（三）食品廢棄物生產單細胞蛋白及飼料技術
單細胞（single cell protein，SCP）是通過培養單細胞生物而獲得的生物體蛋白，又稱微生物蛋白，包括細菌、放線菌中的非病原菌、酵母菌、黴菌和微型藻類等。SCP是從純培養的微生物細胞中提取的總蛋白，它可以作為人或動物蛋白的補充。用於人類食用的SCP即為食物，用於動物的SCP則是飼料。
雖然利用微生物的發酵過程中生產各種食品的曆史可以追述到幾千年前，但是以純培養的微生物作為食物還是20世紀以來的事情。第一次世界大戰期間，德國為了解決當時糧食問題，開展了利用小球藻、酵母作為糧食資源的研究，用由紙漿和造紙廠排出的廢液作底物（主要利用其中的木糖）生產食用酵母，並將酵母用作肉類的代用食品。現在，對如何利用其他各種有機廢料作為原料生產SCP的研究，在世界上仍是一個熱門課題。
（1）可生產SCP的食品廢棄物由於自然界微生物資源十分豐富，因此，能用於生產SCP的原料多種多樣。某種有機廢料是否適合於生產SCP，應考慮以下原則：①價廉；②易於被微生物降解；③原料能常年可靠的供應，並能夠安全、經濟的貯存；④能經濟地把原料運往工廠所在地；⑤質量穩定且可預測。
在釀造業的生產工藝過程中會產生大量的有機廢物，其中大部分均以半固態形式未經幹燥就被排出。釀造業副產品之一的酒糟一直被用作反芻家畜的飼料。如果直接用濕的酒糟進行某種產品的生產，就無須進行物料幹燥，不僅可以簡化工藝，還可以減少能耗。
罐頭食品加工中的廢物，如豆粉、甜菜粕、咖啡渣、亞麻籽粉、柑橘渣等均味美且富有營養。蔬菜加工中的廢物由於含水量很高，欲大範圍使用會有些困難。這些廢物中的幹物質含量為11%～90%，其餘是水分，這樣運輸費用難於降低。因此大多數罐頭廠的廢物通常都埋入地下。在美國，像乳酪乳清、柑橘渣、馬鈴薯加工的廢物，蘋果、番茄加工的廢物，以及甘蔗加工副產品等最常見食品加工廢物已用於食品生產。
海產品加工中的廢物，或為含有溶解物質和懸浮固體的廢水，或為由肉、殼、骨頭和內髒構成的固體廢物。這些固體廢物通常回收作為肥料和飼料，而廢水由於太稀難於回收。從魚類及海味加工廢料中獲得的濃縮魚蛋白、從魚中提取的可溶性物質及魚的青飼料的濃縮物（在酸性pH下被自發產生的酶所液化的產物）可用作食品。無論哪一種資源，隻要具有適當化學成分的液態廢物就可以作為微生物發酵底物。除了考慮有毒物質的轉化與富集可能造成的不良後果外，理想的底物成分應有合理的碳、氮、磷比，C∶N∶P為100∶5∶1比較適宜。
（2）SCP的一般生產工藝所有單細胞蛋白生產工藝一般都包含預處理、有氧發酵、細胞分離和細胞幹燥等主要工序。每種工藝都要求對原料進行某種預處理，預處理的內容繁簡又各不相同，從極簡到極繁的均有。生產單細胞蛋白，特別是酵母，和通過發酵生產乙醇相類似，但有兩個重要的差別：首先，細胞物質的大規模生產過程是一個需氧過程，要求使用氧分子。由於把氧氣傳遞到溶液中去是關鍵，因此需要以攪拌的形式輸入能量；其次，酵母的新陳代謝是一個強放熱過程，因而通常必須把多餘的熱量除去以保持最佳的發酵溫度。在SCP生產過程中，通常用過濾或離心方法收集細胞，然後對所得到的細胞產物進行洗滌和噴霧幹燥就得到可以出售的產品，以這種方式生產的單細胞蛋白可用作動物飼料，如果供給人類食用，還需要另外進行一些加工：蛋白質的提取和純化、細胞溶解和核酸水解等。作為人類食用的SCP，特別是作為蛋白質的來源，它必須是幹的可溶性的粉末，色澤極淡且極少氣味；活細胞數低，沒有病原體；營養價值高，核酸含量低，並且毒性物質含量低。
