CN101194668B - 一种血粉生物改性肽蛋白的生产方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种以动物血粉为主要原料、啤酒糟为辅料生物改性生产肽蛋白饲料。其特征为：蛋白质含量为50～70％，氨基酸≥40％，胃蛋白酶消化率≥90％；另含有大量的维生素、矿物质、益生菌和酶制剂。本发明产品用于畜禽等养殖行业具有增生快、降低料肉比等作用。生产方法是利用多菌种混合固态发酵和添加外源复合酶相结合的工艺将血粉及啤酒糟的大分子物质生物改性为小分子蛋白质、多肽、游离氨基酸等，然后通过干燥、粉碎、包装而成。本发明具有生产工艺简单，操作容易、生产周期短，生产成本低、产品质量好的特点。
Description
技术领域
本发明涉及到一种以动物血粉为主要原料，通过生物方法对其改性生产肽蛋白饲料，属于血粉生物发酵技术领域。
背景技术
近年来，以规模化、集约化经营为特点的养殖业飞速发展，为人民生活水平的提高做出巨大贡献，同时，畜禽废弃物(粪便、屠宰下脚料、血液等)的大量排放已经给生态环境带来巨大的压力。这些废弃物尤其是血液，含有多种微量元素、维生素和矿物质，具有很高的营养价值，但是很容易发生淋溶损失，从而对大气、水源、环境造成了严重的污染，最终导致人类的高铁血红蛋白血症、癌症、呼吸道疾病。另外，如果畜禽血液资源能够得到充分而有效的利用不仅能够减轻环境污染，而且可以变废为宝，补充蛋白质饲料资源的不足。
我国畜禽血液资源十分丰富，仅生猪，全国每年屠宰近5亿头，占世界生猪屠宰总量的45％。畜禽血是丰富的蛋白质资源，全血的蛋白质含量为17～20％，其中含有动物体内所必需的八种氨基酸，尤其以赖氨酸的含量高，达到6.3％，血液蛋白质最主要的成分是血红蛋白，约占蛋白质总量的2/3，其分子量为68000，由4条多肽链构成球状结构，可消化性差。
为了提高畜禽血的饲用价值，国内外开展了大量的开发研究，主要工艺有喷雾干燥法，现代蒸煮脱水干燥法，血浆粉生产法等，这些方法各有其特点。喷雾干燥法生产的血粉可消化性好，但仍未能解决适口性问题，而且在喷雾之前要除去血纤维，故产品得率低，更由于该工艺耗能大，投资大，用于生产饲用血粉已普遍不能接受；现代蒸煮脱水干燥法被欧美国家普遍采用，主要工艺过程是鲜血蒸气凝结→离心脱水→气流搅拌干燥；血浆粉生产法已在德国、丹麦、匈牙利等国应用，主要工艺是鲜血在密闭体系中冷却，然后分离出血浆喷雾干燥，血球另外制成干燥血球粉；载体血粉生产法比较适合饲养户自制血粉，就是将收集到的动物鲜血用1～2倍血质量的糠麸混合，搅匀后摊晒在水泥地上，晒干后用粉碎机加工成粉即可。
采用上述方法生产的血粉蛋白饲料，血粉中蛋白质含量约为80％，氨基酸及微量元素含量丰富，但这种直接干燥的血粉血腥味重，动物适口性差，氨基酸组成不平衡，除喷雾干燥法外，其余方法生产的血粉，因为多含大分子蛋白质，消化吸收率极低，只有20％左右，由于血粉的这些营养缺陷，使得血粉在畜牧生产实践中，不能被广大用户所接受。这是制约血粉利用的最大障碍之一，为了解决血粉的适口性和消化吸收率低的问题，比较现代的方法有采用酸水解法、酶水解法来加工血粉，使其水解为易吸收的多肽、氨基酸，虽然血粉适口性和消化率得以提高，但工艺复杂、成本高，不适合工业化生产。
