复合昆虫蛋白饲料及其制备方法

专利名称：复合昆虫蛋白饲料及其制备方法
技术领域：
本发明属于环保饲料领域，涉及到一种利用生物技术处理畜禽粪废物而得的复合饲料及其制备方法，尤其涉及一种利用家蝇幼虫处理畜禽粪而得的复合昆虫蛋白饲料及其制备方法。
背景技术：
随着养殖业向专业化和集约化方向发展，畜禽饲养相对集中，畜禽粪大量增加，并已成为严重的污染源之一，例如养鸡业作为集约化饲养的代表产业，出现大量的鸡粪，而且出现的鸡粪也相对集中。如何处理畜禽粪，解决其对环境的污染、对人畜健康的威胁等问题，并使畜禽粪变废为宝，已成为当前养殖业的一大难题。
目前，国内外处理畜禽粪，如处理鸡粪，一般是将鸡粪进行饲料化，这样即解决了环境污染的问题，又将鸡粪变废为宝。将鸡粪饲料化主要采用以下6种方法(1)青贮——青贮是简便易行且经济效益较高的方法之一，也是加工鸡粪方法中较安全可靠的一种方法，只要调整好青饲料与粪的比例并掌握好适宜含水量，就可保证质量。缺点是处理量小，耗时长。
(2)化学处理——通过在鸡粪中添加化学物质消灭病原菌，保存养分，可提高其适口性；但是所用的化学物质都有腐蚀性，处理时易发生危险，而且处理成本较高，不易大力推广。
(3)脱水干燥——这是最常被采用的加工处理办法。加工后的鸡粪，作为饲料，易保存运输，喂用方便。缺点是在加工处理过程中产生臭气，如晒干常受天气限制，如烘干则消耗能源较多。
(4)发酵——此法是将鸡粪进行发酵，通过微生物的酶系作用，将难以吸收的复杂化合物转变为容易吸收的简单化合物，可将鸡粪中的一部分尿酸、尿素和氨等单胃动物不能利用的含氮物质转变为微生物菌体蛋白。与干燥法相比，减少燃料和成本，加工过程中又不散发臭气。有些发酵方法的设备和操作比较简单，适于农场农户采用。缺点是加工效率受环境温度的影响。
(5)热喷——热喷鸡粪具有消毒、灭菌、除臭、膨松、味香、适口等特点。缺点是成品含水量高于处理前的原料含水量，因此需再干燥，营养成分会有所损耗，需消耗一定数量煤炭或其它能源。
(6)膨化制粒——主要作为水产饲料。缺点是鸡粪必须随同含淀粉、纤维素等成分高的粗饲料一起加工，增加了设备负担和加工成本。加工时要消耗较高热能，产品成本较高。此外，国内的膨化饲料机大都存在着生产效率低和产品质量不稳定等缺点。
以上各种加工方法虽各具特色，但都存在着一定缺陷，而且主要是将鸡粪加工成饲料，制得的饲料营养成分含量低，尤其是蛋白含量低，一般在25％左右，而且不含动物蛋白；另一方面以上各种加工方法(除热喷法外)制得的饲料物理性状和口感均差。

发明内容
本发明的目的是克服已有技术中由鸡粪加工制得的复合饲料营养成分含量低、蛋白含量低、不含动物蛋白、物理性状不好和口感差等缺点，提供一种高营养特性的、蛋白含量高并含有动物蛋白、物理性状好、味香可口的复合昆虫蛋白饲料。
本发明的另一目的是克服已有技术的由鸡粪加工成复合饲料工艺过程中污染大、臭味大等恶劣环境，提供一种工艺简单、操作方便、加工过程中环境良好、污染小、臭味小、成本低廉的高营养且味香可口的复合昆虫蛋白饲料的制备方法，而且这种制备方法也适用其它的畜禽粪。
本发明的目的是这样实现的本发明提供的复合昆虫蛋白饲料，为固态粉末或颗粒物，其特征是，该复合昆虫蛋白饲料所含成分，以重量百分比计，包括水份6～11％；粗蛋白30～35％；粗脂肪5～10％；粗纤维11～16％；盐份1～4％；粗灰份20～25％；砂份0～4％。
