一种利用尿素通过清洁法生产昆虫蛋白的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用尿素氮通过清洁法生产昆虫蛋白的方法，通过在黑水虻转化尿素、玉米淀粉和秸秆粉末组成的底物，收获黑水虻幼虫以获得最佳的虫体替代性蛋白；同时在转化底物中混合加入有机酸，用以提高黑水虻即其残渣氮保留量，同时减少氨气排放量；另一方面，添加有机酸还具有提高虫体蛋白质含量并且可优化且显著改变虫体氨基酸和脂肪酸组成的作用。且显著改变虫体氨基酸和脂肪酸组成的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种利用尿素通过清洁法生产昆虫蛋白的方法


[0001]本专利技术属于涉及农业养殖领域，具体是涉及一种利用尿素通过清洁法生产昆虫蛋白的方法。

技术介绍

[0002]随着我国养殖业快速发展，蛋白资源(鱼粉和大豆等)严重依赖进口，利用昆虫资源化小分子有机物(葡萄糖或有机酸)和非蛋白氮获取昆虫蛋白来可逐步解决对外来蛋白的依赖，是关系到国家粮食安全的重大课题之一。黑水虻幼虫对营养物质要求不高，可饲喂猫、狗、鸡、鱼、虾、蟹等。研究发现BSFL的营养价值和大豆、鱼肉相当，并可以替代鱼粉、豆粕作为蛋白饲料来源。
[0003]虽然有些昆虫具有其它特殊氮利用机制，例如家蚕将氨态氮通过谷氨酰胺合成酶/谷氨酸合成酶循环转化为氨基酸，合成丝蛋白，但是在黑水虻领域中，还未见此方面的研究报道，所以全面的探究不同氮源对黑水虻氮素转化过程的影响，对以后养殖黑水虻选择物料搭配，对进一步扩展昆虫蛋白的应用领域具有重要的作用。同时还需要进一步考虑如何提高黑水虻转化技术，即提高该过程的氮转化率减少氨气排放从而减少氮污染，并且该技术具有减少土地和能源以及全球变暖的潜力。

