CN112195213A - 利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法，涉及生物化工业领域，具体涉及利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法。该黑水虻提取高含量虻浆酵素蛋白粉原料按重量份计为：100份黑水虻粉体，550～650份无水***、900～1000份去离子水，7～10份的氢氧化钠、0.4～0.7份的胰蛋白酶和0.3～0.5份的胰凝乳蛋白酶、2～3份的活性炭。先将黑水牤进行紫外线杀菌烘干，并粉碎成200目细粉，对其进行脱脂：在脱脂粉体中加入去离子水，用氢氧化钠调节pH值为8，升温到一定度浸泡一段时间后加入0.5％胰蛋白酶胰凝乳蛋白酶进行双酶水解；然后加入活性炭在低速搅拌2小时，过滤脱色，最后进行喷雾干燥得高含量虻浆酵素蛋白粉。

Description

利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法

本发明涉及生物化工领域。利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法。

背景技术

餐饮垃圾，来源主要是饭店、食堂、家庭等场所。其所含的各种有机物质在夏天极易腐蚀产生污染，特别是由餐饮垃圾喂养的猪和提炼的泔水油一旦流向市场，会严重危害到人民群众的身体健康。目前，大量的餐饮垃圾已经成为城市污染的主要源头之一，如何科学的无害化处理，成为困扰城市管理和建设的难题。解决好城市发展管理中废弃物和餐饮业剩余物的问题，变废弃资源为可再生利用资源，是社会文明进步、可持续发展的需要。黑水虻是一种腐生性水虻科昆虫，其幼虫是自然界碎屑食物链的重要一环，以餐饮垃圾、动物粪便、动植物尸体、腐烂瓜果蔬菜等垃圾为食，利用它们喜腐食且食量大的特点可进行餐厨垃圾处理。黑水虻幼虫排出的粪便可做有机肥料，这样不会对环境造成污染。

黑水虻出没于肮脏之地，置于不计其数的病菌之中，而却能安然无恙，不会被这些病源物感染。黑水虻幼虫的生命力极强，其他动物无法忍受的腐臭环境却是它的乐园，这缘之于其优异的免疫功能，饲养黑水虻一般不用为防病费心可大大节省病费用。

2013年10月，***粮食及农业组织在《可食用昆虫报告》中将黑水虻作为最主要的蛋白饲料替代昆虫。我国黑水虻种质资源较为丰富，其中90％以上分布在华中、华南和西南地区。黑水虻有生物量大、虫体资源含量高等特点，富含17种氨基酸，其中饱和脂肪酸以月桂酸和棕榈酸为主，不饱和脂肪酸则主要是油酸，直接利用新鲜猪粪养殖的黑水虻幼虫蛋白质可达40.6％，且虫沙总养分含量为8.76％，可达到国家有机肥标准。

餐厨垃圾回收后经固液分离机进行固液分离，固体部分经过粉碎、除臭后加入乳酸菌后喂养黑水虻幼虫。黑水虻幼虫对盐、调味品、食物毒素及其他化学添加剂不敏感。在食物充分的情况下可全天进食。据介绍，黑水虻以餐厨垃圾为饲料，每只在72小时的周期内可以吃掉2公斤的餐厨垃圾，而其中的营养物则会有效地转换到黑水虻幼虫身上，可以产出两种有用的东西，一个是高质量的昆虫蛋白，一个就是良好的有机肥。另外，黑水虻油脂含量非常高，可用作航空用油、化妆品原料等。

除了上述养殖业方向和能源等领域的应用外，黑水虻也可以应用于营养保健、医药等领域，幼虫提取物中的己二酸具有抗菌功能，部分提取物还具有抑制***等细菌活力的功能，黑水虻成为了抗菌肽药物的重要研究对象，这些高端产品的市场利润更为可观。

