一種利用餐廚垃圾養殖蠅蛆制備蛋白飼料及蛋白飼料添加劑的方法
【技術領域】
[0001]本發明具體涉及一種利用餐廚垃圾養殖蠅蛆制備蛋白飼料及蛋白飼料添加劑的方法。
【背景技術】
[0002]蛋白質是生物體維持生命和生長所必需的營養成分，不僅參與體內組織的構成，而且是某些代謝活性物質(激素、酶、免疫抗體)的主要成分，同時也是飼料成本中比例最大的部分。隨著我國養殖業和飼料工業的迅速發展，蛋白原料的緊缺現狀日益突出，已成為制約整個養殖行業發展的瓶頸之一。以動物蛋白源魚粉為例，其價格自2008年以來節節攀高，大大增加了飼料和養殖成本，嚴重制約了養殖業的可持續發展。而傳統魚粉替代物如豆柏、肉骨粉等由于具有適口性差、存在抗營養因子、氨基酸不平衡或儲存要求高等缺點，在目前的商業飼料配方中很難完全替代魚粉。所以如何制備一種價格低廉，適口性好，營養價值豐富的蛋白質飼料，成為國內外營養學領域的研究焦點。
[0003]昆蟲蛋白作為一種優質的動物蛋白源，已經在動物和水產動物上有所應用。更重要的是昆蟲蛋白質中除了氨基酸含量較高外，其組成比例也比較平衡，蛋白質品質好，可以作為優質動物蛋白原料的重要來源。CN104605212A “一種新型黃鱔用無魚粉配合飼料”，該專利以面包蟲為主要組成成分制備了一種養殖黃鱔的配合飼料，取得了較好的養殖效果。同樣采用昆蟲蛋白作為飼料蛋白來源的發明如:CN105104743A “一種有機雞飼料加工方法”，該專利發明是利用黃粉蟲粉末制備有機雞飼料。由此可見以昆蟲蛋白做為飼料中蛋白質原料的來源具有可行性。
[0004]繩(Flies)來源廣泛且數量龐大，為完全變態昆蟲(Complete metamorphosis)，其生活史包括卵(Egg)、幼蟲(Maggot)、蛹(Pupa)、成蟲(Flies)四個階段，屬于典型的完全變態昆蟲，屬于昆蟲綱雙翅目環裂亞目(Cyclorrhapha)昆蟲種。蠅分布廣泛，環境適應能力強，食性雜，易繁殖，生命周期短，適宜大規模養殖。幼蟲階段即蠅蛆是蠅類生命周期中最重要的階段，由于成蟲進食較少，蠅類在幼蟲階段為化蛹和成蟲階段積累營養物質，干燥蠅蛆蛋白含量達到55%以上。同時，繩蛆又稱“五谷蟲”，《本草綱目》記載蠅蛆有治小兒熱毒、痢疾等癥的作用。現代研究顯示蠅蛆蛋白具有抗細菌、抗真菌、抗炎和抗腫瘤等功效并且可以提高免疫力，促進傷口愈合。從蠅蛆中提取的抗菌肽，抗菌譜廣泛，抗菌效果好，與抗生素相比可以有效避免細菌的耐藥性，并且不會在動物體內殘留。因此，蠅蛆蛋白作為昆蟲蛋白的一種具有繁殖速度快，蛋白品質好，藥理效果顯著的優點，是飼料蛋白質原料的優質來源。CN104798991A “提高母豬產奶量及奶水質量的方法”該發明中用蠅蛆飼料喂養哺乳期的母豬，母豬奶水充足，乳汁營養豐富、品質優良。CN102823720A “一種昆蟲蛋白飼料”該專利用蠅蛆蛋白作為主要組分制備一種昆蟲蛋白飼料，其產品可增強所飼養畜禽的免疫力，降低畜禽發生病變和死亡的概率。
