[发明专利]利用昆虫多级联合高效转化农作物秸秆生产昆虫蛋白和油脂的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物科技领域，具体涉及利用昆虫多级联合高效转化农作物秸秆生产昆虫蛋白和油脂的方法。

背景技术

中国作为一个农业大国，有着悠久的农作物的耕种历史。据统计，2011年中国作物秸秆总产量已经接近7亿吨，其中玉米秸秆就有2.2亿吨，约占世界作物秸秆总产量的20％-30％。但是大多数的作物秸秆都被就地焚烧或者直接还田，没有得到充分的利用，不仅污染了环境，还造成了大量木质纤维素资源的浪费。如果能够正确的利用这个废弃的资源，不仅能够减少环境污染，带来可观的经济效益，还能很大程度上缓解因可再生能源短缺所引起的能源危机。近年来随着社会经济的快速发展，人类对能源消费的需求也迅猛增加。根据美国能源信息署预测，2020年全球能源需求量将达到128.89亿吨油当量，2025年将达到136.50亿吨油当量，年均增长率为1.2％。很显然，单纯的靠有限的常规能源来获得经济的高速增长不是长久之计，在这种情况下，发展以生物乙醇、生物柴油等为代表的新兴环保的生物能源就成为一个必然选择。

武汉亮斑水虻是一种新兴的资源昆虫，幼虫富含蛋白质、脂肪等，可以作为许多动物(鸡、鱼、宠物)的日常饲料，具有食性广泛、吸收转化效率高、生物量大、容易管理、饲养成本低等特点，其预蛹可用作饲料添加剂，蛹壳含有丰富的几丁质，目前已被资源化利用于有机废弃物(畜禽粪便、餐厨废弃物等)转化方面。而利用水虻对有机废弃物贪婪的消费特性，很多人尝试用这种昆虫来生产生物柴油，试图缓解日趋紧张的能源消费。经武汉亮斑水虻和功能微生物处理之后的有机废弃物残渣还可作为生物有机肥料。但水虻对木质纤维素类例如秸秆的利用能力却十分有限，一直未实现高效直接的高效转化利用。而另一种昆虫黄粉虫学名：Tenebrio molitor，俗称面包虫，是一种大型的仓储害虫，同时也是一种资源性昆虫。黄粉虫幼虫的蛋白含量达到了53.06％，油脂含量为35.89％，蛹的蛋白质含量更是高达60.18％，并含有多种糖类、维生素、矿物质，被称为“动物营养宝库”。近些年黄粉虫因其丰富的蛋白质和油脂含量广泛受到科研工作者的关注，有研究表明黄粉虫在处理转化废弃果蔬、餐厨剩余物、作物废弃物等方面有很大的发展潜力，并且探究了利用黄粉虫幼虫部分替代肉鸡喂养过程中饲料使用的可行性，利用转化有机废弃物积累的黄粉虫油脂生产生物柴油的潜能等，也有研究人员利用微生物发酵等方式预处理秸秆类物质，进而用作黄粉虫饲料组分，但前期却没有对黄粉虫直接利用秸秆积累生物质的尝试或评价。

目前，虽然关于昆虫转化有机废弃物来生产生物能源，减少对化石能源依赖的研究很多，但是作为世界上最丰富的生物质资源之一的农作物秸秆却没有很好的利用办法，一些物理化学的处理方法不仅严重污染环境，还因为处理不完全而造成资源浪费。更没有关于利用多种昆虫联合转化作物秸秆的报道。

本发明提出了一种利用多种昆虫梯级联合转化秸秆类木质纤维素资源物质的技术，获得了较好的木质纤维素降解利用效率。该技术首先利用黄粉虫幼虫在没有任何辅助情况下初步降解玉米秸秆，过程中得到富含高蛋白和脂肪的黄粉虫幼虫虫体，再用第一步产生的剩余秸秆和黄粉虫虫粪混合物来喂养水虻进行第二步的降解，从而进一步利用玉米秸秆中的营养物质，过程中得到富含蛋白和脂肪的水虻幼虫虫体。跟现行常规思路最大不同之处在于它有效地避过了物理化学等预处理过程，绝对地环境友好，利用天然的昆虫生物降解系统实现其高效利用，直接从秸秆生物质到达蛋白资源和生物能源。

发明内容

本发明为了解决农作物秸秆的资源化问题，变废为宝，生产高附加值产品及形成循环经济的目的，提供利用昆虫多级联合高效转化农作物秸秆生产昆虫蛋白和油脂的方法，该方法可以生产得到昆虫蛋白饲料以及提取昆虫油脂生产生物柴油。

本发明通过以下技术方案实现：

利用昆虫多级联合高效转化农作物秸秆生产昆虫蛋白和油脂的方法，包括下述步骤：

1).玉米秸秆在50-60℃的恒温电烤箱中干燥5-6天；

2).玉米秸秆粉碎过10-40目分离筛，玉米秸秆粉末在50-60℃的恒温电烤箱中干燥保存。

3).取200g的干燥玉米秸秆粉末加入1500-2000头52日龄黄粉虫幼虫，进行初级转化。

4).保持培养室内温度为25-30℃之间，相对湿度60％-75％。

5).每2天加一次新鲜胡萝卜片，每次添加量为10-15g。

6).整个转化周期需要63天，转化结束前的3-4天停止向脸盆中添加新鲜胡萝卜切片。