一种利用有机废弃物制备昆虫饲料的方法及昆虫饲料

摘要

本发明涉及蛋白昆虫饲料加工技术领域，具体涉及一种利用有机废弃物制备蛋白昆虫饲料的方法以及制备得到的昆虫饲料。本发明直接将有机废弃物破碎成粉末，然后和有益微生物混合发酵并辅之以必要的营养添加剂后即可以得到昆虫饲料。原料不需要高温灭菌和烘干这两个步骤，缩短了生产周期，降低了生产成本；同时，本发明通过有益微生物的生理代谢作用将有机废弃物的大分子物质转换成小肽、有机酸、糖类，并产生多种生物酶、维生素等对高蛋白昆虫有益生作用并更容易吸收的营养物质，实现变废为宝的目的。本发明有效利用微生物在发酵过程中产生的发酵热能将有机废弃物可能存在的病原微生物杀死，保证了昆虫饲料的生物安全性。

说明书

技术领域

本发明涉及饲料加工技术领域，更具体地，涉及一种利用有机废弃物制备昆虫饲料的方法及制备得到的昆虫饲料。

背景技术

我国有大量的有机废物被弃置并造成严重环境污染。有机废弃物是人类生产和生活过程中产生的有机垃圾，主要包括餐厨垃圾、农业有机废弃物等，其特点是产量大、分布广。据统计我国每年产生的餐厨垃圾多达6000万吨以上；我国种植业每年有10亿吨左右的废弃物（秸秆、蒿草、壳蔓等）未能很好地加以利用；养殖业畜禽粪便300万吨左右；林业（锯末、刨花等）160万吨左右。

这些既是宝贵资源又是严重污染源。目前，大量的秸秆被简单地烧掉，严重污染大气环境，餐厨垃圾、畜禽粪便等有机废液不经妥善处理直接排入水体造成严重的地下水体污染和地表水系的污染等等。如果这一状况进一步恶化，必然会制约农业生产的发展，导致环境的进一步恶化。

    可食用昆虫将是人类未来最具潜力的蛋白来源。目前全球有20亿人食用昆虫作为日常的蛋白营养来源。2013年5月联合国粮农组织发表报告，大力提倡各国开发可食用昆虫，因为在为人类提供同等质量的蛋白前提下，与养殖猪、牛相比，养殖食用昆虫的能耗只有前者的三分之一，同时不会造成环境污染，不与人类争粮食。同时，我国规模化养殖业的飞速发展导致饲料原料蛋白日益紧缺，常规的豆粕和鱼粉已不能满足动物养殖发展的需要。因此利用有机废物养殖食用昆虫，开发昆虫蛋白作为替代品势在必行。

目前能够使有机废弃物得到有效资源化处理的方式主要有堆肥制作、有机肥以及发酵产沼气发电，但是这些处理方式存在投资大、附加值低，造成二次污染等弊端，需要政府的参与与资助，个人或小型企业很难维持正常的生产运行。现有技术也有利用有机废弃物制备动物饲料的，通常选择将有机废弃物经高温灭菌处理后，破碎成粉末，然后再烘干与辅料混合后即可喂食给动物，其中，将有机废弃物制备饲料，高温灭菌和烘干这两个步骤必不可少，但这两个步骤需要耗费大量的热能，从而大大提高有机废弃物再利用的成本，而且，采用现有上述制备方法得到的饲料仅仅含有机废弃物本身的营养物质，作为饲料喂养动物易导致营养不足，不能满足动物尤其是高蛋白摄食动物对蛋白质营养的需求。

因此如何充分有效地利用有机废弃物，将其生物转化成蛋白质等资源性物质，并有效控制生产能耗，实现资源化利用，对合理利用农业生产与生活资源，改善生态环境具有十分重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中有机废弃物资源利用措施不经济、环保的缺陷，提供一种利用有机废弃物制备昆虫饲料的方法。

本发明的另一个目的是提供所述方法制备得到的昆虫饲料。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

    提供一种昆虫饲料的制备方法，包括如下步骤：

    S1.收集有机废弃物，并分拣出杂质；

    S2.将有机废弃物破碎为颗粒，调整有机废弃物颗粒的含水率为50～60%；

S3.取S2处理的有机废弃物颗粒与辅料、有益微生物菌种充分混合得到混合物；按重量百分数计，所述S2处理的有机废弃物颗粒与辅料、有益微生物菌种分别占混合物重量的60～90%、10～40%和0.1～1%；