[0005]餐廚垃圾是居民在生活消費過程中形成的生活廢物，我國餐廚垃圾數量巨大，并且隨著人民生活水平的提高，有明顯上升的趨勢。清華大學環境系固體廢物污染控制及資源化研究所的統計數據表明，中國城市每年產生餐廚垃圾不低于6000萬噸。餐廚垃圾營養豐富，其主要成分包括米和面粉類食物殘余、蔬菜、動植物油、肉骨等，含有充足的淀粉、纖維素、蛋白質、脂類和無機鹽。不適當的處理方法會使餐廚垃圾成為影響食品安全和生態安全的潛在危險源。然而，根據麥肯錫全球研究所發布的報告顯示，餐廚垃圾是排名第3的15個最有可能成為可再生資源的原料。國家發改委環資司副司長何炳光指出，餐廚垃圾具有廢物與資源的雙重特性，可以說是典型的“放錯了地方的資源”。
[0006]由于餐廚垃圾有機質含量高，產量大、產地分散，極易腐敗發酸發臭、滋生有害生物，若收集轉運過程中發生泄露則會污染空氣、土壤及水源，嚴重干擾人們的正常生活，具有危害性的一面。在中國大部分省市及農村地區，傳統習慣上一直將餐廚垃圾作為廉價飼料直接飼喂畜禽。但餐廚垃圾除了含有金屬塊、牙簽及塑料等尖硬物體可能傷及畜禽消化道，還含有大量病原微生物、寄生蟲及其蟲卵，飼喂畜禽后易引起人畜疾病。此外，餐廚垃圾直接飼喂畜禽存在食物鏈危險，可能會導致病原微生物所產生的生物毒素(如黃曲霉毒素)進入畜禽體內富集，進而通過食物鏈轉移到人體。因此，為避免上述不利之處，現有的餐廚垃圾資源化處理工藝中，普遍需要對餐廚垃圾進行除雜處理后，接著進行一定的高溫處理，減少或延緩餐廚垃圾的腐敗，便于資源化處理。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于提供了一種利用餐廚垃圾養殖蠅蛆以及制備蛋白飼料及蛋白飼料添加劑的方法。
[0008]本發明所采取的技術方案是:
一種利用餐廚垃圾養殖蠅蛆的方法，包括下列步驟:
1)培養環裂亞目種蠅并收集蠅卵；
2)對餐廚垃圾進行初篩，去除非食物垃圾雜質;將餐廚垃圾瀝水，勻漿，加入適量輔料；加水攪拌均勻，制備得到餐廚垃圾培養基;控制餐廚垃圾培養基濕度為40?90%，pH為4-9 ；
3)在餐廚垃圾培養基中接種適量蠅卵，進行培養。
[0009]接種在餐廚垃圾培養基的蠅卵的量可以根據蠅的種類及培養時間的長短進行調節，一般而言，每kg餐廚垃圾培養基中接種0.1g?4g蠅卵即可。
[0010]優選的，步驟I)中環裂亞目蠅選自家蠅、大頭金蠅、痳蠅、絲光綠蠅或黑色士兵蠅。[0011 ]優選的，步驟I)中將種蠅培養在紗籠中，養殖密度為0.5cm3/只?20cm3/只，溫度為20°C?40°C，自然光照培養。
[0012]優選的，步驟I)中用于養殖種蠅的食物為紅糖和奶粉，其質量比為(2:1)?(1:4)，自來水為飲用水。
[0013]優選的，步驟I)中用布袋包裹引誘劑作為集卵器收集蠅卵。
[0014]優選的，步驟2)中對餐廚垃圾進行初篩，去除餐廚垃圾中的金屬瓶蓋，玻璃，塑料袋，泡沫盒等非食物垃圾雜質。
[0015]優選的，步驟3)中在餐廚垃圾培養基中接種蠅卵后，將蠅卵在200C?40°C下培養，待蠅卵孵化后適當攪拌培養基使蠅蛆分布均勻，并給與充分的空氣。
[0016]優選的，步驟2)中餐廚垃圾與輔料質量比為(1:0.1)?(0.1:1)。