黑水虻做为新兴资源，被誉为昆虫饵料之王，被认为是继蚕、蜜蜂之后的第三大产业昆虫。据华中农业大学的专家介绍：2吨左右黑水虻，一年可吃掉餐厨垃圾1500余吨。它的幼虫当做活饲料，用它喂鸡、喂鸭、喂牛蛙、喂鱼等。小小的虫子，既能提取高附加值的虻浆酵素蛋白粉，还能成为环保卫士。

黑水虻一生周期只有40天时间，经卵、幼虫、蛹和成虫4个阶段，适合在25-35℃、湿度70％的环境中生活。水虻从卵孵化成幼虫后的5天左右，是处理餐厨垃圾、禽畜粪便最强时期。待幼虫成长到15天的时候，就会化蛹，破蛹成虫后进行交配产卵，一只水虻一次可产800到1000个卵。黑水虻幼虫10到12天，就会逐渐变黑，这是要化蛹的迹象，此时赶紧停止投食。这个阶段的幼虫可是他们眼中的宝贝，因为它富含大量的粗蛋白、脂肪、钙、磷等物质，此时的幼虫可烘干制成家禽、家畜和鱼类的上好饲料。

黑水虻繁殖速度快，一对黑水虻六个月内能繁育3000亿个蛆，可积累纯蛋白750多吨。是迄今用其他方法生产动物蛋白所无法比拟的。

黑水虻不仅可以提取蛋白粉，开发高级营养食品，生产过程中可以同时得到脂肪、抗菌素、凝集素等多种生化产品。抗菌蛋白可以消灭一切真菌微生物，具有极强的杀菌作用。黑水虻蛹壳更是提取甲壳素的上好原料，甲壳素被誉之为除糖，蛋白脂肪，维生素与矿物质外，人体必需的第六生命要素。黑水虻生产简单易行，生产黑水虻既不需要任何防疫措施，也不需要现代化厂房，在民用水电设备下保温、供食、防逃，即可规模生产。不产生有毒物质，不污染环境，黑水虻可称得上是出色的化工工程师。

用黑水虻提取的虻浆酵素蛋白粉的十大优点

1、能明显增强体液与细胞的免疫功能，提高抗病能力，降低养殖风险。

2、能加强体内蛋白质的合成与利用，提高畜禽生产性能，改善肉、蛋品质

3、可以改变细菌生理，干扰细菌的代谢，阻止病菌对机体的感染。

4、促进营养素的消化和吸收。

5、能延缓或阻断饲料的氧化过程，稳定饲料质量，改善饲料卫生，提高饲料适口性。

6、富含甲壳素(蛹壳素)，有助于体內废物的排除，确保畜禽生理机能的正常工作。

7、富含抗菌肽：具有独特的免疫功能，具广谱抗菌作用，杀灭入侵病菌。

8、富含有益菌：能大幅提高饲料转化率，降低养殖成本。

9、提高胃肠道功能，治疗畜、禽拉稀，效果神奇。

10、可提高禽类产蛋率，延长产蛋周期。提高母猪受孕率、产仔率及产仔成活率。

目前，在国际市场上，高含量虻浆酵素蛋白粉售价高达45美元/公斤。

投资建设一个日处理2000吨餐厨垃圾固体物厌氧发酵有机肥的工厂，在3500万元左右，如果筹建一个等量规模、专门用黑水虻幼虫处理餐饮垃圾固体物的场所，投资仅为300万元，而且后者所产生的经济效益差要比前者高出十倍以上，可见黑水虻处理垃圾固体物市场潜力很大。再加上黑水虻具有生长速度快、繁殖及再生能力强、食物转化率高等特点，若能规模化养殖，前景十分广阔。

发明内容

本发明的目的在于针对我国国情，提出了利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法。既可以有效减少餐饮垃圾固体物对环境的污染，又可以提取高附加值、高含量虻浆酵素蛋白粉。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为，利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法，其特征在于，其原料按重量份计为：100份黑水虻粉体，550～650份无水***、900～1000份去离子水，7～10份氢氧化钠、0.4～0.7份胰蛋白酶和0.3～0.5份胰凝乳蛋白酶、2～3份活性炭；

