CN103918612A - 用蝇蛆处理赤霉素发酵残渣生产昆虫蛋白和有机肥的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于农业微生物利用技术领域，具体涉及一种利用蝇蛆处理赤霉素发酵残渣获得昆虫蛋白和有机肥的方法。本发明包括以下步骤：首先将赤霉素发酵残渣与重量百分比为10-60%的植物纤维性辅料混合，利用酵母菌进行厌氧发酵，得到蝇蛆培养料；其次在蝇蛆培养料中接种蝇卵进行养殖，养殖期间内控制温度20℃～35℃，养殖时间为3～6天，分离得到活蝇蛆与处理后的发酵残渣，其中的活蝇蛆既可直接用于喂养家禽或烘干后作为作为昆虫蛋白，处理后的出霉素发酵残渣作为生物有机肥使用。本发明能有效去除发酵残渣中农药残留等有害物质，经过处理后的混合物无异味，可做优质有机肥使用；蝇蛆粉含粗蛋白50-60%，适用于禽类或鱼类的饲料添加剂，可提高资源化利用的效率。

Description

用蝇蛆处理赤霉素发酵残渣生产昆虫蛋白和有机肥的方法
技术领域
本发明属于农业微生物利用技术领域，具体涉及利用蝇蛆处理赤霉素发酵残渣生产昆虫蛋白和有机肥的方法。
背景技术
赤霉素发酵残渣是在生产植物生长调节激素赤霉素的板框过滤等提取工艺过程中产生的一种包含培养基和菌丝体的固态残渣下脚料。全球赤霉素原药90%以上在中国生产，年产量达300-500吨，每年有大量赤霉素残渣作为化学类激素污染物被排入环境，而赤霉素已经被证明对动物生长发育有负面的影响。在这种情况下，迫切需要发展一种安全、快速、高效处理残渣的方法。如果将赤霉素发酵残渣直接作为动物饲料应用，不仅影响动物正常生长发育还会因为农药残留问题存在食品安全风险；将赤霉素发酵残渣直接堆肥，可行性虽强，但对发酵残渣中含有的植物蛋白，糖类，植物油等较高的营养物质造成浪费。家蝇的人工养殖技术目前已经比较成熟，家蝇蛆幼虫生长速度快（4～5天），消化能力强，适合在营养物质含量较高的酸性赤霉素发酵残渣中生长。利用家蝇处理赤霉素发酵残渣不仅可以减轻环境污染的压力，还可以资源化利用发酵残渣，提高经济效益和社会效益。
发明内容
本发明目的在于提供一种利用蝇蛆处理赤霉素发酵后的残渣，通过厌氧发酵工艺，生产昆虫蛋白和有机肥的方法，旨在减少环境污染的同时实现资源的再利用。
本发明通过以下技术方案实现：
一种利用蝇蛆处理赤霉素发酵残渣生产昆虫蛋白和有机肥的方法，其步骤包括：
1）先将植物纤维性辅料铡成4cm的长度，再用粉碎机粉碎，使植物纤维性辅料的颗粒直径不大于0.6mm，得到植物纤维性辅料粉；
2）将赤霉素发酵后的水分含量为60-70%的残渣与加入重量百分比为10%-60%的上步制备的植物纤维性辅料粉混合后均匀后放入发酵池中，利用活性干酵母对其进行厌氧发酵，活性干酵母的接种量按重量百分比为赤霉素发酵残渣的0.1%～1.0%接种，接种后用塑料薄膜密封发酵池，通过厌氧发酵得到蝇蛆培养料；
3）向上步所得的蝇蛆培养料中接种家蝇蝇卵，每公斤蝇蛆培养料中接种蝇卵1-5克，养殖期内发酵温度控制为20℃～35℃（优选地，发酵温度为22℃～30℃），养殖3～6天后分离得到活蝇蛆或发酵残渣；
4）将分离得到的蝇蛆于80℃下烘干，粉碎，得到昆虫蛋白粉；或将所得的发酵残渣经烘干或自然风干后，得到含水率为12-15%的有机肥。