S4.将S3所得混合物发酵即得所述昆虫饲料；所述发酵的条件为在25～45℃的环境中厌氧或好氧发酵7～15天。

S2所述颗粒的粒度颗粒越细越好，经过本发明大量实施例总结，综合考虑制备效果、可操作性和生产成本，优选地，本发明所述颗粒大小不超过10目，以5～10目最宜。

优选地，S2所述调整有机废弃物颗粒的含水率采用脱水或加水的方式；所述脱水的方法为采用挤压脱水机或离心脱水机进行挤压脱水或离心脱水。

现有技术中利用有机废弃物制备动物饲料时，通常选择将有机废弃物经高温灭菌处理后，破碎成粉末，然后再烘干与辅料混合后即可喂食给动物。其中，高温灭菌和烘干这两个步骤需要耗费大量的热能，从而提高有机废弃物再利用的成本，而且，上述制备方法得到的饲料仅仅含有机废弃物本身的营养物质，这样的饲料营养不足，不能满足动物尤其是高蛋白摄食动物对蛋白质营养的需求。本发明改变了传统的利用有机废弃物工艺技术路线，首先直接将有机废弃物破碎成粉末颗粒，调整适宜的水分含量后，将其与辅料、有益微生物按照适当比例混合发酵即可得到昆虫饲料，不需要高温灭菌和烘干处理，减少了专业设备投入和巨大的能耗，显著降低了生产成本。

本发明选择有益微生物参与有机废弃物的代谢发酵，将有机废弃物本身的营养物质转换成生物酶、多肽、有机酸、多种维生素等对高蛋白的昆虫有益生作用的营养物质，真正实现变废为宝。本发明微生物在发酵过程中产生的发酵热能将有机废弃物中可能存在的病原微生物杀死，保证了饲料的生物安全性。

    本发明所述有机废弃物包括但不限于餐厨垃圾、动物养殖废弃物如过期饲料、过期有机垫料以及其他干固态废弃物、城市污水厂的活性污泥、食品加工厂的有机废弃物如水果渣、木薯渣、酱渣以及酒糟等其中的一种或多种。

所述辅料为麦麸、谷糠、玉米粉、豆粕、棉粕、牧草以及秸秆类中的一种或多种。

所述的有益微生物为食用级有益微生物，包括食用级乳酸菌、食用级酵母菌、食用级的霉菌和食用级芽孢杆菌的一种或多种。

所述发酵方式为堆积发酵、装袋发酵、发酵罐发酵或发酵池发酵；

所述昆虫为高蛋白可食用昆虫，高蛋白可食用昆虫包括但不限于黄粉虫、大麦虫、竹虫和蝗虫中的一种。

本发明提供所述制备方法制备得到的昆虫饲料。

    与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明所采用的有机废弃物无需额外的高温灭菌、无需水洗脱盐，直接采用有益微生物菌种发酵，通过微生物所产生的发酵热将餐厨垃圾及其他废弃物中可能存在的病原菌和病毒杀死，同时微生物所产生的代谢产物，如生物酶，多肽，有机酸，多种维生素等对高蛋白的昆虫有一定的益生作用。之后发酵好的有机废弃物也无需进一步脱水干燥，可以直接或添加营养添加剂后作为昆虫饲料饲喂高蛋白昆虫。

本发明将本来是“无用”的有机废弃物经多级生物转化后，最终转变成昆虫蛋白，实现了有机废弃物的资源化处理，同时也为饲料行业以及养殖业提供了宝贵的蛋白资源。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步详细说明本发明。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的仪器设备，材料等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的仪器设备、材料。

实施例1

S1.收集新鲜的餐厨垃圾，并分拣出大块骨头、筷子、塑料块、餐具以及玻璃等杂质；

S2.采用粉碎机将餐厨垃圾粉碎成10目的颗粒，同时采用螺杆挤压脱水机进行脱水，使餐厨垃圾的含水率达到50%；

S3.按重量百分数计，取80%的S2处理的餐厨垃圾颗粒与19.5%的麦麸，以及0.5%左右的乳酸菌（购自中国工业微生物菌种保藏管理中心，中文名称嗜酸乳杆菌，编号CICC6082。乳酸菌的来源并不限定本发明，本技术领域技术人员可以采用其他来源的乳酸菌，下述微生物菌同）充分混合；

