一种适用于餐厨垃圾乙醇发酵的乳酸抑菌方法

专利名称：：一种适用于餐厨垃圾乙醇发酵的乳酸抑菌方法
技术领域：
：本发明涉及一种餐厨垃圾乙醇发酵的抑菌方法，特别是一种适用于餐厨垃圾乙醇发酵的乳酸抑菌方法。
背景技术：
：避免乙醇发酵过程中染菌是乙醇工业中亟待解决的问题，传统的发酵方法由于采用高温蒸煮因此可以实现有效地灭菌，但是近年来生料发酵，即发酵原料不经过高温蒸煮的发酵工艺由于其能耗少、营养成分流失少而日益受到人们的青睐,但生料乙醇发酵存在的瓶颈问题为发酵原料易受杂菌污染。为解决此类问题，目前普遍采用的抑菌方式为在发酵原料中加入稀酸，控制其pH至4左右，可以较为有效的防止微生物的污染，适度延长发酵原料的保存时间。但此举在工业化操作中存在应用不便，且成本较高。需要寻找一种便捷可行的原料抑菌方法。专利200610114006.7为一种餐厨垃圾发酵生产燃料乙醇的方法，该方法利用餐厨垃圾在35°C左右的中温条件下进行乙醇的生料发酵，可以获得较为理想的乙醇产率，此项技术不仅实行了垃圾资源化，同时也确定了一种新的乙醇发酵原料，具有重要的环境意义和社会效益。但是由于餐厨垃圾有机物含量高，易腐败变质，不宜保存，因此该方法在应用过程中急需合适的抑菌手段，以期能够延长餐厨垃圾在自然状态下的保存时间，使其在贮存及后续的生料发酵过程中不受到腐败菌的污染。目前，采用乳酸菌进行抑菌已经在食品领域有了广泛的应用，在生肉、奶制品的保存等方面均有较好的效果，乳酸菌可以成为体系中的优势菌株，从而对杂菌进行有效地抑制。而利用乳酸菌进行乙醇发酵过程中抑菌的研究较少，特别是应用于餐厨垃圾乙醇发酵过程尚未见报道。
发明内容本发明的目的是为了解决目前在利用餐厨垃圾生产乙醇的过程中餐厨垃圾容易腐烂，不易保存，同时在乙醇发酵过程中易受到杂菌污染的问题，而提供的一种适用于餐厨垃圾乙醇发酵的乳酸抑菌方法。餐厨垃圾乙醇发酵的乳酸抑菌通过以下步骤实现1、将餐厨垃圾进行初步分选，去除不易发酵的杂物，滤干，将固体物质粉碎；2、加入固体物质质量0.5-1.5倍的水，混合均匀，获得垃圾浆；3、按照0.5%2%体积质量比向垃圾浆中加入预先培养的乳酸菌液，即100g垃圾浆加入乳酸菌液0.5~2ml;4、加入乳酸菌的垃圾浆在3040'C的厌氧条件下保存10~2d。上述经过乳酸抑菌的垃圾浆液可以进行乙醇发酵。所述乳酸菌为中温发酵型乳酸细菌，可以在35。C进行乳酸发酵，如干酪乳杆菌丄a"o6a"7/wscosd，植物学L杆菌Za"o6a"7/wj//awtorww等。经过上述发酵方法获得乙醇后，所得的蒸馏残渣为酒糟，传统原料如玉米等物质获得的酒糟可以制备饲料，而本发明中所用的餐厨垃圾酒糟由于底物的营养比较丰富，同时接种乳酸菌后由于乳酸的残留，还会使得酒糟中的乳酸含量增大，营养价值提高。虽然接种乳酸菌会消耗一部分底物中的还原糖，但由于在不控制体系酸碱度的条件下，乳酸菌产生的乳酸会降低体系的pH，而乳酸菌在pH为4左右时生长受限，即在不调节pH的情况下，很难利用大量的底物进行乳酸发酵，因此可以通过接种合适的乳酸菌，发酵一定的时间，既实现底物抑菌，又不多消耗底物糖类物质，同时提高酒糟的营养成分，此方法对于降低乙醇生产成本，实现垃圾资源化，提高副产物的应用价值具有重要意义。本发明无需高温灭菌，保存时间可达到40~48h，乙醇产量高，每升垃圾浆可产乙醇4550g。具体实施例方式实施例l1、将餐厨垃圾进行初步分选，去除不易发酵的杂物，滤干，将固体物质粉碎；2、加入固体物质质量1倍的水，混合均匀，获得垃圾浆；3、按照0.5%体积质量比向垃圾浆中加入预先培养的乳酸菌液，即100g垃圾浆加入干酪乳杆菌丄a"o6ad//^awd液0.5mL;4、加入干酪乳杆菌的垃圾浆在35'C的厌氧条件下保存48h;45、向垃圾浆内添加安琪固体干酵母，加入量为每100g垃圾浆0.1g，同时按照每100g垃圾浆加入5kU的糖化酶；6、接种后的垃圾浆在35'C的厌氧条件下发酵48h;7、固液分离，将液体中的乙醇进行蒸馏，即得到成品乙醇。