上述步骤（1）中所述的植物纤维性辅料选自稻草秸秆粉、玉米秸秆粉、小麦秸秆粉、米糠粉、谷壳粉或/和玉米芯粉的其中一种或其组合。
本发明所得的蝇蛆蛋白可以用于畜禽类的饲料添加剂或蛋白质来源，其下脚料（发酵残渣）可作为有机肥料加以综合利用。
与现有技术相比，本发明的优点是：
（1）本发明采用生物法处理赤霉素发酵残渣，原料来源易得，发酵成本低，能耗小，不会产生二次污染。
（2）将发酵残渣中难被动物吸收的植物蛋白和非淀粉多糖转化为易被动物吸收的昆虫蛋白和昆虫油脂。
（3）利用处理后赤霉素发酵残渣作为生物有机肥，能产生良好的环境效益和经济效益。
具体实施方式
以下结合实施对本发明作进一步说明，但不是限制本发明。
本发明的实施例使用的原料即赤霉素发酵后残渣（含水率为60-70%，样品取自自江西新瑞丰生化有限公司），实施例中的稻草秸秆粉、谷壳粉、米糠粉来自湖北省武汉市郊区或江西省新干县郊区。如果是作物秸秆类先用机械铡成4cm左右的茎段，再使用粉碎机粉碎，是最终的原料颗粒直径不大于0.6mm。赤霉素发酵残渣的样本于105℃烘干至恒重后进行成分分析，赤霉素发酵残渣的主要营养成分见表1；作物秸秆稻草粉的营养成分见表2。
表1原赤霉素发酵残渣样品（干基）中的主要营养成分含量（%）
表2原稻草秸秆粉（干基计）中的主要营养成分含量（%）
实施例1
（1）赤霉素发酵残渣的预处理：取赤霉素发酵残渣100kg，加入粒度不大于0.6mm的稻草秸秆粉23kg，自来水42kg，接入0.3%的安琪牌活性干酵母菌（菌种购自湖北宜昌，湖北安琪酵母股份有限公司产品），混合均匀后放入发酵池中，接种后将发酵原料用塑料薄膜密封进行厌氧化发酵，5天后揭开发酵原料上覆盖的塑料膜，即完成赤霉素发酵残渣的预处理，得到蝇蛆的培养料。
（2）蝇蛆处理赤霉素发酵残渣：在养蛆房内，将处理好的赤霉素发酵残渣按照6kg/盒，分装在的一个个的塑料盒中（例如塑料盒的大小为60cm*40cm）中，每一塑料盒接种家蝇蝇卵
（为普通常见的家蝇品种）12g进行养殖，养殖过程中控制发酵温度为22-28℃，5天后，分离得到活蝇蛆与处理后的发酵残渣。
（3）制备昆虫蛋白：将分离得到的蝇蛆80℃烘干至含水率为12-15%，用粉碎机粉碎，得到6.9kg昆虫蛋白粉，该昆虫蛋白粉的营养成分分析见表3，4所示，氨基酸含量分析见表5所示。
表3本发明制备的蝇蛆蛋白的营养成分分析（%）（共1批次）
表4蝇蛆蛋白的营养成分（%）（共2批次）
表5本发明制备的蝇蛆蛋白的氨基酸组成（%）
(1)制备生物有机肥：将蝇蛆处理之后的赤霉素发酵残渣按照常规方法烘干后，得到38.6kg，含水率为12%的生物有机肥料，该生物有机肥料的主要养分含量分析见表6和表7。
表6本发明制备的有机肥料（以干基计）的主要养分含量（%）（共1批次）
表7本发明制备的有机肥料（以干基计）的主要养分含量（%）（共2批次）
实施例2
(1)赤霉素发酵残渣的预处理：取赤霉素发酵残渣100kg，加入粒度不大于0.6mm的稻草秸秆粉10kg，加入18kg的自来水，接入0.5%的湖北安琪酵母股份有限公司生产的安琪牌活酵干酵母菌，混合均匀后放入发酵池中，用塑料膜密封发酵，5天后揭开塑料薄膜，得到蝇蛆培养料；