S4.将混合均匀的餐厨垃圾在37℃的环境中装袋发酵，发酵7天左右，即得饲料。

将本实施例制备得到的饲料直接作为黄粉虫的幼虫饲料用来饲养黄粉虫，其他饲养条件参照现有常规，三个月后大麦虫由0.5厘米长到2.0厘米的商品幼虫，蛋白质含量高达50%左右（干重）。

实施例2

S1.收集新鲜的餐厨垃圾，并分拣出大块骨头、筷子、塑料块、餐具以及玻璃等杂质；

S2.采用粉碎机将餐厨垃圾粉碎成5目的颗粒，同时采用离心机进行脱水，使餐厨垃圾的含水率达到55%左右；

S3.取70%的脱水餐厨垃圾与19.3%的玉米粉，以及0.5%左右的乳酸菌（购自中国工业微生物菌种保藏管理中心，中文名称嗜酸乳杆菌，编号CICC6082）和0.2%左右的枯草芽孢杆菌（购自中国工业微生物菌种保藏管理中心，中文名称枯草芽孢杆菌，编号CICC10446）充分混合；

S4.将混合均匀的餐厨垃圾在40℃的环境中在发酵罐中发酵，发酵时间为10天，即得饲料。

将本实施例制备得到的饲料作为大麦虫的幼虫饲料用来饲养大麦虫。三个月后大麦虫由0.5厘米长到2.5厘米的商品幼虫，蛋白质含量高达50%左右（干重）。

实施例3

S1.收集新鲜的生猪干粪，去除杂质；

S2.采用粉碎机将干粪粉碎成5目的颗粒，同时采用螺杆挤压机进行脱水，使餐厨垃圾的含水率达到50%左右得脱干粪；

S3.取70%的脱干粪与20%的麸皮、9.4%的玉米粉，以及0.2%左右的乳酸菌（购自中国工业微生物菌种保藏管理中心，中文名称植物乳杆菌，编号CICC6026），0.2%左右的酵母菌（购自中国工业微生物菌种保藏管理中心，中文名称酿酒酵母，编号CICC31829）以及0.2%左右的枯草芽孢杆菌（购自中国工业微生物菌种保藏管理中心，中文名称枯草芽孢杆菌，编号CICC10446）充分混合得混合物；

S4.将混合均匀的混合物在40℃的环境中装袋发酵，发酵时间为10天，即得饲料。

向将本实施例制备得到的饲料中再加入复合维生素，混合后作为黄粉虫的幼虫饲料用来饲养黄粉虫。三个月后大麦虫由0.5厘米长到2.5厘米的商品幼虫，蛋白质含量高达50%左右（干重）。

实施例4

S1.收集养殖场废弃饲料（取自广东韶关某集约化养殖场，并不因此限定本发明），并分拣出杂质；

S2.采用粉碎机养殖场废弃饲料粉碎成10目的颗粒，加入适量水分使其含水率达60%左右；

S3.按重量百分数计，取60%的养殖场废弃饲料与19.8%的玉米秸秆，19.8%的稻草秸秆，以及0.2%左右的酵母菌和0.2%左右的枯草芽孢杆菌充分混合的混合物；所述酵母菌、枯草芽孢杆菌的来源同实施例3；

S4.将混合物在30℃的环境中在发酵池中进行发酵，发酵时间为10天，即得饲料。

将将本实施例制备得到的饲料作为蝗虫饲料用来饲养蝗虫，同时用来养殖黄粉虫。三个月后大麦虫由0.5厘米长到2.5厘米的商品幼虫，蛋白质含量高达50%左右（干重）。

实施例5

S1.收集养殖场过期垫料（来源于河源某集约化养殖场），并分拣出杂质；

S2.采用粉碎机将过期垫料粉碎成5目的颗粒，添加适量水分，使其含水率达55%；

S3.按重量百分数计，取85%的过期垫料颗粒与9.4%的麸皮，以及0.2%左右的乳酸菌，0.2%左右的酵母菌以及0.2%左右的枯草芽孢杆菌充分混合的混合物；微生物菌来源同实施例3；

