CN101285086A - 羽毛制品及其加工工艺和用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种羽毛制品及其加工工艺，其特征在于：用活化的H菌发酵纯羽毛或者鲜血羽毛，然后经酶解、水解，再与复合微生物厌氧发酵，制得成品。应用本发明的加工工艺生产的羽毛制品，其蛋氨酸和赖氨酸等必需氨基酸的含量明显改善，提高了羽毛蛋白质中氨基酸的利用率。尤其是本发明的鲜血羽毛制品，其氨基酸结构得到平衡，改善了羽毛制品的品质。无论从检测指标还是养殖实验结果来看，均可以降低饲料、养殖生产成本，提高羽毛中蛋白质的利用率。

Description

羽毛制品及其加工工艺和用途

所属技术领域

本发明涉及一种羽毛制品，尤其是一种通过复配、酶解、发酵等方法加工的羽毛制品及其加工工艺。

背景技术

现代养殖业相当发达，因而也伴生出大量废物需要处理，其中有一部分是动物的羽毛和毛发。虽然天然状态的毛发羽毛不能直接被动物消化，但经过加工处理可以制得羽毛粉，已被作为一种动物性蛋白质饲料应用到动物饲料中。

羽毛粉是由毛发、羽毛及抽绒剩下的羽毛梗经加工而成。羽毛粉蛋白质含量一般在80％-86％，含硫氨基酸中的胱氨酸的含量为2.93％，居所有天然饲料之首，缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸的含量分别约为7.23％、6.78％、4.21％，高于其他动物性蛋白质，但赖氨酸、蛋氨酸和色氨酸的含量相对缺乏。蛋白中85％～90％是角蛋白质，为β-螺旋结构，其侧链间的交链加固了这种结构，属于硬蛋白质类，其结构中肽与肽之间由双硫键(-S-S-)和硫氢键相连，具有很大的稳定性，畜、禽体内酶基本无法分解，因此不经处理的羽毛粉消化率低(30％-32％)。

目前，已有数种方法被用来打开角蛋白分子链间的氢键，如用蒸汽和一定的压力来水解羽毛以增加其可利用性，以及用强酸强碱进行处理，但成效有限。专利号为02156489.2名称为《一种羽毛粉的加工处理方法》的中国发明专利，公开了一种利用氧化还原法打开羽毛粉中角质蛋白质分子链间氢键的羽毛粉加工处理方法，其用弱碱性和弱酸性盐作为氧化还原剂，酵母菌作为催化剂，与羽毛粉中角质蛋白分子链间的二硫键上的氢和硫发生氧化还原置换反应，使二硫键得到破解，然后再通过膨化机械加工处理羽毛粉。这样做有一定作用，但并不能很好的解决羽毛粉蛋白质品质差、氨基酸不平衡和利用率低等问题，通常还存在异味，影响适口性。同时，加工过程中引入了酸碱等化工原料，残留在产品中的酸碱会对动物的胃产生伤害，也会对环境造成新的污染。

因此，采用何种方法如何处理羽毛，以便改善羽毛品质、去除恶臭，提高羽毛蛋白质利用率，改善其适口性，降低饲料生产成本，便成为人们广为关注的一个问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种羽毛加工工艺及其制品，以提高羽毛的胃蛋白酶消化率，调节其氨基酸平衡，提高羽毛中蛋白质的品质与利用率，改善适口性，降低饲料生产成本。

