豆腐废水 “变废为宝”：利用毕赤酵母和热带假丝酵母生产 β- 葡聚糖的创新探索

豆腐废水大量排放危害生态，但富含营养。研究人员开展利用其培养酵母生产 β- 葡聚糖的研究。结果显示，热带假丝酵母（C. tropicalis）产率更高，且二者提取物有差异。该研究为豆腐废水处理和 β- 葡聚糖生产提供新途径。

　　在豆腐生产的世界里，一场神奇的 “变废为宝” 之旅正在上演。印尼的豆腐产业蓬勃发展，每年能产出约 256 万吨豆腐，背后却是超过 1020 万吨的固体废物和 2000 万立方米豆腐废水的 “烦恼”。这些废水化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）极高，直接排放会给生态环境带来沉重打击，可它又蕴含着蛋白质（40 - 60%）、碳水化合物（25 - 50%）等丰富的有机物质以及多种营养元素，是微生物生长的理想 “温床”。如何将这一 “废水负担” 转化为宝贵资源，成为科研人员亟待攻克的难题。

为此，研究人员踏上探索之旅，他们试图利用豆腐废水培养毕赤酵母（Pichia norvegensis）和热带假丝酵母（Candida tropicalis），并从酵母细胞壁中提取 β- 葡聚糖（一种具有多种生物活性的多糖，在食品、医药等领域有潜在应用价值）。这项研究成果发表在《Current Research in Green and Sustainable Chemistry》上，为解决豆腐废水污染问题和开发高价值产品开辟了新方向。

在这场研究中，研究人员运用了多种关键技术方法。他们通过测定光密度（OD）来监测酵母的生长曲线，确定酵母的最佳生长时间。采用酸碱提取结合离心的方法从酵母细胞壁中提取 β- 葡聚糖。利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、核磁共振光谱（NMR）和扫描电子显微镜（SEM），分别对 β- 葡聚糖的纯度、结构和形态进行分析。还用 DPPH 自由基清除实验评估 β- 葡聚糖的抗氧化活性。

下面让我们一同深入了解研究结果：

• 酵母生长：研究发现，毕赤酵母和热带假丝酵母在豆腐废水培养基中的生长呈现不同的曲线。毕赤酵母在 72 小时达到对数生长期，此时光密度为 0.92 ± 0.09，细胞数达 10.6×10⁷ cfu/ml ，之后进入稳定期；热带假丝酵母在 48 小时时，pH 略有上升，光密度为 0.59 ± 0.59，细胞数为 6.3×10⁷ cfu/ml ，其对数生长期在 24 - 72 小时。由此确定，毕赤酵母提取 β- 葡聚糖的最佳时间是 72 小时，热带假丝酵母是 48 小时。
• 酵母 β- 葡聚糖的生产：产量方面，热带假丝酵母（BCT）表现更优，其粗 β- 葡聚糖产率为 3.20%，毕赤酵母（BPN）产率为 2.10%。不过与其他研究相比，该研究中 β- 葡聚糖的产量较低，这可能与使用的微生物来源、菌株、提取方法以及培养基初始 pH 等因素有关。
• 酵母 β- 葡聚糖的 FTIR 光谱分析：FTIR 光谱显示，两种酵母提取的 β- 葡聚糖都含有杂质，如甘露糖蛋白和壳聚糖。二者都在 1075、1041（或 1040）和 894 cm^-1处有 β- 葡聚糖特征峰，这表明提取物中存在 β- 葡聚糖，但也有其他成分干扰。
• 酵母 β- 葡聚糖的 NMR 光谱分析：NMR 光谱进一步证实了 β- 葡聚糖的杂质情况。BPN 样品由 β-1,3 - 葡聚糖和 β-6 - 葡聚糖组成，BCT 样品除了 β-1,3 - 和 β-1,6 - 葡聚糖外，还有被归类为甘露聚糖的特殊异头共振信号，说明 BCT 样品的 β- 葡聚糖纯度较低。
• 酵母 β- 葡聚糖的 SEM 分析：SEM 图像展示了 β- 葡聚糖的微观结构。BPN 和 BCT 都呈现多孔、片状和纤维状结构，但 BCT 的结构更具层次感和扁平状。这种结构差异可能影响 β- 葡聚糖的性质和功能。
• 酵母 β- 葡聚糖的 DPPH 自由基清除活性：在抗氧化能力测试中，BCT 的 β- 葡聚糖表现更出色，其自由基清除活性为 36.07%，高于 BPN 的 20.07%。不过，二者在 8000 ppm 浓度下的清除率均低于 50%，这可能与它们在水溶液中的溶解度较低有关。

综合来看，研究结论意义重大。豆腐废水确实可以作为培养基用于酵母培养和 β- 葡聚糖提取，热带假丝酵母在产率上更具优势。然而，提取的 β- 葡聚糖存在杂质且溶解性差，限制了其进一步应用。未来，研究人员可以致力于优化提取工艺，提高 β- 葡聚糖的纯度和溶解性，增强其抗氧化活性，从而推动其在食品、医药等健康医学领域的广泛应用。这项研究不仅为豆腐废水的处理提供了环保且经济的解决方案，还为 β- 葡聚糖的生产开辟了新的原料来源，为绿色可持续发展贡献了科研力量。