酵母菌在食品工業(yè)廢水處理中的使用

　　我國科技的較快發(fā)展加快了對酵母菌的研究，在研究過程中根據(jù)酵母菌的一些特點將其應(yīng)用在一些領(lǐng)域中，不但有較好的應(yīng)用效果，而且在較大程度上可提高我國食品工業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。此外，酵母菌是食品工業(yè)廢水處理過程中最重要的物質(zhì)，能夠?qū)λ|(zhì)有較大的凈化作用，較好地應(yīng)用在有毒廢水、高濃度有機(jī)廢水以及生活廢水中，對我國廢水處理具有較大的促進(jìn)作用，極大地促進(jìn)了我國食品工業(yè)的發(fā)展。

　　1、酵母菌的分類

　　酵母菌是真核微生物的統(tǒng)稱，在我國有較為廣泛的分布，一般情況下在含糖量比較高的環(huán)境中生存，能夠在pH值為5.0的酸性環(huán)境中生存，適宜出水溫度在45～60℃。此外，在傳統(tǒng)的食品行業(yè)當(dāng)中，能夠通過有效方法來調(diào)節(jié)出水溫度，再實施氧化反應(yīng)，一般這種酵母菌存活的適宜溫度是25～30℃。酵母菌與細(xì)菌相比有種類相對較少，但是在不同行業(yè)領(lǐng)域中有較為廣泛的應(yīng)用，如圖1所示。比如面包、甘油以及蔗糖等領(lǐng)域。

　　由于酵母菌在不同領(lǐng)域中應(yīng)用方式不同，可將其分為以下2個類別：

　?、侔l(fā)酵型酵母菌。能夠通過糖類發(fā)酵為二氧化碳以及有機(jī)物;

　?、谘趸徒湍妇＞哂休^強(qiáng)的氧化能力而發(fā)酵能力較弱，主要有漢遜酵母、假絲酵母等，可以對不同有機(jī)物進(jìn)行利用。酵母菌對有機(jī)物利用的機(jī)理如下：水解酶把大分子有機(jī)物水解成小分子有機(jī)物，并根據(jù)糖酵解進(jìn)行丙酮酸的轉(zhuǎn)化，并產(chǎn)能供給酵母菌。發(fā)酵型酵母菌可以將其轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖?氧化型酵母菌能夠把丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶，最后轉(zhuǎn)化為水與二氧化碳，由此可以看出在進(jìn)行廢水處理過程中，氧化型酵母菌的應(yīng)用最為關(guān)鍵。

　　2、酵母菌的特點

　　酵母菌具有耐酸性，可形成絮體，繁殖能力較強(qiáng)，并且代謝比較旺盛。一些細(xì)菌對環(huán)境酸堿性較為敏感，無法在強(qiáng)酸環(huán)境中生長，而酵母菌可在強(qiáng)酸下生長，在pH值為3.0的酸性溶液中依然能夠生長，并能夠?qū)υ闼M(jìn)行發(fā)酵，生產(chǎn)酒精，這在較大程度上能夠?qū)崿F(xiàn)廢水凈化的目的。

　　此外，一些酵母菌不但能夠在酸性溶液中生長，而且在較大程度上可耐高溫，在pH2.0的環(huán)境中可以對活性黑B實施脫色，其特點使酵母菌株可在強(qiáng)酸環(huán)境中進(jìn)行繁殖，若酵母菌沒有耐酸特點，會在較大程度上被酸性抑制，無法達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。此外，酵母菌的耐滲透壓能力比較高，可在水分活度為0.70時進(jìn)行正常生長，這表明酵母菌在生長過程中能夠適應(yīng)較為惡劣的環(huán)境，并且還可以有效地降解一些較難降解的有機(jī)毒物物質(zhì)。通過對酵母菌的深入研究發(fā)現(xiàn)，能夠?qū)Υ值矸邸⒈椒右约案视王サ任镔|(zhì)進(jìn)行有效降解，其中酵母菌內(nèi)脫氫酶活性能夠促進(jìn)硫酸根離子的生長，該離子濃度變化不會對酵母菌產(chǎn)生影響，還能夠有效殺滅細(xì)菌，而且在較大程度上能分解有機(jī)質(zhì)。

　　3、食品工業(yè)廢水處理中酵母菌的使用分析

　　3.1 酵母生產(chǎn)法

　　(1)單細(xì)胞蛋白的生產(chǎn)。

　　酵母菌在進(jìn)行單細(xì)胞蛋白的生產(chǎn)過程中，蛋白質(zhì)量能夠達(dá)到干質(zhì)量的一半，能夠在較大程度上對B族維生素進(jìn)行有效提取，并在此基礎(chǔ)上也可以提取輔酶A，具有較高的應(yīng)用價值。此外，酵母菌在進(jìn)行單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)的過程中有較多特點，比如利用率高、生產(chǎn)率較高以及占地面積較小等。酵母菌通過蛋白質(zhì)的大量生產(chǎn)，能夠在較大程度上彌補(bǔ)糧食的不足。該方法在我國主要應(yīng)用于假絲酵母以及啤酒酵母中，通過將2柱菌株進(jìn)行有效結(jié)合能夠大大提高產(chǎn)量。

