بخشی از مقاله
استفاده از ضايعات و پسماندهاي صنايع غذايي در توليد مواد و انرژي
چکيده
باتوجه به ظرفيت بالاي کارخانجات صنايع غذايي ، ضايعات و پسماندهاي زيادي توليد مي شود که به خاطر وجود مواد مغذي در آنها مي تواند باعث افزايش BOD و COD در شبکه فاضلاب شود و مشکلات زيست محيطي را در پي داشته باشد. اما مي توان از اين پسماند ها مواد با ارزش افزوده توليد کرد.
از ضايعات کارخانجات لبني مي توان به آب پنير اشاره کرد که در توليد شير خشک، بيسکوئيت ، نوشابه ، صنايع نانوايي و... به کار مي رود. از ضايعات غلات مي توان علاوه بر خوراک دام در توليد کود، کمپوست ، سوخت ، پوشش خاک و... استفاده کرد.از ضايعات جامد آلي گوشت . کود، از خون . پروتئين ، از پوست و استخوان و... ژلاتين توليد مي شود. از دانه و پوست حاصل از پسماندهاي کارخانه رب گوجه فرنگي مي توان رنگدانه طبيعي ليکوپن ، مواد قوام دهنده، پروتئين و... توليد کرد. همچنين از کنجاله حاصل از دانه هاي روغني ، ملاس نيشکر، باقيمانده مرکبات، تفاله انگور، ضايعات خرما مي توان محصولات با ارزش توليد کرد.
واژه هاي کليدي
پسماندهاي صنايع غذايي ، توليد محصولات با ارزش
١- مقدمه
با توجه به رشد روز افزون صنايع و محصولات مختلف ، محصولات فرعي و ضايعات زيادي حاصل مي شود که مي توان با استفاده از روش هاي مختلف از آنها محصولاتي با ارزش توليد کرد. در صنايع غذايي نيز اين مسئله صادق مي باشد. اين مقاله به بررسي و استفاده از برخي ضايعات و محصولات جانبي کارخانجات لبني ، رب، گوشت ، غلات و ... پرداخته است .
٢- استفاده از پسماند صنايع لبني (آب پنير)
با افزايش مصرف لبنيات توليد اين فراورده ها نيز افزايش يافته است ، يکي از محصولات جانبي اين صنعت آب پنير مي باشد که کاربردهاي زيادي از آن متصور است . در جدول ١ تعدادي از کاربرد هاي آن نشان داده شده است [مرتضوي و همکاران ١٣٨٦, ٧].
فاضلاب حاصل از کارخانجات صنايع شير داراي بار آلي متنوعي هستند که COD آنها از حدود ١٨٠ تا ٢٣٠٠٠ ميلي گرم در ليتر متغيير است . ميزان پايين BOD مربوط به شير دريافتي و ميزان بالاي آن مربوط به آب پنير حاصله از توليد پنير است . تصفيه و تخليه فاضلاب هاي کارخانجات توليدي فرآورده هاي لبني اغلب به موقعيت کارخانه بستگي دارد. کارخانجات واقع درنزديکي حومه شهرها، اغلب فاضلاب خود را بعد از يک تصفيه اوليه و حذف چربي و مواد جامد به سيستم فاضلاب تخليه مي کنند. در مناطق روستايي از فاضلاب کارخانجات صنايع شير ممکن است براي آبياري زمين ها استفاده شود. اگر اين فاضلاب ها به طور صحيح مديرت نشوند نمک هاي محلول در فاضلاب ها مي توانند بر روي زمين تاثيرات نامطلوب داشته و باعث شور شدن زمين شوند[لي و همکاران،٢٠٠٦, والدرون،٢٠٠٧].
٢-١ توليد نوشابه از آب پنير
با استفاده از تخمير لاکتيکي نوشابه آب چنير توليد مي کنند ولي هنز به صورت تجاري توليد نشده است . در سوئيس توليد نوشابه آب پنير با طعم آناناس و انبه بر پايه اولترافيلتراسيون آب پنير شيرين در دست بررسي است .
