另外,還進行了飼喂生豬的效果觀察。 2.正交試驗結果分析 本試驗僅對4個主要營養指標進行分析,從表3可知因素對氨基酸總和、粗蛋白、可溶性糖含量及降解的影響分別是D→A→B→C、A→D→C→B、D→C→B→A、D→A→C→B。綜合分析其主次關系是D>A>B>C,即影響酒精糟飼料主要指標的主要因素是溫度,次要因素為PH值。從試驗可以看出,最佳工藝組合為A3B1C3D2,即PH值為6,接種量2‰,時間5天,溫度25℃。
天意EM原露技術在酒精糟綜合利用上的研究
目前,環境惡化和資源短缺使人類社會面臨著巨大挑戰,EM原露技術的誕生和推廣應用,為發展無公害清潔環保產業,走可持續發展道路帶來了希望。我國是一個糧食生產和消耗大國,由于畜牧業的興起,飼料用糧量逐年增加。僅每年生產5000萬t配合飼料需要用掉3500萬t糧食,約占年均糧食產量的7.8%左右。一方面,依賴糧食的畜牧業始終面臨著原糧不足的困境,其發展受到很大限制,急需開發新的代糧飼料,以發展節糧型畜牧業;另一方面,以糧食或其它淀粉作物為資源的釀造工業廢糟及農副產品的利用率卻很低。由于缺乏有效的方法加以利用,不僅浪費大量有機資源,還造成環境污染。往年產6萬t酒精的酒精廠,今年產生酒精糟液達100萬t以上,引起水質污染所造成的經濟損失難以估量,而其中約有12 %的固形有機物也白白浪費了。因此,采用現代微生物技術開發新的可再生利用的資源已成為各國學者關注的熱點課題之一。
我國對酒精糟的開發利用已有不少的研究,但由于一些技術難點尚未很好解決或花費資金太大,至今尚未得到廣泛應用。國內EM原露技術的開發應用已取得了很大的成效,但酒精糟上的應用研究尚未見報道。因此,我們從1996年10月開始此項研究,以期在酒精糟有效利用上開辟新途徑。
一、材料與方法
1.原料 酒精廢糟液、秸稈、麩皮、糖蜜。
2.菌種 EM原露。
3.測定方法 總氨基酸,甲醛滴定法;粗蛋白,微量凱氏法;粗纖維,酸性洗滌法;粗脂肪,索氏抽提法;可溶性糖,蒽銅比色法。
4.試驗設計 單因素試驗溫度為15℃,25℃,30℃,35℃,40℃;PH值為3,4,5,6,7;接種量為0.5‰,1‰,2‰,5‰,10‰;時間(天)為3,4,5,6,7。通過單因素試驗結果的分析,確定了正交試驗的水平和因素(見表1)。
表1 正交試驗因素和水平水平 因 素 PH(A) 接種量(B) 時間(℃) 溫度(D) 1 4 2 3 15 2 5 5 4 25 3 6 10 5 30
5.工藝流程 提取酒精后的廢糟液,經80目口錐網過濾機回收酒精糟后,放置自然蒸發冷卻。用粉碎機將作物秸稈充分粉碎,碎粒≤0.5cm。再將酒精糟與秸稈粒及麩皮按10∶3∶1的比例混合,并接種EM原露稀釋液,充分攪拌混均后,送入發酵池進行厭氧發酵。具體工藝流程如下:
秸稈粉碎
↓
酒精→ 微孔 → 蒸發濃→ 配料 → 接種 → 固體 → 成品
糟液 過濾 縮冷卻 混合 攪拌 發酵 飼料
二、結果與分析
1.單因素試驗結果分析
⑴PH值對發酵的影響 從方差分析結果說明,不同PH值差異達極顯著水平(F0.01>6),最佳的PH值為5-6,最適宜于EM原露微生物的作用(見表2)。
⑵接種量對發酵的影響 表2說明最佳的接種量為5‰-10‰,但方差分析差異未達顯著水平(F0.05>3.5),2‰-10‰之間效果差異并不太大,而新復極差測驗(SSR)2‰達顯著水平。因此,為了節約EM用量,降低成本,使用2‰-5‰的接種量可達到充分發酵的目的。
⑶不同時間對發酵的影響 F檢驗說明差異不明顯(F0.05>3.5), 但從表2可知最佳時間為4天,經4天發酵可達理想效果。
⑷溫度對發酵的影響 方差分析可知差異達到顯著水平(F0.01>6.0), 為達到理想的發酵效果應嚴格控制溫度,特別是溫度不超過35℃。最適溫度為25-30℃,低于15℃或40℃以上極不適于EM原露發酵。
表2 不同PH值及接種量、時間和溫度發酵的氨基酸總含量
重復PH值 接種量(‰) 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
重復時間(天) 溫度(℃) 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.飼料主要特性及初步飼喂效果 最佳發酵條件組合下的發酵產品呈褐黃色,帶有清香甜酸味,基本消除原酒精糟刺鼻的氣味,主要項目指標均有明顯改善,其中粗蛋白含量為25.60%,增加4.4倍,氨基酸總和為22.80%,增加近4.6倍,粗纖維也有較大的降解。少批量飼喂豬結果表明:適口性好,生長較快,抗病能力增加,毛發亮潔,糞便臭味大大減輕。
表3 EM原露酒精糟發酵工藝條件正交試驗分析表內容 序號 A B C D A B C D A B C D A B C D 指標 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
續表3氨 基 酸 總 量 蛋 白 質 粗 纖 維 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 各組發酵主要營養指標測定結果(%)
組 合項 目 氨基酸
總和粗蛋白 粗纖維 可溶性糖磷 粗脂肪
無機
原料(發酵前) 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、小結與討論
1.發酵最適溫度為25-30℃左右,并注意前期保溫,后期降溫。溫度高于30℃或低于25℃都會影響發酵效果。由于原料酸堿性(PH=6.15)與要求的最佳PH值基本相同,因此,實際應用中不需進行PH調節。最佳接種量2‰-5‰對發酵效果影響不大,為節約EM原露用量大規模生產選用2‰為宜。發酵最佳時間為4-5天,較長的發酵時間無明顯效果變化。
2.酒精糟經EM原露的生長代謝轉化,能有效提高主要營養成分的含量,發酵后,飼料中富含大量多種有益菌體及一些生物活性物質和促生長調節因子,易吸收消化,飼料適口性也有大大改善。因此,比單一菌種發酵和普通使用的配合飼料有許多優點,利用酒精糟進行EM原露固體發酵是酒精廠、酒廠綜合利用的有效途徑,必將帶來顯著的經濟效益和社會效益。
3.經過濾后的酒精糟仍含有80%左右的水分,需注意充分蒸發。拌料接種時含水量在40%左右,即用手捏成團,不出水,放開易散開為宜。水分過多會造成腐爛發臭。發酵后,氣味清香甜酸說明成功,反之,僅有刺鼻酸味說明發酵失敗。
4.EM原露固體發酵技術生產酒精糟飼料,所需設備簡單,操作簡便,不需滅菌等復雜過程,工藝條件容易控制掌握,因此,容易普及和進行大規模生產。
5.與谷類酒精糟相比,薯干酒精纖維素含量高,蛋白質含量低,為進一步提高發酵飼料的價值,在原料使用上,可添加豆類作物秸稈或其它含氮物質。