[发明专利]一种马铃薯淀粉废水回收利用的方法

说明书

本发明涉及一种利用马铃薯淀粉加工分离汁水制备细菌纤维素的方法。本发明利用马铃薯淀粉加工分离汁水为培养基原料，根据废水中的化学组成类别及含量，复配一定比例的碳源、氮源和无机盐，经灭菌冷却后调整培养基pH值，然后接入一定比例的木葡糖酸醋杆菌，通过动态或者静态的方式发酵制备得到细菌纤维素。该方法创造性地以马铃薯淀粉加工分离汁水为培养基制备细菌纤维素，细菌纤维素是一种安全、健康的高纤维原料，具有较好的应用价值，而马铃薯淀粉加工分离汁水是马铃薯淀粉加工中处理难度和成本均较高的废水，本发明的实施为马铃薯淀粉加工企业提供一条切实可行的资源有效利用途径，同时能够促进企业可持续发展。

技术领域

本发明属于食品生物技术领域，具体涉及马铃薯淀粉废水回收利用的方法。

背景技术

新鲜的马铃薯中含有约17～21％淀粉，0.5～1.2％蛋白质，因此马铃薯经常被用作淀粉生产。马铃薯淀粉加工过程中废水主要来源于原料冲洗废水、马铃薯淀粉加工分离汁水和马铃薯淀粉洗涤水三个部分，据统计，每生产1t马铃薯淀粉可产生5～12m³废液。其中马铃薯淀粉加工分离汁水是马铃薯淀粉加工废水的主要污染物，该部分废水主要含有少量淀粉、蛋白质、氨基酸、果胶、糖类及矿物盐，蛋白质含量在1.5％～2.8％，约占废水总量的30～40％， COD值高达40000～60000mg/L，由于该部分废水处理成本高、技术难度较大，通常将其直接排放，这样不仅使马铃薯废水中营养丰富的蛋白质流失，而且造成环境污染，影响生态。随着马铃薯主粮化战略的颁布和实施，通过对马铃薯淀粉产业的不断调整，先进技术的不断引进，我国的马铃薯加工产业将会得到快速发展，届时将会产生大量的高浓度、污染严重、难处理的马铃薯淀粉废水，如不能找到解决方法，将会严重制约我国马铃薯淀粉加工业的发展。因此，马铃薯淀粉加工废水处理成为制约马铃薯加工行业发展的瓶颈问题。

目前常用的淀粉废水处理方法主要分为生物法、物理法、化学氧化法三大类，常规污水处理的方法加入了多种非食用的添加物，只能作为固体废渣处理，增值率较低。文献报道中关于马铃薯淀粉加工分离汁水的高值化利用途径主要有两个方面，其一是利用微生物发酵工程的方法将其中有效成分转化成单细胞蛋白，作为动物饲料使用；其二是将有益物质分离提取出来，可利用的碳源包含果胶类、纤维类、生物质燃料类以及其他微量有益成分等，可利用的氮源包含利用酶水解处理方式获取蛋白产物、发酵得到动物饲料等，分离提取土豆淀粉生产废水中蛋白质提取率达到90％以上。

细菌纤维素是通过木葡糖酸醋杆菌在含有氮源、碳源和必须生长因子的培养基条件下发酵制成，具有良好的持水性能、较高的结晶度和聚合度以及良好的生物相容性和生物降解性，可广泛用于食品、医药、航空、造纸等各个领域。传统发酵生产细菌纤维素采用农产品椰子的副产品椰子水或椰浆为原料，而这一原料不耐贮藏，容易腐败变质。为保证细菌纤维素的品质，每发酵生产一次，就需要重新采集新鲜的椰子水或者椰浆原料，这极大浪费了农产品椰子资源。此外，随着细菌纤维素的应用领域不断扩大，仅采用椰子水作为发酵培养基制备细菌纤维素已经不能满足需求。现有文献报道了一些发酵用培养基，如利用大豆渣、木薯水解液、乳清液或浸米水为培养基原料制备细菌纤维素。

本发明中依据细菌纤维素生产原料的性质，针对性地选取了马铃薯淀粉加工废水中的马铃薯淀粉加工分离汁水为原料，创造性地采用微生物发酵工程的方法将马铃薯淀粉加工分离汁水有效地回收利用，并转化为一种高附加值产品。本发明的实施将为马铃薯淀粉加工企业提供一条切实可行的资源有效利用途径，同时能够促进企业可持续发展。

发明内容

本发明提供一种马铃薯淀粉废水回收利用的方法，其包括下述步骤：

(1)选取培养基，即马铃薯淀粉加工分离薯渣和淀粉过程中产生的分离汁水，该部分分离汁水中主要含有淀粉、蛋白质、氨基酸、果胶、糖类及矿物质；培养基的COD值大于20000 mg/L。