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埃尔瓦vs维戈塞尔塔: 一種聯合酶解法和發酵法提高菜籽粕飼用營養價值的方法.pdf

摘要
申請專利號:

维戈塞尔塔vs皇家社会 www.vmyqew.com.cn CN201410498139.3

申請日:

20140926

公開號:

CN105494890A

公開日:

20160420

當前法律狀態:

有效性:

失效

法律詳情:
IPC分類號: A23K1/14,A23K1/02,A23K1/165,A23K1/175 主分類號: A23K1/14,A23K1/02,A23K1/165,A23K1/175
申請人: 侯文燕
發明人: 候文燕
地址: 251900 山東省濱州市無棣縣經濟開發區緯一路1號
優先權: CN201410498139A
專利代理機構: 代理人:
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201410498139.3

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明公開了一種利用酶解法和微生物發酵法提高菜籽粕飼用營養價值的新工藝,其特征在于:通過外源性添加堿性蛋白酶的酶解作用和微生物二步厭氧發酵相結合的工藝制備蛋白含量高,富含多肽、小肽、氨基酸、有機酸、益生菌等營養物質,植酸、單寧等抗營養因子含量低的高附加值的發酵菜籽粕產品。發酵菜籽粕產品粗蛋白含量≥50%,酸溶蛋白含量≥10%,水解度≥35%,有機酸含量≥5%,植酸含量≤0.1%,揮發性鹽基氮含量≤100mg/100g,提高了飼料利用率,降低了養殖成本;發酵菜籽粕應用到水產飼料中,提高了水產飼料中發酵菜籽粕的添加量,能夠部分替代魚粉、豆粕等的應用。此外,本發明采用固體靜態發酵,且發酵過程中無需滅菌,生產工藝簡單,生產成本較低,產業化生產前景廣闊。

權利要求書

1.一種聯合酶解法和微生物發酵法提高菜籽粕飼用營養價值的工藝,其特征在于:通過外源性添加堿性蛋白酶的酶解作用和微生物二步厭氧發酵相結合的工藝制備蛋白含量高,富含多肽、小肽、氨基酸、有機酸、益生菌等營養物質,抗營養因子含量低的高附加值的發酵菜籽粕產品。2.根據權利要求1所述二步厭氧發酵,其特征在于,首先采用黑曲霉固體發酵菜籽粕,其中黑曲霉的接種比例為5~8%,發酵結束后接種乳酸菌和枯草芽孢桿菌,其中枯草芽孢桿菌接種比例2~3%、乳酸菌接種比例3~5%。3.根據權利要求2所述的黑曲霉發酵培養基的組成為:菜籽粕93~97%、糖蜜2~4%、NHCl1.0%、KHPO4.3HO0.5%、MgSO.7HO0.5%;枯草芽孢桿菌和乳酸菌復合發酵培養基為黑曲霉發酵結束后培養基的基礎上添加1~2%糖蜜、0.1~0.5%乙酸。4.根據權利要求1所述的一種利用酶解法和微生物發酵法提高菜籽粕飼用營養價值的新工藝,具體包括以下步驟:(1)粉碎:將菜籽粕粉碎,過40~60目篩;(2)配料:按照菜籽粕93~97%、糖蜜2~4%、NHCl1.0%、KHPO4.3HO0.5%、MgSO.7HO0.5%的比例稱取物料,混合均勻,調整物料含水量在15~20%;(3)加酶:按照菜籽粕質量比6~8%的比例外源性添加堿性蛋白酶;(4)黑曲霉活化:按照1:30~50的比例在察氏培養基中活化黑曲霉;(5)接種:按照5~8%的接種比例將黑曲霉接種至發酵培養基;(6)混勻:將接入黑曲霉和蛋白酶后的發酵培養基混合均勻;(7)固體發酵:將培養基移入發酵池控溫發酵32h~48h,發酵溫度控制在35~38℃;(8)二步發酵培養基:向黑曲霉發酵結束后的培養基添加1~2%糖蜜、0.1~0.5%乙酸;(9)菌種活化:用枯草芽孢桿菌、乳酸菌與30~35℃溫水按1:30~50重量比混合,攪拌直至菌種完全溶解于水中,活化20~30min;(10)接種:按枯草芽孢桿菌2~3%、乳酸菌3~5%的接種比例接種枯草芽孢桿菌和乳酸菌,混合均勻;(11)二步發酵:將培養基移入發酵池,控溫發酵48~72h,發酵溫度控制在28~32℃;(12)低溫烘干:發酵結束后低溫烘干物料至水分含量10~12%;(13)粉碎:發酵結束后將發酵菜籽粕粉碎,過60目篩,制得發酵菜籽粕。

