Wykorzystanie grzybów strzępkowych do biodegradacji ścieków z przemysłu ziemniaczanego z jednoczesną produkcją biomasy pleśniowej na cele paszowe

• Autorzy: Jacek Nowak , Barbara Górna , Włodzimierz Nowak

Warianty tytułu

Applying Filamentous Fungi to Biodegradation of Wastewater from Potato Industry with Simultaneous Production of Mould Biomass for Forage

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

W badaniach użyto trzech szczepów grzybów strzępkowych: Aspergillus oryzae 448, Aspergillus niger 334, Rhizopus oligosporus 2710 do biodegradacji wysoko obciążonych ścieków z przemysłu ziemniaczanego. Ściek pochodził ze stacji odzyskania białka, z wód sokowych ziemniaków (ściek odbiałczony). Oczyszczanie ścieku prowadzono przez 48 i 72 h w fermentorze laboratoryjnym Biostat B o pojemności roboczej 1,5 l. Podczas 72-godzinnego procesu A. oryzae 448 spowodował 70-procentową redukcję chemicznego zapotrzebowania tlenu (ChZT). Oczyszczenie ścieku przez szczepy A. niger i R. oligosporus było na zbliżonym poziomie i wynosiło odpowiednio 58 i 52 %. Biodegradacja ścieku ziemniaczanego po zastosowaniu wybranych pleśni spowodowała bardzo dużą redukcję pierwiastków biogennych. W przypadku fosforu ogólnego korzystne okazało się prowadzenie 48-godzinnej hodowli szczepu R. oligosporus 2710, podczas której uzyskano 82,6-procentową redukcję zawartości tego pierwiastka w ścieku. Z kolei największe odfermentowanie związków azotowych - o 83 % - nastąpiło podczas 72-godzinnego procesu biodegradacji z udziałem A. oryzae 448. Niezależnie od rodzaju testowanych pleśni, największą ilość biomasy pleśniowej uzyskano podczas 48-godzinnego procesu fermentacji. Największą produktywnością biomasy wykazał się szczep A. niger 334 (13,2 g s.m./l ścieku). Wytworzona biomasa charakteryzowała się dużą zawartością białka (42 - 44 %) i wysoką energetyczną wartością paszową. (abstrakt oryginalny)

EN

Three strains of filamentous fungi (A. oryzae 448, A. niger 334, and R. oligosporus 2710) were used for the biodegradation of highly loaded wastewater from the potato industry. The wastewater was o obtained in a protein recovery unit from potato juice water (deproteinized wastewater). The wastewater treatment process was carried out 48 and 72 h in a Biostat B laboratory fermentor the working volume of which was 1.5 l. During the 72h process, the A. oryzae 448 strain caused the COD to decrease by 70 %. The A. niger and R. oligosporus strains used to treat the wastewater caused the COD level to similarly decrease, i.e. by 58 % and 52 %, respectively. The application of the selected moulds to the biodegradation of potato wastewater resulted in a very high reduction of biogenic substances. In the case of total phosphorus, cultivating the R. oligosporus 2710 strain for 48 h proved beneficial; during this period, the amount of this element in wastewater was reduced by 82 %. Then again, the amount of the nitrogen compounds was reduced by 83 % during the 72h biodegradation process with the use of the A. oryzae 448 strain. Regardless of the type of mould tested, the highest amount of mould biomass was produced during the 48h fermentation process. The A. niger 334 strain proved to have the highest biomass productivity (13.2 g d.m. / l of wastewater). The biomass produced was characterized by a high content of protein (42 - 44 %) and a high feed energy value. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Oczyszczanie ścieków; Biodegradacja; Przemysł spożywczy; Biomasa

EN

Sewage treatment; Biodegradation; Food industry; Biomass

• Czasopismo: Żywność: nauka - technologia - jakość
• Rocznik: 20 (2013)
• Numer: nr 6 (91)
• Strony: 191--203

