[發(fā)明專利]一種利用食品有機廢水產(chǎn)類胡蘿卜素的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410409797.0
• 申請日: 2014-08-19
• 公開（公告）號: CN104232725A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉淑麗;張光明;李相昆;張杰
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: C12P39/00
• 分類號: C12P39/00;C12P23/00;C12R1/085;C12R1/01
• 代理公司: 哈爾濱市文洋專利代理事務(wù)所(普通合伙) 23210
• 代理人: 何強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用有機廢水產(chǎn)類胡蘿卜素的方法。

背景技術(shù)

食品有機廢水是排放量較大的一類廢水，因其無毒害、并且富含大量的糖類、蛋白質(zhì)及纖維素等大分子營養(yǎng)物質(zhì)。食品有機廢水是一類富含碳、氮源成分的廢水，水力負荷和有機負荷都比較高，對環(huán)境的污染非常強烈，尤其會造成水體的富營養(yǎng)化，破壞水體的自凈能力。目前主要利用生物法處理食品有機廢水，包括活性污泥法和生物膜法等；但活性污泥法和生物膜法的工藝流程復雜，且會產(chǎn)生大量剩余污泥，處置費用高，資源化程度低，還易造成二次污染。

利用光合細菌(Photosynthetic?bacteria，PSB)處理食品有機廢水，不僅可以高效去除污染物，而且可以回收菌體內(nèi)的目標高價值物質(zhì)(如單細胞蛋白、5-氨基乙酰丙酸、類胡蘿卜素、輔酶Q等)?；赑SB特殊的生理生態(tài)學特性，可以以多種有機物作為碳、氮源，利用光能，通過特定的產(chǎn)能代謝途徑(光合磷酸化和氧化磷酸化)將廢水中的污染物質(zhì)降解，并轉(zhuǎn)化為有價值的菌體成分，實現(xiàn)有機廢水處理的高度資源化。其中PSB菌體中的類胡蘿卜素含量相對較高，因此利用PSB廢水處理過程中實現(xiàn)類胡蘿卜素的合成生產(chǎn)是一種綠色、環(huán)保、可持續(xù)的處理技術(shù)?，F(xiàn)在用PSB處理食品有機廢水合成類胡蘿卜素的方法雖然有很多，但已有的這些方法中由于PSB對于有機物的降解能力有限，供類胡蘿卜素合成底物較少，導致廢水處理中菌體類胡蘿卜素的產(chǎn)率低，從而降低了PSB處理效率和類胡蘿卜素的回收效率，阻礙了廢水處理的資源化進程。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有PSB處理食品有機廢水合成類胡蘿卜素的方法中PSB對于有機物的降解能力有限，供類胡蘿卜素合成底物較少，廢水處理中菌體類胡蘿卜素的產(chǎn)率低，阻礙了廢水處理的資源化進程的問題，而提供的一種利用食品有機廢水產(chǎn)類胡蘿卜素的方法。

按以下步驟利用食品有機廢水產(chǎn)類胡蘿卜素：

一、調(diào)節(jié)食品有機廢水的pH值為6.5～8.0，然后加入對數(shù)生長期的球形紅桿菌和促生菌；

二、加入球形紅桿菌和促生菌的食品有機廢水在光照強度為500～3000lux、處理溫度為25～30℃的微好氧條件下處理時間72～96h；

三、回收、提取獲得類胡蘿卜素；

其中，步驟一中每升食品有機廢水加入360mg球形紅桿菌菌液，球形紅桿菌菌液的濃度為6.2×10⁸～7.0×10⁸cfu/mL；

步驟一中每100毫升食品有機廢水加入20～80μL促生菌菌液，促生菌為Bacillus?cereus(蠟樣芽胞桿菌)，促生菌菌液中Bacillus?cereus的濃度為1.4×10⁷～2.0×10⁷cfu/mL；

步驟二中微好氧為控制溶解氧濃度為0.5～1.0mg/L。

本發(fā)明方法中用到的食品有機廢水中不含有重金屬。

本發(fā)明方法中加入促生菌Bacillus?cereus刺激球形紅桿菌的細胞活性，提高球形紅桿菌對有機底物基質(zhì)的利用率，從而為菌體和類胡蘿卜素的合成提供更多的原料，并抑制類胡蘿卜素降解的酶(過氧化物酶)的活性，從而提高菌體的類胡蘿卜素產(chǎn)率。

與現(xiàn)有傳統(tǒng)的單獨利用光合細菌處理食品有機廢水技術(shù)相比，本發(fā)明方法的菌體產(chǎn)率和類胡蘿卜素產(chǎn)率分別提高25％以上和100％以上，食品有機廢水中COD去除率也提高78％以上。

附圖說明

圖1是實施例1～4食品有機廢水中COD值隨處理時間變化的曲線圖。

圖2是實施例1～4食品有機廢水中菌體產(chǎn)量隨處理時間變化的曲線圖。

圖3是實施例1～4食品有機廢水中類胡蘿卜素的濃度隨處理時間變化的曲線圖。

圖4是實施例1～4食品有機廢水中過氧化物酶活性的比較圖。

具體實施方式

本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實施方式，還包括各具體實施方式間的任意組合。

具體實施方式一：本實施方式按以下步驟利用食品有機廢水產(chǎn)類胡蘿卜素：

一、調(diào)節(jié)食品有機廢水的pH值為6.5～8.0，然后加入對數(shù)生長期的球形紅桿菌和促生菌；

二、加入球形紅桿菌和促生菌的食品有機廢水在光照強度為500～3000lux、處理溫度為25～30℃的微好氧條件下處理時間72～96h；

三、回收、提取獲得類胡蘿卜素；