利用红薯燃料乙醇生产中产生的废糟生产生物饲料的研究

第31卷第12期湖南科技学院学报Vol 31 No 122010年12月Journal of Hunan University of Science and engineeriDec.2010利用红薯燃料乙醇生产中产生的废糟生产生物饲料的研究刘凯刘惠易金华肖琼虞礼唐杰李尊华(湖南科技学院生命科学与化学工程系,湖南永州425100)摘要:红薯生产燃补乙醇产生了大量的废酒糟,其营养价值低,特别是粗纤维很难被利用.采用妤氧发酵,厌氧青贮维降解酶酶解的方法分别处理红薯燃料乙醇废酒糟,以降低粗纤维的含量,提高营养价值,生产节粮型的生物饲料,通过财处理后酒精糟营养成分和感官指标的比较,发现妤氧发酵营养成分提高最多,厌氧青贮的色香等感官指标最佳,酶解周期最短,粗纤维降解最明显关键词:酒糟;生物饲料;发酵;青贮;酶解中图分类号:069文献标识码:A文章编号:1673-2219(2010)12-0067-03红薯酒精糟是以红薯为原料生产燃料乙醇的副产物。干红薯的淀粉含量超过60%,是酒精生产的理想原料,但是红薯酒精糟水分大,营养价值低,利用困难,容易造成环境的污染。与啤酒糟和闩酒糟相比,红薯酒精糟粗蛋白质低,粗脂肪低粗纤维高,很难满足饲料营养的需求目前只有部分红薯酒精棉直接出售给农户作粗饲料或者肥料,大部分被视作废物,既浪费了资源,又造成了环境污染。利用生物的方法处理酒辅精,提高营养价值,发展生物饲料是红薯酒精精利用的有效途径。这不仅充分利用了资源,降低了环境污染,也是解决人畜争粮的有效途径之一,具有极大的经济效益和社会效益。文中初步探讨了以红薯酒精精为原料生产生物饲料的一些方法,并对这些方法进行了比较1材料与方法1原料红薯酒精精:永州市永大生物能源科技有限公司提供;麸皮,尿素等当地购买。1.2菌剂和酶好氧发酵荫剂:河北南和春熙生物工程有限赉任公司提供厌氧青贮鹵剂:江两宜春高新技术专利产品开发中心提供。纤维降解:宁夏和氏璧生物技术有限公司提供。1.3分析方法粗蛋白质的测定:采用GB/T6432-1994饲料中粗蛋白质的测定方法;水分的测定:采用GBT6435-1986饲料水分的测定方法粗纤维的测定:采用GBT6434-1994饲料中粗纤维的测定方法粗灰分的测定:采用GBT6438-1992饲料中粗灰分的测定方法。1.4培养基组成麸皮2%尿素0.2%和洒精精978%(以半烘干后水分65%计)。新鲜的酒精柟含水分85%,pH5.5左右,需按发酵或酶解的要求做一些调整。试验步骤如下:鲜湿酒精糟→半烘千→添加辅料→接入荫剂或酶剂→混合→发酵或酶解→烘千→检测中国煤化工CNMHG收稿日期:2010-11-01基金项目:湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目。作者简介:刘觊(1986-),男,湖南科技学院生命科学与化学工程系2005届化学专业学生。2结果与讨论2.1好氧发酵试验好氧发酵菌剂是由嗜热性侧孢霉和其他多种有益微生物组成的复合菌剂。在培养基中按0.05%的量加入好氧发酵菌剂,于30℃的室温下,堆积发酵,堆积高度为25cm,pH=6。观察菌种的长势,以粗蛋白质和粗纤维为考察指标,每天测定!次,观察第2天到第12天指标变化。结果如图1所示。培养时回(d)料蛋门含氧一和扦维含图1粗纤维和粗蛋白含量与发酵时间的关系根据观察,培养基可以满足好氧发酵菌剂的生长,发酵的第4天,物料表面开始出现白色的蔺丝,第7天物料表面已布满了白色的繭丝,第10天白色的蔺丝开始变为灰色,小部分丝死亡。发酵过程中物料的颜色还渐从黄褐色变为黑色,第4天可以闻到淡淡的酒香味,第7天洒香味浓烈,第9天,酒香味变淡,出现氨味。由图!可知,第7天时,蛋白质含量到达最高19%第5~7天时,蛋白质含量增加较快,第8天开始,蛋臼质含敏又开始下降,并且下降很快。