发酵法是利用微生物产复合酶的特性，将微生物接种在疏松载体中生长并与血粉共同发酵，不仅能有效降解血粉中的大分子蛋白质，大大提高血粉的消化率和适口性，而且也可有效地利用载体中的纤维素、植酸等营养成分，使得血粉和载体一起成为高营养的蛋白饲料，并且利用微生物对血中的蛋白质分解转化为菌体蛋白，从而提高其消化利用率，发酵血粉开发由于其投入低，能耗省而被公认为我国饲用血粉开发的一个方向。发酵血粉在不同程度上改善了传统法制造血粉的营养缺陷，目前主要有单菌一次发酵和多菌二次发酵和多菌混合一次发酵，大部分研究停留在实验室阶段，工业化生产有待于进一步验证。
随着养殖业的迅速发展和配合饲料的普及，畜牧业尤其是养禽业，对动物性蛋白质饲料的需求量猛增.而鱼粉作为主要优质蛋白质饲料越来越短缺，价格愈加昂贵。为了代替优质鱼粉饲料在日粮中所占比例，降低饲料成本，提高饲料利用率，寻找一种新型的优质蛋白饲料尤为重要。
因此，研究一种以动物血粉为主要原料，同时配以其它的工农业副产品(如啤酒糟)为辅料，采用简单工艺、彻底降解血粉及辅料中的大分子物质，使发酵产物营养均衡，适口性好，消化吸收率高，并将产品广泛应用到畜禽养殖中则是需要迫切解决的问题。
发明内容
针对现有技术和产品的不足，本发明提供一种血粉生物改性的方法，即利用生物技术将血粉中的大分子蛋白质降解为小分子蛋白质、多肽和游离的氨基酸，生产出生物肽蛋白饲料。本发明的目的在于：
1、本发明提供一种多菌种混合发酵和添加外源复合酶相结合的方法生产血粉生物改性肽蛋白饲料。该方法工艺过程简单，操作容易，生产周期短，生产成本低，产品质量好。
2、本发明提供一种啤酒糟作为辅料，为菌株的生长和发酵提供了一个透气性好、供氧充分的环境，有利于菌株的生长和血粉降解；同时它又可作为营养平衡剂，来调整血粉中氨基酸和单糖及其它小分子物质的平衡。
3、本发明在发酵血粉的同时，有效地利用了啤酒工业最大的副产品——啤酒糟，解决了我国目前啤酒糟资源的浪费问题，同时也有力地推动了我国环保事业的发展。
4、本发明也提供了一种性能价格比优的血粉生物改性肽蛋白饲料，它可全部或部分代替优质鱼粉在动物日粮中应用，降低饲料成本。
本发明的目的是通过这样实现的：
利用多菌种混合固态发酵和复合酶制剂结合，对血粉和啤酒糟组成的混合物料进行生物改性生产肽蛋白饲料，具体生产方法依次包括以下步骤：
1、原辅料混合与接种
以血粉为主要原料，按干重20～40％的比例加入啤酒糟，混合均匀后按原料干重的0.2～0.5％接入米曲霉、扣囊酵母、地衣芽孢杆菌、乳酸菌的固态混合菌群及0.1～0.3％的由高活性蛋白酶、高活性β-葡聚糖酶、高活性纤维素酶组成的固态复合酶制剂。
2、发酵
采用池式通风发酵方式，每池装料1000～5000kg，蒸气热源机械通风，控温灵活，供氧充足。发酵温度30～55℃，水分控制在40～50％，发酵30～40小时。当温度大于55℃时通过翻料和通风进行散热。
3、干燥
发酵结束后，将发酵产物在80℃左右干燥至物料含水量≤12％。
4、干燥后物料粉碎过40～80目筛后包装即得成品。
5、产品理化性质检测：本发明产品经本公司中心试验室和国家饲料质量监督检验中心(武汉)检测，均达到相应的质量标准和卫生标准。根据发酵前血粉和啤酒糟的不同配比，发酵产品蛋白质含量为50～70％，氨基酸≥40％，胃蛋白酶消化率≥90％。
本发明还可以包括这样的一些特征：步骤1中加入的啤酒糟即可以是新鲜啤酒糟，也可以用干啤酒糟代替，干糟与血粉混合时则需加入一定水分，使物料水分含量达到40～50％。加入的固态混合菌群经活化后的总菌数为7×1012个/g，其中米曲霉、扣囊酵母、地衣芽孢杆菌、乳酸菌的重量比是3∶2∶1∶1。加入的固态复合酶制剂中高活性蛋白酶酶活力为2万～5万单位/克、高活性β-葡聚糖酶酶活力为5000U/g、高活性纤维素酶酶活力为1500U/g，其中三种酶制剂的重量比是1∶1∶1。