本发明的复合昆虫蛋白饲料为均匀的粉末或颗粒物，色泽黄棕色或黄褐色，并且微带糊香味，无肉眼可见杂质，无霉变；本发明的复合昆虫蛋白饲料可以按需要，制成各种粒度，如可以制成粒度为至少98％能通过筛孔为2.80mm的标准筛的粉末；本发明的复合昆虫蛋白饲料的高营养特性，来自粗蛋白，粗蛋白中含有多种氨基酸，主要包括天门冬氨酸ASP、苏氨酸THR、丝氨酸SER、谷氨酸GLU、脯氨酸PRO、甘氨酸GLY、丙氨酸ALA、胱氨酸CYS、缬氨酸VAL、蛋氨酸MET、异亮氨酸ILE、亮氨酸LEO、酪氨酸TYR、苯丙氨酸PHE、组氨酸HIS、赖氨酸LYS、精氨酸ARG和色氨酸TRP，各种氨基酸在粗蛋白中占有的重量百分比为天门冬氨酸ASP2.65～4.90％；苏氨酸THR1.23～2.27％；丝氨酸SER1.28～1.84％；谷氨酸GLU5.67～8.21％；脯氨酸PRO1.61～2.52％；甘氨酸GLY2.28～2.70％；丙氨酸ALA1.71～3.55％；胱氨酸CYS0.29～0.44％；缬氨酸VAL1.86～2.98％；蛋氨酸MET0.81～1.57％；异亮氨酸ILE1.50～2.45％；亮氨酸LEO2.62～3.65％；酪氨酸TYR1.83～3.23％；苯丙氨酸PHE2.03～2.85％；组氨酸HIS1.06～1.50％；赖氨酸LYS2.43～4.12％；精氨酸ARG2.10～2.51％；色氨酸TRP0.36～0.69％；本发明的复合昆虫蛋白饲料的高营养特性，另一方面体现在其中所述的盐份和粗灰份中含有微量的钙、磷以及微量元素铜、锌、铁、锰、钴、硒、硼、和碘，它们在复合昆虫蛋白饲料中的含量分别为每公斤复合昆虫蛋白饲料含钙4～6mg；含磷2～3mg；含铜3.09～6.23mg；含锌163～304mg；含铁986～1630mg；含锰147～289mg；含钴1.68～3.90mg；含硒3.72～7.21mg；含硼8.20～17.10mg；含碘4.27～9.12mg。
按饲料卫生标准所述方法测试，本发明的复合昆虫蛋白饲料，其中重金属铅，以每Kg复合昆虫蛋白饲料所含的mg数计，含量低于10mg；重金属铬、砷，以每Kg复合昆虫蛋白饲料所含的mg数计，含量低于10mg；未检出寄生虫和沙门氏菌，符合饲料卫生指标的规定。
本发明提供的复合昆虫蛋白饲料的制备方法，包括以下步骤(1)、发酵畜禽粪在拣净杂物的新鲜畜禽粪中加入麸皮，搅拌，得到一混合物，使水在该混合物中的含量为混合物总重量的60％～70％，麸皮在该混合物中的含量为混合物总重量的5～10％，然后该混合物在20℃～30℃的温度下，发酵2～4天，得到发酵后的畜禽粪(2)、昆虫养殖、处理发酵后的畜禽粪将上述步骤(1)得到的发酵后的畜禽粪，控制其含水量为发酵后的畜禽粪重量的60％～70％，于20℃～30℃温度下，按每100克发酵后的畜禽粪接种1500～2000个家蝇幼虫的接种量，将家蝇幼虫接种于发酵后的畜禽粪中，培育家蝇幼虫48～72小时，直到0～30％的家蝇幼虫化蛹时，停止培育，完成昆虫养殖、处理发酵后的畜禽粪的全过程；(3)、烘干处理将上述步骤(2)得到的经接种养殖、处理发酵后的畜禽粪连同家蝇幼虫一起放入烘干机，在110～140℃的温度下进行烘干处理，当被烘干物中的水分小于或等于被烘干物重量的10％，即停止烘干，得到棕黄色或黄褐色，微带糊香味的复合昆虫蛋白饲料。
