酵母在食品工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用

中國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展加速了對酵母的研究。根據(jù)酵母的一些特性，將其應(yīng)用于一些領(lǐng)域，不僅具有良好的應(yīng)用效果，還能在很大程度上提高我國食品工業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。另外，酵母是食品工業(yè)廢水處理過程中的重要物質(zhì)，對水質(zhì)有很大的凈化作用。在有毒廢水、高濃度有機(jī)廢水和生活廢水中得到了很好的應(yīng)用，對我國的廢水處理有很大的促進(jìn)作用，極大地推動了我國食品工業(yè)的發(fā)展。

1.酵母的分類

酵母是真核微生物的總稱，在我國分布廣泛。一般能在含糖量高的環(huán)境中生存，能在pH值為5.0的酸性環(huán)境中生存。適宜的出口溫度為45 ~ 60℃。另外，在傳統(tǒng)的食品工業(yè)中，可以通過有效的方法調(diào)節(jié)出水溫度，然后進(jìn)行氧化反應(yīng)。一般來說，這種酵母生存的適宜溫度為25 ~ 30℃。與細(xì)菌相比，酵母菌的種類相對較少，但在不同行業(yè)中應(yīng)用廣泛，如圖1所示。如面包、甘油和蔗糖。

由于酵母在不同領(lǐng)域的應(yīng)用不同，可分為以下兩類:

①發(fā)酵酵母。能被糖發(fā)酵成二氧化碳和有機(jī)物；

②氧化酵母。氧化能力強(qiáng)，發(fā)酵能力弱，主要包括漢遜酵母、假絲酵母等?？梢岳貌煌挠袡C(jī)物。酵母利用有機(jī)物的機(jī)理是:水解酶將大分子有機(jī)物水解成小分子有機(jī)物，并根據(jù)糖酵解轉(zhuǎn)化丙酮酸，供給酵母生產(chǎn)力。酵母A型可以將其轉(zhuǎn)化為乙醇；氧化酵母可以將丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶，再轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳，可見氧化酵母在廢水處理中的應(yīng)用至關(guān)重要。

2.酵母的特性

酵母耐酸，能形成絮體，繁殖能力強(qiáng)，新陳代謝旺盛。有些細(xì)菌對環(huán)境酸堿度比較敏感，不能在強(qiáng)酸環(huán)境中生長，而酵母菌能在強(qiáng)酸中生長，在pH值為3.0的酸性溶液中仍能生長，并能發(fā)酵廢水產(chǎn)生酒精，很大程度上能達(dá)到凈化廢水的目的。

此外，有些酵母菌不僅能在酸性溶液中生長，還能在很大程度上耐高溫?；钚院贐在pH2.0環(huán)境下可以脫色。其特性使酵母菌株能在強(qiáng)酸環(huán)境中繁殖。酵母如果沒有耐酸性，會在很大程度上受到酸的抑制，達(dá)不到凈水的目的。此外，酵母具有較高的抗?jié)B透壓能力，在水分活度為0.70時仍能正常生長，說明酵母在生長過程中能適應(yīng)惡劣環(huán)境，并能有效降解一些難以降解的有機(jī)有毒物質(zhì)。通過對酵母的深入研究，發(fā)現(xiàn)其能有效降解原料淀粉、苯酚和甘油酯，其中酵母中的脫氫酶活性能促進(jìn)硫酸根離子的生長，離子濃度的變化不會影響酵母，還能有效殺滅細(xì)菌，并能在很大程度上分解有機(jī)物。

3.酵母在食品工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用分析

3.1酵母生產(chǎn)方法

(1)單細(xì)胞蛋白的生產(chǎn)。

酵母生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白過程中，蛋白質(zhì)量可以達(dá)到干質(zhì)量的一半，可以很大程度上有效提取B族維生素，在此基礎(chǔ)上還可以提取輔酶a，具有很高的應(yīng)用價值。此外，酵母在生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的過程中具有利用率高、生產(chǎn)率高、占地面積小等諸多特點。通過酵母在蛋白質(zhì)上的大量生產(chǎn)，可以在很大程度上彌補(bǔ)食物的不足。這種方法主要用于念珠菌屬。和釀酒酵母，通過兩種菌株的有效組合可以大大提高產(chǎn)量。

