第31卷第12期湖南科技學(xué)院學(xué)報(bào)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(bǔ)乙醇產(chǎn)生了大量的廢酒糟,其營(yíng)養(yǎng)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(yǎng)價(jià)值,生產(chǎn)節(jié)糧型的生物飼料,通過財(cái)處理后酒精糟營(yíng)養(yǎng)成分和感官指標(biāo)的比較,發(fā)現(xiàn)妤氧發(fā)酵營(yíng)養(yǎng)成分提高最多,厭氧青貯的色香等感官指標(biāo)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;酶解中圖分類號(hào):069文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):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(yǎng)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,很難滿足飼料營(yíng)養(yǎng)的需求目前只有部分紅薯酒精棉直接出售給農(nóng)戶作粗飼料或者肥料,大部分被視作廢物,既浪費(fèi)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(yǎng)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(zhēng)糧的有效途徑之一,具有極大的經(jīng)濟(jì)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(duì)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(dāng)?shù)刭徺I。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)專利產(chǎn)品開發(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(cè)定:采用GB/T6432-1994飼料中粗蛋白質(zhì)的測(cè)定方法;水分的測(cè)定:采用GBT6435-1986飼料水分的測(cè)定方法粗纖維的測(cè)定:采用GBT6434-1994飼料中粗纖維的測(cè)定方法粗灰分的測(cè)定:采用GBT6438-1992飼料中粗灰分的測(cè)定方法。1.4培養(yǎng)基組成麩皮2%尿素0.2%和灑精精978%(以半烘干后水分65%計(jì))。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(diào)整。試驗(yàn)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(cè)中國(guó)煤化工CNMHG收稿日期:2010-11-01基金項(xiàng)目:湖南省大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)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)專業(yè)學(xué)生。2結(jié)果與討論2.1好氧發(fā)酵試驗(yàn)好氧發(fā)酵菌劑是由嗜熱性側(cè)孢霉和其他多種有益微生物組成的復(fù)合菌劑。在培養(yǎng)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。觀察菌種的長(zhǎng)勢(shì),以粗蛋白質(zhì)和粗纖維為考察指標(biāo),每天測(cè)定!次,觀察第2天到第12天指標(biāo)變化。結(jié)果如圖1所示。培養(yǎng)時(shí)回(d)料蛋門含氧一和扦維含圖1粗纖維和粗蛋白含量與發(fā)酵時(shí)間的關(guān)系根據(jù)觀察,培養(yǎng)基可以滿足好氧發(fā)酵菌劑的生長(zhǎng),發(fā)酵的第4天,物料表面開始出現(xiàn)白色的藺絲,第7天物料表面已布滿了白色的繭絲,第10天白色的藺絲開始變?yōu)榛疑?小部分絲死亡。發(fā)酵過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(xiàn)氨味。由圖!可知,第7天時(shí),蛋白質(zhì)含量到達(dá)最高19%第5~7天時(shí),蛋白質(zhì)含量增加較快,第8天開始,蛋臼質(zhì)含敏又開始下降,并且下降很快。粗纖維呈現(xiàn)一直下降的趨勢(shì),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(shì)變緩按上述粗蛋白,粗纖維,氣味,菌絲生長(zhǎng)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(dá)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(zhǎng)透物料,過早或過晩的結(jié)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(jié)束的判斷雷要綜合菌種生長(zhǎng)情況、氣味、溫度變化的曲線等各個(gè)因素綜合判2.2厭氧青貯試驗(yàn)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(fù)合菌劑。在培養(yǎng)基中按005%的量加入?yún)捬跚噘A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。觀察物料的變化,以粗蛋臼和粗纖維為考察指標(biāo),每天測(cè)定1次,觀察第2天到第12天指標(biāo)變化。結(jié)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(jù)觀察,隨著青貯時(shí)間的延長(zhǎng),醬香味越來越濃,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(duì)粗蛋白的提高和粗纖維的中國(guó)煤化工2.3纖維降解酶酶解試驗(yàn)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(yàn)。因素水平見表,試驗(yàn)結(jié)果,見表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(shù))0077510表2酶解正交試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)號(hào)AB粗纖維含量(%29.634433.37.5304933.332.632.533.73101.2由表2結(jié)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(duì)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(duì)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(biāo)嫩佳,但營(yíng)養(yǎng)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,無明顯味原酒精棉41.18.2色黃,無明顯味3結(jié)論試驗(yàn)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來說,每種方法都有優(yōu)勢(shì)和缺陷。好氧發(fā)酵,營(yíng)養(yǎng)成分提高最多,粗蛋[質(zhì)含量可達(dá)19%;厭氧貯的色、香等感官指標(biāo)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(jù)不同的情況,選擇適當(dāng)?shù)姆椒t薯酒精糟直接飼喂動(dòng)物,不僅營(yíng)養(yǎng)價(jià)值低,還極有可能導(dǎo)致動(dòng)物湑精中毒,經(jīng)過生物處理后呵解決這些問題,大大提高其利用價(jià)值和范圍參考文獻(xiàn):中國(guó)煤化工李向前.吳振國(guó).胥傳來等.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(yùn)平.邢鐒等酒糟體蛋門料生產(chǎn)及喂豬效果[山西農(nóng)業(yè)科學(xué)200028(4):74~763臧腎.王東梅薛剛等利用酒精糟開發(fā)生物酶高蛋門飼料的研究劍料I業(yè).200324(7)38~39.(貴任編校:何俊華)