[發(fā)明專利]一種馬鈴薯淀粉廢水回收利用的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010106834.6
• 申請(qǐng)日: 2020-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN111118082B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李珍妮;黎寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C12P19/04
• 分類號(hào): C12P19/04;C12R1/02
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 杭行

本發(fā)明涉及一種利用馬鈴薯淀粉加工分離汁水制備細(xì)菌纖維素的方法。本發(fā)明利用馬鈴薯淀粉加工分離汁水為培養(yǎng)基原料，根據(jù)廢水中的化學(xué)組成類別及含量，復(fù)配一定比例的碳源、氮源和無機(jī)鹽，經(jīng)滅菌冷卻后調(diào)整培養(yǎng)基pH值，然后接入一定比例的木葡糖酸醋桿菌，通過動(dòng)態(tài)或者靜態(tài)的方式發(fā)酵制備得到細(xì)菌纖維素。該方法創(chuàng)造性地以馬鈴薯淀粉加工分離汁水為培養(yǎng)基制備細(xì)菌纖維素，細(xì)菌纖維素是一種安全、健康的高纖維原料，具有較好的應(yīng)用價(jià)值，而馬鈴薯淀粉加工分離汁水是馬鈴薯淀粉加工中處理難度和成本均較高的廢水，本發(fā)明的實(shí)施為馬鈴薯淀粉加工企業(yè)提供一條切實(shí)可行的資源有效利用途徑，同時(shí)能夠促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于食品生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及馬鈴薯淀粉廢水回收利用的方法。

背景技術(shù)

新鮮的馬鈴薯中含有約17～21％淀粉，0.5～1.2％蛋白質(zhì)，因此馬鈴薯經(jīng)常被用作淀粉生產(chǎn)。馬鈴薯淀粉加工過程中廢水主要來源于原料沖洗廢水、馬鈴薯淀粉加工分離汁水和馬鈴薯淀粉洗滌水三個(gè)部分，據(jù)統(tǒng)計(jì)，每生產(chǎn)1t馬鈴薯淀粉可產(chǎn)生5～12m³廢液。其中馬鈴薯淀粉加工分離汁水是馬鈴薯淀粉加工廢水的主要污染物，該部分廢水主要含有少量淀粉、蛋白質(zhì)、氨基酸、果膠、糖類及礦物鹽，蛋白質(zhì)含量在1.5％～2.8％，約占廢水總量的30～40％， COD值高達(dá)40000～60000mg/L，由于該部分廢水處理成本高、技術(shù)難度較大，通常將其直接排放，這樣不僅使馬鈴薯廢水中營(yíng)養(yǎng)豐富的蛋白質(zhì)流失，而且造成環(huán)境污染，影響生態(tài)。隨著馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略的頒布和實(shí)施，通過對(duì)馬鈴薯淀粉產(chǎn)業(yè)的不斷調(diào)整，先進(jìn)技術(shù)的不斷引進(jìn)，我國(guó)的馬鈴薯加工產(chǎn)業(yè)將會(huì)得到快速發(fā)展，屆時(shí)將會(huì)產(chǎn)生大量的高濃度、污染嚴(yán)重、難處理的馬鈴薯淀粉廢水，如不能找到解決方法，將會(huì)嚴(yán)重制約我國(guó)馬鈴薯淀粉加工業(yè)的發(fā)展。因此，馬鈴薯淀粉加工廢水處理成為制約馬鈴薯加工行業(yè)發(fā)展的瓶頸問題。

目前常用的淀粉廢水處理方法主要分為生物法、物理法、化學(xué)氧化法三大類，常規(guī)污水處理的方法加入了多種非食用的添加物，只能作為固體廢渣處理，增值率較低。文獻(xiàn)報(bào)道中關(guān)于馬鈴薯淀粉加工分離汁水的高值化利用途徑主要有兩個(gè)方面，其一是利用微生物發(fā)酵工程的方法將其中有效成分轉(zhuǎn)化成單細(xì)胞蛋白，作為動(dòng)物飼料使用；其二是將有益物質(zhì)分離提取出來，可利用的碳源包含果膠類、纖維類、生物質(zhì)燃料類以及其他微量有益成分等，可利用的氮源包含利用酶水解處理方式獲取蛋白產(chǎn)物、發(fā)酵得到動(dòng)物飼料等，分離提取土豆淀粉生產(chǎn)廢水中蛋白質(zhì)提取率達(dá)到90％以上。

細(xì)菌纖維素是通過木葡糖酸醋桿菌在含有氮源、碳源和必須生長(zhǎng)因子的培養(yǎng)基條件下發(fā)酵制成，具有良好的持水性能、較高的結(jié)晶度和聚合度以及良好的生物相容性和生物降解性，可廣泛用于食品、醫(yī)藥、航空、造紙等各個(gè)領(lǐng)域。傳統(tǒng)發(fā)酵生產(chǎn)細(xì)菌纖維素采用農(nóng)產(chǎn)品椰子的副產(chǎn)品椰子水或椰漿為原料，而這一原料不耐貯藏，容易腐敗變質(zhì)。為保證細(xì)菌纖維素的品質(zhì)，每發(fā)酵生產(chǎn)一次，就需要重新采集新鮮的椰子水或者椰漿原料，這極大浪費(fèi)了農(nóng)產(chǎn)品椰子資源。此外，隨著細(xì)菌纖維素的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，僅采用椰子水作為發(fā)酵培養(yǎng)基制備細(xì)菌纖維素已經(jīng)不能滿足需求。現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道了一些發(fā)酵用培養(yǎng)基，如利用大豆渣、木薯水解液、乳清液或浸米水為培養(yǎng)基原料制備細(xì)菌纖維素。

本發(fā)明中依據(jù)細(xì)菌纖維素生產(chǎn)原料的性質(zhì)，針對(duì)性地選取了馬鈴薯淀粉加工廢水中的馬鈴薯淀粉加工分離汁水為原料，創(chuàng)造性地采用微生物發(fā)酵工程的方法將馬鈴薯淀粉加工分離汁水有效地回收利用，并轉(zhuǎn)化為一種高附加值產(chǎn)品。本發(fā)明的實(shí)施將為馬鈴薯淀粉加工企業(yè)提供一條切實(shí)可行的資源有效利用途徑，同時(shí)能夠促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種馬鈴薯淀粉廢水回收利用的方法，其包括下述步驟：

(1)選取培養(yǎng)基，即馬鈴薯淀粉加工分離薯渣和淀粉過程中產(chǎn)生的分離汁水，該部分分離汁水中主要含有淀粉、蛋白質(zhì)、氨基酸、果膠、糖類及礦物質(zhì)；培養(yǎng)基的COD值大于20000 mg/L。