利用紅薯燃料乙醇生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢糟生產(chǎn)生物飼料的研究

第31卷第12期湖南科技學(xué)院學(xué)報Vol 31 No 122010年12月Journal of Hunan University of Science and engineeriDec.2010利用紅薯燃料乙醇生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢糟生產(chǎn)生物飼料的研究劉凱劉惠易金華肖瓊虞禮唐杰李尊華(湖南科技學(xué)院生命科學(xué)與化學(xué)工程系,湖南永州425100)摘要:紅薯生產(chǎn)燃補乙醇產(chǎn)生了大量的廢酒糟,其營(yíng)養價(jià)值低,特別是粗纖維很難被利用.采用妤氧發(fā)酵,厭氧青貯維降解酶酶解的方法分別處理紅薯燃料乙醇廢酒糟,以降低粗纖維的含量,提高營(yíng)養價(jià)值,生產(chǎn)節糧型的生物飼料,通過(guò)財處理后酒精糟營(yíng)養成分和感官指標的比較,發(fā)現妤氧發(fā)酵營(yíng)養成分提高最多,厭氧青貯的色香等感官指標最佳,酶解周期最短,粗纖維降解最明顯關(guān)鍵詞:酒糟;生物飼料;發(fā)酵;青貯;酶解中圖分類(lèi)號:069文獻標識碼:A文章編號:1673-2219(2010)12-0067-03紅薯酒精糟是以紅薯為原料生產(chǎn)燃料乙醇的副產(chǎn)物。干紅薯的淀粉含量超過(guò)60%,是酒精生產(chǎn)的理想原料,但是紅薯酒精糟水分大,營(yíng)養價(jià)值低,利用困難,容易造成環(huán)境的污染。與啤酒糟和閂酒糟相比,紅薯酒精糟粗蛋白質(zhì)低,粗脂肪低粗纖維高,很難滿(mǎn)足飼料營(yíng)養的需求目前只有部分紅薯酒精棉直接出售給農戶(hù)作粗飼料或者肥料,大部分被視作廢物,既浪費了資源,又造成了環(huán)境污染。利用生物的方法處理酒輔精,提高營(yíng)養價(jià)值,發(fā)展生物飼料是紅薯酒精精利用的有效途徑。這不僅充分利用了資源,降低了環(huán)境污染,也是解決人畜爭糧的有效途徑之一,具有極大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。文中初步探討了以紅薯酒精精為原料生產(chǎn)生物飼料的一些方法,并對這些方法進(jìn)行了比較1材料與方法1原料紅薯酒精精:永州市永大生物能源科技有限公司提供;麩皮,尿素等當地購買(mǎi)。1.2菌劑和酶好氧發(fā)酵蔭劑:河北南和春熙生物工程有限賚任公司提供厭氧青貯鹵劑:江兩宜春高新技術(shù)專(zhuān)利產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中心提供。纖維降解:寧夏和氏璧生物技術(shù)有限公司提供。1.3分析方法粗蛋白質(zhì)的測定:采用GB/T6432-1994飼料中粗蛋白質(zhì)的測定方法;水分的測定:采用GBT6435-1986飼料水分的測定方法粗纖維的測定:采用GBT6434-1994飼料中粗纖維的測定方法粗灰分的測定:采用GBT6438-1992飼料中粗灰分的測定方法。1.4培養基組成麩皮2%尿素0.2%和灑精精978%(以半烘干后水分65%計)。新鮮的酒精柟含水分85%,pH5.5左右,需按發(fā)酵或酶解的要求做一些調整。試驗步驟如下:鮮濕酒精糟→半烘千→添加輔料→接入蔭劑或酶劑→混合→發(fā)酵或酶解→烘千→檢測中國煤化工CNMHG收稿日期:2010-11-01基金項目:湖南省大學(xué)生研究性學(xué)習和創(chuàng )新性實(shí)驗計劃項目。作者簡(jiǎn)介:劉覬(1986-),男,湖南科技學(xué)院生命科學(xué)與化學(xué)工程系2005屆化學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生。2結果與討論2.1好氧發(fā)酵試驗好氧發(fā)酵菌劑是由嗜熱性側孢霉和其他多種有益微生物組成的復合菌劑。在培養基中按0.05%的量加入好氧發(fā)酵菌劑,于30℃的室溫下,堆積發(fā)酵,堆積高度為25cm,pH=6。觀(guān)察菌種的長(cháng)勢,以粗蛋白質(zhì)和粗纖維為考察指標,每天測定!次,觀(guān)察第2天到第12天指標變化。結果如圖1所示。培養時(shí)回(d)料蛋門(mén)含氧一和扦維含圖1粗纖維和粗蛋白含量與發(fā)酵時(shí)間的關(guān)系根據觀(guān)察,培養基可以滿(mǎn)足好氧發(fā)酵菌劑的生長(cháng),發(fā)酵的第4天,物料表面開(kāi)始出現白色的藺絲,第7天物料表面已布滿(mǎn)了白色的繭絲,第10天白色的藺絲開(kāi)始變?yōu)榛疑?小部分絲死亡。發(fā)酵過(guò)程中物料的顏色還漸從黃褐色變?yōu)楹谏?第4天可以聞到淡淡的酒香味,第7天灑香味濃烈,第9天,酒香味變淡,出現氨味。