基本信息
- 项目名称：
- 厨余发酵生产蛋白饲料的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 厨余为餐厨废弃物，营养丰富、易腐败变质，污染环境，同时造成资料的浪费。本课题利用筛选出的优良菌株进行复合发酵，提高厨余废弃物的真蛋白含量，改善其感官品质，并加工作为动物饲料，利用生物转化的作用，避免蛋白质同源的问题。具有较好的环境效益和经济效益。
- 详细介绍：
- 厨余是城市生活垃圾中的重要组成部分，产生量大、易腐败变质、直接饲喂牲畜容易导致“蛋白质同源”的安全性问题，已成为困扰城市生活环境的一项急需解决的问题。为探索厨余的资源化处理方式，本项目组利用厨余营养物质丰富的特点，从中分离若干优良菌株，接种厨余进行发酵，通过菌种配比和发酵工艺条件的优化，以改善厨余营养结构和提高发酵糟蛋白质含量。 本项目筛选得到了具有自主知识产权的优良菌株Lc及Ydy，并得到了两种菌株所组成的复合菌剂扩大培养模式，通过菌株复合发酵改善厨余品质和提高厨余真蛋白含量，探讨得到了产业化应用的生产流程，项目研究相关成果在企业应用2家，技术成果申请发明专利共2项，发表研究性论文2篇，获得校级“挑战杯”竞赛二等奖。本项目利用厨余废弃物开发出生物蛋白饲料，变废为宝，具有较好的经济效益和环保价值，应用前景广泛。
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 基本思路： 利用选择性培养基从厨余中筛选出菌种若干，经纯化、扩大培养接种于厨余中，对发酵后厨余的感官品质进行评定，初步确定几株适合厨余发酵的菌种；探讨单菌发酵对厨余品质的影响及单菌对于发酵的贡献，并将三株菌复合对厨余进行发酵，考察菌种配比、接种量等因素对厨余发酵后真蛋白含量的影响，对发酵工艺条件进行优化；在相关企业进行小试及中试试验，探讨工业化菌种培养模式及菌种应用于实际生产的工艺。 创新点： 采用微生物转化法对厨余进行发酵处理，通过定向筛选得到有益菌种Ydy（经中国菌种保藏中心菌种保藏登记号4201）和Lc（保藏登记号 4202）；经发酵作用改善厨余的品质，提高其真蛋白含量，同时避免了蛋白质同源性的问题。实验中以真蛋白含量作为测定指标，可以更加真实的反映发酵过程中非蛋白氮转化的情况，明确发酵菌种在生物转化过程中的作用。 技术关键 该作品的关键在于从环境中筛选出合适的菌种，用于生产的菌种要求安全性好，易于培养，繁殖速度快，活力高，同时应用于生产中具有较好的发酵效果。 主要技术指标 微生物指标：大肠杆菌、乳酸菌、酵母菌、细菌总数； 理化指标：葡萄糖、真蛋白、水分、挥发性盐基氮、粗灰分、粗脂肪； 感官指标：气味、色泽、质地
科学性、先进性
- 相对于单一菌种接种发酵，多菌种接种发酵利用不同菌剂的协同作用，可更好的对厨余进行发酵，逐渐成为研究的趋势。 本作品对厨余进行预处理（分拣、除杂、油水分离、压榨、粉碎）后，油脂用作生物柴油，固体部分混合麸皮等辅料按一定接种量接种混合菌对厨余进行发酵，在实验室小试阶段，在最优发酵工艺条件下，厨余经发酵后发酵糟组织疏松、有酒香味，大肠杆菌数显著下降， 乳酸菌及酵母菌数量可分别达到1.5×109 cfu/g和6.6×108 cfu/g，真蛋白含量由发酵前的15.42%上升到发酵后的22.47%，增加率为45.8%；粗脂肪、粗灰分含量分别为11.78%、5.19%，相对于发酵前无明显变化。
获奖情况及鉴定结果
