利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法
文献发布时间:2023-06-19 09:29:07
本发明涉及生物化工领域。利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法。
背景技术
餐饮垃圾,来源主要是饭店、食堂、家庭等场所。其所含的各种有机物质在夏天极易腐蚀产生污染,特别是由餐饮垃圾喂养的猪和提炼的泔水油一旦流向市场,会严重危害到人民群众的身体健康。目前,大量的餐饮垃圾已经成为城市污染的主要源头之一,如何科学的无害化处理,成为困扰城市管理和建设的难题。解决好城市发展管理中废弃物和餐饮业剩余物的问题,变废弃资源为可再生利用资源,是社会文明进步、可持续发展的需要。黑水虻是一种腐生性水虻科昆虫,其幼虫是自然界碎屑食物链的重要一环,以餐饮垃圾、动物粪便、动植物尸体、腐烂瓜果蔬菜等垃圾为食,利用它们喜腐食且食量大的特点可进行餐厨垃圾处理。黑水虻幼虫排出的粪便可做有机肥料,这样不会对环境造成污染。
黑水虻出没于肮脏之地,置于不计其数的病菌之中,而却能安然无恙,不会被这些病源物感染。黑水虻幼虫的生命力极强,其他动物无法忍受的腐臭环境却是它的乐园,这缘之于其优异的免疫功能,饲养黑水虻一般不用为防病费心可大大节省病费用。
2013年10月,联合国粮食及农业组织在《可食用昆虫报告》中将黑水虻作为最主要的蛋白饲料替代昆虫。我国黑水虻种质资源较为丰富,其中90%以上分布在华中、华南和西南地区。黑水虻有生物量大、虫体资源含量高等特点,富含17种氨基酸,其中饱和脂肪酸以月桂酸和棕榈酸为主,不饱和脂肪酸则主要是油酸,直接利用新鲜猪粪养殖的黑水虻幼虫蛋白质可达40.6%,且虫沙总养分含量为8.76%,可达到国家有机肥标准。
餐厨垃圾回收后经固液分离机进行固液分离,固体部分经过粉碎、除臭后加入乳酸菌后喂养黑水虻幼虫。黑水虻幼虫对盐、调味品、食物毒素及其他化学添加剂不敏感。在食物充分的情况下可全天进食。据介绍,黑水虻以餐厨垃圾为饲料,每只在72小时的周期内可以吃掉2公斤的餐厨垃圾,而其中的营养物则会有效地转换到黑水虻幼虫身上,可以产出两种有用的东西,一个是高质量的昆虫蛋白,一个就是良好的有机肥。另外,黑水虻油脂含量非常高,可用作航空用油、化妆品原料等。
除了上述养殖业方向和能源等领域的应用外,黑水虻也可以应用于营养保健、医药等领域,幼虫提取物中的己二酸具有抗菌功能,部分提取物还具有抑制淋球菌等细菌活力的功能,黑水虻成为了抗菌肽药物的重要研究对象,这些高端产品的市场利润更为可观。
黑水虻做为新兴资源,被誉为昆虫饵料之王,被认为是继蚕、蜜蜂之后的第三大产业昆虫。据华中农业大学的专家介绍:2吨左右黑水虻,一年可吃掉餐厨垃圾1500余吨。它的幼虫当做活饲料,用它喂鸡、喂鸭、喂牛蛙、喂鱼等。小小的虫子,既能提取高附加值的虻浆酵素蛋白粉,还能成为环保卫士。
黑水虻一生周期只有40天时间,经卵、幼虫、蛹和成虫4个阶段,适合在25-35℃、湿度70%的环境中生活。水虻从卵孵化成幼虫后的5天左右,是处理餐厨垃圾、禽畜粪便最强时期。待幼虫成长到15天的时候,就会化蛹,破蛹成虫后进行交配产卵,一只水虻一次可产800到1000个卵。黑水虻幼虫10到12天,就会逐渐变黑,这是要化蛹的迹象,此时赶紧停止投食。这个阶段的幼虫可是他们眼中的宝贝,因为它富含大量的粗蛋白、脂肪、钙、磷等物质,此时的幼虫可烘干制成家禽、家畜和鱼类的上好饲料。
黑水虻繁殖速度快,一对黑水虻六个月内能繁育3000亿个蛆,可积累纯蛋白750多吨。是迄今用其他方法生产动物蛋白所无法比拟的。
黑水虻不仅可以提取蛋白粉,开发高级营养食品,生产过程中可以同时得到脂肪、抗菌素、凝集素等多种生化产品。抗菌蛋白可以消灭一切真菌微生物,具有极强的杀菌作用。黑水虻蛹壳更是提取甲壳素的上好原料,甲壳素被誉之为除糖,蛋白脂肪,维生素与矿物质外,人体必需的第六生命要素。黑水虻生产简单易行,生产黑水虻既不需要任何防疫措施,也不需要现代化厂房,在民用水电设备下保温、供食、防逃,即可规模生产。不产生有毒物质,不污染环境,黑水虻可称得上是出色的化工工程师。
用黑水虻提取的虻浆酵素蛋白粉的十大优点