用于本发明的畜禽粪，优选鸡粪，因为鸡粪的营养含量高于其它的畜禽粪，尤其是鸡粪的蛋白质含量高于其它的畜禽粪。养鸡业作为集约化饲养的代表产业，发展非常迅速，而且相对集中，鸡粪的来源丰富、集中。另外，及时处理鸡粪，防止鸡粪污染环境。
本发明提供的复合昆虫蛋白饲料的制备方法，首先对畜禽粪进行发酵处理，通过微生物的酶系作用，将畜禽粪中难以吸收的复杂化合物转变为容易吸收的简单化合物，将畜禽粪中的一部分尿酸、尿素和氨等单胃动物不能利用的含氮物质转变为微生物菌体蛋白，并大大地降低了鸡粪臭气的排出。在所述的制备方法步骤(1)中，发酵过程可以在水泥池中进行，将搅拌均匀的畜禽粪和麸皮放置在水泥池中并压实，装满后，池顶部薄薄覆盖一层麸皮，再用塑料薄膜封严扎紧，谨防空气进入而影响发酵质量。在20℃～30℃的温度下，进行发酵，发酵2～4天。
本发明选用腐食类昆虫中的家蝇幼虫(俗称蝇蛆)对发酵处理后的畜禽粪进行生物处理，利用家蝇幼虫对畜禽粪的降解作用，使畜禽粪的物理性状得到较大改善，如疏松度增强、臭味消失、颜色改观等，被家蝇幼虫消化过的畜禽粪疏松、无臭，成颗粒状；同时利用家蝇幼虫的高营养特性，使本发明制得的饲料营养大大提高，蛋白含量不低于30％，并含有动物蛋白。
所述的步骤(3)烘干处理，在往烘干机中加料时要间隙进行，并且经常翻动烘干物，以保证烘干物受热均匀；烘干处理选用在110～140℃的温度下进行，即保证了烘干过程中营养少受损失，也进一步改善了饲料的成色、气味。
按照本发明所提供的制备方法制得的复合昆虫蛋白饲料，根据所需要求，还可以进行粉碎、筛选、调配(如调香)、包装，包装后的产品即可出售，如图1所示的工艺流程图为本发明的复合昆虫蛋白饲料产品制备工艺流程图。
本发明的复合昆虫蛋白饲料无毒副作用，可广泛应用于畜禽、水产等动物的饲料配制中，用来代替配合饲料中的部分蛋白饲料，以降低饲料成本，提高养殖效益。
本发明与已有技术相比，具有如下优点和特点1.本发明的复合昆虫蛋白饲料的营养水平高于已有技术，已有技术的由鸡粪加工得到的复合饲料中蛋白的含量一般在25％左右，而本发明饲料的蛋白含量在30％～35％；而且，本发明的饲料中粗灰份及粗纤维含量也大大降低。
2.本发明的复合昆虫蛋白饲料的物理性状(即感官指标，如颜色、气味、形态等)要优于已有技术，本发明的饲料无味或微带糊香味，而已有技术的由鸡粪加工得到的复合饲料都呈现不同程度的臭味。
3.本发明的复合昆虫蛋白饲料无毒副作用，可广泛应用于畜禽、水产等动物的饲料配制中。
4.本发明的复合昆虫蛋白饲料的制备方法工艺简单，操作方便。在生产过程中，家蝇幼虫对发酵后的畜禽粪的生物处理，起到脱臭灭菌的作用，最大限度地降低了污染。
5.本发明将污染物—畜禽粪转化成高附加值的动物饲料，因此，具有较好的经济效益、社会效益和生态效益。
6.本发明所涉及的工艺流程先进，制造成本低廉。


图1是本发明的复合昆虫蛋白饲料产品制备工艺流程图。
具体实施例方式
实施例1复合昆虫蛋白饲料的制备(1)、鸡粪发酵发酵过程选择在水泥池中进行。在拣净杂物的1吨新鲜鸡粪中加入麸皮，搅拌，得到一混合物，使水在该混合物中的含量为混合物总重量的70％，麸皮在该混合物中的含量为混合物总重量的5％，装满水泥池后，池顶部覆盖一层薄薄的麸皮，用塑料薄膜封严扎紧，谨防空气进入而影响发酵质量。然后在28℃左右的环境温度下，进行发酵，发酵2天。
