食用菌菌糠生产蛋白饲料

摘要

食用菌菌糠(EFR)是食用菌栽培后的培养基废料，其自身含有较高的粗蛋白含量，但同时粗纤维含量也较高，如果直接用作动物饲料，消化率低、适口性差、营养价值不高。
　　本论文以食用菌菌糠为研究对象，对菌糠原料的预处理、固态发酵等技术进行了综合研究，并进行了工厂设计。
　　论文内容分为以下三个部分:
　　第一部分考察了化学方法、物理方法及生物方法对原料中木质素脱除率及纤维素降解效果的影响。结果表明:使用化学试剂亚硫酸钠溶液、次氯酸钠溶液以及氨化法对原料进行预处理，木质素脱除率较低，使用碱性溶液及碱性过氧化氢溶液处理原料均能够较好的脱除木质素，使用1％NaOH+1％H2O2溶液进行预处理，脱除率最高为71.87％，但同时，原始粗蛋白损失严重，最高损失率为84％，因此化学方法不适合对该实验原料进行预处理;物理方法中使用植物纤维处理机对原料进行湿磨处理，处理前后菌糠的营养成分含量及可溶性金属离子含量均没有发生明显变化，均具有典型木质纤维素结构，但通过观察SEM图像可以看出，原料结构变得疏松，且通过XRD检测得出，处理后的原料纤维素结晶度由31.18％降低到30.97％;在生物方法处理的过程中，首先筛选出一株通过发酵可分泌纤维素酶的枯草芽孢杆菌，分泌的CMC酶酶活为83.94μmol/(mL·min)，同时测得分泌的滤纸酶酶活为98.81μmol/(mL·min)，淀粉酶酶活为3.968U/mL，蛋白酶酶活为60.28U/mL，与黑曲霉按照各2.5％的接种量在30℃条件下混合发酵2d，纤维素降解率最高为30.96％，同时测得粗纤维含量由30.09％降低到27.10％。因此对原料采用先用植物纤维分解机进行湿磨处理，之后接种黑曲霉与枯草芽孢杆菌混合发酵的方法进行降低原料木质纤维素含量的预处理。
　　第二部分考察了预处理后的原料进行固态发酵提高产品粗蛋白含量的最佳发酵条件。结论如下:首先筛选出生长情况较好且氨态氮及还原糖转化率均较高的酵母菌菌种，其氨态氮转化率为89.21％，还原糖转化率为96.82％，在接种量为10％，发酵时间t=3d，发酵温度T=30℃，发酵pH=6，固液比=1∶2，C/N=30∶1的最佳发酵条件下，真蛋白含量由8.37％提高到20.70％，提高了1.47倍;再按照各5％的比例添加辅料麸皮与DDGS，发酵产物粗蛋白的含量可达到27.02％，相比原料提高了1.66倍，且胃蛋白酶消化率为43.77％，相比发酵前的29.31％提高了33.03％，同时测得粗纤维含量降低到25.14％。
　　第三部分结合实验室得出的结果，进行工厂设计，确定了年处理量3万吨食用菌菌糠发酵生产蛋白饲料的技术方案，最终计算得出了投资年利润为1301.04万元，利润率为86.74％，投资回收期为2.15年。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 食用菌菌糠的概述

1．2．1 食用菌菌糠综合利用的研究进展

1．2．2 食用菌菌糠综合利用存在的问题

1．2．3 食用菌菌糠高值利用的展望

1．3 木质纤维素原料的预处理

1．3．1 木质纤维素的概述

1．3．2 原料的预处理及木质素的回收

1．4 固态发酵生产蛋白饲料

1．4．1 固态发酵的特点

1．4．2 固态发酵的基质

1．4．3 固态发酵生产蛋白饲料

1．4．4 蛋白饲料研究现状

1．5 论文选题的目的和意义

1．6 本课题研究内容

2．1 引言

2．2 实验材料与仪器

2．2．1 实验材料与试剂

2．2．2 实验仪器

2．2．3 菌种

2．2．4 培养基

2．3 实验方法与步骤

2．3．1 化学方法预处理

2．3．2 物理方法预处理

2．3．3 生物方法预处理

2．3．4 原料中各成分含量的检测

2．4 实验结果与讨论

2．4．1 化学方法预处理对原料的影响

2．4．2 物理方法预处理对原料的影响

2．4．3 生物方法预处理对原料的影响

2．5 本章小结

第三章 菌糠的固态发酵

3．1 引言

3．2 实验材料与仪器

3．2．1 实验材料与试剂

3．2．2 实验仪器

3．2．3 菌种

3．2．4 培养基

3．2．5 种子液

3．3 实验方法与步骤

3．3．1 酵母菌的筛选与驯化

3．3．2 菌糠固态发酵

3．3．3 产品相关指标检测

3．4 实验结果与讨论

3．4．1 生长曲线的测定

3．4．2 铵态氮含量的测量及转化率的计算

3．4．3 还原糖含量的测量及转化率的计算

3．4．4 酵母菌的驯化

3．4．5 菌糠固态发酵条件实验

3．4．6 产品相关指标检测

3．5 本章小结

第四章 年处理量3万吨食用菌菌糠发酵蛋白饲料工厂初步设计

4．1 项目建设分析

4．2 项目建设内容

4．2．1 生产规模

4．2．2 土建

4．2．3 设备

4．3 工程技术方案

4．3．1 工厂设计原则

4．3．2 工艺技术指标

4．3．3 工艺流程及说明

4．3．4 主要建设内容

4．4 物料衡算

4．4．1 生产能力

4．4．2 原料的计算

4．4．3 种子液的计算

4．4．4 发酵工序中物料消耗量及水分补充量计算

4．4．5 总物料衡算及产量计算

4．5 热量衡算

4．6 设备选型计算

4．6．1 发酵池

4．6．2 发酵罐

4．6．3 搅拌器

4．6．4 带式压滤机

4．6．5 转筒干燥机

4．6．6 粉碎机

4．6．7 包装机

4．6．8 运输设备

4．7 成本核算及经济效益分析

4．7．1 设备投资估算

4．7．2 土建工程投资估算

4．7．3 原料成本分析

4．7．4 流动资金投资估算

4．7．5 经济效益分析

4．8 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

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