金针菇和醋渣废弃物资源化综合利用及其养殖蚯蚓研究

发布时间：2020-03-27 23:21

【摘要】：金针菇菌渣是金针菇子实体采收后剩余的固体培养基,是我国典型的农业废弃物,年均产量约5214万吨;醋渣是酿醋过程中产生的副产物,是我国典型的工业废弃物,年均产量约300万吨。二者均含有氨基酸、粗蛋白、粗纤维素、粗脂肪及铁、钙、锌、镁等营养物质,具有较好的开发利用价值。目前,金针菇菌渣和醋渣的处理方法主要是填埋、丢弃或焚烧,可造成严重的资源浪费和环境污染问题。因此,如何实现金针菇菌渣和醋渣废弃物的资源化综合利用,是一项亟待解决的问题。蚯蚓养殖产业近年来发展迅速,其常用的养殖基质为牛粪,由于牛粪资源日渐减少,急需寻求新的、优质的蚯蚓养殖基质。而关于金针菇菌渣和醋渣废弃物经发酵后资源化综合利用及其蚯蚓养殖研究未见报道。本文以金针菇菌渣和醋渣为原料,采用多菌固态发酵法对其发酵技术进行优化,并以此发酵产物作为蚯蚓养殖基质,研究其养殖蚯蚓的技术,该研究对农业工业废弃物的资源化综合利用具有重要意义。主要研究内容如下:(1)金针菇菌渣和醋渣废弃物基本组成分析。采用GB/T 6435-2006等国标方法对金针菇菌渣、醋渣的基本组成进行了分析测定,经过研究表明金针菇菌渣和醋渣中的粗蛋白含量分别为7.32%和5.35%,粗脂肪含量分别为1.71%和1.87%,灰分含量分别为17.87%和9.27%,粗纤维含量分别为26.53%和35.86%,水分含量分别为44.82%和50.26%。元素分析发现,金针菇菌渣中C、N、H和P的含量分别为24.40%、2.16%、3.21%和3.20%;醋渣中C、N、H和P的含量分别为43.67%、1.88%、5.87%和6.36%。金针菇菌渣中的Fe、Mn、Zn和Ca的含量分别为6880、300、472和64000 mg/kg;醋渣中的Fe、Mn、Zn和Ca的含量分别为475、41、25和2230 mg/kg。(2)金针菇菌渣和醋渣的固态发酵技术研究。以金针菇菌渣和醋渣为原料,采用单因素法和响应面法对其固态发酵工艺进行优化,其最佳发酵工艺条件为:发酵菌种黄孢原毛平革菌、热带假丝酵母和枯草芽孢杆菌的三菌液1:1:1混合,发酵基质金针菇菌渣:醋渣7:3,接种量7.54%,发酵温度25.61℃,pH值7.75。该条件下,发酵产物中的粗蛋白含量和粗脂肪含量分别为18.23%和0.50%,C、N、H和P含量为32.64%、2.39%、3.07%和3.20%;Mn、Fe、Zn和Ca含量分别264 mg/kg、6920 mg/kg、459 mg/kg和4040 mg/kg。可见,粗蛋白含量较发酵原料明显提高,粗脂肪含量较发酵原料明显降低,该发酵产物可作为养殖基质或肥料。(3)发酵产物养殖蚯蚓研究。以金针菇菌渣和醋渣的发酵产物为基质,采用响应面分析法对蚯蚓的养殖条件进行优化,表明蚯蚓的最佳养殖条件为:养殖密度18.4条/dm~3、初始pH值7.2和养殖温度26.8℃。该条件下,蚯蚓的日增重倍数为0.0387,较未发酵基质和牛粪基质养殖分别提高了69.74%和23.25%。其蚯蚓干粉中粗蛋白、粗脂肪和水分含量分别为57.52%、10.93%和9.56%。蚯蚓酶活性分析结果显示,与未发酵原料相比,发酵产物可使得蚯蚓体内SOD和GSH酶活性分别提高了20.93%和16.89%,MDA含量降低19.98%;与牛粪基质相比,发酵产物可使得蚯蚓体内SOD和GSH酶活性分别提高了11.14%和7.14%,MDA含量降低5.65%。可见,发酵后产物可以提高蚯蚓体内的代谢功能和抗氧化能力,抑制蚯蚓体内细胞的氧化损伤。因此,金针菇菌渣与醋渣固态发酵产物能用于蚯蚓养殖,并且可提高蚯蚓的产量和品质。
【图文】：

研究技术路线图

图 3.1 单菌发酵对发酵产物中蛋白含量的影响 Effect of medium and crude protein content in fermentation products of single bacteria fermentat菌发酵对发酵产物中粗蛋白含量的影响 3.2 为接种量为 5%，，醋渣:菌渣 1:1，pH 值 7，发酵时间 5 d，发酵温度 25 ℃时芽孢杆菌、热带假丝酵母和黄孢原毛平革菌多菌发酵实验对发酵基质中粗蛋白。结果表明，混菌发酵过程中粗蛋白含量的变化均存在着先上升后下降的趋势 3 d 达到峰值，图中可以看出以黄孢原毛平革菌、热带假丝酵母及枯草芽孢杆 的混合菌液发酵物中粗蛋白含量最高，为 18.5%，而热带假丝酵母菌与枯草芽混合菌液，黄孢原毛平革菌与热带假丝酵母菌 1:1 混合菌液及黄孢原毛平革菌杆菌 1:1 的混合菌液发酵后粗蛋白含量最高分别为 16.4%、16.7% 和 16.5% 。因是由于菌种之间相互协调合作，增加了对原料的适应能力，且发酵效果优于]。因此，本研究采用混合菌种发酵，其最优的发酵菌种为黄孢原毛平革菌、热
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X70

【参考文献】

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本文编号：2603539