（2）蝇蛆处理赤霉素发酵残渣：在养蛆房内，将得到蝇蛆培养料按5kg/盒，分装在60cm*40cm的塑料盒中，每盒接种家蝇蝇卵18g进行养殖，养殖过程中控制温度微24℃-29℃，6天后，分离得到活蝇蛆与处理后的发酵残渣。
（3）将所得的活蝇蛆，直接用于鸡鸭等家禽类动物的蛋白质喂养。
（4）将蝇蛆处理之后的赤霉素发酵残渣，经灭活处理后，直接用于蔬菜、果树、苗木等农林植物基肥的使用。
实施例3
(1)赤霉素发酵残渣的预处理：取赤霉素发酵残渣100kg，加入粒度不大于0.6mm的玉米秸杆粉15kg，加入28kg的自来水，接入0.4%的酵母菌（安琪酵母，安琪酵母股份有限公司，湖北宜昌），混合均匀后放入发酵池中，用塑料膜密封发酵池，5天后揭开塑料膜，得到蝇蛆培养料；
(2)蝇蛆处理赤霉素发酵残渣：在养蛆房内，将得到蝇蛆培养料按6kg/盒，分装在60cm*40cm的塑料盒中，每盒接种家蝇蝇卵15g养殖，养殖过程中控制温度20-28℃，5天后，分离得到蝇蛆与处理后的发酵残渣。
（3）制备昆虫蛋白：将分离得到的蝇蛆80℃烘干，粉碎，得到7.3kg昆虫蛋白粉。
（4）制备生物有机肥：将蝇蛆处理之后的赤霉素发酵残渣烘干后，得到37.1kg含水率为13%
的生物有机肥料。
实施例4
(1)赤霉素发酵残渣的预处理：取赤霉素发酵残渣100kg，加入粒度不大于0.6mm的稻草秸秆粉60kg，加入90kg的自来水，接入0.3%的安琪活性干酵母菌，混合均匀后放入直径70cm，高160cm的硬塑料桶中，用塑料薄膜密封桶口发酵，4天后揭开塑料膜，得到蝇蛆培养料。
（2）蝇蛆处理赤霉素发酵残渣：在养蛆房内，将得到蝇蛆培养料按照6kg/盒，分装在60cm*40cm的塑料盒中，每盒接种蝇卵10g养殖，养殖过程中控制温度22-25℃，5天后，分离得到活蝇蛆与处理后的发酵残渣。
（3）制备昆虫蛋白：将分离得到的活蝇蛆于80℃烘干，粉碎，得到8.1kg昆虫蛋白粉。
（4）制备生物有机肥：将蝇蛆处理之后的赤霉素发酵残渣烘干后，得到63.1kg含水率为10%的生物有机肥料。
实施例5
（1）赤霉素发酵残渣的预处理：取赤霉素发酵残渣100kg，加入粒度不大于0.6mm的小麦秸秆粉35kg，加入65kg的自来水，接入1.0%的安琪活酵母，混合均匀后放入直径70cm，高160cm的硬塑料桶中，用塑料膜密封桶口发酵，6天后揭开塑料膜，即完成预处理，得到蝇蛆培养料。
（2）蝇蛆处理赤霉素发酵残渣：在养蛆房内，将得到蝇蛆培养料堆成9cm高，50cm宽长条状堆，接种家蝇卵380g进行处理，养殖过程中控制温度26-30℃，5天后，分离得到活蝇蛆和处理后的发酵残渣。
（3）制备昆虫蛋白：将分离得到的活蝇蛆于80℃下烘干，粉碎，得到6.52kg昆虫蛋白粉。
（4）制备生物有机肥：将蝇蛆处理之后的赤霉素发酵残渣烘干后，得到50.2kg含水率为15%的生物有机肥料。
实施例6
(1)赤霉素发酵残渣的预处理：取赤霉素发酵残渣100kg，加入粒度不大于0.6mm、质量比1：1的稻草秸秆粉与玉米秸秆粉混和物23kg，加入53kg的自来水，接入0.3%的安琪活性干酵母，混合均匀后放入直径70cm，高160cm的硬塑料桶中，用塑料薄膜密封桶口发酵，6天后揭开塑料薄膜，得到蝇蛆培养料。
(2)蝇蛆处理赤霉素发酵残渣：在养蛆房内，将得到蝇蛆培养料堆成9cm高，50cm宽长条状堆，接种家蝇卵2g/kg进行处理，养殖过程中控制温度23-28℃，6天后，分离得到蝇蛆和处理后的发酵残渣。