٢-٢ آب پنير تخميري
از آب پنير تخميري براي توليد استاتر ، آنزيم ، نايسين ، اتانول و نوکلئوتيد استفاده مي شود. ميکروارگانيسم هايي که در تخمير آب پنير استفاده مي شود قادر به تخمير لاکتوز بوده و از آن به عنوان منبع اوليه توليد انرژي استفاده مي کنند.
٢-٣ پودر آب پنير
توليد پودر آب پنير با تبخير حجم زيادي از آب آن و خشک کردن با استفاده از خشک کن پاششي حاصل مي شود که کاربرد گسترده اي در توليد مواد غذايي و خوراک دام دارد[والدرون،٢٠٠٧].
٢-٤ کنسانتره آب پنير
توليد کنسانتره پروتئين آب پنير معمولا با استفاده از اولترافيلتراسيون حاصل مي شود. انواع مختلف کنسانتره آب پنير با غلظت پروتئين ٥٠%، ٧٥% و ٩٠% وجود دارد. کنسانتره پروتئين آب پنير داراي خواص عملگري ويژه اي نظير ژلاتينه شدن، اتصال با آب، ايجاد کف و امولسيون سازي مي باشد[والدرون،٢٠٠٧-جنسن ، ١٩٩٥].
٢-٥ ايزوله آب پنير
ايزوله پروتئين آب پنير داراي بيش از ٩٠ % پروتئين بر مبناي وزن خشک است که با روش تبادل يوني توليد مي شود[والدرون،٢٠٠٧].
٢-٦ پروتئين هاي فعال زيستي آب پنير
آب پنير داراي پروتئين هاي فعال زيستي مي باشد، مي توان لاکتوفرين و لاکتوپراکسيداز را با روش کروماتوگرافي تبادل يوني جدا سازي کرد. اين پروتئين ها براي سلامت انسان مفيد مي باشند[تامپسون و همکاران،٢٠٠٨, جنسن ، ١٩٩٥].
٢-٧ پروتئين آب پنير هيدروليز شده
پروتئين هاي آب پنير هيدروليز شده (پپتيد هاي فعال زيستي ) داراي خواص بيولوژيکي ويژه از قبيل خاصيت آنتي اکسيداني ، ضد فشار خون، خاصيت ضد ميکروبي ، تقويت سيستم ايمني بدن و همچنين داراي آنزيم هايي است که از گرفتگي رگ هاي خوني جلوگيري مي کنند[والدرون،٢٠٠٧]. پپتيدهاي فعال زيستي عموماً از هيدروليز آنزيمي پروتئين کامل ، در راکتورهاي غشايي با آنزيم هاي تثبيت شده به دست مي آيد. جداسازي بر اساس اندازه که با استفاده از اولترافيلتراسيون تدريجي پپتيدها جداسازي مي شوند و روش ديگر که در آن با استفاده از اندازه و بارالکتريکي جداسازي انجام مي شود مي توان گروماتوگرافي تبادل يون و جداسازي بر اساس اندازه را نام برد.گرولين و همکاران در سال ٢٠٠٤ با استفاده از روش الکترونانوفيلتراسيون پپتيدها را جز به جز نموده به اين صورت که درون پرميت کاتد وارد کرده و با استفاده از نانو فيلتراسيون باعث جداسازي بيشترين پپتيدهاي خنثي و اساسي شدند[والدرون،٢٠٠٧, جنسن ، ١٩٩٥].
٢-٨ توليد لاکتوز
در اکثر کشورها واحدهاي توليدي فرآورده هاي لبني لاکتوز حاصل از پرميت بدست آمده از توليد پنير را جداسازي کرده و به عنوان لاکتوز خوراکي به مصرف مي رسانند. لاکتوز خوراکي در فرمول غذاي کودک ، شکلات ، قنادي، فرآورده هاي نانويي به عنوان حامل طعم و رنگ مورد استفاده قرار مي گيرد[والدرون،٢٠٠٧, جنسن ، ١٩٩٥]. اين فرآيند داراي چهار مرحله است ابتدا آب پنير به وسيله سيستم تبادل يون کلسيم زدايي مي شود در مرحله دوم به وسيله نانو فيلتراسيون تغليظ شده و در مرحله سوم لاکتوزهاي خالص و اجزاي معدني آن به وسيله کروماتوگرافي جداسازي مي شوند و مرحله چهارم بازيافت يون هاي تک ظرفيتي با استفاده از روش نانو فيلتراسيون براي احياء مجدد ستون تبادل يون صرفه جويي مي شود.