- 1.《厨余发酵菌株筛选及单菌发酵机制研究》已于2010年7月30日确定被《环境科学与技术》录用； 2.《三菌复合发酵提高厨余真蛋白含量的研究》已于2010年9月5号确定被《环境工程学报》录用； 3.于2010年11月获得宁波大学第四届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛“二等奖” 4. 发明专利“一种微生物复合菌剂及其制备方法和应用”，专利申请号：201110032692.4
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 联合开发
作品可展示的形式
- 图片、样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 根据前期多次反复试验，确定一条适合厨余发酵生产的工艺。在该工艺条件下，厨余经预处理（分拣、除杂、油水分离、压榨、粉碎）后，经调配、接种发酵后感官品质有一定的改善，基本无异味、略有香味。 技术特点和优势： 将筛选出的菌种按一定接种量接种于厨余中，在一定条件下进行发酵，使厨余发酵糟中有益菌大量繁殖，改变厨余中的营养成分跟结构，抑制腐败微生物的生长。该技术具有可操作性强，原料成本低廉，所得饲料产品具有较好的环境效益和经济效益。 市场分析及经济效益预测 厨余价格低廉或基本无需成本，加工过程中添加部分的麸皮及玉米粉，经菌种发酵加工成发酵蛋白饲料具有很强的价格优势；同时菌种发酵饲料具有消化率高、适口性好、富含有益菌群等传统饲料所无法比拟优势，产品特色明显，有较强的市场前景。
同类课题研究水平概述
- 厨余的饲料化生产是目前厨余处理的研究热点也是发展趋势之一。除了直接饲喂牲畜以外，厨余用作饲料有两种方式，一种是非发酵饲料；一种是发酵饲料。非发酵饲料是将厨余经过一系列处理直接干燥得到厨余蛋白粉，如朱华伦等[2]将经过分选、粉碎的厨余经固液分离，液相进行油水分离，分离出的油送储存罐，分离出的含蛋白水进一步浓缩，与厨余固形物一起干燥，制得含水率在15%的饲料粗蛋白粉。这种方法工艺简单，环境污染少，但所制得粗蛋白粉大分子未经分解消化，饲料适口性及消化效率可能略差，同时也存在一定的安全问题。发酵饲料是指厨余经过微生物的生物转化作用，通过有益优势菌的生长代谢，抑制腐败菌的生长繁殖，利用厨余丰富的营养物质合成单细胞蛋白，提高饲料蛋白含量，并将厨余中大分子物质分解为较易消化吸收的小分子，提高饲料的适口性。Yang, S. Y.[3]采用乳酸菌接种厨余并对其厌氧条件下保存10-30天的微生物及理化指标进行检测，结果表明，乳酸菌在接种0.2%的条件下，可以显著改善厨余发酵的特质，得到较好的发酵产品；王星敏等选用白地霉、解酯亚罗酵母、康宁木霉三种菌发酵处理餐饮废渣，探讨了影响发酵工艺的条件因素，在最优条件下，餐饮废渣中粗蛋白质含量能提高到24.58％。目前对于发酵饲料的研究重点多集中在发酵工艺流程及发酵条件的优化上，有关于厨余发酵生产蛋白饲料菌剂的开发研究还比较少见。 关于厨余发酵菌种，复合发酵菌剂是今后的研究方向。日本科学家比嘉照夫发明了EM菌剂，于1992年开始用于生产，可用于农业、养殖业、环境保护等方面，其中，在生活垃圾方面，日本开始推广EM技术，将餐厨垃圾转换成有机肥料。我国于上世纪九十年代也开发出一种复合发酵菌剂金宝贝，是一种由细菌、丝状菌、酵母、放线菌等多种天然微生物组成的菌群，具有极强的好氧分解能力。经试验制作生物有机肥，具有发酵快、效果好的特点。华中农大金建云[6]通过定性的方法进行初筛，通过定量的方法进行复筛从468株细菌中筛到对餐厨垃圾有较好分解能力的活性菌8株，其中淀粉分解菌3株，蛋白分解菌4株，油脂分解菌2株，纤维素混合分解菌群一个。通过优化组合试验，得到两种效果较好的组合菌剂。但这种组合菌剂发酵厨余的目的也不是用来生产蛋白饲料。