（3）利用有機廢物生產飼料用固體發酵法利用食品工業廢物生產菌體蛋白飼料也是目前國內外研究的一個方向。這是一種投資少，耗能低，見效快，操作簡便的生物轉換技術。利用食品工業廢渣作為原料進行酵母固態發酵，可以提高其蛋白質和維生素的含量，以此來代替大豆、魚粉等蛋白飼料。如大米渣主要成分為澱粉外，還含有豐富的蛋白質及一些雙糖、單糖、礦物質及微量元素，因此，可將米渣直接用於發酵生產飼料蛋白。它的技術路線為：廢渣-配料-拌料-蒸煮-冷卻-接種-固體發酵-粉碎-幹燥-粉碎-包裝-成品。
用固體發酵法利用工業廢物生產菌體蛋白的技術操作簡單，設備投資省，使大米和澱粉發酵的廢渣能夠得到充分利用，具有廣闊的市場前景。對於固體發酵來說，調節發酵物質的水分、pH、溫度等是必要的，因為這些都是影響菌體蛋白增加的重要因素。一般情況下，初始含水量要求在65%左右，初始pH在5.9～6.2，溫度控製在28～31℃之間，比較有利於酵母菌的生長。
利用發酵法將食品工業廢物變為動物可以利用的飼料，提高了飼料的蛋白質含量。降低了粗纖維的含量，有利於動物的消化吸收。還可以從中得到高附加值的產品，既解決了環境問題，又解決了垃圾的資源化問題，是一種值得推廣的好方法。
三、食品工業廢渣生物治理中的應用實例
食品工業行業種類繁多，但所排放固體廢棄物的一個共同特點就是含有一定的營養物質，成分相類似的固體廢棄物可采用相同的綜合利用和處理工藝，這裏以酒糟和水果渣的治理為例加以介紹。
（一）酒糟的治理與綜合利用
酒糟是釀酒企業以糧食為原料發酵生產食用酒後產生的副產品，包括酒精糟、啤酒糟、曲酒糟、白酒糟、果酒糟等。在釀酒企業中，有很大一部分糧食隨釀酒生產過程變成了廢渣、廢水等廢棄物而進入了環境，造成了糧食的巨大浪費和環境的嚴重汙染。據統計，生產1t白酒約產生2.5t副產物酒糟，照此估計，我國白酒行業每年產生的白酒酒糟數量在1625萬t（以幹重計）左右，數量相當巨大。分析結果表明，酒糟的主要成分為：澱粉、蛋白質、稻殼（白酒糟含有）、纖維素、脂肪、灰分、氨基酸、維生素等。
統計表明，目前，酒廠產生的酒糟一部分被當地農民運去作為肥料，另有一小部分被利用作為燃料使用，隻有很少一部分被養殖業或當地農民利用作飼料（在喂養過程中添加5%～10%），大部分棄於環境中，引起周圍環境的嚴重汙染。因此，進行酒糟的資源化很有必要。根據酒糟的組成，酒糟除可發酵生產蛋白飼料外，還可生產調味品和培養有用菌種。
（1）酒糟生產飼料酒糟做飼料被普遍認為是利用的最好方法和途徑，所產生的效益和價值也最大，同時又能實現廢物的資源化，尤其是在全世界人均耕地越來越少，人畜爭糧日益嚴重的今天，在飼料日趨緊張的情況下，酒糟生產飼料更顯示了其生命力。
酒糟幹燥粉碎做飼料，有自然曬幹法和機械幹燥法。自然曬幹的特點是簡單易行，投資省，缺點是這種工藝易受雨天的限製，其次是僅僅進行了簡單的物理分離，沒有對以釀酒為唯一產品所排的廢棄物酒糟的營養結構進行改善和調整。機械幹燥代替自然幹燥避免受天氣影響的缺點。這些工藝最大的特點是加工工藝簡單易行，缺點是對酒糟僅僅進行了物理加工，沒有降低酒糟中粗纖維的含量，蛋白質含量也沒有明顯提高，直接利用作飼料用於喂養，隻能極少量的添加摻和，並且動物的消化率低，適應性差，難於消化吸收，影響飼養效果。