CN101433270A

CN101433270A - 一种菜籽蛋白饲料及其制备方法

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Publication number: CN101433270A
Application number: CNA2008102434546A
Authority: CN
Inventors: 袁建; 鞠兴荣; 何荣; 王立峰; 顾建洪
Original assignee: Nanjing University of Finance and Economics
Current assignee: Nanjing University of Finance and Economics
Priority date: 2008-12-25
Filing date: 2008-12-25
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2028-12-25
Also published as: CN101433270B

Abstract

本发明提供一种菜籽蛋白饲料，为固态粉末或颗粒物，蛋白质含量35％～50％(N×6.25，干基)，水溶性氮含量25％～35％，小肽含量10％～25％，均为重量百分比，硫甙含量5～15微摩尔/克菜籽蛋白饲料。本发明还提供该菜籽蛋白饲料的制备方法，将枯草芽孢杆菌、乳酸菌或产朊假丝酵母之一与雅致放射毛霉或宇佐美曲霉复配，制备发酵剂；将发酵剂接入粉碎的菜籽粕，进行固态发酵，然后将培养基质经灭菌、干燥、粉碎，获得富含小肽的菜籽蛋白饲料。该制备方法对环境友好，反应条件温和，能充分发挥微生物的蛋白酶水解作用和降解硫甙作用，是一种低成本、适合工业化大批量制备菜籽蛋白饲料的方法。

Description

一种菜籽蛋白饲料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种饲料，具体涉及一种以菜籽粕为原料获得的菜籽蛋白饲料，还涉及该菜蛋白饲料的制备方法一混菌固态发酵法。

背景技术

油菜是我国大面积生产的一种油料作物，产量居世界第一位，菜籽油也是我国居民的主要食用植物油，油脂加工过程中产生的副产品量巨大，仅菜籽粕产量，每年就超过1000万t。菜籽粕作为油脂加工业的主要副产品，其中含有35％～50％的粗蛋白质，并且菜籽蛋白中赖氨酸、胱氨酸和蛋氨酸的含量较高，氨基酸平衡优于大豆蛋白，是一种优质植物蛋白来源，但是由于硫代葡萄糖甙以及一些抗营养因子如植酸、多酚类物质等的存在，使菜籽饼粕应用受到限制。

目前以菜籽粕菜籽蛋白为原料生产动物饲料的方法主要有不脱毒直接生产动物饲料(CN85107769A)、化学脱毒后生产生产动物饲料(CN 1063021A)和微生物发酵脱毒生产饲料蛋白(CN 1057950A)三种方法。不脱毒直接生产的动物饲料只能用于生长-肥育猪的基础日粮配方，且添加量较少(5％)。化学脱毒法生产蛋白饲料时所加入的酸或碱会水解菜籽粕中的蛋白质，会产生氯丙醇类致癌物质，且反应条件剧烈，破坏了氨基酸原有构型，同时水解废液的排放也会造成一定的环境污染，不利于动物饲料的生产。微生物发酵脱毒生产饲料蛋白，工艺简单，饲料中添加计量大，可以用于大规模的菜籽饲料蛋白的生产，但是该法只是从脱毒方面考虑，所加微生物菌种仅起到了脱毒作用，不能微生物资源利用不充分。随着蛋白质消化吸收及代谢规律研究的不断深入，发现部分小肽可穿过动物肠壁障被吸收进入循环系统，与氨基酸相比小肽更利于促进动物的消化吸收和生长发育，生产富含小肽的新型蛋白饲料，提高饲料的营养价值，是菜籽蛋白质资源的高效开发利用的又一新途径。

发明内容

本发明的目的在于提供一种菜籽蛋白饲料，富含小肽，其硫甙和植酸含量很低。本发明的另一目的是提供该菜籽蛋白饲料的制备方法，该方法能够充分利用油脂加工过程中产生的大量副产品菜籽粕，变废为宝，并且该制备方法对环境友好，反应条件温和，能充分发挥微生物的蛋白酶水解作用和降解硫甙作用，是一种低成本、适合工业化大批量制备菜籽蛋白饲料的方法。

本发明提供一种菜籽蛋白饲料，为固态粉末或颗粒物，其特征在于：该菜籽蛋白饲料中，蛋白质含量35％～50％(N×6.25，干基)，水溶性氮含量25％～35％，小肽含量10％～25％，均为重量百分比，硫甙含量5～15微摩尔/克菜籽蛋白饲料。

本发明提供该菜籽蛋白饲料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将通过压榨或浸出制油工艺得到的菜籽粕粉碎，获得粉碎的菜籽粕；

(2)将枯草芽孢杆菌、乳酸菌或产朊假丝酵母之一与雅致放射毛霉或宇佐美曲霉复配，制备发酵剂；

(3)将步骤(2)所述发酵剂接入步骤(1)所述粉碎的菜籽粕，进行固态发酵；

(4)将步骤(3)所述固态发酵后的培养基质灭菌、干燥、粉碎，获得富含小肽的菜籽蛋白饲料。

步骤(1)所说的菜籽粕原料可以是普通油菜籽也可以是双低油菜籽，其粉碎粒径为200～800μm。粉碎后的菜籽粕可以直接用于发酵或灭菌后用于发酵。

步骤(2)中采用两种菌复配可以达到产生多种蛋白酶系的目的，如枯草芽孢杆菌、乳酸菌和产朊假丝酵母产丝氨酸蛋白酶，雅致放射毛霉和宇佐美曲霉产羧基酸性蛋白酶，酶切位点不同，能够满足生产富含不同活性肽的蛋白饲料的需要，同时两种菌复配也避免了多菌种之间的竞争抑制性。