(2)、昆虫养殖、处理发酵后的鸡粪将上述步骤(1)得到的发酵后的鸡粪，控制其含水量为发酵后的鸡粪重量的70％，于28℃左右的环境温度下，按每100克发酵后的鸡粪接种1600个家蝇幼虫的接种量，将家蝇幼虫接种于发酵后的鸡粪中，培育家蝇幼虫60小时后，直到10％的家蝇幼虫化蛹时，停止培育，完成昆虫养殖、处理发酵后的鸡粪的全过程。
(3)、烘干处理将上述步骤(2)家蝇幼虫养殖处理后的鸡粪连同家蝇幼虫一起放入烘干机进行烘干处理，在140℃的温度下进行烘干，物料要注意间隙投入，物料的烘干时间在10分钟左右，直到被烘干物中的水分小于或等于被烘干物重量的10％，即可停止烘干，最后得到190公斤色泽为棕黄色、微带糊香味的复合昆虫蛋白饲料，该复合昆虫蛋白饲料的理化指标如表1所示。
按照质量标准要求，可将制得的复合昆虫蛋白饲料将进行粉碎、筛选、调配和包装。
将该复合昆虫蛋白饲料按日粮的40％喂罗非鱼，罗非鱼日增重和饲喂效果与喂配合饲料的相当，而饲料成本降低27％。
表1

实施例2复合昆虫蛋白饲料的制备(1)、在拣净杂物的1吨新鲜鸡粪中加入麸皮，搅拌，得到一混合物，使水在该混合物中的含量为混合物总重量的60％，麸皮在该混合物中的含量为混合物总重量的10％，然后该混合物在23℃的环境温度下，进行发酵，发酵3天，得到发酵后的鸡粪。
(2)、昆虫养殖、处理发酵后的鸡粪将上述步骤(1)得到的发酵后的鸡粪，控制其含水量为发酵后的鸡粪重量的60％，于23℃的环境温度下，按每100克发酵后的鸡粪接种1900个家蝇幼虫的接种量，将家蝇幼虫接种于发酵后的鸡粪中，培育家蝇幼虫72小时后，直到20％的家蝇幼虫化蛹时，停止培育，完成昆虫养殖、处理发酵后的鸡粪的全过程。
(3)、烘干处理将上述步骤(2)家蝇幼虫养殖处理后的鸡粪连同家蝇幼虫一起放入烘干机进行烘干处理，在125℃的温度下进行烘干，物料要注意间隙投入，物料的烘干时间在12分钟左右，直到被烘干物中的水分小于或等于被烘干物重量的10％，即可停止烘干，最后得到210公斤色泽为黄褐色、微带糊香味的复合昆虫蛋白饲料，该复合昆虫蛋白饲料的理化指标如表2所示。
按照质量标准要求，可将制得的复合昆虫蛋白饲料将进行粉碎、筛选、调配和包装。
表2

将该复合昆虫蛋白饲料按日粮的35％喂养肉猪，其结果日增重和饲料报酬都比单喂其它料的高，而且经济效益提高65％以上，出栏前20天停喂对其肉质及风味无任何影响。
实施例3将拣净杂物的1公斤新鲜肉鸽粪，按实施例2所述的制备方法，制得0.2公斤的复合昆虫蛋白饲料，该复合昆虫蛋白饲料的理化指标如表3所示。
表3

权利要求
1.一种复合昆虫蛋白饲料，为固态粉末或颗粒物，其特征是，该复合昆虫蛋白饲料所含成分，以重量百分比计，包括水份6～11％；粗蛋白30～35％；粗脂肪5～10％；粗纤维11～16％；盐份1～4％；粗灰份20～25％；砂份0～4％。
2.按权利要求1所述的复合昆虫蛋白饲料，其特征是，所述的粗蛋白中含有天门冬氨酸ASP、苏氨酸THR、丝氨酸SER、谷氨酸GLU、脯氨酸PRO、甘氨酸GLY、丙氨酸ALA、胱氨酸CYS、缬氨酸VAL、蛋氨酸MET、异亮氨酸ILE、亮氨酸LEO、酪氨酸TYR、苯丙氨酸PHE、组氨酸HIS、赖氨酸LYS、精氨酸ARG和色氨酸TRP，各种氨基酸在粗蛋白中占有的重量百分比为天门冬氨酸ASP2.65～4.90％；苏氨酸THR1.23～2.27％；丝氨酸SER1.28～1.84％；谷氨酸GLU5.67