南都訊 記者陽廣霞 實習生 趙潤政 餐廚垃圾與黃粉蟲的組合,讓剩飯菜或能找到新歸宿。華南農業大學食品學院副教授胡文鋒博士的研究團隊,利用多級生物轉化,將餐廚垃圾和不搭界的昆蟲連接在一起,形成外接式硬碟了一條新的生物轉化鏈條。而將來,這些含有豐富蛋白質的蟲子,或許可以走上人類的餐桌。
  微生物參與,餐抗癌食物廚垃圾首次華麗轉身
  黃粉蟲俗稱麵包蟲,是人工養殖較多的經濟型昆蟲,含有豐富的蛋白質,其幼蟲約含粗蛋白56%,成蟲含64%,製備的蛋白粉幾近於目前常用的動物蛋白質飼料———魚粉(主要是海產品製成)。擱在糧倉新竹房屋中,黃粉蟲是不受歡迎的害蟲。但它是鳥、龜、蛙、蝎子等特種寵物愛吃的糧食,也可以用於喂養魚類牛羊等。
  在黃粉蟲養殖的示範點,大量幼蟲、成蟲密密麻麻地在木盒中扭動,蟲子的身下是一些黃色的碎屑,偶爾還漂了一塊紅辣椒,這是它們的食物,如果不經介紹,很難想象這些聞起來毫無異味的碎屑其實就是我褐藻醣膠們日常的剩飯剩菜。
  剩飯菜、瓜果皮核、菜根葉等,即餐廚垃圾,它是生活賣房子垃圾的一種,如何變廢為寶,讓大自然循環往複,而非增加凈化負擔,這是科學家們一直試圖解決的難題。
  胡文鋒團隊的思路是一條多級生物轉化鏈條。餐廳、飯堂等地當天產生的餐廚垃圾,一般含水率較高,且多含蛋白、油脂及澱粉等,成分複雜,多擱幾天就會變質發臭,夏天更甚,幾小時就會變質。從生物學上來說,這一過程是由腐敗微生物大量生長繁殖造成的,包括致病菌,如能引發腹瀉的沙門氏菌。
  餐廚垃圾的首個華麗轉身是因微生物的參與。垃圾經過分揀後,先要進行固液分離,即將油水混合物和固態的剩飯菜、果蔬邊角料等分開,隨後向固體廢渣中加入直投式菌粉,包含乳酸菌等有益微生物。
  正反方微生物之間的“暗鬥”,抑制了腐敗微生物的生長,酸敗及發臭不再。像是釀酒般,微生物的微妙生長代謝還使餐廚垃圾中的碳水化合物、蛋白質、脂肪等有機質進行初步分解,大分子分解成易於被黃粉蟲幼蟲採食和消化吸收的小分子。此外,有毒有害物質被去除,並產生對黃粉蟲有益的生物酶系、有機酸及益生菌。
  至於油水混合物,將進行油水分離,廢油被送往有資質的廢油處理公司。這種地溝油,在科學家手裡,可以變成生物柴油(詳見相關新聞)。
  餐廚垃圾養的蟲未來或許上餐桌
  發酵5- 7天,餐廚垃圾一改以往散髮著刺鼻異味的形象,搖身一變成了氣味酸香、顆粒均勻的“高富帥”的黃粉蟲飼料。喂食黃粉蟲幼蟲,獲得寵物所需要的蛋白質,實現了第二級生物轉化。而黃粉蟲的幼蟲,是龜、蝎子等特種寵物喜愛的食物,也可以磨成蛋白粉加入動物飼料中,從而實現新一輪的轉化。
  人類對蛋白質來源或將從肉蛋奶等擴展至昆蟲。2013年5月13日,聯合國糧農組織(FA O )發表了一份研究報告,提倡各國大力開發食用昆蟲以滿足人類及動物養殖未來對蛋白質需求的增長。按照胡文鋒的觀點,由餐廚垃圾養殖的高蛋白質的黃粉蟲,或許還有另一條生物轉變之路:即將昆蟲蛋白粉直接作為人用蛋白質源,當然了,要推上人類餐桌,還需要漫長的安全論證。
  經濟價值考量,似乎還不錯
  垃圾再利用,經濟價值是重要考量。參與項目研究的東莞市農業科學研究中心研究員羅詩介紹,按照目前小範圍示範的測算,用100平方米的面積養殖黃粉蟲,可每月處理7- 8噸餐廚垃圾,每月生產1噸鮮蟲,利潤約2000元,小有盈利使餐廚餘處理變得可持續。廣州市每日至少會產生數千噸餐廚垃圾,羅詩算了一筆賬,若每天拿700噸餐廚垃圾來飼養黃粉蟲,那麼每日利潤將達20萬元以上。不過,這也得依賴巨大的黃粉蟲市場需求,且有足夠的飼養場地。
  焦點問答
  A
  重金屬會不會混入餐廚垃圾飼料?