为解决上述技术问题，本发明的羽毛制品加工工艺，其采取的技术方案是：用活化的H菌发酵鲜血羽毛，经酶解、水解处理，再与复合微生物厌氧发酵，制得成品。

上述羽毛制品加工工艺，其特征在于：所述鲜血羽毛，是适当比例的鲜血与羽毛的混合物或者带有鲜血的羽毛。

所述羽毛制品加工工艺，其包括下列步骤：

a、H菌活化：将麸皮、水解羽毛粉和H菌按比例混匀，加水至含水量45％，好氧发酵2天。

b、H菌发酵：把上一步骤所得原料均匀加入1500倍H菌重量的鲜血羽毛中，堆置3天进行菌解。

c、将上述菌解好的羽毛，输送到水解罐中；投料约一半后加还原剂，再加复合酶原酶，还原剂、复合酶原酶与步骤a中H菌的重量相同；先在40-45℃温度下酶解40分钟，然后在15-25分钟内升温至125℃，2.5个大气压保持20分钟后，迅速降压；保温100℃烘干，水分在40％左右时出料。

d、出料后，待温度降到50℃以下，加入0.5％重量份的复合微生物，混合均匀并调节水分至45％左右；在20-30℃温度下厌氧发酵4-7天，然后晾干或烘干。

上述羽毛制品加工工艺，其a步骤中麸皮、水解羽毛粉和H菌的重量比为20∶10∶1。

上述羽毛制品加工工艺，其b步骤中所述鲜血羽毛，其鲜血与羽毛的重量相同。

上述的羽毛制品加工工艺，也可以用于对纯羽毛进行加工，即用纯羽毛代替鲜血羽毛作原料，其余用料及生产工艺均相同。

一种羽毛制品，用上述工艺方法制得。

将上述羽毛制品应用于制造动物饲料。

将上述羽毛制品用来饲喂南美白对虾。

将上述羽毛制品用来饲喂鲤。

本发明采用酶解、发酵的方法处理羽毛，并将鲜羽毛和鲜血合理配伍，除蛋氨酸外其余必需氨基酸均可获得营养互补，其能够改善羽毛粉品质，去除羽毛粉的恶臭，改善适口性，试验结果表明：本发明所述加工工艺及应用该工艺生产的羽毛制品，可以提高羽毛的胃蛋白酶消化率，调节氨基酸平衡，提高羽毛中蛋白质的品质与利用率，提高经济效益，降低饲料生产成本。采用本发明的加工工艺处理得到的产品，可以广泛应用于各种动物饲料中，尤其是用来饲喂南美白对虾和鲤，具有良好的社会效益和经济效益。

本发明所使用的设备均为本行业惯常使用的设备。

本发明所涉及原料的来源

1、羽毛，鲜血，水解羽毛粉，鲜血羽毛，均由山东平邑羽毛粉厂提供，市售。

2、麸皮，H菌(2×10¹⁰株/克)，复合酶原酶(木聚糖酶≥100000U/g，酸性蛋白酶≥4000U/g)，还原剂(焦亚硫酸钠)，复合微生物(商品名：绿源生)，均由六和农牧科技园提供，市售。

本发明所述加工工艺简述

用活化的H菌先发酵羽毛或鲜血羽毛，经酶解，水解，再与复合微生物厌氧发酵。加工流程可表述为：菌种活化→羽毛菌解→加鲜血混合酶解→蒸煮→水解→酶解→晾晒→厌氧发酵→晾晒→烘干→过筛→检验→合格→包装→成品。

本发明涉及的检验或测定方法

1、消化率测定

参照GB/T17811-1999胃蛋白酶法测定。

2、氨基酸组分测定

由中国农业大学饲料分析中心测定。

3、羽毛制品对南美白对虾生长性能的影响

用5％的发酵鲜血羽毛粉替代等量的血球蛋白粉和水解羽毛粉的复混粉(重量份为2∶3)饲喂南美白对虾，试验共进行39天。

附图说明

下面结合附图与实施例对本发明进一步详细说明。

图1为不同处理方法对羽毛消化率的影响；

图2为不同处理方法对羽毛粉蛋氨酸和赖氨酸含量的影响。

具体实施方式

实施例1

1、用40kg麸皮，20kg水解羽毛粉加2kgH菌(2×10¹⁰株/克)混匀，加水至含水量45％，好氧发酵2天，活化H菌。

2、把上述活化好的H菌均匀加入1500kg羽毛和1500kg鲜血中，罐外堆置3天进行菌解。

3、将上述菌解好的羽毛，输送到水解罐中；投料约一半后加还原剂2kg，再加复合酶原酶2kg；先在40℃温度下酶解40分钟，然后用25分钟时间升温至125℃，2.5个大气压保持20分钟，然后迅速降压；保温100℃烘干2小时出料，此时水分在40％左右。