說明書

技術領域

本發明涉及一種利用酶解法和微生物發酵法提高菜籽粕飼用營養價值的新工藝,屬于飼料加工領域。

背景技術

蛋白質原料是飼料工業發展的基礎,我國蛋白質原料的緊缺和價格高漲已經成為發展畜牧業和水產業的瓶頸之一。目前隨著人們生活水平的提高和對生活質量的重視,對肉、蛋、奶、水產品的需求日益增多,糧食和飼料生產面臨嚴峻考驗,飼料蛋白資源將日益匱乏,因此提高糧食向畜牧產品的轉化效率和飼料的利用率,拓展飼料資源,開發非常規飼料已迫在眉睫。而緩解矛盾的重要策略就是針對現有蛋白源,提高其利用率,盡可能地挖掘飼料的可利用營養成分,從根本上緩解飼料原料供應緊張的局面。

我國是世界上芝麻生產和消費大國,菜籽粕產量豐富,目前我國菜籽粕年產量高達30多萬噸。菜籽粕的營養豐富,含有較高的蛋白質(含量高達40%以上),氨基酸組合全面,特別是幾種主要的必需氨基酸,如蛋氨酸、亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸和精氨酸等含量非常高,組氨酸和色氨酸更為豐富。目前菜籽粕主要用作動物飼料,但因菜籽粕中含有大量植酸和單寧,利用價值非常低,直接飼喂影響動物的適口性,降低礦物質離子的吸收率和飼料的消化率,這些都限制了菜籽粕在畜禽日糧中的廣泛應用。

通過用各種酶法提取高質量的多肽是提高菜籽粕蛋白利用率的有效途徑之一,也可以作為缺少蛋氨酸的花生蛋白、大豆蛋白和其他植物蛋白的增補劑,用以提高它們的營養價值。近年科學研究發現,人體攝取蛋白質經消化作用后,并非主要以氨基酸形式吸收,而是以肽的形式吸收。另外,一些肽不僅能提供人體生長、發育所需營養物質,同時還具有多種生理功能。目前酶法生產功能性多肽應用較為普遍,而對于菜籽粕多肽的研究報道相對很少,未見產業化應用的報道。

降低菜籽粕中植酸含量的手段很多,如高溫蒸煮、高壓、溶劑法、超濾法等,但這些方法存在成本太高,其他營養成分被破壞等問題。因此,人們開始關注條件溫和的生物學方法,即酶制劑法和微生物發酵法。酶制劑法使用方便、效果顯著、作用條件溫和,但單種酶系效果單一;然而微生物發酵法利用微生物生長迅速,數量多、酶系復雜等特點,操作簡單,去除抗營養因子效果明顯,還能增加小肽等有益成分。Ramachandran等人用微生物固態發酵椰子餅粕和菜籽粕,經條件優化,植酸酶產量達到64U/g。Singh等人用嗜熱孢霉菌固態發酵菜籽粕,植酸酶活力達到282U/g(干基),能夠有效降低植酸含量。以上研究對植酸去除雖有一定的效果,但都是利用好氧菌進行有氧發酵,有氧發酵較厭氧發酵將消耗大量營養物質產能,同時中間代謝產物也被徹底氧化而損失。利用厭氧或兼性厭氧微生物進行的厭氧發酵,在豆粕、菜籽粕等方面都有相關報道,但未見生物發酵法用于菜籽粕植酸和單寧降解的報道。