1、能明显增强体液与细胞的免疫功能,提高抗病能力,降低养殖风险。
2、能加强体内蛋白质的合成与利用,提高畜禽生产性能,改善肉、蛋品质
3、可以改变细菌生理,干扰细菌的代谢,阻止病菌对机体的感染。
4、促进营养素的消化和吸收。
5、能延缓或阻断饲料的氧化过程,稳定饲料质量,改善饲料卫生,提高饲料适口性。
6、富含甲壳素(蛹壳素),有助于体內废物的排除,确保畜禽生理机能的正常工作。
7、富含抗菌肽:具有独特的免疫功能,具广谱抗菌作用,杀灭入侵病菌。
8、富含有益菌:能大幅提高饲料转化率,降低养殖成本。
9、提高胃肠道功能,治疗畜、禽拉稀,效果神奇。
10、可提高禽类产蛋率,延长产蛋周期。提高母猪受孕率、产仔率及产仔成活率。
目前,在国际市场上,高含量虻浆酵素蛋白粉售价高达45美元/公斤。
投资建设一个日处理2000吨餐厨垃圾固体物厌氧发酵有机肥的工厂,在3500万元左右,如果筹建一个等量规模、专门用黑水虻幼虫处理餐饮垃圾固体物的场所,投资仅为300万元,而且后者所产生的经济效益差要比前者高出十倍以上,可见黑水虻处理垃圾固体物市场潜力很大。再加上黑水虻具有生长速度快、繁殖及再生能力强、食物转化率高等特点,若能规模化养殖,前景十分广阔。
发明内容
本发明的目的在于针对我国国情,提出了利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法。既可以有效减少餐饮垃圾固体物对环境的污染,又可以提取高附加值、高含量虻浆酵素蛋白粉。
为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案为,利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法,其特征在于,其原料按重量份计为:100份黑水虻粉体,550~650份无水乙醚、900~1000份去离子水,7~10份氢氧化钠、0.4~0.7份胰蛋白酶和0.3~0.5份胰凝乳蛋白酶、2~3份活性炭;
进一步,利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法,其原料按重量份计为:100份黑水虻粉体、600份无水乙醚、950份去离子水,8份氢氧化钠、0.5份胰蛋白酶和0.3份胰凝乳蛋白酶、3份活性炭;
作为优选,所述的黑水虻提取高含量虻浆酵素蛋白粉所述的无水乙醚、去离子水、氢氧化钠、胰蛋白酶、胰凝乳蛋自酶、活性炭均为市售产品;
制备如上所利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法,包括以下步骤:
a.预处理:先将黑水牤进行紫外线杀菌烘干,并粉碎成200目细粉;
b.对其进行脱脂:100份粉体中加入550~650份无水乙醚,升温到40℃,低速搅拌3小时,过滤出油脂和乙醚液体,得脱脂粉体;
c.浸提:100份脱脂粉体中加入900~1000份去离子水,用7~10份氢氧化钠调节pH值为8,升温到90~100℃浸泡30分钟;
d.双酶水解:将以上液体降温到50℃,加入0.4~0.7份胰蛋白酶和0.3~0.5份胰凝乳蛋白酶,提取5小时;
e.脱色:将以上液体降温到25℃,加入2~3份活性炭低速搅拌2小时,过滤;
f.喷雾干燥:将液料进入喷雾干燥机,进口温度45℃,出口温度180-73℃,进料量20ml/min,转速为10000r/min,进行喷雾干燥后得高含量虻浆酵素蛋白粉。
本发明具备以下优点:
1.利用我国人口多、餐饮垃圾量大的特点,将餐饮垃圾固液分离后得固体物,用来大规模、低成本养殖黑水虻;其液体物再经离心机分离出油脂和水——油脂生产生物柴油(已另外申请专利)、废水生产有机腐殖酸盐碱地改良剂(已另外申请专利),从而达到对餐饮垃圾的零填埋和零焚烧,为绿色中国添砖加瓦;
2.利用大量餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取高含量虻浆酵素蛋白粉——既减少了餐饮垃圾对环境的污染、又提取了高附加值的高含量虻浆酵素蛋白粉;
3.制备方法简单合理,可以保障产品质量,且易于操作、装置投入较低。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明做进一步的详细描述。