～8.21％；脯氨酸PRO1.61～2.52％；甘氨酸GLY2.28～2.70％；丙氨酸ALA1.71～3.55％；胱氨酸CYS0.29～0.44％；缬氨酸VAL1.86～2.98％；蛋氨酸MET0.81～1.57％；异亮氨酸ILE1.50～2.45％；亮氨酸LEO2.62～3.65％；酪氨酸TYR1.83～3.23％；苯丙氨酸PHE2.03～2.85％；组氨酸HIS1.06～1.50％；赖氨酸LYS2.43～4.12％；精氨酸ARG2.10～2.51％；色氨酸TRP0.36～0.69％。
3.按权利要求1所述的复合昆虫蛋白饲料，其特征是，所述的盐份和粗灰份中含有微量的钙、磷以及微量元素铜、锌、铁、锰、钴、硒、硼、和碘，它们在复合昆虫蛋白饲料中的含量分别为每公斤复合昆虫蛋白饲料含钙4～6mg；含磷2～3mg；含铜3.09～6.23mg；含锌163～304mg；含铁986～1630mg；含锰147～289mg；含钴1.68～3.90mg；含硒3.72～7.21mg；含硼8.20～17.10mg；含碘4.27～9.12mg。
4.一种制备权利要求1所述复合昆虫蛋白饲料的制备方法，其特征是，包括以下步骤(1)、发酵畜禽粪在拣净杂物的新鲜畜禽粪中加入麸皮，搅拌，得到一混合物，使水在该混合物中的含量为混合物总重量的60％～70％，麸皮在该混合物中的含量为混合物总重量的5～10％，然后该混合物在20℃～30℃的温度下，发酵2～4天，得到发酵后的畜禽粪；(2)、昆虫养殖、处理发酵后的畜禽粪将上述步骤(1)得到的发酵后的畜禽粪，控制其含水量为发酵后的畜禽粪重量的60％～70％，于20℃～30℃温度下，按每100克发酵后的畜禽粪接种1500～2000个家蝇幼虫的接种量，将家蝇幼虫接种于发酵后的畜禽粪中，培育家蝇幼虫48～72小时，直到0～30％的家蝇幼虫化蛹时，停止培育，完成昆虫养殖、处理发酵后的畜禽粪的全过程；(3)、烘干处理将上述步骤(2)得到的经昆虫接种养殖、处理发酵后的畜禽粪连同家蝇幼虫一起放入烘干机，在110～140℃的温度下进行烘干处理，当被烘干物中的水分小于或等于被烘干物重量的10％，即停止烘干，得到棕黄色或黄褐色，微带糊香味的复合昆虫蛋白饲料。
5.按权利要求4所述的复合昆虫蛋白饲料的制备方法，其特征是，所述的畜禽粪为禽粪。
6.按权利要求5所述的复合昆虫蛋白饲料的制备方法，其特征是，所述的禽粪为鸡粪或鸽子粪。
全文摘要
本发明涉及一种复合昆虫蛋白饲料及其制备方法。该方法将畜禽粪在20℃～30℃温度下发酵；然后将经发酵的畜禽粪作为培养饲料，在20℃～30℃温度下接种养殖家蝇幼虫；再将家蝇幼虫连同家蝇幼虫处理后的畜禽粪一起放在110～140℃温度下进行烘干处理，得到棕黄色、微带糊香味的复合昆虫蛋白饲料；该饲料所含成分以重量百分比计，包括6～11％的水份、30～35％的粗蛋白、5～10％的粗脂肪、11～16％的粗纤维、1～4％的盐份、20～25％的粗灰份和0～4％的砂份。本发明将对环境造成污染的污染物畜禽粪转化成高附加值的动物饲料，具有良好的经济效益、社会效益和生态效益；且制备方法工艺简单，操作方便，成本低廉，工艺过程中环境好。
文档编号A23K1/00GK1403009SQ0113100
公开日2003年3月19日 申请日期2001年8月30日 优先权日2001年8月30日
发明者张廷军 申请人:中国科学院动物研究所