S4.将混合物在40℃的环境中在发酵池中发酵，发酵时间为10天，即得饲料。

将将本实施例制备得到的饲料作为大麦虫的饲料来饲养大麦虫。三个月后大麦虫由0.5厘米长到2.5厘米的商品幼虫，蛋白质含量高达50%左右（干重）。

实施例6

S1.收集养殖场过期垫料，并分拣杂质；

S2.采用粉碎机将餐厨垃圾粉碎成5目的颗粒，加入适量水分，使其含水率达到50%左右；

S3.按重量百分数计，取70%的过期垫料颗粒与9.8%的麸皮，9.8%的玉米粉，9.8%牧草，以及0.2%左右的乳酸菌，0.2%左右的酵母菌以及0.2%左右的枯草芽孢杆菌充分混合得混合物；微生物菌来源同实施例3；

S4.将混合物在40℃的环境中在发酵池中发酵，发酵时间为10天，即得饲料。

将本实施例制备得到的饲料作为黄粉虫饲料用来饲养黄粉虫。三个月后大麦虫由0.5厘米长到2.0厘米的商品幼虫，蛋白质含量高达50%左右（干重）。

将实施例1～实施例6制备得到的饲料检测结果如表一所示：

表一

 外观理化指标卫生*实施例1色泽金黄色，气味酸香味，粒度精细均匀，无杂质异物；    水分50，灰分3.5，粗蛋白质21重金属As未检出，Pb<3ppm，Cd<1.0ppm；沙门氏菌和大肠杆菌未检出实施例2色泽浅黄色，气味酸香味，粒度均匀，无杂质异物；水分53，灰分3.0，粗蛋白质17 重金属As未检出，Pb<3ppm，Cd<1.0ppm；沙门氏菌和大肠杆菌未检出实施例3色泽浅黄色，气味酒香带点酸味，粒度精细均匀，无杂质异物；水分55，灰分3.2，粗蛋白质20重金属As未检出，Pb<3ppm，Cd<1.0ppm；沙门氏菌和大肠杆菌未检出实施例4色泽浅黄色，气味酒香带点酸味，粒度精细均匀，无杂质异物；水分58，灰分3.6，粗蛋白质18 重金属As未检出，Pb<3ppm，Cd<1.0ppm；沙门氏菌和大肠杆菌未检出实施例5色泽浅黄色，气味酒香带点酸味，粒度精细均匀，无杂质异物；水分54，灰分4.3，粗蛋白质24重金属As未检出，Pb<3ppm，Cd<1.0ppm；沙门氏菌和大肠杆菌未检出实施例6色泽金黄色，气味酒香带点酸味，粒度精细均匀，无杂质异物；水分53，灰分4.5，粗蛋白质23重金属As未检出，Pb<3ppm，Cd<1.0ppm；沙门氏菌和大肠杆菌未检出

*注：国标饲料卫生标准（GB13078-2001）中对重金属的要求为：As<10ppm，Pb<10ppm，

Cd<2ppm

对比例1

S1.收集新鲜的餐厨垃圾，并分拣出大块骨头、筷子、塑料块、餐具以及玻璃等杂质；

S2.用水清洗餐厨垃圾，将清洗后的餐厨垃圾粉碎成细浆状，进行高温蒸汽灭菌，再高温干燥得到餐厨垃圾粉末；

S3.按重量百分数计，取80%的餐厨垃圾粉末与20%的麦麸充分混合；即得对比饲料。

应用实施例1～6和对比例1制备得到的饲料同时饲养黄粉虫。结果发现：应用实施例1所述饲料，三个月后黄粉虫由0.5厘米长到2.0厘米的商品幼虫。而使用对比例1所述饲料，三个月后大麦虫由0.5厘米长到1.5厘米的商品幼虫，而且，由于对比例用需要大量的能源和配套设备去进行高温灭菌剂高温干燥，使得养殖成本大大增加，用对比例1所述饲料饲养每养殖一公斤的黄粉虫的成本比实施例1增加4元钱左右。