　　(2)生產(chǎn)油脂。

　　油脂主要是指微生物分子在特定環(huán)境下，通過將碳?xì)浠衔镆约疤妓衔镒鳛樘荚串a(chǎn)生的一種油脂，其油脂的生產(chǎn)有一定的周期性，并且生產(chǎn)量較高，不受環(huán)境的影響，在較大程度上具有較高的安全性。

　　(3)酵母菌的分離。

　　主要采用馬丁氏和YPD2種培養(yǎng)基，酵母菌的純化在超凈工作臺中，將分離平板上的酵母菌單菌落挑取接種于純化培養(yǎng)基上，在28℃環(huán)境中培養(yǎng)3d，接著挑取單菌落接種于純化培養(yǎng)基上培養(yǎng)，并重復(fù)數(shù)次，最后得到單一菌落。形態(tài)觀察挑取培養(yǎng)2～3d的單菌落，觀察平板上酵母菌的菌落特征。用美藍(lán)染色酵母菌細(xì)胞，然后用光學(xué)顯微鏡觀察酵母菌的菌體形態(tài)。

　　3.2 酵母菌廢水處理技術(shù)

　　酵母菌廢水處理技術(shù)的主要目的就是對廢水進(jìn)行有效的凈化，此項技術(shù)是對能夠在廢水中生長且可分解有機(jī)質(zhì)的酵母菌菌種進(jìn)行有效混合，通過好氧方法使酵母菌廢水中的有機(jī)質(zhì)實施利用與分解，對廢水中的COD進(jìn)行有效降低，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。此外，由于廢水中有混合菌種，進(jìn)入沉降池后通過酵母菌分離出固體，能夠使廢水達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。酵母菌廢水處理技術(shù)具有較多的應(yīng)用優(yōu)點比如投資小、污染少、需要場地小以及后續(xù)處理簡單等。我國在對酵母菌進(jìn)行研究過程中，進(jìn)行了味精廢水試驗，并選擇出能夠適應(yīng)味精廢水環(huán)境的菌群，進(jìn)行了酵母菌廢水處理技術(shù)的設(shè)計。試驗結(jié)果顯示：酵母菌混合菌群的活性不受高濃度氨氮與硫酸鹽環(huán)境的影響，在一定穩(wěn)定環(huán)境中，處理后能夠得到單細(xì)胞蛋白，并可進(jìn)行飼料添加劑的回收。

　　4、發(fā)展趨勢

　　(1)基因工程技術(shù)提升廢水處理效果。

　　我國學(xué)者在酵母菌對廢水處理過程中，采用基因工程技術(shù)可以把脂肪酶導(dǎo)入到解脂耶氏酵母中，能夠在較大程度上對脂肪酶進(jìn)行表達(dá)，可有效去除COD與油脂。此外，由于我國基因工程技術(shù)的不斷發(fā)展，能夠在較大程度上對酵母菌遺傳學(xué)實施改造，以此得到高質(zhì)量的酵母菌株，但是酵母菌株的基因組測序工作還處于初始階段，遺傳學(xué)背景較為模糊，也還沒有較為成熟的操作平臺，所以在進(jìn)行基因工程技術(shù)完善與優(yōu)化時需要進(jìn)行更加深入的探究。

　　(2)通過混合菌群去除廢水中有機(jī)物。

　　污水處理主要是通過混合菌群來完成，通過之間的互相協(xié)作，采用不同菌種的梅系對廢水實施降解，可在較大程度上去除廢水中有機(jī)物。此外，我國學(xué)者通過采用光合細(xì)菌與酵母菌對皂素廢水進(jìn)行凈化，結(jié)果顯示去除率達(dá)87.2%，若將酵母菌與光合細(xì)菌進(jìn)行單獨使用，去除率只有53%，由此可以看出采用2種不同的菌類能夠在較大程度上提高去除率，對廢水凈化有較大的效果。

　　(3)新熱點的應(yīng)用。

　　隨著我國科技技術(shù)的不斷發(fā)展，我國研究出了微生物固定化技術(shù)，并將其較好地應(yīng)用于廢水處理中，這對酵母菌的應(yīng)用開啟了一個新的熱點。

　　5、結(jié)語

　　食品工業(yè)廢水處理過程中應(yīng)用酵母菌，不但能夠凈化廢水水質(zhì)，而且在較大程度上可提升食品工業(yè)的未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展。此外，酵母菌在廢水處理方面是一種較為重要的資源，其具有耐高滲透壓、耐酸以及代謝旺盛等特點，能夠很好地對水質(zhì)進(jìn)行有效凈化，并在此基礎(chǔ)上還可進(jìn)行微生物油脂的生產(chǎn)，可對資源進(jìn)行回收利用。我國對酵母菌的研究與其他國家相比起步相對較晚，這就需要加大研究力度，使之成為我國廢水處理中珍貴的資源。(來源：廣東源立實業(yè)有限公司)