技术实现思路

[0004]本专利技术的第一个目的在于提供尿素作为黑水虻饲料通过清洁法生产昆虫蛋白的应用，将尿素和玉米淀粉和秸秆粉末组成的底物中混合，来饲养4日龄的黑水虻幼虫，所述非蛋白氮与底物均匀混合后，碳氮比范围为15
‑
30。
[0005]所述玉米淀粉替换为糖类。
[0006]利用黑水虻幼虫转化尿素为虫体蛋白，成本低，占地面积小，生产效率高，不携带病原和对环境友好等优点。
[0007]所述底物中还包括有机酸添加物：乳酸、乙酸和丁酸中的一种或多种。
[0008]所述黑水虻幼虫饲养8天后收获并制成虫体蛋白。
[0009]本专利技术通过试验证明了在黑水虻的喂养过程中，向底物基质中添加含酸性有机酸物质的尿素能减少氨气排放并将进一步氮转移富集至黑水虻虫体，提高虫体蛋白质含量并且可改变虫体氨基酸和脂肪酸的比例。
[0010]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0011](1)本专利技术提出了将尿素应用于黑水虻的养殖过程中，发现在其喂养底物中添加的尿素能促进黑水虻的生长，得到最多的昆虫蛋白(虫体蛋白含量)且虫体脂肪较低(虫体脂肪含量)。在喂养过程中添加无机氮时氨气排放很少，大部分氮素残留在残渣中，另外底物无机氮成分含量相对稳定。添加有机氮氨气排放量最高，但是，添加有机氮化合物的喂养过程中氨气排放量明显少于添加含氮蛋白的喂养过程，所以在第8天左右收获黑水虻幼虫获得最佳的虫体替代性蛋白，对以后养殖黑水虻选择物料搭配，对进一步扩展昆虫蛋白的
应用领域具有重要的作用，。
[0012](2)本专利技术还进一步提出了在黑水虻养殖的底物中添加乳酸的，来进一步减少NH3排放，将氮转移并富集到BSFL蛋白质中。随着有机酸添加物添加量的增加，黑水虻即其残渣氮保留量最高，氨气排放量最少，因而氮的生物转化率最高。另外，添加有机酸添加物提高虫体蛋白质含量并且可保持虫体氨基酸组成，并显著降低脂肪酸占虫体比例。所以，向喂养黑水虻的底物基质中添加机酸添加物不仅具有良好的固氮效果，而且成本低廉且安全，这意味着黑水虻联合添加适量的机酸添加物具有很大的应用前景，消减氨气排放减少氮污染。
具体实施方式
[0013]为了便于本领域普通技术人员理解和实施本专利技术，下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0014]硝酸钠、氯化铵、尿素均是国药集团化学试剂有限公司的分析纯化学试剂。尿素的碳氮比为0.461。
[0015]黑水虻，来源于华中农业大学农业微生物学国家重点实验室食用昆虫与微生物研发团队。
[0016]玉米粉的碳氮比为97.3。
[0017]秸秆粉末购买于江夏区山坡乡高山农家土货店购买，使用粉碎机粉碎成1mm
‑
2mm粉末。其物理化学性质如表1所示，碳氮比为55.61。
[0018]表1原料的物理化学性质
[0019]项目原料物理化学性质秸秆粉末总碳(g/kg)394.28
±
1.91总氮(g/kg)7.09
±
0.01含水率(％)5.18
±
0.15pH7.13
±
0.18EC(ms/cm)1.65
±
0.02
[0020]一、为了全面的评价黑水虻对氮源的转化情况，本专利技术提出了在黑水虻的养殖过程中，在其底物中添加尿素和其他不同氮源，来检测黑水虻在不同饲养条件环境中对氮素转化的过程和效率。
[0021]本专利技术为了进一步提高黑水虻处理技术中回收有机废弃物得到昆虫蛋白的效率，即提高该过程的氮转化率减少氨气排放从而减少氮污染，提出了在实施例3～实施例5的黑水虻养殖的底物物料中添加酸性物质，来降低其PH值，减轻水虻转化过程中NH3排放以及提高黑水虻生物转化效率。具体的以上述8日龄的黑水虻(约0.032g/单头幼虫)为养殖对象，以秸秆粉末和尿素为底物原料，底物原料的物理化学性质如表1所示，相应设置了实施例和对比例，从气体氨气、虫体化学成分来分析。
[0022]实施例1
[0023]步骤1、称取100.00kg的秸秆粉末和50g玉米淀粉，再加入尿素，将底物混合均匀，
并调节碳氮比为25，并调节底物含水率至55％左右；
[0024]步骤2、将步骤1得到的混合物加入至3L玻璃瓶中，并加入550头4日龄黑水虻幼虫，此步骤设置重复的3个玻璃瓶，即3个重复平行试验；
[0025]步骤3、将步骤2的玻璃瓶至于27℃的环境下进行培养，持续培养11天进行转化；
[0026]步骤4、培养期间测定，每天上午同一时间测定氨气的日均排放量，使用0.15mol/L硫酸溶液吸收后采用恒定浓度NaOH溶液标定。将玻璃瓶内底物充分混匀，隔一天(第2、4、6、8、10d)下午同一时间取约10g的固体底物样品，置于
‑
18℃的冰箱冷冻保存，用于测定固体底物样品物理化学指标，包括含水率、pH值和EC值、DOC、总氮、总碳、NO3‑
‑
N、NO2‑
‑
N、NH
4+
‑
N、酶活性测定；
[0027]步骤5、每天从玻璃瓶中随机取出20头黑水虻幼虫，将黑水虻虫体与残渣筛分分离，用蒸馏水将黑水虻虫体洗干净并用厨房用纸擦干称重，并记录黑水虻幼虫虫重并计算单个黑水虻幼虫虫重。
[0028]步骤6、将步骤5的黑水虻虫体放入105℃烘箱5min快速杀死，之后放入60℃烘箱烘干2天称重。
[0029]实施例2
[0030]步骤1、在实施例1的底物中加入乙酸，将底物混合均匀，并调节碳氮比至与实施例1一致，并调节底物含水率至55％左右；
[0031]步骤2～步骤6与实施例1相同。
[0032]实施例3
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用尿素通过清洁法生产昆虫蛋白的方法，其特征在于，将尿素加入玉米淀粉和秸秆粉末组成的底物中混合，来饲养4日龄的黑水虻幼虫，所述尿素与底物均匀混合后，碳氮比范围为15
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李庆，陈德局，后德家，张振宇，喻子牛，陈焕春，柯云，朱秀玲，秦文杰，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：