黄粉虫虫粪对水中Ca2+吸附性能研究及补在钙虾饲料中的应用

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黄粉虫养殖行业会产生大量的虫粪,若处理不当,是一种资源的浪费。如何充分利用虫粪,是目前黄粉虫养殖业面临的现实问题。本文拟以黄粉虫粪为研究对象,在测试其营养成分、重金属含量的基础上,研究了其吸附性能,并在此基础上进一步发酵虫粪,制备成为虾补钙的功能性饲料。主要研究内容如下:1)主要营养成分、基本性质及重金属含量的分析;2)虫粪吸附模拟养殖水中的Ca2+,研究其影响因素、吸附热力学和动力学,考察吸附前后钙在虫粪上的存在形态;3)探讨以虫粪为原材料,制备为水产生物补钙饲料的可行性;研究虫粪饲料吸附的影响因素、吸附热力学和动力学;4)对虫粪进行厌氧发酵处理和可溶性钙含量的测定;5)对比发酵饲料、未发酵饲料和某品牌高钙饲料营养物质含量;6)对比发酵饲料、未发酵饲料和某品牌高钙饲料对虾的饲喂效果。结果分析下:1)虫粪中粗蛋白含量为22.1%,锌、镁、钙、铜等微量元素含量丰富,Cd、Cr、Pd、Hg等重金属含量符合饲料原料的卫生标准,将虫粪作为饲料原料是可行的。2)虫粪对Ca2+的最佳吸附条件为:温度20℃、吸附时间1h、初始浓度100mg/L、p H值7,最大吸附量为9mg/g。吸附过程符合伪二级动力学方程,内扩散控制为控制步骤。Ca2+在虫粪上的等温吸附符合Langmuir模型,吸附过程的ΔG<0,吸附是自发过程。虫粪吸附的钙,以可被生物利用的酸可溶态和可还原态存在,分别占78%有22%。3)将虫粪制备成饲料后,对Ca2+的吸附效果变化不大。虫粪饲料对Ca2+的最佳吸附条件与虫粪接近,最大吸附量为8mg/g。吸附过程符合伪二级动力学方程,等温吸附符合Langmuir模型,吸附过程的ΔG<0,吸附是自发过程。4)乳酸菌发酵虫粪最佳配比为:发酵原料100份,贝壳粉5份,去离子水100份,红糖5份,发酵菌剂6份,在该配比下的成品饲料中,水可溶性钙的含量为16mg/g。最佳的发酵温度为35℃,最佳发酵时间为液态发酵2天、固态发酵2天。5)未发酵饲料和某品牌高钙饲料中可溶性钙的含量相近,均只有2mg/g左右,发酵后虫粪饲料中可溶性钙含量为16mg/g。三种饲料的粗蛋白、粗脂肪、酸解氨基酸的含量接近。游离氨基酸含量某品牌高钙饲料>发酵饲料>未发酵饲料,游离必须氨基酸含量,发酵饲料和某品牌高钙饲料接近,远大于未发酵饲料含量。发酵后有机酸含量明显提升。6)虾生长速度:发酵饲料>未发酵饲料>某品牌高钙饲料;脱壳周期:发酵饲料<未发酵饲料<某品牌高钙饲料;虾壳含钙量:发酵饲料>未发酵饲料>某品牌高钙饲料。饲喂发酵饲料的水中的Ca2+浓度相对上升,饲喂未发酵饲料的水中Ca2+和Mg2+会相对下降,其它离子金属离子浓度相近。将虫粪作为饲料原料之一制备虾饲料,能满足虾的正常生长,更大程度提升了虫粪的经济效益,虫粪对水中的钙具有较好的吸附作用,将其制备成虾饲料后,可以促进虾对水中钙的吸收。但未发酵的虫粪饲料在水中Ca2+浓度低时,吸附量较低,无法满足虾蜕壳对钙的需求,并且未发酵虫粪饲料对虾的诱食性还有待提升。因此本文通过采用乳酸菌发酵来提升饲料的营养价值、有机钙和诱食性。本文为黄粉虫养殖废弃物的资源化利用提供了一条新途径。
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