实施例1:利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法,其原料按重量份计为:100份黑水虻粉体、600份无水乙醚、950份去离子水,10份的氢氧化钠、0.5份的胰蛋白酶和0.3份的胰凝乳蛋白酶、3份的活性炭;
制备如上所述的利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法,包括以下步骤:
a.预处理:先将黑水牤进行紫外线杀菌烘干,并粉碎成200目细粉;
b.对其进行脱脂:100份粉体中加入600份无水乙醚,升温到40℃,低速搅拌3小时,过滤出油脂和乙醚液体,得脱脂粉体;
c.浸提:100份脱脂粉体中加入950份去离子水,用10份氢氧化钠调节pH值为9,升温到95℃浸泡30分钟;
d.双酶水解:将以上液体降温到50℃,加入0.4份胰蛋白酶和0.3份胰凝乳蛋白酶,提取5小时;
e.脱色:将以上液体降温到到25℃,加入3份活性炭低速搅拌2小时,过滤;
f.喷雾干燥:将液料进入喷雾干燥机,进口温度45℃,出口温度180-80℃,进料量20ml/min,转速为10000r/min,进行喷雾干燥后得高含量虻浆酵素蛋白粉。
实施例2:利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法,其原料按重量份计为:100份黑水虻粉体、580份无水乙醚、920份去离子水,9份的氢氧化钠、0.4份的胰蛋白酶和0.4份的胰凝乳蛋白酶、2.5份的活性炭;
制备如上所述的利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法,包括以下步骤:
a.预处理:先将黑水牤进行紫外线杀菌烘干,并粉碎成200目细粉;
b.对其进行脱脂:100份粉体中加入580份无水乙醚,升温到40℃,低速搅拌3小时,过滤出油脂和乙醚液体,得脱脂粉体;
c.浸提:100份脱脂粉体中加入920份去离子水,用9份氢氧化钠调节pH值为8,升温到95℃浸泡30分钟;
d.双酶水解:将以上液体降温到50℃,加入0.4份胰蛋白酶和0.4份胰凝乳蛋白酶,提取5小时;
e.脱色:将以上液体降温到到25℃,加入2.5份活性炭低速搅拌2小时,过滤;
f.喷雾干燥:将液料进入喷雾干燥机,进口温度45℃,出口温度173-73℃,进料量20ml/min,转速为10000r/min,进行喷雾干燥后得高含量虻浆酵素蛋白粉。
实施例3:利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法,其原料按重量份计为:100份黑水虻粉体、650份无水乙醚、900份去离子水,8份的氢氧化钠、0.5份的胰蛋白酶和0.4份的胰凝乳蛋白酶、3份的活性炭;
制备如上所述的利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法,包括以下步骤:
a.预处理:先将黑水牤进行紫外线杀菌烘干,并粉碎成200目细粉;
b.对其进行脱脂:100份粉体中加入650份无水乙醚,升温到40℃,低速搅拌3小时,过滤出油脂和乙醚液体,得脱脂粉体;
c.浸提:100份脱脂粉体中加入900份去离子水,用8份氢氧化钠调节pH值为7,升温到95℃浸泡30分钟;
d.双酶水解:将以上液体降温到50℃,加入0.5份胰蛋白酶和0.4份胰凝乳蛋白酶,提取5小时;
e.脱色:将以上液体降温到到25℃,加入3份活性炭低速搅拌2小时,过滤;
f.喷雾干燥:将液料进入喷雾干燥机,进口温度45℃,出口温度175-75℃,进料量20ml/min,转速为10000r/min,进行喷雾干燥后得高含量虻浆酵素蛋白粉。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,在本发明的精神和原则内可以有各种更改和变化,这些等同的变型或替换等,均包含在本发明的保护范围之内。
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