٢-٩ استفاده از آب پنير در غذاي کودک
آب پنير مانند شير مادر آلبوميني است ولي مواد معدني زيادي دارد ميتوان براي حل اين مشکل از روش دياليز استفاده کرد و با افزودن ترکيبات ديگري مثل آهن ، اسيد چرب، ويتامين و... فرمولاسيون مناسب براي مصرف کودک را بدست آورد[والدرون،٢٠٠٧].
٢-١٠ کاربرد آب پنير در نانوايي
افزودن آب پنير باعث بهبود در رنگ و بافت نان مي شود و اسيدهاي آمينه تريپتوفان، ليزين و متيونين را نيز به نان انتقال مي دهد و ارزش بيولوژيکي آن را بالا مي برد.
٢-١١ توليد الکل از آب پنير
براي توليد الکل مي توان ازکشت مخمري استفاده کرد که در بعضي کشورها در مشروبات الکلي و ماده سوختي همراه بنزين بکار مي رود[٧].
٢-١٢ توليد گاز از آب پنير
از گاز توليد شده در تخمير بي هوازي لاکتوز مي توان در توليد گاز سوختي استفاده نمود.
٢-١٣ کاربرد آب پنير در صنايع گوشت
افزودن آب پنير به گوشت ارزش پروتئيني را افزايش مي دهد، از نظر چشايي مناسب است و قدرت جذب چرب گوشت را افزايش مي دهد.
٢-١٤ استفاده از آب پنير در شيرني سازي
در شکلات هاي مختلف آب پنير جايگزين شير خشک است در ويفر و آدامس بکار ميرود. در شکلات ها از لاکتوز به جاي ساکاروز استفاده مي کنند که براي افراد ديابتي مناسب است .
٢-١٥ توليد اسيد لاکتيک از آب پنير
توليد اسيدلاکتيک از تخمير بي هوازي آب پنير توسط باکتري هاي اسيدلاکتيک امکان پذير است اما داراي جنبه اقتصادي بالايي نيست [٧].
٢-١٦ توليد پروتئين تک ياخته از آب پنير
توليد چنين پروتئيني از فاضلاب بسياري از کارخانجات در صنعت رايج است . که باکتري ها، مخمرها و کپک ها با استفاده از مواد قندي اين ترکيبات را توليد مي کند[مرتضوي و همکاران،١٣٨٦, ٢, پاراسکوپولو،٢٠٠٣].
٢-١٧ توليد مخمر نانوايي از آب پنير
براي توليد صنعتي مخمر نانوايي ( Saccharomyces cerevisiae) از آب پنير ابتدا بايد با استفاده از تيمار آنزيمي با بتا گالاکتوزيداز لاکتوز را به گلوکز و فروکتوز هيدروليز کنيم به دليل اينکه مخمر بتواند به راحتي از آن استفاده کند[مرتضوي و همکاران،١٣٨٦].
٢-١٨ توليد قره قروت
با جوشاندن آب پنير مي توان قره قروت توليد نمود.
٣- استفاده از پسماندهاي صنايع گوشتي
مهمترين فرآورده هاي جانبي ، شامل خون و مواد غير خوني مي شود و اين مواد نيز خود از مقدار زيادي پروتئين هاي هيدروليز شده استخوان و پلاسماي خون و سلول هاي خوني و کلاژن و مواد بيوشيميايي و تثبيت کننده ها تشکيل شده اند و اين مواد در جيره غذايي حيوان و توليد مواد دارويي مورد نياز براي حيوان به کار برده مي شود.
