一种以餐厨垃圾厌氧发酵液为底物合成聚羟基脂肪酸酯的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种发酵合成聚径基脂肪酸醋的方法，具体设及W餐厨垃圾厌氧发酵 液为底物发酵的聚径基脂肪酸醋生产方法。
【背景技术】
[0002] 随着"地沟油"和"垃圾猪"等食品安全与环境污染问题日益凸显，近年来我国对 餐厨垃圾处理工作非常重视。餐厨垃圾的厌氧发酵处理因兼顾资源化和能源化特点，已经 成为目前我国规模化餐厨垃圾处理工程（大于200吨/日）的主流技术。餐厨垃圾厌氧生 物处理产生的发酵液（沼液）的进一步处理与资源化利用是目前亟待突破的关键技术。
[0003] 将餐厨垃圾处理过程中产生的废水和发酵液当作一种高浓度含盐有机废水处理， 不仅处理成本高，而且造成发酵液中有机物、营养物资源的浪费。而将餐厨垃圾脱油废水作 为生产食用菌液体菌种的资源化利用途径，仍然存在食品安全隐患。当将餐厨垃圾进行发 酵处理，产生的餐厨垃圾厌氧发酵液是一种难处理的高浓度有机废水，一方面它含有高浓 度COD、氨氮等有机污染物、色度高、浊度高、且伴有恶臭，另一方面它的化学组成W蛋白质、 糖类、动物脂肪为主，具有一定的资源化利用价值。餐厨垃圾厌氧发酵液虽然同传统沼液成 分接近，但盐分过高成为限制其资源化利用的主要瓶颈。发酵液中的盐分一般高达1.Οι. 5%，将其直接还田利用存在±壤盐分累积带来的盐碱化问题。目前在厌氧发酵处理成套 技术中，一般将餐厨垃圾发酵液等同于垃圾渗滤液高污染有机废水处理，采用膜处理技术 路线，其处理成本高昂（一般在15-30元/吨），占餐厨垃圾处理成本的30%W上。
[0004] 专利CN101235400B公开了一种利用活性污泥生产聚径基脂肪酸醋的方法，该方 法利用污水处理过程中所产生的剩余活性污泥为原料，具体公开了使用活性污泥进行水 解酸化，得到有机酸，使用分离的有机酸利用含有化dD和化祀基因的基因工程菌发酵生产 PHAs。该方法使用的剩余活性污泥为污水处理过程中所产生，其含盐量低，对微生物的正常 生长和代谢过程无不利影响；且该工程菌是经人工重组产生，因此该方法适应面小。
[0005] 专利申请CN102505025A公开了一种W剩余污泥发酵液为底物合成聚径基脂肪酸 醋的方法，该方法使用剩余污泥进行厌氧发酵，分离产生的挥发性脂肪酸发酵液，该挥发性 脂肪酸发酵液与经过好氧曝气、连续驯化18~22个周期（每个周期22~24小时）的活 性污泥，另外添加乙酸钢为外加碳源，进行聚径基脂肪酸醋的合成。该方法使用的剩余活性 污泥同样为污水处理过程中所产生，其含盐量低；此外需另外添加碳源W生产聚径基脂肪 酸醋。
[0006] 专利申请CN103074272A公开了 一种甲基营养型芽抱杆菌度acillus methylotrophicus)Ξ炬-04及其应用，该甲基营养型芽抱杆菌的液体培养基包括：薦糖 0. 5~2%，酵母膏0. 5~2%，憐酸二氨钟0. 05~0. 02%、硫酸儀0. 01~0. 10%、氯化钢 0. 01~0. 10%、碳酸巧0. 01~0. 10%，p册-9。该甲基营养型芽抱杆菌适宜培养含盐量为 氯化钢0. 01~0. 10%，且公开了该菌用于对植物青枯病、炭痘病的防治。该专利申请表明 该甲基营养型芽抱杆菌适宜培养含盐量为氯化钢0. 01~0. 10%，说明甲基营养型芽抱杆 菌适宜生长环境中含盐量低，且现有技术中未曾公开其具有生产PHAs功能。
【发明内容】
[0007] 为解决现有技术的不足，本发明提供了一种使用微生物W餐厨垃圾厌氧发酵液为 底物生产聚径基脂肪酸醋的方法，该方法不受餐厨垃圾厌氧发酵液中高盐浓度的影响，微 生物不仅能在高盐环境正常生长且能高效合成PHAs。且本发明方法无需额外添加碳源即可 实现在产业上生产聚径基脂肪酸醋。