[0017]優選的，步驟2)中輔料為常用農業下腳料，包括麥麩、大米糠、小米糠、豆柏、青玉米、秸桿、干草等適合作為飼料原料的農業下腳料。
[0018]優選的，青玉米為全株青玉米。
[0019]優選的，青玉米為新鮮青玉米直接陰干粉碎或青貯后陰干粉碎，顆粒過5?20目篩。
[0020]優選的，豆柏打碎成顆粒過20?40目篩。
[0021]—種蠅蛆蛋白飼料，其制備方法如下:利用上述任一項所述的方法用餐廚垃圾養殖蠅蛆，培養3?20天，將餐廚垃圾培養基連同蠅蛆進行干燥，粉碎，加入其重量3?1倍的親脂性有機溶劑，水浴回流提取，過濾，濾液旋轉蒸發后，得到的濾渣風干除去殘留溶劑，制粒，即得蠅蛆蛋白飼料。
[0022]優選的，親脂性有機溶劑包括正己烷、環己烷、石油醚、乙醚、乙酸乙酯。
[0023]優選的，水浴回流提取的溫度為40?80 0C，時間為3?1h;過濾，濾液40°C?80°C旋轉蒸發，回收溶劑，得到副產物I，濾渣為脫脂的蛋白質飼料原料;將蛋白質飼料原料風干除去殘留溶劑，得到蛋白質飼料原料風干粉料。風干粉料通過顆粒壓制機，制成蠅蛆蛋白飼料;或將風干粉料加適量水分(一般在2%?20%)均勻攪拌混合后通過顆粒壓制機壓制成顆粒狀，得到蠅蛆蛋白飼料。
[0024]其中，副產物I經氣象色譜質譜連用分析鑒定為粗油脂混合物，可作為制備生物柴油、生物潤滑油的主要原料。利用上述方法制備得到蠅蛆蛋白飼料其蛋白質含量為22%?27%，可用于禽畜及水產動物飼喂。
[0025]—種蠅蛆蛋白飼料添加劑，其制備方法如下:利用上述任一項所述的方法用餐廚垃圾養殖蠅蛆，培養3?20天，分離出蠅蛆并干燥、粉碎，加入其重量3?10倍的親脂性有機溶劑，水浴回流提取，過濾，濾液旋轉蒸發后，得到的濾渣風干除去殘留溶劑，制粒，即得蠅蛆蛋白飼料添加劑。
[0026]優選的，親脂性有機溶劑包括正己烷、環己烷、石油醚、乙醚、乙酸乙酯。
[0027]優選的，利用餐廚垃圾養殖蠅蛆，培養3?20天，將老熟的蠅蛆從培養基中分離放入烘箱中40 0C?80 0C干燥;將干燥的蠅蛆粉碎，過80目篩，加入其重量3?1倍的親脂性有機溶劑，40?80 0C水浴回流提取3?1h，過濾，濾液40 °C?80 °C旋轉蒸發，回收溶劑，得到副產物Π，濾渣為脫脂的蛋白質飼料添加劑。
[0028]其中，副產物Π經氣象色譜質譜連用分析鑒定為蠅蛆粗油脂混合物，可作為制備生物柴油、生物潤滑油的主要原料。利用上述方法制備得到蠅蛆蛋白飼料添加劑其蛋白質含量為64%?70%，可用于禽畜及水產動物飼喂。
[0029]本發明的有益效果是:
本發明方法突破現有技術的局限，將普遍認為易霉變產生黃曲霉毒素的餐廚垃圾原料用于培養蠅蛆，不需要對餐廚垃圾進行復雜的前處理，也不需要在餐廚垃圾培養基中額外添加外源微生物，步驟少，也不需要進行發酵等處理，工藝簡單，但是制備得到的蛋白飼料或蛋白飼料添加劑中均未檢測出黃曲霉毒素(〈lOppb)，其具有很好的安全性，結果出人意料。本發明方法制備的蠅蛆蛋白質飼料以及蛋白飼料添加劑，經凱氏定氮法測定其蛋白質總量分別維持在2