另外,还进行了饲喂生猪的效果观察。 2.正交试验结果分析 本试验仅对4个主要营养指标进行分析,从表3可知因素对氨基酸总和、粗蛋白、可溶性糖含量及降解的影响分别是D→A→B→C、A→D→C→B、D→C→B→A、D→A→C→B。综合分析其主次关系是D>A>B>C,即影响酒精糟饲料主要指标的主要因素是温度,次要因素为PH值。从试验可以看出,最佳工艺组合为A3B1C3D2,即PH值为6,接种量2‰,时间5天,温度25℃。
天意EM原露技术在酒精糟综合利用上的研究
目前,环境恶化和资源短缺使人类社会面临着巨大挑战,EM原露技术的诞生和推广应用,为发展无公害清洁环保产业,走可持续发展道路带来了希望。我国是一个粮食生产和消耗大国,由于畜牧业的兴起,饲料用粮量逐年增加。仅每年生产5000万t配合饲料需要用掉3500万t粮食,约占年均粮食产量的7.8%左右。一方面,依赖粮食的畜牧业始终面临着原粮不足的困境,其发展受到很大限制,急需开发新的代粮饲料,以发展节粮型畜牧业;另一方面,以粮食或其它淀粉作物为资源的酿造工业废糟及农副产品的利用率却很低。由于缺乏有效的方法加以利用,不仅浪费大量有机资源,还造成环境污染。往年产6万t酒精的酒精厂,今年产生酒精糟液达100万t以上,引起水质污染所造成的经济损失难以估量,而其中约有12 %的固形有机物也白白浪费了。因此,采用现代微生物技术开发新的可再生利用的资源已成为各国学者关注的热点课题之一。
我国对酒精糟的开发利用已有不少的研究,但由于一些技术难点尚未很好解决或花费资金太大,至今尚未得到广泛应用。国内EM原露技术的开发应用已取得了很大的成效,但酒精糟上的应用研究尚未见报道。因此,我们从1996年10月开始此项研究,以期在酒精糟有效利用上开辟新途径。
一、材料与方法
1.原料 酒精废糟液、秸秆、麸皮、糖蜜。
2.菌种 EM原露。
3.测定方法 总氨基酸,甲醛滴定法;粗蛋白,微量凯氏法;粗纤维,酸性洗涤法;粗脂肪,索氏抽提法;可溶性糖,蒽铜比色法。
4.试验设计 单因素试验温度为15℃,25℃,30℃,35℃,40℃;PH值为3,4,5,6,7;接种量为0.5‰,1‰,2‰,5‰,10‰;时间(天)为3,4,5,6,7。通过单因素试验结果的分析,确定了正交试验的水平和因素(见表1)。
表1 正交试验因素和水平水平 因 素 PH(A) 接种量(B) 时间(℃) 温度(D) 1 4 2 3 15 2 5 5 4 25 3 6 10 5 30
5.工艺流程 提取酒精后的废糟液,经80目口锥网过滤机回收酒精糟后,放置自然蒸发冷却。用粉碎机将作物秸秆充分粉碎,碎粒≤0.5cm。再将酒精糟与秸秆粒及麸皮按10∶3∶1的比例混合,并接种EM原露稀释液,充分搅拌混均后,送入发酵池进行厌氧发酵。具体工艺流程如下:
秸秆粉碎
↓
酒精→ 微孔 → 蒸发浓→ 配料 → 接种 → 固体 → 成品
糟液 过滤 缩冷却 混合 搅拌 发酵 饲料
二、结果与分析
1.单因素试验结果分析
⑴PH值对发酵的影响 从方差分析结果说明,不同PH值差异达极显著水平(F0.01>6),最佳的PH值为5-6,最适宜于EM原露微生物的作用(见表2)。
⑵接种量对发酵的影响 表2说明最佳的接种量为5‰-10‰,但方差分析差异未达显著水平(F0.05>3.5),2‰-10‰之间效果差异并不太大,而新复极差测验(SSR)2‰达显著水平。因此,为了节约EM用量,降低成本,使用2‰-5‰的接种量可达到充分发酵的目的。
⑶不同时间对发酵的影响 F检验说明差异不明显(F0.05>3.5), 但从表2可知最佳时间为4天,经4天发酵可达理想效果。
⑷温度对发酵的影响 方差分析可知差异达到显著水平(F0.01>6.0), 为达到理想的发酵效果应严格控制温度,特别是温度不超过35℃。最适温度为25-30℃,低于15℃或40℃以上极不适于EM原露发酵。
表2 不同PH值及接种量、时间和温度发酵的氨基酸总含量
重复PH值 接种量(‰) 3 4 5 6 7 0.5 1 2 5 10 1 7.2 9.1 19.0 19.1 10.3 18.0 15.6 20.9 20.1 22.0 2 7.0 11.4 17.3 21.0 10.7 17.8 21.6 17.6 21.6 23.6 3 7.4 11.0 19.5 20.8 12.0 16.7 17.4 17.9 19.5 23.7 ∑x 21.6 31.5 55.8 60.9 33.0 52.5 54.6 56.6 61.2 69.3 x 7.2 10.5 18.6 20.3 11.0 17.5 18.2 18.8 20.4 23.1
重复时间(天) 温度(℃) 3 4 5 6 7 15 25 30 35 40 1 17.5 21.2 20.5 17.7 17.6 16.8 23.0 21.7 13.8 9.9 2 18.4 20.8 18.6 19.2 17.9 16.2 22.2 23.5 14.6 11.2 3 19.2 19.2 18.4 19.5 16.1 16.5 23.2 22.6 14.2 10.9 ∑ 54.6 61.2 57.6 56.4 51.6 49.5 68.4 67.8 42.6 33 18.6 20.4 19.2 18.8 17.2 16.5 22.8 22.6 14.2 11