4、出料后，待温度降到50℃以下，加入0.5％复合微生物绿源生混合均匀并调节水分至45％左右，30℃温度下厌氧发酵4天，然后晾干或烘干。

实施例2

1、用20kg麸皮，10kg水解羽毛粉加1kgH菌混匀，加水至含水量45％，好氧发酵2天，活化H菌。

2、把活化好的H菌均匀加入750kg羽毛和750kg鲜血中，罐外堆置3天进行菌解。

3、将菌解好的羽毛，输送到水解罐中；投料约一半后加还原剂1kg，再加复合酶原酶1kg；先在43℃温度下酶解40分钟，然后在20分钟左右升温至125℃，2.5个大气压保持20分钟，然后迅速降压；保温100℃烘干2小时出料，此时水分在40％左右。

4、出料后，待温度降到50℃以下，加入0.5％复合微生物绿源生混合均匀并调节水分至45％左右，25℃温度下厌氧发酵5天，然后晾干或烘干。

实施例3

1、用40kg麸皮，20kg水解羽毛粉加2kgH菌(2×10¹⁰亿/g)混匀，加水至含水量45％，好氧发酵2天，活化H菌。

2、把上述活化好的H菌均匀加入1500kg羽毛和1500kg鲜血中，罐外堆置3天进行菌解。

3、将上述菌解好的羽毛，输送到水解罐中；投料约一半后加还原剂2kg，再加复合酶原酶2kg；先在45℃温度下酶解40分钟，然后用15分钟升温至125℃，2.5个大气压保持20分钟，然后迅速降压；保温100℃烘干2小时出料，此时水分在40％左右。

4、出料后，待温度降到50℃以下，加入0.5％复合微生物绿源生混合均匀并调节水分至45％左右，20℃温度下厌氧发酵7天，然后晾干或烘干。

实施例4

1、用20kg麸皮，10kg水解羽毛粉加1kgH菌混匀，加水至含水量45％，好氧发酵2天，活化H菌。

2、把活化好的H菌均匀加入1500kg羽毛中，罐外堆置3天进行菌解。

3、将菌解好的羽毛，输送到水解罐中；投料约一半后加还原剂1kg，再加复合酶原酶1kg；先在43℃温度下酶解40分钟，然后在20分钟左右升温至125℃，2.5个大气压保持20分钟，然后迅速降压；保温100℃烘干2小时出料，此时水分在40％左右。

4、出料后，待温度降到50℃以下，加入0.5％复合微生物绿源生混合均匀并调节水分至45％左右，25℃温度下厌氧发酵5天，然后晾干或烘干。

羽毛制品养分测定结果

本发明羽毛制品成品养分测定结果见下表。

表1羽毛制品与水解羽毛养分对照表

胃蛋白酶消化率

本发明的加工工艺对羽毛制品消化率的影响见下列图表。

表2不同处理方法对羽毛粉消化率的影响

图1中，处理1，是指未经任何处理的羽毛粉和血粉混合物；处理2，是指水解羽毛；处理3，是指本发明的羽毛制品。

由表2和图1可知：与未经任何处理的羽毛粉组进行对照，水解羽毛组和本发明的羽毛制品组的消化率分别提高了8.09％、37.47％，本发明的羽毛制品组的消化率与水解羽毛粉组相比提高了27.19％，可见经过本发明的工艺方法处理得到的羽毛制品效果最好。

也就是说，经过处理的羽毛胃蛋白酶体外消化率明显优于未经处理的羽毛粉，而且本发明的羽毛制品消化率比水解的羽毛消化率高，这主要是因为羽毛或鲜血羽毛经过菌解、水解、酶解、发酵后游离氨基酸和短肽增多，从而有利于羽毛粉的消化。

