果蔬废弃物在生物表面活性剂发酵中的应用

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本文研究了地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)DGG-1-3-F利用马铃薯加工废弃物、马铃薯淀粉加工废弃物、葡萄酒酿造皮渣发酵产生物表面活性剂(biosurfactant,BS)。对上述3种原料的添加量以及葡萄酒酿造皮渣的粉碎度进行发酵实验,通过测定发酵过程的总糖、还原糖、表面张力(ST)、乳化活性(EI24)、酸度、pH等指标探究原料发酵BS的可行性,以及BS成品化处理的可行性并对BS进行了粗提取。以马铃薯淀粉加工产生的废渣、废液为全培养基,在废液中添加1%、2%、3%、4%、5%的马铃薯渣发酵发现,4%和5%薯渣的发酵液ST(16.6 mN/m,16.1mN/m)降低幅度(69.7%,70.6%)较大且接近,明显高于其他组,各组EI24无显著差异。以2%渣、6%渣、10%渣、2%液渣、4%液渣、6%液渣的马铃薯加工废弃物发酵发现,4%液渣发酵液ST发酵3 d降至最低24.6 mN/m,降低幅度(57.6%)明显高于相同添加固渣的其他组,各组EI24无显著差异。以10%、12.5%、15%添加量的葡萄酒酿造皮渣发酵发现,12.5%和15%皮渣的发酵液ST(41.6 mN/m,42.1 mN/m)降低幅度(25.6%,26.0%)以及发酵液EI24(20%,21%)较大且接近,与其他组有明显差异。以未粉碎、粉碎0.5 min-4.5 min(粉碎时间代表粉碎度)的葡萄酒酿造皮渣发酵发现,粉碎3.5 min和4.5min发酵液ST(44.3 mN/m,43.6 mN/m)降低幅度(20.3%,20.6%)以及发酵液EI24(26.6%,27.3%)较大且接近,与其他组有明显差异。通过测定马铃薯加工废弃物发酵上清液的ST和EI24,研究离心、过滤、杀菌对发酵液中BS活性的影响。离心(4℃、10000 rpm、20 min)获得的BS液体粗品ST降低为26.6 mN/m,EI24升高为12%,在-20-20℃、pH6-12、1-5%NaCl和0.05-0.20%山梨酸钾的环境中,表现出较好的耐受性和稳定性,且在无防腐剂添加的条件下能长期保持活性。马铃薯淀粉加工废弃物、葡萄酒酿造皮渣发酵得到的发酵液可以通过酸沉淀法(pH2.0)分别获得BS固体粗产品,产率分别为0.63g/L和0.46g/L。通过测定马铃薯加工废弃物和葡萄酒酿造皮渣发酵的BS液体粗品去油污率,研究分别通过离心、过滤、离心过滤获得的BS液体粗品对餐具和织布的清洗能力,结果表明马铃薯加工废弃物和葡萄酒酿造皮渣发酵液离心所得BS液体粗品可以清洗餐具和织布,去油污率分别为81%、7.6%,80%、7.2%,清洗效果好,马铃薯加工废弃物发酵的BS液体粗品去污能力略高于葡萄酒酿造皮渣发酵的BS液体粗品去污能力。
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