本发明和现有技术相比，优势在于：
1、发酵采用的四种菌均是促进动物体肠道微生态平衡的有益菌株，综合产酶能力强。不但可将血粉中大量的大分子蛋白质降解成小分子蛋白质、多肽和游离氨基酸；也可促进啤酒糟表面的纤维素分解成单糖和寡糖等小分子物质，啤酒糟中被包裹的大分子蛋白质得以降解，钙、磷得以释放；同时合成动物体需要的维生素；发酵产品营养组成更均衡；产品外观黄褐色，具有发酵产品特殊芳香、醇香浓厚，无不良异味。
2、在多菌发酵的同时添加外源复合酶，可大大缩短发酵时间，提高发酵效率，更有利于工业化生产。
3、本发明最大限度地开发了啤酒工业的最大副产品-啤酒糟的利用价值，在有效利用资源的同时也促进了环保。
4、本发明产品含大量活性物质多肽、小肽、寡糖等，生物利用率高；经检测，产品蛋白质含量为50％～70％，氨基酸≥40％，胃蛋白酶消化率≥90％。
具体实施方式
通过下面给出的具体实施例可以进一步清楚地了解本发明，但它们不是对本发明的限定。
实施例1
一种血粉生物改性肽蛋白的生产方法与应用，其生产步骤为：
1、原辅料混合与接种
准备原料血粉800kg，其含水量为10％，辅料为新鲜啤酒糟，啤酒糟水分含量为75％，重量为705kg，将血粉和新鲜啤酒糟充分混合，混合后原料水分为40％左右，常温下接入2kg由米曲霉、扣囊酵母、地衣芽孢杆菌、乳酸菌组成的混合菌群及1kg由高活性蛋白酶、高活性β-葡聚糖酶、高活性纤维素酶组成的复合酶制剂。加入的混合菌制剂中菌落总数为7×1012个/g，其中复合培养前米曲霉、扣囊酵母、地衣芽孢杆菌、乳酸菌的重量比是3∶2∶1∶1。加入的复合酶制剂高活性蛋白酶酶活力为2万～5万单位/克、高活性β-葡聚糖酶酶活力为5000U/g、高活性纤维素酶酶活力为1500U/g，其中三种酶制剂的重量比是1∶1∶1。
2、发酵
采用池式通风发酵方式，蒸气热源机械通风，发酵温度30～55℃，水分40％，发酵40小时。当温度大于55℃时通过翻料和通风进行散热。
3、干燥
发酵结束后，将发酵产物在80℃左右干燥至物料含水量≤12％。
4、干燥后物料粉碎过60目筛后包装即得到1000kg的血粉生物改性肽蛋白饲料。
实施例2
1、原辅料混合与接种
准备原料血粉2400kg，其含水量为10％，辅料为干啤酒糟，啤酒糟水分含量为12％，重量为1600kg，另需加入水3000kg，先用水将啤酒糟浸润，将血粉和吸水后的啤酒糟充分混合，混合后原料水分为50％左右，常温下接入20kg由米曲霉、扣囊酵母、地衣芽孢杆菌、乳酸菌组成的固态混合菌群及12kg由高活性蛋白酶、高活性β-葡聚糖酶、高活性纤维素酶组成的固态复合酶制剂。加入的混合菌制剂中总菌数为7×1012个/g，其中米曲霉、扣囊酵母、地衣芽孢杆菌、乳酸菌的重量比是3∶2∶1∶1。加入的复合酶制剂中高活性蛋白酶酶活力为2万～5万单位/克、高活性β-葡聚糖酶酶活力为5000单位/克、高活性纤维素酶酶活力为1500单位/克，其中三种酶制剂的重量比是1∶1∶1。
2、发酵
采用池式通风发酵方式，蒸气热源机械通风，发酵温度30～55℃，水分50％，发酵30小时。当温度大于55℃时通过翻料和通风进行散热。
3、干燥
发酵结束后，将发酵产物在80℃左右干燥至物料含水量≤12％。
4、干燥后物料粉碎过60目筛后包装即得到4000kg的血粉生物改性肽蛋白饲料。