由圖!可知,第7天時(shí),蛋白質(zhì)含量到達最高19%第5~7天時(shí),蛋白質(zhì)含量增加較快,第8天開(kāi)始,蛋臼質(zhì)含敏又開(kāi)始下降,并且下降很快。粗纖維呈現一直下降的趨勢,到第12天時(shí),已經(jīng)降到28%。第6~9天,粗纖維降解較快,以后下降的趨勢變緩按上述粗蛋白,粗纖維,氣味,菌絲生長(cháng)情況的變化,確定最佳的發(fā)酵時(shí)間為7~8d,此時(shí)酒精糟的蛋白質(zhì)含量達到最高,纖維的降解幅度較大,氣味也較好。酒精糟的好發(fā)酵不能是徹底發(fā)酵,不能讓菌絲長(cháng)透物料,過(guò)早或過(guò)晩的結束發(fā)酵都會(huì )影響蛋白含址的提高和感官質(zhì)量。發(fā)酵結束的判斷雷要綜合菌種生長(cháng)情況、氣味、溫度變化的曲線(xiàn)等各個(gè)因素綜合判2.2厭氧青貯試驗厭氧青貯菌劑是由50多種微生物,配合滲透劑和固定劑等組成的復合菌劑。在培養基中按005%的量加入厭氧青貯菌劑,于30℃的室溫下,堆積壓實(shí)青貯,并用塑料薄膜覆蓋表面,以隔絕空氣。堆積高度50~200cm,pH=6。觀(guān)察物料的變化,以粗蛋臼和粗纖維為考察指標,每天測定1次,觀(guān)察第2天到第12天指標變化。結果如圖2所示12345678910112貯時(shí)間(d梨含量一粗纖維含量圖2粗纖維和粗蛋白含量與青貯時(shí)間的關(guān)系根據觀(guān)察,隨著(zhù)青貯時(shí)間的延長(cháng),醬香味越來(lái)越濃,第9天已經(jīng)很濃烈;顏色逐漸變?yōu)檎T人的金黃色,第7天時(shí)適合飼喂動(dòng)物。由圖2可知,粗蛋白提高f百分點(diǎn)左右;粗纖維降解很少,含量基本沒(méi)有變化。按上述粗蛋白,粗纖維,氣味,顫色情況的變化,確定青貯時(shí)間7~9d為宜。此時(shí)氣味,顏色均較佳。青貯雖然可以提高酒精糟的氣味、顏色和適口性,但是對粗蛋白的提高和粗纖維的中國煤化工2.3纖維降解酶酶解試驗CNMHG纖維降解酶由β-葡聚糖酶、纖維素酶、半纖維素酶和果膠酶組成,在便用刀p=4.。,畫(huà)度50℃。影響纖維降解酶酶解效果的因素除溫度,酸堿度外,還有水分、酶解時(shí)間、酶劑加入量?？疾焖?、酶解時(shí)間、酶劑加入量3個(gè)因素做3因素3水平正交試驗。因素水平見(jiàn)表,試驗結果,見(jiàn)表2。表1酶解因素水平水平A(水分%)B(酶劑加入h%)C(酶解天數)0077510表2酶解正交試驗結果試驗號AB粗纖維含量(%29.634433.37.5304933.332.632.533.73101.2由表2結果可知,各因素影響作用大小為B、C、A,最優(yōu)的條件為A1BC;·纖維降解酶可以較大輜度的降解纖維,酶解4d后粗纖維降到29.4%該方法雖然不能提高蛋臼含量,但是粗纖維的含量大大降低,有利于動(dòng)物對物料的消化吸收。2.43種處理方法的比較好氧發(fā)酵、厭氧青貯和纖維降解酶酶解均能對灑精精產(chǎn)生一定的作用,但各有優(yōu)劣。處理后效果比較見(jiàn)表3,好氧發(fā)酵粗蛋白提高最多,提高了109%,但灰分增加也較多;青貯的色、香等感官指標嫩佳,但營(yíng)養成分提高很少,粗蛋白僅提高了19%;酶解周期最短,粗纖維降解效果最明顯,降解幅度為28%,但蛋臼沒(méi)有提高表4處理后物樸的成分變化組別時(shí)間d)加入量(%)粗纖維(%粗蛋[(%)灰分(%感官質(zhì)敏好氧發(fā)酵色黑,有酒香味厭青貯39.5金黃,有醬香味纖維降解酶降解色黃,無(wú)明顯味原酒精棉41.18.2色黃,無(wú)明顯味3結論試驗初步探討了好氧發(fā)酵、厭氧青貯和纖維降解酶酶解3種方法處理紅薯灑梢精的效果?？傮w來(lái)說(shuō),每種方法都有優(yōu)勢和缺陷。好氧發(fā)酵,營(yíng)養成分提高最多,粗蛋[質(zhì)含量可達19%;厭氧貯的色、香等感官指標最佳,顏色金黃,有誘人的香味;酶解周期最短,粗纖維降解明顯,可降29.4%因此處理時(shí)可根據不同的情況,選擇適當的方法紅薯酒精糟直接飼喂動(dòng)物,不僅營(yíng)養價(jià)值低,還極有可能導致動(dòng)物湑精中毒,經(jīng)過(guò)生物處理后呵解決這些問(wèn)題,大大提高其利用價(jià)值和范圍參考文獻:中國煤化工李向前.吳振國.胥傳來(lái)等.酒精的生物技術(shù)處理一固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)食與飼料L業(yè)CNMHG2000(11):26~272|張俊榮.陶運平.邢鐒等酒糟體蛋門(mén)料生產(chǎn)及喂豬效果[山西農業(yè)科學(xué)200028(4):74~763臧腎.王東梅薛剛等利用酒精糟開(kāi)發(fā)生物酶高蛋門(mén)飼料的研究劍料I業(yè).200324(7)38~39.(貴任編校:何俊華)