為降低菜籽粕中單寧和植酸含量,將動物難以消化吸收的大分子物質降解為易于消化吸收的可溶性蛋白、多肽等,提高菜籽粕的飼用營養價值,本發明以菜籽粕為原料,利用酶解法和微生物發酵法相結合的工藝,降解菜籽粕中的植酸、單寧等營養消化吸收限制因子,提高菜籽粕的飼用營養品質,提高菜籽粕在我國飼料種業中的利用價值,改變我國飼料蛋白原料日益匱乏的局面,促進我國飼料工業可持續發展。

發明內容

針對菜籽粕營養豐富但含有大量營養限制因子阻礙在飼料工業中應用的問題,本發明的目的在于提供一種利用酶解法和微生物發酵法提高菜籽粕飼用營養價值的新工藝,降解菜籽粕中的植酸、單寧等營養消化吸收限制因子,將動物難以消化吸收的大分子物質降解為易于消化吸收的可溶性蛋白、多肽等,從而提高菜籽粕的飼用營養價值。

本發明上述目的是通過以下技術方案予以實現的:

本發明提供一種利用酶解法和微生物發酵法提高菜籽粕飼用營養價值的新工藝,其特征在于:通過外源性添加堿性蛋白酶的酶解作用和微生物二步厭氧發酵相結合的工藝制備蛋白含量高,富含多肽、小肽、氨基酸、有機酸、益生菌等營養物質,植酸、單寧等抗營養因子含量低的高附加值的發酵菜籽粕產品。

本發明提供一種利用酶解法和微生物發酵法提高菜籽粕飼用營養價值的新工藝,上述的外源性添加堿性蛋白酶的添加量為菜籽粕質量比的6~8%。

本發明提供一種利用酶解法和微生物發酵法提高菜籽粕飼用營養價值的新工藝,上述的二步厭氧發酵其特征在于,首先采用黑曲霉固體發酵菜籽粕,其中黑曲霉的接種比例為5~8%,發酵結束后接種乳酸菌和枯草芽孢桿菌,其中枯草芽孢桿菌接種比例2~3%、乳酸菌接種比例3~5%。

上述所述二步固體發酵中黑曲霉發酵培養基的組成為:菜籽粕93~97%、糖蜜2~4%、NH4Cl1.0%、KH2PO4.3H2O0.5%、MgSO4.7H2O0.5%;枯草芽孢桿菌和乳酸菌復合發酵培養基為黑曲霉發酵結束后培養基的基礎上添加1~2%糖蜜、0.1~0.5%乙酸。

本發明提供一種利用酶解法和微生物發酵法提高菜籽粕飼用營養價值的新工藝,具體包括以下步驟:

(1)粉碎:將菜籽粕粉碎,過40~60目篩;

(2)配料:按照菜籽粕93~97%、糖蜜2~4%、NH4Cl1.0%、KH2PO4.3H2O0.5%、MgSO4.7H2O0.5%的比例稱取物料,混合均勻,調整物料含水量在15~20%;

(3)加酶:按照菜籽粕質量比6~8%的比例外源性添加堿性蛋白酶;

(4)黑曲霉活化:按照1:30~50的比例在察氏培養基中活化黑曲霉;

(5)接種:按照5~8%的接種比例將黑曲霉接種至發酵培養基;

(6)混勻:將接入黑曲霉和蛋白酶后的發酵培養基混合均勻;

(7)固體發酵:將培養基移入發酵池控溫發酵32h~48h,發酵溫度控制在35~38℃;

(8)二步發酵培養基:向黑曲霉發酵結束后的培養基添加1~2%糖蜜、0.1~0.5%乙酸;

(9)菌種活化:用枯草芽孢桿菌、乳酸菌與30~35℃溫水按1:30~50重量比混合,攪拌直至菌種完全溶解于水中,活化20~30min;

(10)接種:按枯草芽孢桿菌2~3%、乳酸菌3~5%的接種比例接種枯草芽孢桿菌和乳酸菌,混合均勻;