进一步，利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法，其原料按重量份计为：100份黑水虻粉体、600份无水***、950份去离子水，8份氢氧化钠、0.5份胰蛋白酶和0.3份胰凝乳蛋白酶、3份活性炭；

作为优选，所述的黑水虻提取高含量虻浆酵素蛋白粉所述的无水***、去离子水、氢氧化钠、胰蛋白酶、胰凝乳蛋自酶、活性炭均为市售产品；

制备如上所利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法，包括以下步骤：

a.预处理：先将黑水牤进行紫外线杀菌烘干，并粉碎成200目细粉；

b.对其进行脱脂：100份粉体中加入550～650份无水***，升温到40℃，低速搅拌3小时，过滤出油脂和***液体，得脱脂粉体；

c.浸提：100份脱脂粉体中加入900～1000份去离子水，用7～10份氢氧化钠调节pH值为8，升温到90～100℃浸泡30分钟；

d.双酶水解：将以上液体降温到50℃，加入0.4～0.7份胰蛋白酶和0.3～0.5份胰凝乳蛋白酶，提取5小时；

e.脱色：将以上液体降温到25℃，加入2～3份活性炭低速搅拌2小时，过滤；

f.喷雾干燥：将液料进入喷雾干燥机，进口温度45℃，出口温度180-73℃，进料量20ml/min，转速为10000r/min，进行喷雾干燥后得高含量虻浆酵素蛋白粉。

本发明具备以下优点：

1.利用我国人口多、餐饮垃圾量大的特点，将餐饮垃圾固液分离后得固体物，用来大规模、低成本养殖黑水虻；其液体物再经离心机分离出油脂和水——油脂生产生物柴油(已另外申请专利)、废水生产有机腐殖酸盐碱地改良剂(已另外申请专利)，从而达到对餐饮垃圾的零填埋和零焚烧，为绿色中国添砖加瓦；

2.利用大量餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取高含量虻浆酵素蛋白粉——既减少了餐饮垃圾对环境的污染、又提取了高附加值的高含量虻浆酵素蛋白粉；

3.制备方法简单合理，可以保障产品质量，且易于操作、装置投入较低。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明做进一步的详细描述。

实施例1：利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法，其原料按重量份计为：100份黑水虻粉体、600份无水***、950份去离子水，10份的氢氧化钠、0.5份的胰蛋白酶和0.3份的胰凝乳蛋白酶、3份的活性炭；

制备如上所述的利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法，包括以下步骤：

a.预处理：先将黑水牤进行紫外线杀菌烘干，并粉碎成200目细粉；

b.对其进行脱脂：100份粉体中加入600份无水***，升温到40℃，低速搅拌3小时，过滤出油脂和***液体，得脱脂粉体；

c.浸提：100份脱脂粉体中加入950份去离子水，用10份氢氧化钠调节pH值为9，升温到95℃浸泡30分钟；

d.双酶水解：将以上液体降温到50℃，加入0.4份胰蛋白酶和0.3份胰凝乳蛋白酶，提取5小时；

e.脱色：将以上液体降温到到25℃，加入3份活性炭低速搅拌2小时，过滤；

f.喷雾干燥：将液料进入喷雾干燥机，进口温度45℃，出口温度180-80℃，进料量20ml/min，转速为10000r/min，进行喷雾干燥后得高含量虻浆酵素蛋白粉。

实施例2：利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法，其原料按重量份计为：100份黑水虻粉体、580份无水***、920份去离子水，9份的氢氧化钠、0.4份的胰蛋白酶和0.4份的胰凝乳蛋白酶、2.5份的活性炭；