Twórcy

autor

Jacek Nowak

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

autor

Barbara Górna

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

autor

Włodzimierz Nowak

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

Bibliografia

• [1] Abgarowicz F., Burzyński B., Chachułowa J., Fabiańska M., Karaś J., Szymona K., Witczak F.: Żywienie zwierząt. PWRiL, Warszawa 1976.
• [2] Czajkowska D., Zakrzewski A., Myszka L.: Wzbogacenie odpadów przemysłu spożywczego w białko grzybów mikroskopowych, hodowanych na podłożu stałym. W: Wykorzystanie biotechnologii w produkcji pasz dla zwierząt gospodarskich. Red. S. Sobczak. Wyd. SGGW-AR w Warszawie, Warszawa 1983.
• [3] Czarnecki Z., Czarnecka M.: Tradycyjne wykorzystanie mikroorganizmów w produkcji żywności. W: Mikroorganizmy w żywności i żywieniu. Red. J. Gawęcki i Z. Libudzisz. Wyd. Akademii Rolniczej im. A. Cieszkowskiego w Poznaniu, Poznań 2006.
• [4] Gawęcki K.: Ćwiczenia z żywienia zwierząt i paszoznawstwa. Wyd. AR w Poznaniu, Poznań 1994.
• [5] Huang L.P., Dong T., Chen J. W.: Biotechnological production of lactic acid integrated with fishmeal wastewater treatment by Rhizopus oryzae. Bioproc. Biosyst. Eng., 2007, 30, 135-140.
• [6] Jin B., van Leeuwen J.H., YU Q., Patel B.: Screening and selection of microfungi for microbial biomass protein production and water reclamation from starch processing wastewater. J. Chem. Technol. Biotechnol., 1999, 74, 106-110.
• [7] Jin B., Yan X.Q., YU Q., Van Leeuwen J.H.: A comprehensive pilot plant system for fungal biomass protein production and wastewater reclamation. Adv. Environ. Res., 2002, 6, 179-189.
• [8] Kida K., Morimura S., Abe N., Sonada Y.: Biological treatment of shochu distillery wastewater. Process Biochem., 1995, 39, (2), 125-132.
• [9] Konieczny P., Szymański M.: Ścieki z przemysłu spożywczego - charakterystyka, zagrożenia, korzyści. Przegl. Komunalny, 2007, 2, 88-100.
• [10] Mishra K., Aurora A., Lata M.: Optimization of a biological process for treating potato chips industry using a mixed culture of Aspergillus foetidus and Aspergillus niger. Bioresour. Technol., 2003, 94, 9-12.
• [11] Murugesan G.S., Sathishkumar M., Swamina Than K.: Supplementation of waste tea fungal biomass as a dietary ingredient for broiler chicks. Bioresour. Technol., 2005, 96, 1743-1748.
• [12] Muller G.L.: Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar. Anal. Chem., 1959, 31, (3), 426-428.
• [13] Normy żywienia bydła, owiec i kóz. Wartość pokarmowa pasz dla przeżuwaczy. Wydanie II. IZ, Kraków 1993.
• [14] Nowak J.: Żywność fermentowana w kuchni różnych narodów. Mikroorganizmy w żywności i żywieniu Wyd. AR w Poznaniu, Poznań 2006.
• [15] Nowak W.: Żywienie krów według norm INRA. Top Agar Polska, 1998, 3, 120-123.
• [16] PN-ISO 6060:2006. Woda i ścieki. Badanie zapotrzebowania tlenu i zawartości węgla organicznego. Oznaczenie chemicznego zapotrzebowania tlenu (ChZT) metodą dwuchromianową.
• [17] PN-EN ISO 5983-2:2006. Pasze - oznaczanie zawartości azotu i obliczanie zawartości białka ogólnego. Cz. 2: Metoda mineralizacji w bloku/destylacji z parą wodną.
• [18] Dymniecka M., Sokoła J.L. (Red.): Podstawy żywienia zwierząt. Wyd. SGGW, Warszawa 2001.
• [19] Jamroz D., Podkówka W., Chachułowa J. (Red.): Żywienie zwierząt i paszoznawstwo. Paszoznawstwo. T. III. Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2006.
• [20] Project QLK3 -1999 - 00004: "Enhanced, Intelligent Processing of Food and Related Wastes using Thermophilic Populations", realizowany w ramach V Programu Ramowego UE.
• [21] Santos J., Gomez G.: Fungal protein produced on Cassava for growing rats and pigs. J. Anim. Sci., 1983, 56, 264-270.
• [22] Skulimowski J.: Metody oznaczania składu pasz i ich jakości PWRiL, Warszawa.
• [23] Skupin J., Chełkowski J., Olejnik D.: Ćwiczenia z metod analizy żywności. Wyd. AR w Poznaniu, Poznań 1978.
• [24] Szołtysek K.: Ocena przydatności grzybni Aspergillus niger w przemyśle paszowym. Przem. Ferment. Owoc. Warz., 1997, 7, 25 -26.
• [25] Tomczak E., Nowak J., Czarnecki Z.: Przydatność testów kuwetowych do analizy składu i obciążenia ścieków przemysłu spożywczego. Aparatura Badawcza i Dydaktyczna, 2002, 7 (1), 143-149.
• [26] Wróbel B.: Obliczanie wartości energii netto pasz objętościowych na podstawie systemu INRA. Chów Bydła, 2002, 2, 20-22.