(11)二步發酵:將培養基移入發酵池,控溫發酵48~72h,發酵溫度控制在28~32℃;

(12)低溫烘干:發酵結束后低溫烘干物料至水分含量10~12%;

(13)粉碎:發酵結束后將發酵菜籽粕粉碎,過60目篩,制得發酵菜籽粕。

上述二步發酵制備發酵菜籽粕的生產工藝中,發酵物料無需滅菌。

上述二步發酵制備發酵菜籽粕的生產工藝中,在步驟(7)和步驟(11)中發酵原料溫度上升時,可考慮通入過濾冷風控制發酵溫度。

本發明提供一種利用酶解法和微生物發酵法提高菜籽粕飼用營養價值的新工藝,所得發酵菜籽粕產品中中性蛋白酶≥600U/g,堿性蛋白酶≥1600U/g,纖維素酶≥880U/g,果膠酶≥800U/g,木聚糖酶≥2000U/g,α-半乳糖苷酶≥1200U/g;粗蛋白含量≥50%,酸溶蛋白含量≥10%,水解度≥35%,有機酸含量≥5%,植酸含量≤0.1%,揮發性鹽基氮含量≤100mg/100g。

本發明提供一種利用酶解法和微生物發酵法提高菜籽粕飼用營養價值的新工藝,通過堿性蛋白酶酶解作用和微生物發酵作用,發酵菜籽粕產品中富含多種消化酶和益生菌,并降解了菜籽粕中大部分抗原蛋白、低聚糖、植酸和單寧等抗營養因子,提高了產品粗蛋白含量特別是多肽含量,提高了菜籽粕的飼用營養價值,并賦予一定量的有機酸和特殊風味,應用到飼料中很好的解決了畜禽養殖和水產養殖中營養消化吸收不良、機體抗病能力弱等問題,提高了飼料利用率,降低了養殖成本,同時能夠減少因疾病帶來的損耗和損失;同時本發明制備的發酵菜籽粕應用到水產飼料中,提高了水產飼料中發酵菜籽粕的添加量,能夠部分替代魚粉、豆粕等的應用,有利于緩解我國目前魚粉等資源日漸枯竭與因水產飼料業快速發展帶來的日益增加的魚粉需求之間的矛盾,促進水產飼料業及水產養殖業的可持續發展,有利于?;ぱ郴肪澈蛻肪?。

具體實施方式

實施例1:

一種利用酶解法和微生物發酵法提高菜籽粕飼用營養價值的新工藝,具體制備步驟如下:

(1)粉碎:將菜籽粕粉碎,過40~60目篩;

(2)配料:按照菜籽粕96%、糖蜜2%、NH4Cl1.0%、KH2PO4.3H2O0.5%、MgSO4.7H2O0.5%的比例稱取物料,混合均勻,調整物料含水量在15~20%;

(3)加酶:按照菜籽粕質量比6%的比例外源性添加堿性蛋白酶;

(4)黑曲霉活化:按照1:30的比例在察氏培養基中活化黑曲霉;

(5)接種:按照5%的接種比例將黑曲霉接種至發酵培養基;

(6)混勻:將接入黑曲霉和蛋白酶后的發酵培養基混合均勻;

(7)固體發酵:將培養基移入發酵池控溫發酵48h,發酵溫度控制在35~38℃;

(8)二步發酵培養基:向黑曲霉發酵結束后的培養基添加1%糖蜜、0.1%乙酸;

(9)菌種活化:用枯草芽孢桿菌、乳酸菌與30~35℃溫水按1:30~50重量比混合,攪拌直至菌種完全溶解于水中,活化20~30min;

(10)接種:按枯草芽孢桿菌2%、乳酸菌3%的接種比例接種枯草芽孢桿菌和乳酸菌,混合均勻;

(11)二步發酵:將培養基移入發酵池,控溫發酵72h,發酵溫度控制在28~32℃;

(12)低溫烘干:發酵結束后低溫烘干物料至水分含量10~12%;