应用实施例1：
将血粉生物改性肽蛋白饲料应用到养猪厂，具体应用方法如下：
在养猪场，选择圈养的长白条猪30头，体重24公斤左右，随机分为3组即血粉生物改性肽蛋白组(简称肽蛋白组)、鱼粉组和对照组，每组猪饲养于一个圈内，日粮营养水平相同(见表1)，自由采食，自动引水器饮水，试验期49天，记录每头始重、末重，组采食量，统计分析日增重，料肉比(见表2)。
表1各组猪日粮组成
| 组别 | 玉米 | 麸皮 | 豆饼 | 花生饼 | 粗糠 | 骨粉 | 贝盐 | 食盐 |
| 对照组 | 53 | 14 | 13 | 5 | 13 | 1 | 0.5 | 0.5 |
| 鱼粉2.5％ | 55 | 14 | 8.5 | 5 | 13 | 1 | 0.5 | 0.5 |
| 肽蛋白2.5％ | 55 | 14 | 8.5 | 5 | 13 | 1 | 0.5 | 0.5 |
表2血粉生物改性肽蛋白饲料代替鱼粉喂猪效果表
| 对照组 | 鱼粉组 | 肽蛋白组 | |
| 平均始重(kg) | 24.65±2.91 | 23.42±3.94 | 24.14±3.61 |
| 平均末重(kg) | 49.35±6.16 | 48.44±7.54 | 49.30±5.46 |
| 平均日增重(kg) | 0.48±0.09 | 0.50±0.07 | 0.51±0.06 |
| 平均增重(kg) | 24.7 | 25.02 | 25.16 |
| 料肉比 | 2.65 | 2.60 | 2.58 |
从饲喂试验结果可以看出，血粉生物肽蛋白饲料在同等条件下代替优质鱼粉，具有增生快和降低料肉比的作用，且血粉生物改性肽蛋白饲料成本低，质量稳定，是一种质优价廉的生物肽蛋白饲料。在畜禽养殖业中推广应用，经济效益十分显著。
Claims (2)
1.一种血粉生物改性肽蛋白饲料的生产方法，以啤酒糟协同血粉作为发酵底物，经过配料、接种混合菌群和添加复合酶制剂进行固态发酵、再经干燥、粉碎包装而成；其特征是：以血粉为主要原料，原辅料的比例以干重计为：血粉60-80％，啤酒糟20-40％；发酵的温度在30～55℃，发酵时间30～40小时，混合均匀后的原辅料水分含量在40～50％；接种的混合菌群是固态的，活化后总菌数为7×1012个/g，接种量以物料干料计为0.2～0.5％，其中米曲霉、扣囊酵母、地衣芽孢杆菌、乳酸菌的重量比是3∶2∶1∶1；添加的复合酶制剂是固态的，由高活性蛋白酶、高活性β-葡聚糖酶、高活性纤维素酶组成，其中高活性蛋白酶酶活力为2万～5万单位/克、高活性β-葡聚糖酶酶活力为5000单位/克、高活性纤维素酶酶活力为1500单位/克，添加各种复合酶制剂的量以物料干料计为0.1～0.3％，三种酶制剂的重量比为1∶1∶1。
2.根据权利要求1所述的血粉生物改性肽蛋白饲料的生产方法，其特征是：先配制好发酵底物，在血粉中添加工业副产品啤酒糟作辅料，将原辅料混合均匀，使水分含量在40～50％；按物料干重的0.2～0.5％接入米曲霉、扣囊酵母、地衣芽孢杆菌、乳酸菌的混合菌种，同时按物料干重的0.1～0.3％添加复合酶制剂，将菌、酶和发酵底物进行充分混合；采用池式通风发酵，在30～55℃，发酵30～40小时；对发酵后物料进行干燥，干燥至物料含水量≤12％；粉碎过60～80目筛；包装即得血粉生物改性肽蛋白饲料。
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