[0008] 本发明主要目的在于提供一种W餐厨垃圾厌氧发酵液为底物合成聚径基脂肪酸 醋的方法，所述方法包括：（1)使用脂肪酶和淀粉酶进行对餐厨垃圾厌氧发酵液的预处理； W及（2)在所述步骤（1)进行预处理后的餐厨垃圾厌氧发酵液中接种功能菌进行聚径基脂 肪酸醋的合成。
[0009] 术语"餐厨垃圾"指餐饮垃圾和处于垃圾的总称。餐饮垃圾指餐馆、饭店、单位食 堂等的饮食剩余物W及后厨的果蔬、肉食、油脂、面点等的加工过程废弃物。厨余垃圾指家 庭日常生活中丢弃的果蔬及食物下脚料、剩菜剩饭、瓜果皮等易腐有机垃圾。
[0010] 术语"厌氧发酵"指废物在厌氧条件下通过微生物的代谢活动而被稳定化，同时伴 有甲烧和C〇2产生。厌氧发酵液是指有机废弃物在厌氧发酵后产生的剩余液体。
[0011] 术语"餐厨垃圾厌氧发酵液"指餐厨垃圾进行厌氧发酵处理后产生的废水。
[0012] 术语"聚径基脂肪酸醋"（PHAs)是一类具有生物可降解性、生物相容性、压电性等 许多优良性能的新型塑性聚醋，可作为化学合成塑料的理想替代品，在生物医学、制药、电 子等众多领域具有广泛的应用前景。PHAs是微生物在营养不平衡条件下合成的胞内能量和 碳源储藏性物质，广泛存在于细菌体内，其分子量多为50, 000到1，000, 000道尔顿值a)，其 单体皆为R构型。
[0013] 作为本发明的一种实施方式，在本发明的W餐厨垃圾厌氧发酵液为底物合成聚径 基脂肪酸醋的方法中，所述步骤（1)中预处理条件为：P册.0~7. 0,溫度35°C，脂肪酶浓度 0.Ig/l，淀粉酶浓度O.Olg/L。
[0014] 作为本发明的一种优选实施方式，在本发明的W餐厨垃圾厌氧发酵液为底物合成 聚径基脂肪酸醋的方法中，所述的餐厨垃圾发酵液的预处理是指将发酵液的抑值调节至 6. 0~7. 0,加热至35°C并预热20min后，按0.Ig/L添加脂肪酶并揽拌30min;再按0.Olg/ L添加淀粉酶并揽拌30min，完成发酵液的预处理。
[0015] 作为本发明的一种实施方式，在本发明的W餐厨垃圾厌氧发酵液为底物 合成聚径基脂肪酸醋的方法中，所述步骤（2)中功能菌包括甲基营养型芽抱杆菌 度acillusmethylotrophicus)、伸长盐单胞菌化alomonaselongata)、粪产碱菌 (Alcaligenesfaecalissubspfaecalis)、产碱菌（Alcaligenesaquatilis) 〇
[0016] 甲基营养型芽抱杆菌、伸长盐单胞菌、粪产碱菌、产碱菌均可商业获得。
[0017] 作为本发明的一种实施方式，在本发明的W餐厨垃圾厌氧发酵液为底物合成聚径 基脂肪酸醋的方法中，所述步骤（2)中生物合成聚径基脂肪酸醋条件为溫度25~45°C、 pH7. 0~7. 5条件下发酵培养72~14地。
[0018] 作为本发明的一种实施方式，在本发明的W餐厨垃圾厌氧发酵液为底物合成聚径 基脂肪酸醋的方法中，所述步骤（2)中生物合成聚径基脂肪酸醋发酵条件为厌氧、好氧或 自然通风。
[0019] 作为本发明的一种优选实施方式，在本发明的W餐厨垃圾厌氧发酵液为底物合成 聚径基脂肪酸醋的方法中，所述步骤（2)中生物合成聚径基脂肪酸醋条件为：使用甲基营 养型芽抱杆菌作为功能菌在溫度35°C、pH7. 0~7. 5条件下发酵培养10化。
[0020] 作为本发明的一种优选实施方式，在本发明的W餐厨垃圾厌氧发酵液为底物合成 聚径基脂肪酸醋的方法中，所述步骤（2)中生物合成聚径基脂肪酸醋条件为：使用伸长盐 单胞菌作为功能菌在溫度35°C、好氧状态pH7. 0~7. 5条件下发酵培养72h。
[0021] 作为本发明的一种实施方式，在本发明的W餐厨垃圾厌氧发酵液为底物合成聚径 基脂肪酸醋的方法中，所述方法还包括对所述步骤（2)中合成的聚径基脂肪酸醋进行纯化 的步骤：将发酵液离屯、，对离屯、的沉淀冷冻干燥，加入氯仿破壁，保溫过滤，滤液惊干，得到 纯化的聚径基脂肪酸醋。
[0022] 作为本发明的一种优