制备如上所述的利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法，包括以下步骤：

a.预处理：先将黑水牤进行紫外线杀菌烘干，并粉碎成200目细粉；

b.对其进行脱脂：100份粉体中加入580份无水***，升温到40℃，低速搅拌3小时，过滤出油脂和***液体，得脱脂粉体；

c.浸提：100份脱脂粉体中加入920份去离子水，用9份氢氧化钠调节pH值为8，升温到95℃浸泡30分钟；

d.双酶水解：将以上液体降温到50℃，加入0.4份胰蛋白酶和0.4份胰凝乳蛋白酶，提取5小时；

e.脱色：将以上液体降温到到25℃，加入2.5份活性炭低速搅拌2小时，过滤；

f.喷雾干燥：将液料进入喷雾干燥机，进口温度45℃，出口温度173-73℃，进料量20ml/min，转速为10000r/min，进行喷雾干燥后得高含量虻浆酵素蛋白粉。

实施例3：利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法，其原料按重量份计为：100份黑水虻粉体、650份无水***、900份去离子水，8份的氢氧化钠、0.5份的胰蛋白酶和0.4份的胰凝乳蛋白酶、3份的活性炭；

制备如上所述的利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法，包括以下步骤：

a.预处理：先将黑水牤进行紫外线杀菌烘干，并粉碎成200目细粉；

b.对其进行脱脂：100份粉体中加入650份无水***，升温到40℃，低速搅拌3小时，过滤出油脂和***液体，得脱脂粉体；

c.浸提：100份脱脂粉体中加入900份去离子水，用8份氢氧化钠调节pH值为7，升温到95℃浸泡30分钟；

d.双酶水解：将以上液体降温到50℃，加入0.5份胰蛋白酶和0.4份胰凝乳蛋白酶，提取5小时；

e.脱色：将以上液体降温到到25℃，加入3份活性炭低速搅拌2小时，过滤；

f.喷雾干燥：将液料进入喷雾干燥机，进口温度45℃，出口温度175-75℃，进料量20ml/min，转速为10000r/min，进行喷雾干燥后得高含量虻浆酵素蛋白粉。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，在本发明的精神和原则内可以有各种更改和变化，这些等同的变型或替换等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法及其制备方法，其特征在于，其原料按重量份计为：100份黑水虻粉体，550～650份无水***、900～1000份去离子水，7～10份氢氧化钠、0.4～0.7份胰蛋白酶和0.3～0.5份胰凝乳蛋白酶、2～3份活性炭。

2.根据权利要求1所述的利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法，其特征在于，其原料按重量份计为：100份黑水虻粉体，550～650份无水***、900～1000份去离子水，7～10份的氢氧化钠、0.4～0.7份胰蛋白酶和0.3～0.5份胰凝乳蛋白酶、2～3份活性炭。

3.根据权利要求要求1或2所述的利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法，其特征在于，所述的提取高含量虻浆酵素蛋白粉处理过程为：先将黑水牤进行紫外线杀菌烘干，并粉碎成200目细粉，对其进行脱脂：在脱脂粉体中加入去离子水，用氢氧化钠调节pH值为8，升温到一定度浸泡一段时间后加入0.5％胰蛋白酶胰凝乳蛋白酶进行双酶水解；然后加入活性炭低速搅拌2小时，过滤脱色，最后进行喷雾干燥得高含量虻浆酵素蛋白粉。

4.根据权利要求要求1或2所述的利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法，其特征在于，所述黑水虻粉体脱脂过程为：100份粉体中加入550～650份无水***，升温到40℃，低速搅拌3小时，过滤出油脂和***，得脱脂粉体。

5.根据权利要求要求1或2所述的利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法，其特征在于，所述的双酶水解制备过程为：900～1000份去离子水中加入0.4～0.7份胰蛋白酶和0.3～0.5份胰凝乳蛋白酶提取5小时。

6.根据权利要求要求1或2所述的利用餐饮垃圾固体物养殖黑水虻提取蛋白粉的方法，其特征在于，所述的无水***、去离子水、氢氧化钠、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、活性炭均为市售产品。