桿菌的液體培養基包括：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。該甲基營養型芽抱桿菌適宜培養含鹽量為 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 該甲基營養型芽抱桿菌適宜培養含鹽量為氯化鋼0. 01~0. 10%，說明甲基營養型芽抱桿 菌適宜生長環境中含鹽量低，且現有技術中未曾公開其具有生產PHAs功能。

【發明內容】

[0007] 為解決現有技術的不足，本發明提供了一種使用微生物W餐廚垃圾厭氧發酵液為 底物生產聚徑基脂肪酸醋的方法，該方法不受餐廚垃圾厭氧發酵液中高鹽濃度的影響，微 生物不僅能在高鹽環境正常生長且能高效合成PHAs。且本發明方法無需額外添加碳源即可 實現在產業上生產聚徑基脂肪酸醋。
[0008] 本發明主要目的在于提供一種W餐廚垃圾厭氧發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酵液的預處理； W及（2)在所述步驟（1)進行預處理后的餐廚垃圾厭氧發酵液中接種功能菌進行聚徑基脂 肪酸醋的合成。
[0009] 術語"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] 術語"厭氧發酵"指廢物在厭氧條件下通過微生物的代謝活動而被穩定化，同時伴 有甲燒和C〇2產生。厭氧發酵液是指有機廢棄物在厭氧發酵后產生的剩余液體。
[0011] 術語"餐廚垃圾厭氧發酵液"指餐廚垃圾進行厭氧發酵處理后產生的廢水。
[0012] 術語"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 許多優良性能的新型塑性聚醋，可作為化學合成塑料的理想替代品，在生物醫學、制藥、電 子等眾多領域具有廣泛的應用前景。PHAs是微生物在營養不平衡條件下合成的胞內能量和 碳源儲藏性物質，廣泛存在于細菌體內，其分子量多為50, 000到1，000, 000道爾頓值a)，其 單體皆為R構型。
[0013] 作為本發明的一種實施方式，在本發明的W餐廚垃圾厭氧發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] 作為本發明的一種優選實施方式，在本發明的W餐廚垃圾厭氧發酵液為底物合成 聚徑基脂肪酸醋的方法中，所述的餐廚垃圾發酵液的預處理是指將發酵液的抑值調節至 6. 0~7. 0,加熱至35°C并預熱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，完成發酵液的預處理。
[0015] 作為本發明的一種實施方式，在本發明的W餐廚垃圾厭氧發酵液為底物 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型芽抱桿菌 度acillusmethylotrophicus)、伸長鹽單胞菌化alomonaselongata)、糞產堿菌 (Alcaligenesfaecalissubspfaecalis)、產堿菌（Alcaligenesaquatilis) 〇
[0016] 甲基營養型芽抱桿菌、伸長鹽單胞菌、糞產堿菌、產堿菌均可商業獲得。
[0017] 作為本發明的一種實施方式，在本發明的W餐廚垃圾厭氧發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條件下發酵培養72~14地。
[0018] 作為本發明的一種實施方式，在本發明的W餐廚垃圾厭氧發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酵條件為厭氧、好氧或 自然通風。
[0019] 作為本發明的一種優選實施方式，在本發明的W餐廚垃圾厭氧發酵液為底物合成 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 養型芽抱桿菌作為功能菌在溫度35°C、pH7. 0~7. 5條件下發酵培養10化。
[0020] 作為本發明的一種優選實施方式，在本發明的W餐廚垃圾厭氧發酵液為底物合成 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pH7. 0~7. 5條件下發酵培養72h。
[0021] 作為本發明的一種實施方式，在本發明的W餐廚垃圾厭氧發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] 作為本發明的一種優