组成氨基酸含量

本发明加工工艺对羽毛制品组成氨基酸含量的影响见表3和图2。

	羽毛和鲜血(g/100g)	水解羽毛(g/100g)	鲜血羽毛制品(g/100g)
				天冬氨酸	5.31	5.24	5.21

苏氨酸	3.58	3.56	3.45
				丝氨酸	6.90	7.24	6.72
谷氨酸	8.65	8.83	8.28
				脯氨酸	5.80	5.28	5.65
甘氨酸	4.56	6.56	4.25
				丙氨酸	3.84	3.56	3.79
胱氨酸	3.23	4.89	2.90
				缬氨酸	5.43	5.74	5.01
蛋氨酸	0.83	0.46	0.62
				异亮氨酸	3.46	4.40	3.29
亮氨酸	6.93	7.45	6.86
				酪氨酸	2.29	2.53	2.10
苯丙氨酸	3.85	3.94	3.75
				赖氨酸	3.02	1.72	2.72
组氨酸	1.63	0.65	1.48
				精氨酸	5.00	3.57	4.80
色氨酸	/	/	/
				合计	74.31	75.62	70.88

表3为不同处理方法对羽毛组成氨基酸含量的影响的对照表

表3和图2中，处理1，指未经任何处理的羽毛粉和血粉混合物；处理2，指水解羽毛；处理3，指本发明的羽毛制品。

如表3和图2所示：鲜羽毛和鲜血合理配伍，可改善氨基酸结构，提高蛋氨酸和赖氨酸含量，调节氨基酸平衡，处理1和处理3的氨基酸组成明显优于处理2组。其中本发明的鲜血羽毛制品组蛋氨酸和赖氨酸含量与水解羽毛组相比，分别提高了34.78％和58.13％。

在生产中水解羽毛粉常因蛋白质生物学价值低，适口性差，氨基酸组成不平衡，而被限量利用。在水解羽毛粉的氨基酸含量方面，赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、组氨酸明显低于鲱鱼粉，但胱氨酸、精氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、缬氨酸、甘氨酸、酪氨酸均高于鲱鱼粉。上面的图表可以说明：羽毛粉和血粉合理配伍，除蛋氨酸外其余必需氨基酸均可获得营养互补，若补加蛋氨酸即可达到更好的饲喂效果。

在单胃动物饲料中羽毛制品的添加量不应过高，控制在5％～7％比较合适。研究表明：蛋、肉鸡日粮中羽毛制品的添加量以4％为宜；生长猪日粮中，以3％～5％为宜；鱼饲料中推荐量一般以3％～10％较好；奶牛用量应控制在5％以下。

本发明的羽毛制品，经过水解、酶解、发酵等加工工艺，明显改善了蛋氨酸和赖氨酸等必需氨基酸的含量，这对于提高氨基酸的利用率有重要的意义。尤其是本发明的鲜血羽毛制品，氨基酸结构得到平衡，可改善羽毛制品的品质。从数据结果分析可以看出，本发明的羽毛制品比水解羽毛粉品质好，具有很好的应用前景。

实施例5

鲜血羽毛制品用于饲喂南美白对虾

表4饲喂南美白对虾效果对照表

用本发明鲜血羽毛制品完全替代等量的组成比例2∶3的血球蛋白粉和水解羽毛粉组合物，在基础饲料中按5％添加，饲喂南美白对虾进行对照试验，试验共进行39天。其中，试验组平均增重率为1030.0％，对照组为1050.8％。

	初重(g)	终重(g)	日增重(g)
				对照组	0.0575	0.658489	0.01541±0.000680539
试验组	0.0575	0.640296	0.014943±0.001269092

表5羽毛制品对南美白对虾日增重的影响

由表5可以看出，对照组和试验组日增重差异不显著，说明本发明的羽毛制品与组成比例2∶3的血球蛋白粉和水解羽毛粉组合物具有相同的增重效果，可以替代添加，从而节省成本，提高养殖效益。血球蛋白粉，按5000元/吨，羽毛粉2300元/吨，2∶3添加，成本是3380元/吨，本发明的羽毛制品其生产成本在2500元左右，利润空间比较大。

