城镇湿垃圾制备昆虫蛋白的技术规范-编制说明

《城镇湿垃圾制备昆虫蛋白的技术规范》编制说明标准编制组2023年10月一、工作简况（一）任务来源本标准由江苏马盛生物科技股份有限公司提出并归口，。。。。。。。。作为标准组织协调单位。本标准于。。。。。年。。。。月。。。日通过无锡市环境保护产业协会组织的立项评审会（锡环协[。。。。]第。。。。号），计划于。。。。年。。。。。月底前完成《城镇湿垃圾制备昆虫蛋白的技术规范》标准的制订工作。（二）承担单位本标准由江苏马盛生物科技股份有限公司、江南大学负责编制。（三）编制背景“湿垃圾”也可称为“厨余垃圾”，是指易腐烂的、含有机质的生活垃圾，包括家庭厨余垃圾、餐厨垃圾和其他厨余垃圾等，其主要来源为家庭厨房、餐厅、饭店、食堂、市场及其他与食品加工有关的行业。我国城镇湿垃圾产生量大，在国家大力推行“垃圾分类”政策的背景下，分类后产生的城镇湿垃圾处置是保障政策顺利实施的重要环节，也是国家推进“无废城市”建设的重要内容。湿垃圾现阶段主要通过挤压脱水后固渣焚烧进行处理，资源化利用率和产品附加值低。另一方面，基于黑水虻等昆虫的生物转化将城镇湿垃圾转化为昆虫蛋白被认为是一种能够产生高附加值产品的资源化处理技术。联合国粮食及农业组织（FAO）研究认为昆虫蛋白是比动物蛋白更可持续的替代品，且养殖昆虫的饲料转化率要显著高于畜禽动物。根据Researchandmarket报告预测，中国昆虫饲料市场到2024年将达到2.283亿美元，复合年增长率将到达11.9%。作为一种安全、成本低的蛋白来源，“向昆虫要蛋白”愈发受到关注。随着采用黑水虻等资源昆虫处理城镇湿垃圾日益得到重视，完善相关技术体系对湿垃圾减量化、无害化和高值化处理具有重要意义。国内关于城镇湿垃圾制备昆虫蛋白的技术工艺规范尚不完善，黑水虻等资源昆虫的养育和蛋白提取等技术仍缺乏标准依据，成为影响转化效率的关键制约因素。因此，为全面贯彻“无废城市”建设的国家发展战略需求，科学指导城镇湿垃圾昆虫型资源化处理，加强过程质量控制，特制定本技术指南。本指南规定了湿垃圾的预处理、黑水虻转化湿垃圾和昆虫蛋白提取等过程的控制要点和依据，对从事城镇湿垃圾管理和治理的相关部门和企业具有辅助指导作用。（四）主要工作过程1.起草阶段2023年4月上旬：成立标准编制工作组，确定标准编制任务，明确标准的主题、原则和目标。2023年5月上旬至6月下旬：开展标准调研，梳理国内外现有的城镇湿垃圾制备昆虫蛋白的技术标准或规范文件的主要内容和核心目标。2023年7月：形成标准内容框架和技术流程总体思路，并向无锡市环境保护协会提交了标准制订立项申请书。2023年7月22日至8月5日：在全国团体标准信息平台对立项项目进行公示。2023年8月中旬：起草小组按立项要求起草团体标准。2023年9月23日：根据无锡市环境保护协会标准制订程序，协会组织召开了团体标准立项专家评审会，评审专家一致同意《城镇湿垃圾制备昆虫蛋白的技术规范》标准立项。2.征求意见阶段2023年9月下旬至10月下旬，完成标准征求意见稿和征求意见稿编制说明。工作组发布征求意见的函件，向有关部门和专家公开征求意见，对征求意见的结果进行汇总和整理。对标准征求意见稿进行修改，形成标准送审稿。3.审定报批阶段2023年11月下旬至12月中旬，工作组按照团体标准评审的程序和规定，提交标准送审稿，正式发函通知相关专家和代表，组织召开标准审查会。根据审查意见进行稿件的修改完善，形成标准报批稿和标准编制说明，完成标准审定并报批。4.发布实施阶段2023年12月下旬完成标准的发布与实施。二、标准制修订原则本标准为制订标准，遵循系统性、指导性和规范性原则，与国家现行的法律法规、部门规范性文件以及相关资料整编规程相衔接，充分考虑标准的前瞻性、可操作性和规范性，并按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的要求和规定起草。1.系统性原则围绕城镇湿垃圾制备昆虫蛋白工艺合理、产品合格的原则，在术语和定义、工艺流程、产品要求、试验方法、日常管理以及注意事项等方面开展具体内容编制。2.指导性原则在已发布实施的《城市生活垃圾分类标志》（GB/T19095-2019）、《餐饮业餐厨废弃物处理与利用设备》（GB/T28739）、《餐厨垃圾处理技术规范》（CJJ184）、《饲料中粗蛋白的测定》（GB/T6432）等基础上，结合当前城镇湿垃圾资源化和昆虫蛋白饲料发展的实际需求制定标准，既符合国家政策及规范性文件要求，又能发挥标准能效。3.规范性原则召开标准编写研讨会，专家及相关人员就标准的框架、结构、内容广泛讨论，发表意见。标准的格式和语言表述符合GB/T1.1-2020的要求，确保标准内容的规范性。