  胡文鋒說,餐廚垃圾中的重金屬含量本來很低,如果有也主要來源於食材殘留、鹽分、邊角料、生活垃圾等。因此,收集的餐廚垃圾都要經過分揀,去除生活垃圾,與有毒物質或工業污染物嚴格分開。同時,固液分離過程會將一部分溶於水的鹽和重金屬隨水排出。微生物發酵過程中,微生物將餐廚垃圾的難溶性重金屬鹽轉變為可溶重金屬離子,經脫水後隨廢水一起排出。此外,發酵後的餐廚垃圾重金屬含量極低,黃粉蟲幼蟲飼養周期2-3個月,由於動物的自我保護機制,少量的重金屬可積累在脂肪體中,或隨糞便排出。
  經多次反覆檢測,飼養2-3個月後的黃粉蟲幼蟲體內的鉛、砷、鎘等重金屬含量均遠低於蛋白質飼料魚粉的衛生標準上限。
  B
  骨頭、魚刺、塑料袋亂入,黃粉蟲也能吃嗎?
  胡文鋒介紹,固體廢渣的分揀處理會去除掉一部分無效雜質。當然了,黃粉蟲並不笨,不能吃的、不愛吃的,它會自動放棄。如果餐廚垃圾口味欠缺,黃粉蟲太挑剔,還需要加入麥麩來調節口味,總之,就不要為它的飲食擔憂了。
  技術創新
  傳統生產模式中,地溝油被裝進搪瓷(或不鏽鋼)容器中。容器有兩入口,一邊進液體硫酸(或氫氧化鈉)作催化劑,另一邊進甲醇原料。攪拌混合,讓地溝油在催化劑、加熱(70-80℃)條件下與甲醇發生反應。隨後,加入鹼液(若是氫氧化鈉就加醋酸)來“中和”掉多餘催化劑。再“水洗”,把殘餘硫酸去除乾凈,最後蒸餾,就得到較為純凈的甲酯,也就是我們需要的生物質柴油主要成分。但這種方式反應時間比較長,後期液體硫酸從柴油中分離出來的難度也很大。經過改良創新,袁振宏用特殊方法研製出一種顆粒狀的固體催化劑替代了液體硫酸,有效解決了催化劑分離難的問題。
  延伸閱讀
  餐廚垃圾處理怎麼這麼難?
  餐廚垃圾處理歷來是入不敷出。過去餐廚垃圾大部分都與城市生活垃圾一併處理,不僅增加了處理難度,還浪費了可利用資源。而隨著人們對餐廚垃圾認識的提高,填埋的處理方法正在被淘汰,取而代之的是肥料化、飼料化和能源化等處理方式。
  胡文鋒介紹,目前國內餐廚垃圾處理遵循無害化、減量化和資源化的方法。將餐廚垃圾分類處理,垃圾焚燒可減少90%體積,質量減少80%以上,並通過熱能發電,這是減量化和資源化的一種。不過,焚燒對空氣無益,且多數情況下,焚燒填埋場的建造與運營成本往往高於電能轉化的產出。
  目前主要的資源化途徑包括加工成寵物飼料、製作堆肥及加工成工業油脂等。以堆肥為例,將餐廚垃圾堆積,保溫至70℃儲存、發酵,借助微生物分解的能力,將有機物分解成植物可利用的腐殖質及無機養分。但因鹽分太高,堆肥使用有限,且價值低,難以為繼。
  此外,大部分企業對餐廚垃圾處理並不徹底,通常將餐廚垃圾液體部分留給城市污水處理系統,而其中的高鹽分不利於微生物生長、腐蝕設備,加重了污水處理系統的負擔。據悉,胡文鋒團隊將來計劃對餐廚垃圾分解出的廢水進行處理,經過微生物和酶處理可製備成葉面肥。  (原標題:餐廚垃圾養蟲 此蟲未來或可喂人)
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