实施例6

鲜血羽毛制品代替鱼粉饲养鲤

在鲤的基础饲料中添加不同比例的鲜血羽毛制品取代相应量鱼粉，制成直径4mm的颗粒。与鱼粉的比例分别是：0％∶100％(对照，第5组)，25％∶75％(第4组)，50％∶50％(第3组)，75％∶25％(第2组)，100％∶0％(第1组)。每个梯度设三个平行组。

1、鲤摄食含不同数量鲜血羽毛制品时的生长和饲料利用率

在第一阶段，鲤摄食不同饲料时生长速度差异不显著(P＞0.05)，SGR变化在1.04％-1.43％，见表6。对照组鱼饲料系数反而高于试验组的鱼(实验前期鱼抢食能力弱)。第二阶段，对照组鱼和摄食含100.0％、75.0％和50.0％鱼粉，即添加0.0％、25.0％和50.0％鲜血羽毛制品的鱼，SGR显著高于(P＜0.05)摄食添加75.0％和100.0％鲜血羽毛制品的鱼，饲料系数显著低于(P＜0.05)摄食添加75.0％和100.0％鲜血羽毛制品的鱼，表明鲜血羽毛制品的添加量不能高于50％，见表7和表8。表中标有不同数字的同一行的平均值间差异显著(P＜0.05)，注：n＝20.，即每组20尾鱼进行对比。

表6鲤摄食不同饲料时第一阶段(7月21日-8月20日)的生长速

度和饲料系数

表7鲤摄食不同饲料时第二阶段(8月21日-9月25日)生长和饲料系数

表8鲤摄食不同饲料时第一、二阶段(7月21日-9月25日)的生长和饲料系数

2、鲤摄食含不同数量鲜血羽毛制品饲料时肠道消化酶的活性

摄食含75.0％和100％鱼粉饲料的鲤肠道脂肪酶的活性显著高于其他组鱼(P＜0.05)见表9。鲤摄食含100％鱼粉的饲料时，淀粉酶的活性显著高于摄食添加鲜血羽毛制品饲料的鱼(P＜0.05)，而添加鲜血羽毛制品组间鱼肠道淀粉酶的活性差异不显著(P＞0.05)。摄食添加鲜血羽毛制品饲料的鱼的蛋白酶活性均随着鲜血羽毛制品添加量的增加而升高。鲤摄食鲜血羽毛制品添加量达75.0％和100％的饲料时，肠道中蛋白酶的活性显著低于添加0％、25％和50％鲜血羽毛制品饲料的鱼(P＜0.05)。总之，摄食添加鲜血羽毛制品饲料的鱼肠道中脂肪酶和淀粉酶活性较低，蛋白酶活性较高。

表9鲤摄食含不同数量鲜血羽毛制品饲料时肠道消化酶的活性

3、鲜血羽毛制品对鲤血液中免疫指标的影响

鲤血液中γ球蛋白含量和SOD的活性随饲料中鱼粉含量的增加而增加(4、5组除外)，但饲料中添加鱼粉组的鱼之间差异不显著(P＞0.05)，而显著高于未添加鱼粉组的鱼(P＜0.05)，见表10。鲤血液中溶菌酶活性随饲料中鱼粉含量的增加而降低，但差异不显著(P＞0.05)，见表10。

表10鲤摄食含不同数量鲜血羽毛制品饲料时血液中的免疫指标

4、鲜血羽毛制品对鲤肌肉常规营养成分的影响

鲤摄食不含鲜血羽毛制品的饲料时，肌肉中的水分含量显著高于摄食含鲜血羽毛制品的饲料时(P＜0.05)，见表11；添加鲜血羽毛制品饲料组中，鲤肌肉中的水分含量差异不显著(P＞0.05)。3、4、5组鱼肌肉中的粗蛋白含量显著高于鲜血羽毛制品含量高的1、2组鱼(P＜0.05)，表明鲜血羽毛制品含量对生长没有显著影响，但含量高时，肌肉中蛋白含量可能会降低；各组鱼肌肉中粗脂肪和粗灰分的含量差异不显著(P＞0.05)。