粗纤维呈现一直下降的趋势,到第12天时,已经降到28%。第6~9天,粗纤维降解较快,以后下降的趋势变缓按上述粗蛋白,粗纤维,气味,菌丝生长情况的变化,确定最佳的发酵时间为7~8d,此时酒精糟的蛋白质含量达到最高,纤维的降解幅度较大,气味也较好。酒精糟的好发酵不能是彻底发酵,不能让菌丝长透物料,过早或过晩的结束发酵都会影响蛋白含址的提高和感官质量。发酵结束的判断雷要综合菌种生长情况、气味、温度变化的曲线等各个因素综合判2.2厌氧青贮试验厌氧青贮菌剂是由50多种微生物,配合渗透剂和固定剂等组成的复合菌剂。在培养基中按005%的量加入厌氧青贮菌剂,于30℃的室温下,堆积压实青贮,并用塑料薄膜覆盖表面,以隔绝空气。堆积高度50~200cm,pH=6。观察物料的变化,以粗蛋臼和粗纤维为考察指标,每天测定1次,观察第2天到第12天指标变化。结果如图2所示12345678910112贮时间(d梨含量一粗纤维含量图2粗纤维和粗蛋白含量与青贮时间的关系根据观察,随着青贮时间的延长,酱香味越来越浓,第9天已经很浓烈;颜色逐渐变为诱人的金黄色,第7天时适合饲喂动物。由图2可知,粗蛋白提高f百分点左右;粗纤维降解很少,含量基本没有变化。按上述粗蛋白,粗纤维,气味,颤色情况的变化,确定青贮时间7~9d为宜。此时气味,颜色均较佳。青贮虽然可以提高酒精糟的气味、颜色和适口性,但是对粗蛋白的提高和粗纤维的中国煤化工2.3纤维降解酶酶解试验CNMHG纤维降解酶由β-葡聚糖酶、纤维素酶、半纤维素酶和果胶酶组成,在便用刀p=4.。,画度50℃。影响纤维降解酶酶解效果的因素除温度,酸碱度外,还有水分、酶解时间、酶剂加入量。考察水分、酶解时间、酶剂加入量3个因素做3因素3水平正交试验。因素水平见表,试验结果,见表2。表1酶解因素水平水平A(水分%)B(酶剂加入h%)C(酶解天数)0077510表2酶解正交试验结果试验号AB粗纤维含量(%29.634433.37.5304933.332.632.533.73101.2由表2结果可知,各因素影响作用大小为B、C、A,最优的条件为A1BC;·纤维降解酶可以较大輜度的降解纤维,酶解4d后粗纤维降到29.4%该方法虽然不能提高蛋臼含量,但是粗纤维的含量大大降低,有利于动物对物料的消化吸收。2.43种处理方法的比较好氧发酵、厌氧青贮和纤维降解酶酶解均能对洒精精产生一定的作用,但各有优劣。处理后效果比较见表3,好氧发酵粗蛋白提高最多,提高了109%,但灰分增加也较多;青贮的色、香等感官指标嫩佳,但营养成分提高很少,粗蛋白仅提高了19%;酶解周期最短,粗纤维降解效果最明显,降解幅度为28%,但蛋臼没有提高表4处理后物朴的成分变化组别时间d)加入量(%)粗纤维(%粗蛋[(%)灰分(%感官质敏好氧发酵色黑,有酒香味厌青贮39.5金黄,有酱香味纤维降解酶降解色黄,无明显味原酒精棉41.18.2色黄,无明显味3结论试验初步探讨了好氧发酵、厌氧青贮和纤维降解酶酶解3种方法处理红薯洒梢精的效果。总体来说,每种方法都有优势和缺陷。好氧发酵,营养成分提高最多,粗蛋[质含量可达19%;厌氧贮的色、香等感官指标最佳,颜色金黄,有诱人的香味;酶解周期最短,粗纤维降解明显,可降29.4%因此处理时可根据不同的情况,选择适当的方法红薯酒精糟直接饲喂动物,不仅营养价值低,还极有可能导致动物湑精中毒,经过生物处理后呵解决这些问题,大大提高其利用价值和范围参考文献:中国煤化工李向前.吴振国.胥传来等.酒精的生物技术处理一固态发酵法生产食与饲料L业CNMHG2000(11):26~272|张俊荣.陶运平.邢铹等酒糟体蛋门料生产及喂猪效果[山西农业科学200028(4):74~763臧肾.王东梅薛刚等利用酒精糟开发生物酶高蛋门饲料的研究剑料I业.200324(7)38~39.(贵任编校:何俊华)