实施例21、将餐厨垃圾进行初步分选，去除不易发酵的杂物，滤干，将固体物质粉碎；2、加入固体物质质量0.5倍的水，混合均匀，获得垃圾浆；3、按照0.7%体积质量比向垃圾浆中加入预先培养的植物乳杆菌jLa"o6a"7/w;/朋tanw7液，艮卩100g垃圾浆加入乳酸菌液0.7mL;4、加入植物乳杆菌的垃圾浆在30'C的厌氧条件下保存40h;5、向垃圾浆内添加安琪固体干酵母，加入量为每100g垃圾浆0.1g，同时按照每100g垃圾浆加入5kU的糖化酶；6、接种后的垃圾浆在35'C的厌氧条件下发酵48h;7、固液分离，将液体中的乙醇进行蒸馏，即得到成品乙醇。实施例31、将餐厨垃圾进行初步分选，去除不易发酵的杂物，滤干，将固体物质粉碎；2、加入固体物质质量1.5倍的水，混合均匀，获得垃圾浆；3、按照1%体积质量比向垃圾浆中加入预先培养的乳酸菌液，即100g垃圾浆加入植物乳杆菌i:ac幽d肠p/a"to蘭液lmL;4、加入植物乳杆菌丄a"o6a"7/t^p/a"tonmz的垃圾浆在37。C的厌氧条件下保存40h;5、向垃圾浆内添加安琪固体干酵母，加入量为每100g垃圾浆0.1g，同时按照每100g垃圾浆加入5kU的糖化酶；6、接种后的垃圾浆在35'C的厌氧条件下发酵48h;7、固液分离，将液体中的乙醇进行蒸馏，即得到成品乙醇。对比实验将餐厨垃圾进行初步分选，去除不易发酵的杂物Z滤干，将固体物质粉碎；5加入固体物质质量1倍的水，混合均匀，获得垃圾浆；分别对垃圾桨进行自然保存，乳酸抑菌，高温灭菌与酸性抑菌，然后按照实施方式中的实施例l中5到7进行乙醇发酵，测定发酵液中的乙醇浓度。其中自然保存为在厌氧状态下自然静置48h;乳酸抑菌为按照0.5%体积质量比向垃圾浆中加入预先培养的干酪乳杆菌丄a"otoc///^owe/液，厌氧保存48h;高温灭菌为将垃圾浆在121'C灭菌15min，然后保存48h;酸性抑菌为使用稀硫酸将体系pH调节至4，然后保存48h，其它发酵条件均与具体实施方式相同。<table>tableseeoriginaldocumentpage0</column></row><table>实验数据表明，经乳酸抑菌的发酵底物乙醇产率仅次于高温灭菌，考虑到运行成本及操作难易度，乳酸抑菌更适用于大批量的工业生产。权利要求1、一种适用于餐厨垃圾乙醇发酵的乳酸抑菌方法，其特征在于，具体步骤为1)向经过初步分选和固体物质粉碎后的餐厨垃圾加入固体物质质量0.5～1.5倍的水，混合均匀，获得垃圾浆；2)按照0.5％～2％体积质量比向垃圾浆中加入预先培养的乳酸菌液，即100g垃圾浆加入乳酸菌液0.5～2ml；3)加入乳酸菌的垃圾浆在30～40℃的厌氧条件下保存1～2天；所述经过乳酸抑菌的垃圾浆液进行乙醇发酵。2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述乳酸菌为35'C发酵的干酪乳杆菌丄a"o6ac!7/usccwez'或植物孚L杆菌Zacto6aci7/usp/anfanwi。全文摘要一种适用于餐厨垃圾乙醇发酵的乳酸抑菌方法，涉及乙醇发酵的抑菌方法。乳酸抑菌通过如下方式实现将餐厨垃圾进行初步分选；加入固体物质质量0.5～1.5倍的水，混合均匀，获得垃圾浆；按照0.5％～2％体积质量比向垃圾浆中加入预先培养的乳酸菌液；加入乳酸菌的垃圾浆在30～40℃的厌氧条件下保存1～2天；上述经过乳酸抑菌的垃圾浆液可以进行乙醇发酵。本发明解决了目前在利用餐厨垃圾生产乙醇的过程中餐厨垃圾容易腐烂，不易保存的问题。文档编号C12P7/08GK101665809SQ200910093048公开日2010年3月10日申请日期2009年9月22日优先权日2009年9月22日发明者刘英颖,夏佳乐,张文毓,汪群慧,伟苏,马鸿志申请人:北京科技大学