[发明专利]一种利用菊芋糟渣发酵生产蛋白饲料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及菊芋生产乙醇后的废糟渣的回收利用，具体的说是一种利用菊芋糟渣发酵生产蛋白饲料的方法。

背景技术

面对石油资源的日益减少，不断加剧的能源危机和造成的环境污染，世界各国都在寻求以可再生、清洁的能源替代化石能源。以生物质为原料发酵生产的燃料乙醇是一种可再生、清洁的能源。在我国，燃料乙醇主要由玉米生产，然而由于玉米乙醇以粮食为原料，须占用大量耕地，与国家粮食安全存在矛盾，我国已叫停粮食乙醇的开发，要求今后生物燃料的发展必须满足不占用耕地、不消耗粮食和不破坏生态环境为前提。

在这方面，菊芋具有独特的优势：一是菊芋抗逆性强，耐贫瘠，耐寒，耐旱，特别适合在沙漠、滩涂、盐碱荒地等非农业耕地种植，不与粮争地；二是产量高，其块茎干物质亩产可达1.2吨以上，超过玉米生物量单产水平，与甘薯的产量相当；菊芋块茎的菊粉含量很高，可占干重的80%左右，比甘蔗高出30%；三是菊粉是由D-呋喃果糖经β-2,1-糖苷键聚合而成的一种果聚糖，呈直链结构，末端常含有一个葡萄糖基，易于转化为可发酵的单糖，不需液化，节省能耗。因此，菊芋作为一种新型的能源植物，由于其优异的经济、环保和能源开发价值，日益受到广泛的关注和重视。

利用菊芋为原料，采用酒精酵母发酵生产乙醇后会获得大量的废弃液，即菊芋糟液。菊芋糟液中含有丰富营养物质，如蛋白质和糖，具有很高营养价值及开发价值，同时由于菊芋糟液属于高浓度有机废水，不经处理直接排放，不仅浪费了宝贵的资源，还会对生态环境造成严重的影响。

目前，对淀粉质原料酒糟的综合利用主要是直接把酒糟干燥生产饲料，或是用来进行沼气发酵和生产饲料酵母。由于菊芋糟液蛋白含量低，直接干燥制成饲料营养价值偏低，而进行沼气发酵所需的设备较复杂，建设投资高，且废水中主要含有菊粉，产甲烷细菌不能利用菊粉，需先把菊粉分解成单糖才能进行沼气发酵，增加了发酵环节，因此，我们针对菊芋原料燃料乙醇生产过程中产生的废弃物主要是蒸馏乙醇后的高固含率废水，含有大量纤维素和菊粉的特点，接入饲料酵母进行固态发酵生产蛋白饲料。

发明内容

为解决现有技术中废糟渣和酒糟滤液回收利用中存在的问题，本发明提供了一种利用菊芋糟渣发酵生产蛋白饲料的方法，既解决了废弃物处理及资源化利用的问题，又提高了菊芋糟液的饲料价值，且对环境保护具有十分重要的意义。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案为：一种利用菊芋糟渣发酵生产蛋白饲料的方法，将菊芋糟渣和麸皮按重量比为8.5~9:1.5~1的比例混合，再加入占菊芋糟渣和麸皮混合后总重量1%的尿素和0.5%的磷酸二氢钾，配制成发酵基质，再按每100g发酵基质中加入上清浓缩液5mL、营养盐液5mL和蒸馏水5mL的比例加入上清浓缩液、营养盐液和蒸馏水，搅拌混匀，用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值至5.5，放入高压灭菌锅内，在121℃条件下灭菌30min，制得固体发酵基质，冷却后在固体发酵基质中接种混合菌液，接种的混合菌液的体积占接种后培养液总体积的5%，灭菌玻璃棒拌匀后，在30℃恒温条件下培养5d，培养结束后，80℃恒温至干燥，粉碎后制得菊芋糟渣蛋白饲料；

所述的菊芋糟渣和上清液浓缩液，其制备方法为：取蒸馏提取乙醇后的糟液，在4500r/min的条件下离心10min，获得沉淀物即为菊芋糟渣；制备过程中获得的上清液加热浓缩，使其含糖量达到30%以上，即为上清液浓缩液；

所述的营养盐液为常规方法配制，其成分为：每升营养盐液中含有MgSO₄·7H₂O30g、MnSO₄·H₂O 0.6g、FeSO₄·7H₂O 0.16g、ZnSO₄·7H₂O 0.5g和CaCl₂ 0.7g，溶剂为蒸馏水；

所述的马克斯克鲁维酵母、白地霉和产朊假丝酵母组成的混合菌液，其组成成分的制备分别如下：

所述的马克斯克鲁维酵母种子液的制备过程为：马克斯克鲁维酵母经斜面培养基活化48～72h，无菌操作条件下，用金属接种环挑取1～2环菌种接种于已灭菌的装液量为50mL/250mL三角瓶种子培养基中，在150r/min、30℃恒温条件下振荡培养72h，即制得马克斯克鲁维酵母种子液；