表11鲤摄食含不同数量鲜血羽毛制品饲料时肌肉的化学成分(％)

鲤摄食不同饲料时从生长速度，饲料系数，SGR来看，添加5％的鲜血羽毛制品效果最好，

从鲤肠道脂肪酶，淀粉酶，蛋白酶的活性检测来看，摄食添加鲜血羽毛制品饲料的鱼肠道中脂肪酶和淀粉酶活性较低，蛋白酶活性较高。通过鲤血液中γ球蛋白含量和SOD的活性的检测，溶菌酶活性随饲料中鱼粉含量的增加而降低，但是差异不显著，即添加鲜血羽毛制品不会影响免疫力。鲤摄食不含鲜血羽毛制品的饲料时，肌肉中的水分含量显著高于摄食含鲜血羽毛制品的饲料；添加鲜血羽毛制品饲料时，鲤肌肉中的水分含量明显降低，添加鲜血羽毛制品对生长没有显著影响，但鲜血羽毛制品含量高时，肌肉中蛋白含量可能会降低；添加鲜血羽毛制品对鱼肌肉中粗脂肪和粗灰分影响不大。用本发明的鲜血羽毛制品替代50％的鱼粉添加到水产饲料中，能明显促进鱼的生长速度，降低饲料系数，降低生产成本。

综合以上实施例可以看出，本发明的羽毛制品，经过酶解、发酵和水解等工艺处理后，无论从检测指标还是养殖实验结果来看，完全可以作为一种高蛋白原料以适当比例添加到饲料中，降低生产成本，提高羽毛中蛋白质的利用率。

Claims (10)

1、一种羽毛制品加工工艺，其特征在于：用活化的H菌发酵鲜血羽毛，经酶解，水解处理，再与复合微生物厌氧发酵，制得成品。

2、根据权利要求1所述的羽毛粉加工工艺，其特征在于：所述鲜血羽毛，是适当比例的鲜血与羽毛的混合物或者带有鲜血的羽毛。

3、根据权利要求2所述的羽毛粉加工工艺，其包括下列步骤：

a、H菌活化：将麸皮、水解羽毛粉和H菌按比例混匀，加水至含水量45％，好氧发酵2天；

b、H菌发酵：把上一步骤所得原料均匀加入1500倍H菌重量的鲜血羽毛中，堆置3天进行菌解；

c、将上述菌解好的羽毛，输送到水解罐中；投料约一半后加还原剂，再加复合酶原酶，还原剂、复合酶原酶与步骤a中H菌的重量相同；先在40-45℃温度下酶解40分钟，然后在15-25分钟内升温至125℃，2.5个大气压保持20分钟后，迅速降压；保温100℃烘干，水分在40％左右时出料；

d、出料后，待温度降到50℃以下，加入0.5％重量份的复合微生物，混合均匀并调节水分至45％左右；在20-30℃温度下厌氧发酵4-7天，然后晾干或烘干。

4、根据权利要求3所述羽毛粉加工工艺，其特征在于：其a步骤中麸皮、水解羽毛粉和H菌的重量比为20∶10∶1。

5、根据权利要求4所述羽毛粉加工工艺，其特征在于：其b步骤中所述鲜血羽毛，鲜血与羽毛的重量相同。

6、将权利要求1至5任一项所述的加工工艺用于加工纯羽毛。

7、一种羽毛制品，其特征在于：应用权利要求1至6任一项所述的加工工艺及其涉及的原料制得。

8、将权利要求7所述的羽毛粉应用于制造动物饲料。

9、将权利要求7所述的羽毛粉用来饲喂南美白对虾。

10、将权利要求7所述的羽毛粉用来饲喂鲤。

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