(3)制备昆虫蛋白：将分离得到的活蝇蛆80℃烘干，粉碎，得到8.4kg昆虫蛋白粉。
(4)制备生物有机肥：将蝇蛆处理之后的赤霉素发酵残渣烘干后，得到38.7kg含水率为13%的生物有机肥料。
实施例7
(1)赤霉素发酵残渣的预处理：取赤霉素发酵残渣100kg，加入粒度不大于0.6mm的谷壳粉23kg，加入42kg的自来水，接入0.4%的安琪活性干酵母，混合均匀后放入直径70cm，高160cm的硬塑料桶中，用塑料薄膜密封桶口发酵，4天后揭开塑料薄膜，完成预处理，得到蝇蛆培养料。
(2)蝇蛆处理赤霉素发酵残渣：在养蛆房内，将得到蝇蛆培养料堆成9cm高，50cm宽长条状堆，接种家蝇卵330g进行处理，养殖过程中控制温度28-33℃，5天后，分离得到蝇蛆和处理后的发酵残渣。
(3)制备昆虫蛋白：将分离得到的蝇蛆80℃烘干，粉碎，得到7.4kg昆虫蛋白粉。
(4)制备生物有机肥：将蝇蛆处理之后的赤霉素发酵残渣烘干后，得到39.8kg含水率为13%的生物有机肥料。
实施例8
(1)赤霉素发酵残渣的预处理：取赤霉素发酵残渣100kg，加入粒度不大于0.6mm的米糠粉45kg，加入68kg的自来水，接入0.3%的安琪活性干酵母，混合均匀后放入直径70cm，高160cm的硬塑料桶中，接种后用塑料膜密封桶口发酵，5天后揭开塑料膜，完成预处理，得到蝇蛆培养料。
(2)蝇蛆处理赤霉素发酵残渣：在养蛆房内，将得到蝇蛆培养料堆成9cm高，50cm宽长条状堆，接种家蝇卵420g进行处理，养殖过程中控制温度23-26℃，6天后，分离得到蝇蛆与处理后的发酵残渣。
(3)制备昆虫蛋白：将分离得到的蝇蛆80℃烘干，粉碎，得到7.0kg昆虫蛋白粉。
(4)制备生物有机肥：将蝇蛆处理之后的赤霉素发酵残渣烘干后，得到59.3kg含水率为15%的生物有机肥料。
实施例9
(1)赤霉素发酵残渣的预处理：取赤霉素发酵残渣100kg，加入粒度不大于0.6mm的米糠粉25kg，加入46kg的自来水，再接入0.3%的安琪活性干酵母，混合均匀后放入直径70cm，高160cm的硬塑料桶中，用塑料薄膜密封桶口发酵，5天后揭开塑料薄膜，得到蝇蛆培养料。
(2)蝇蛆处理赤霉素发酵残渣：在养蛆房内，将得到蝇蛆培养料按照6kg/盒，分装在60cm*40cm的塑料盒中，每盒接种蝇卵18g养殖，养殖过程中控制温度29-35℃，4天后，分离得到活蝇蛆和处理后的发酵残渣。
(3)制备昆虫蛋白：将分离得到的活蝇蛆80℃烘干，粉碎，得到7.3kg昆虫蛋白粉。
(4)制备生物有机肥：将蝇蛆处理之后的赤霉素发酵残渣烘干后，得到41.3kg含水率为13%的生物有机肥料。
实施例10
(1)赤霉素发酵残渣的预处理：取赤霉素发酵残渣100kg，加入粒度小于0.6mm、质量比为2：1的稻草秸秆粉与谷壳粉混和物20kg，加入47kg的自来水，再接入0.1%的安琪活性干酵母，混合均匀后放入直径70cm，高160cm的硬塑料桶中，用塑料薄膜密封桶口发酵，5天后揭开塑料薄膜，得到蝇蛆培养料。
(2)蝇蛆处理赤霉素发酵残渣：在养蛆房内，将得到蝇蛆培养料按照6kg/盒，分装在60cm*40cm的塑料白盒中，每盒接种蝇卵12g养殖，养殖过程中控制温度28-35℃，4天后，分离得到活蝇蛆和处理后的发酵残渣.