(13)粉碎:發酵結束后將發酵菜籽粕粉碎,過60目篩,制得發酵菜籽粕。

實施例2:

一種利用酶解法和微生物發酵法提高菜籽粕飼用營養價值的新工藝,具體制備步驟如下:

(1)粉碎:將菜籽粕粉碎,過40~60目篩;

(2)配料:按照菜籽粕95%、糖蜜3%、NH4Cl1.0%、KH2PO4.3H2O0.5%、MgSO4.7H2O0.5%的比例稱取物料,混合均勻,調整物料含水量在15~20%;

(3)加酶:按照菜籽粕質量比7%的比例外源性添加堿性蛋白酶;

(4)黑曲霉活化:按照1:40的比例在察氏培養基中活化黑曲霉;

(5)接種:按照6%的接種比例將黑曲霉接種至發酵培養基;

(6)混勻:將接入黑曲霉和蛋白酶后的發酵培養基混合均勻;

(7)固體發酵:將培養基移入發酵池控溫發酵42h,發酵溫度控制在35~38℃;

(8)二步發酵培養基:向黑曲霉發酵結束后的培養基添加1.5%糖蜜、0.3%乙酸;

(9)菌種活化:用枯草芽孢桿菌、乳酸菌與30~35℃溫水按1:40重量比混合,攪拌直至菌種完全溶解于水中,活化20~30min;

(10)接種:按枯草芽孢桿菌2.5%、乳酸菌4%的接種比例接種枯草芽孢桿菌和乳酸菌,混合均勻;

(11)二步發酵:將培養基移入發酵池,控溫發酵60h,發酵溫度控制在28~32℃;

(12)低溫烘干:發酵結束后低溫烘干物料至水分含量10~12%;

(13)粉碎:發酵結束后將發酵菜籽粕粉碎,過60目篩,制得發酵菜籽粕。

實施例3:

一種利用酶解法和微生物發酵法提高菜籽粕飼用營養價值的新工藝,具體制備步驟如下:

(1)粉碎:將菜籽粕粉碎,過40~60目篩;

(2)配料:按照菜籽粕94%、糖蜜4%、NH4Cl1.0%、KH2PO4.3H2O0.5%、MgSO4.7H2O0.5%的比例稱取物料,混合均勻,調整物料含水量在;

(3)加酶:按照菜籽粕質量比8%的比例外源性添加堿性蛋白酶;

(4)黑曲霉活化:按照1:50的比例在察氏培養基中活化黑曲霉;

(5)接種:按照8%的接種比例將黑曲霉接種至發酵培養基;

(6)混勻:將接入黑曲霉和蛋白酶后的發酵培養基混合均勻;

(7)固體發酵:將培養基移入發酵池控溫發酵32h,發酵溫度控制在35~38℃;

(8)二步發酵培養基:向黑曲霉發酵結束后的培養基添加2%糖蜜、0.5%乙酸;

(9)菌種活化:用枯草芽孢桿菌、乳酸菌與30~35℃溫水按1:50重量比混合,攪拌直至菌種完全溶解于水中,活化20~30min;

(10)接種:按枯草芽孢桿菌3%、乳酸菌5%的接種比例接種枯草芽孢桿菌和乳酸菌,混合均勻;

(11)二步發酵:將培養基移入發酵池,控溫發酵48h,發酵溫度控制在28~32℃;

(12)低溫烘干:發酵結束后低溫烘干物料至水分含量10~12%;

(13)粉碎:發酵結束后將發酵菜籽粕粉碎,過60目篩,制得發酵菜籽粕。

以上實施例僅用于說明本發明的技術方案,而非對其進行限制;盡管參照前述實施例對被發明進行了詳細的說明,但對于本領域的普通技術人員來說,依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分技術特征進行等同替換;而對這些修改或者替換,并不使相應技術方案的本質脫離本發明所要求?;さ募際醴槳傅木窈頭段?。

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一種 聯合 解法 發酵 提高 菜籽 粕飼用 營養價值 方法
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