(2)油脂的生產(chǎn)。

油脂主要是指微生物分子在特定環(huán)境下，以碳?xì)浠衔锖吞妓衔餅樘荚串a(chǎn)生的一種油脂。其產(chǎn)油具有一定的周期性，產(chǎn)量高，不受環(huán)境影響，很大程度上安全性高。

(3)酵母的分離。

主要采用馬丁氏和YPD2培養(yǎng)基，在超凈工作臺中純化酵母。挑取分離平板上的酵母單菌落接種于純化培養(yǎng)基上，28℃培養(yǎng)3天。然后挑取單菌落接種在純化的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，重復(fù)幾次，得到單菌落。形態(tài)學(xué)觀察挑出培養(yǎng)2 ~ 3天的單菌落，觀察平板上酵母菌的菌落特征。用亞甲藍(lán)對酵母細(xì)胞進(jìn)行染色，然后用光學(xué)顯微鏡觀察酵母細(xì)胞的形態(tài)。

3.2酵母廢水處理技術(shù)

酵母廢水處理技術(shù)的主要目的是有效凈化廢水。該技術(shù)是將能在廢水中生長并分解有機(jī)物的酵母菌株有效混合，通過好氧的方法利用并分解酵母廢水中的有機(jī)物，有效降低廢水中的COD，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。另外，由于廢水中有混合菌種，固體進(jìn)入沉淀池后被酵母菌分離，可使廢水達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。酵母廢水處理技術(shù)具有投資少、污染小、占地面積小、后續(xù)處理簡單等應(yīng)用優(yōu)勢。在我國酵母研究期間，進(jìn)行了味精廢水實驗，篩選出能適應(yīng)味精廢水環(huán)境的菌群，設(shè)計了酵母廢水處理工藝。結(jié)果表明，酵母混合菌群的活性不受高濃度氨氮和硫酸鹽環(huán)境的影響。在一定的穩(wěn)定環(huán)境下，處理后可獲得單細(xì)胞蛋白，飼料添加劑可回收利用。

4.發(fā)展趨勢

(1)基因工程技術(shù)提高廢水處理效果。

在酵母處理廢水的過程中，我國學(xué)者可以利用基因工程技術(shù)將脂肪酶導(dǎo)入到解脂耶氏菌中，使脂肪酶得到較大程度的表達(dá)，有效去除COD和油脂。此外，由于我國基因工程技術(shù)的不斷發(fā)展，酵母遺傳學(xué)可以在很大程度上進(jìn)行改造，從而獲得高質(zhì)量的酵母菌株。而酵母菌株的基因組測序還處于起步階段，遺傳背景模糊，沒有成熟的操作平臺。因此，在基因工程技術(shù)的改進(jìn)和優(yōu)化方面還需要更深入的研究。

(2)利用混合菌群去除廢水中的有機(jī)物。

污水處理主要通過混合菌群來完成。通過相互配合，利用不同菌種的李子來降解廢水，可以在很大程度上去除廢水中的有機(jī)物。此外，我國學(xué)者利用光合細(xì)菌和酵母菌凈化皂素廢水，結(jié)果顯示去除率達(dá)到87.2%，而如果單獨使用酵母菌和光合細(xì)菌，去除率僅為53%，這說明利用兩種不同的真菌可以大大提高去除率，對廢水凈化作用很大。

(3)新熱點的應(yīng)用。

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，微生物固定化技術(shù)在我國得到了發(fā)展，并在廢水處理中得到了很好的應(yīng)用，為酵母的應(yīng)用開辟了新的熱點。

5.結(jié)論

酵母在食品工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用，不僅可以凈化廢水水質(zhì)，還可以在很大程度上促進(jìn)食品工業(yè)未來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。此外，酵母是廢水處理中的重要資源，具有耐高滲透壓、耐酸、代謝旺盛的特點。能有效凈化水質(zhì)，在此基礎(chǔ)上，還能生產(chǎn)微生物油，循環(huán)利用資源。與其他國家相比，我國對酵母菌的研究起步較晚，有必要加強(qiáng)研究，使其成為我國廢水處理中的寶貴資源。(來源:廣東元力實業(yè)有限公司)

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