(3)制备昆虫蛋白：将分离得到的活蝇蛆80℃烘干，粉碎，得到7.0kg昆虫蛋白粉。
(4)制备生物有机肥：将蝇蛆处理之后的赤霉素发酵残渣烘干后，得到36.3kg含水率为12%的生物有机肥料。
实施例11
(1)赤霉素发酵残渣的预处理：取赤霉素发酵残渣100kg，加入粒度不大于0.6mm的玉米芯粉26kg，加入48kg的自来水，接入0.35%的安琪活性干酵母，混合均匀后放入直径70cm，高160cm的硬塑料桶中，用塑料薄膜密封桶口发酵，5天后揭开塑料薄膜，得到蝇蛆培养料。
(2)蝇蛆处理赤霉素发酵残渣：在养蛆房内，将得到蝇蛆培养料按照6kg/盒，分装在60cm*40cm的塑料盒中，每盒接种蝇卵12g养殖，养殖过程中控制温度23-30℃，5天后，分离得到活蝇蛆和处理后的发酵残渣。
(3)制备昆虫蛋白：将分离得到的或蝇蛆80℃下烘干，粉碎，得到6.2kg昆虫蛋白粉。
(4)制备生物有机肥：将蝇蛆处理之后的赤霉素发酵残渣烘干后，得到39.3kg含水率为12%的生物有机肥料。

Claims (3)

1.一种利用蝇蛆处理赤霉素发酵残渣生产昆虫蛋白和有机肥的方法，其特征在于以下步骤：
1）先将植物纤维性辅料制成4cm的长度，再用粉碎机粉碎，使植物纤维性辅料的颗粒直径不大于0.6mm，得到植物纤维性辅料粉；
2）将赤霉素发酵后的水分含量为60-70%的残渣与加入重量百分比为10%-60%的上步制备的植物纤维性辅料粉混合后均匀后置于发酵池中，利用活性干酵母对其进行厌氧发酵，所述的活性干酵母的接种量按重量百分比为赤霉素发酵残渣的0.1%～1.0%接种，接种后用塑料薄膜密封发酵池，通过厌氧发酵得到蝇蛆培养料；
3）向上步所得的蝇蛆培养料中接种家蝇蝇卵，每公斤蝇蛆培养料中接种蝇卵1-5克，养殖期内发酵温度控制为20℃～35℃，养殖3～6天后分离得到活蝇蛆或发酵残渣；
4）将分离得到的蝇蛆于80℃下烘干，粉碎，得到昆虫蛋白粉，或将所得的发酵残渣经烘干或自然风干后，得到含水率为12-15%的有机肥。
2.如权利要求1所述的利用蝇蛆处理赤霉素发酵残渣生产昆虫蛋白和有机肥的方法，其特征在于所述步骤（2）中的发酵温度为22℃～30℃。
3.如权利要求1所述的利用蝇蛆处理赤霉素发酵残渣生产昆虫蛋白和有机肥的方法，其特征在于步骤（1）中所述的植物纤维性辅料选自稻草秸秆粉、玉米秸秆粉、小麦秸秆粉、米糠粉、谷壳粉或/和玉米芯粉的其中一种或其组合。
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