3.饲料主要特性及初步饲喂效果 最佳发酵条件组合下的发酵产品呈褐黄色,带有清香甜酸味,基本消除原酒精糟刺鼻的气味,主要项目指标均有明显改善,其中粗蛋白含量为25.60%,增加4.4倍,氨基酸总和为22.80%,增加近4.6倍,粗纤维也有较大的降解。少批量饲喂猪结果表明:适口性好,生长较快,抗病能力增加,毛发亮洁,粪便臭味大大减轻。
表3 EM原露酒精糟发酵工艺条件正交试验分析表内容 序号 A B C D A B C D A B C D A B C D 指标 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 2 2 1 2 2 2 1 2 2 2 1 2 2 2 3 1 3 3 3 1 3 3 3 1 3 3 3 1 3 3 3 4 2 1 2 3 2 1 2 3 2 1 2 3 2 1 2 3 5 2 2 3 1 2 2 3 1 2 2 3 1 2 2 3 1 6 2 3 1 2 2 3 1 2 2 3 1 2 2 3 1 2 7 3 1 3 2 3 1 3 2 3 1 3 2 3 1 3 2 8 3 2 1 3 3 2 1 3 3 2 1 3 3 2 1 3 9 3 3 2 1 3 3 2 1 3 3 2 1 3 3 2 1
续表3氨 基 酸 总 量 蛋 白 质 粗 纤 维 可 溶 性 糖 K1 34.2 40.2 40.8 22.2 26.1 31.5 36.0 25.8 95.3 93.0 91.4 96.3 30.2 37.4 30.1 29.5 K2 37.5 39.3 36.5 49.8 31.2 36.0 27.3 36.3 90.0 89.8 94.4 90.5 37.4 34.2 33.8 34.7 K3 43.2 35.4 37.5 42.9 38.7 28.5 32.7 33.9 90.4 92.6 90.0 88.0 34.4 30.4 38.1 37.8 R1 11.4 13.4 13.6 7.4 8.7 10.2 12.0 8.6 31.8 31.0 30.5 32.1 10.1 12.5 10.0 9.8 R2 12.5 13.1 12.2 16.6 10.4 12.0 9.1 12.1 30.0 29.9 31.5 30.1 12.5 11.4 11.3 11.6 R3 14.4 11.8 12.5 14.3 12.9 9.5 10.9 11.3 30.1 30.9 30.9 29.3 11.5 10.1 12.7 12.6 R 3 1.6 1.1 9.2 4.2 2.5 2.8 3.5 1.8 1.1 1.5 2.8 1.4 2.4 2.7 2.8
表4 各组发酵主要营养指标测定结果(%)
组 合项 目 氨基酸
总和粗蛋白 粗纤维 可溶性糖磷 粗脂肪
无机
原料(发酵前) 6.6 5.8 38.56 8.2 1.90 1.26 A1B1C1D1 12.10 11.6 30.23 8.4 1.92 1.38 A1B2C2D2 16.50 19.14 30.31 10.15 2.24 1.42 A1B3C3D3 20.40 16.24 30.15 11.20 2.57 1.45 A2B1C2D3 19.30 17.98 30.11 11.70 2.64 1.42 A2B2C3D1 11.50 19.05 33.62 10.15 1.87 1.39 A2B3C1D2 21.70 23.20 29.92 10.40 2.36 1.44 A3B1C3D2 22.80 25.60 29.42 14.50 2.64 1.45 A3B2C1D3 22.40 24.70 27.38 11.50 2.72 1.44 A3B2C2D1 11.80 12.30 33.45 8.26 2.02 1.42
三、小结与讨论
1.发酵最适温度为25-30℃左右,并注意前期保温,后期降温。温度高于30℃或低于25℃都会影响发酵效果。由于原料酸碱性(PH=6.15)与要求的最佳PH值基本相同,因此,实际应用中不需进行PH调节。最佳接种量2‰-5‰对发酵效果影响不大,为节约EM原露用量大规模生产选用2‰为宜。发酵最佳时间为4-5天,较长的发酵时间无明显效果变化。
2.酒精糟经EM原露的生长代谢转化,能有效提高主要营养成分的含量,发酵后,饲料中富含大量多种有益菌体及一些生物活性物质和促生长调节因子,易吸收消化,饲料适口性也有大大改善。因此,比单一菌种发酵和普通使用的配合饲料有许多优点,利用酒精糟进行EM原露固体发酵是酒精厂、酒厂综合利用的有效途径,必将带来显著的经济效益和社会效益。
3.经过滤后的酒精糟仍含有80%左右的水分,需注意充分蒸发。拌料接种时含水量在40%左右,即用手捏成团,不出水,放开易散开为宜。水分过多会造成腐烂发臭。发酵后,气味清香甜酸说明成功,反之,仅有刺鼻酸味说明发酵失败。
4.EM原露固体发酵技术生产酒精糟饲料,所需设备简单,操作简便,不需灭菌等复杂过程,工艺条件容易控制掌握,因此,容易普及和进行大规模生产。
5.与谷类酒精糟相比,薯干酒精纤维素含量高,蛋白质含量低,为进一步提高发酵饲料的价值,在原料使用上,可添加豆类作物秸秆或其它含氮物质。