三、标准主要条文或技术内容的依据；专利情况说明；修订标准应说明新旧标准水平的对比情况《城镇湿垃圾制备昆虫蛋白的技术规范》共9章，主要内容包括术语和定义、工艺流程、产品要求、试验方法、日常管理等内容。1.关于本标准的范围本文件规定了城镇湿垃圾饲养黑水虻产昆虫蛋白的术语与定义、工艺流程、产品要求、试验方法、日常管理以及注意事项，适用于餐厨垃圾等城镇湿垃圾为原料生产昆虫蛋白的技术指导工作。2.关于本标准的引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。3.关于术语和定义本标准定义了“湿垃圾”、“黑水虻生物转化”、“昆虫蛋白”等名词。4.关于工艺流程为了获得较高的生物转化效果以及合格的昆虫蛋白饲料，本标准规定了以下技术工艺：湿垃圾首先需要预处理，主要包括水力制浆、加热提油、除砂除杂以及三相分离。预处理后产生的有机固渣作为黑水虻幼虫的饲养基质。采用枯草芽孢杆菌+乳酸菌+酵母菌预发酵饲养基质后再接种3-4日龄幼虫；通过控制温度、湿度和通风，保证幼虫存活率和摄食效率。待达到预蛹期时，采用振动筛分离出黑水虻鲜虫。鲜虫清洗后采用机械压榨的方式制成虫浆。虫浆加热后利用离心机脱除油脂；脱脂虫浆再经减压浓缩和喷雾干燥后，最终制得昆虫蛋白。5.关于产品要求本标准从感官指标、理化指标和卫生指标三个方面规定了产品要求。表1感官指标项目指标状态干燥粉粒状，无发霉，无结块色泽淡黄色/黄色，色泽均匀气味无异味表2理化指标项目指标粗蛋白（以干基计）/%≥70.0粗灰分/%≤8.0钙/%≤0.1-1.0水分/%≤5.0表3卫生指标项目指标总砷（以总砷计）的允许量/%（mg/kg）≤2.0铅（以Pb计）的允许量/（mg/kg）≤10.0霉菌总数/（CFU/g）≤4.0104沙门氏菌（25g样品中）不得检出黄曲霉毒素B1/（μg/kg）≤30四、主要试验、验证及试行结果在本标准文本制定前，江南大学环境资源研究室开展了有关湿垃圾饲养黑水虻并制备昆虫蛋白的实验，其主要实验内容及实验结果如下。（1）选用乳酸菌、枯草芽孢杆菌和酵母菌预发酵餐厨垃圾，根据可溶性蛋白的含量确定最佳预发酵时间。以预发酵过程中可溶性蛋白含量为评价标准，根据预发酵时间确定乳酸菌处理组在第48h投放黑水虻，枯+酵处理组和乳+枯+酵处理组均在第40h投放黑水虻。（2）单一乳酸菌、枯草芽孢杆菌+酵母菌、乳酸菌+枯草芽孢杆菌均可促进黑水虻生长发育，强化虫体蛋白合成。乳+枯+酵处理组效果最好。该处理组幼虫历期为12天，产虫率达到0.28g/g-TSconsumed，虫体蛋白产率达到0.16g/g-TSconsumed，较对照组分别提高了0.75、1倍。（3）预发酵处理组经黑水虻转化后餐厨各项理化指标的量下降显著。乳+枯+酵处理组经黑水虻处理后。餐厨垃圾干物质减量率为74.1%，比对照组增加了0.37倍，其中有25.75%的干物质转化为虫体生物质，有48.35%被微生物和黑水虻代谢。其中淀粉减量率为79.92%，粗蛋白减量率是68.33%。（4）采用机械压榨和离心脱脂提纯虫体蛋白质。通过机械压榨获得虫浆，60-70oC加热一小时后离心脱除油脂。脱脂虫浆经减压浓缩和喷雾干燥后，制得昆虫蛋白粉。预发酵组昆虫蛋白DPPH、·OH、ABTS自由基清除活性及亚铁离子螯合能力分别是对照组的1.51倍、1.16倍、1.24倍和1.21倍，具有更佳的体外抗氧化活性。五、与相关标准的关系分析本标准与现有法律、法规和国家标准没有矛盾和抵触。不存在标准题目为：《城镇湿垃圾制备昆虫蛋白的技术规范》现行有效的国家标准、行业标准、江苏省地方标准。本标准符合《中华人民共和国标准法》的相关要求。本标准是对国家现行标准《餐饮业餐厨废弃物处理与利用设备》（GB/T28739）、《餐厨垃圾处理技术规范》（CJJ184）、《饲料原料棉籽蛋白》（GB/T40154-2021）等的整合，结合城镇湿垃圾制备昆虫蛋白饲料的技术标准形成相互衔接、相互补充的整体。六、采用国际标准的程度及水平说明不涉及。七、重大分歧或重难点的处理经过和依据不涉及。八、标准推广应用措施及预期效果为了保证标准的落实与应用，进一步扩大宣传，增加社会认知，筑牢垃圾分类处理理念，实现城市湿垃圾高效资源转化。一是组织措施。厂区作为“湿垃圾处理”建设的基本单元，应发挥本标准编制和发布机构的优势，可以通过微信公众号、官方网站、当地主流媒体平台以及宣贯培训等方式开展标准宣贯，组织各有关单位进行本标准的学习和培训，提升标准的知晓度和应用范围。1.宣贯对象面向监管者：通过宣贯，增强污水处理厂区所在的街道（镇）政府和有关行业主管部门对本标准的理解、掌握和运用。面向厂区运行负责人：加强学习湿垃圾制备昆虫蛋白的理论及应用知识的学习，包括有：技术要点、工艺特性以及工艺相关构筑物、设备的构建等。面向厂区员工：落实技术培训，牢抓生产要义，