步骤(2)所说的发酵剂的制备过程为：

(2-1)配制无菌营养液，其成分为葡萄糖0.1％～5％(w/v)，KH₂PO₄0.1％～2.0％，pH为4.0～10.0。(2-2)将活化、扩大培养后的各微生物菌种，分别用(2-1)所述无菌营养液配制成菌含量或孢子含量为1×10⁴～1×10⁸个/mL的悬浊液，混合后即为发酵剂。

步骤(3)所说的发酵条件为：发酵剂的加入量为粉碎的菜籽粕质量的0.7～4倍，发酵温度20℃～40℃，发酵时间2～5天，环境湿度40％～100％，发酵容器为发酵罐、发酵缸或发酵池。

本发明与现有的技术相比，直接以菜籽粕为原料固态发酵菜籽粕生产富含小肽的蛋白饲料，原料来源广泛，价格低廉，不需要对其进行酸、碱的处理，变废为宝，有利于环境保护，以食品级微生物发酵发酵生产富含小肽的蛋白饲料，工艺不仅清洁环保、节约能源，而且成本较低，易于在畜牧业中推广应用。发酵后饲料中富含小肽，更利于促进动物的消化吸收和生长发育，增强抗病能力，提高了饲料的利用率。同时微生物发酵时产生多种代谢产物和酶类，能有效降解菜籽粕中的有毒物质，达到动物的食用标准，用食品级的微生物发酵生产的富含小肽的蛋白饲料除具有小肽本身的营养价值外，还含有多种对动物生长发育有益的功能因子。

具体实施方式

实施例1固态发酵菜籽粕生产菜籽蛋白饲料的菌种的筛选

筛选对象：黑曲霉、白地霉、米曲霉、宇佐美曲霉、雅致放射毛霉、乳酸菌、产朊假丝酵母、地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌。

发酵剂的制备：活化后的菌种扩大培养后(按常规方法培养)，用无菌水稀释发酵种子使菌体或者孢子浓度达到3×10⁷个/mL，即为发酵剂。

将双低菜籽粕粉碎至粒径为500μm左右，121℃下30min湿热灭菌。于发酵罐内，按固液比1:1～1:2(质量比)的比例加入发酵剂，发酵温度为28℃～35℃，环境湿度为80％～90％，搅拌通风。发酵3天后，按固液比1:15(质量比)加蒸馏水溶解发酵培养基，低速离心(2500g)分离去除粕渣，再用12000g离心力高速离心去杂，得菜籽活性肽粗提液。

通过比较不同菌种发酵后菜籽粕的氮溶解指数、氨基酸态氮、肽得率、微生物产生的蛋白酶的活力、粗体液中菜籽蛋白肽的分子量分布、粗提液的抗氧化性，得出：黑曲霉，白地霉、黑根霉和地衣芽孢杆菌发酵产物的氮溶解指数、氨基酸态氮、肽得率都比较低，而米曲霉固态发酵后产生了较多的可溶性氮，蛋白酶酶活力也很高，但多肽得率却较低，色谱分析结果表明产生了较多的游离氨基酸，可以推断其发酵后产生蛋白酶可能是外切酶，作用于菜籽粕后将蛋白质水解成了氨基酸，不能作为制备富含多肽的蛋白饲料的出发菌株。宇佐美曲霉、雅致放射毛霉和枯草芽孢杆菌发酵效果较好。

实施例2枯草芽孢杆菌与雅致放射毛霉混菌固态发酵菜籽粕生产菜籽蛋白饲料

枯草芽孢杆菌菌悬液的制备：

斜面培养基：牛肉膏3g，蛋白胨10g，NaCl 5，琼脂20g，自来水1000mL，pH7.2-7.4。

种子培养基：牛肉膏3g，蛋白胨10，NaCl 5g，自来水1000mL，pH7.2-7.4。

营养液成分：葡萄糖2.6g，KH₂PO₄2.6g，无菌水1000mL，pH为7.0。

从活化后的菌种保藏斜面中，挑取两环枯草芽孢杆菌接种于种子培养基中，8层纱布封口，35℃，120r/min，摇床培养24h，菌体浓度达到10⁸个/mL。

用无菌营养液稀释发酵液，配制成菌体浓度为3×10⁷个/mL的枯草芽孢杆菌菌悬液。

雅致放射毛霉菌悬液的制备：

斜面培养基：马铃薯300g，葡萄糖20g，琼脂20g，自来水1000mL。

平板扩大培养基：马铃薯300g，葡萄糖20g，琼脂20g，自来水1000mL。

无菌营养液：葡萄糖5g，KH₂PO₄3g，1000mL无菌水，pH为7.0。

雅致放射毛霉接种到斜面培养基上于28℃恒温培养4天，然后接种于平板进行扩大培养，4天后用无菌营养液洗下孢子，并将其浓度调整为3×10⁷个/mL。

将枯草芽孢杆菌和雅致放射毛霉的菌悬液按2:1的比例混合即得发酵剂。

将菜籽粕粉碎至颗径为500μm左右，灭菌，于发酵罐内，按固液比1:1.5(质量比)的比例加入发酵剂，调发酵温度为32℃，环境湿度为90％，搅拌通风，发酵4天后，烘干，粉碎即得富含小肽的菜籽蛋白饲料。

产品中蛋白质含量(N×6.25，干基)为45％，水溶性氮含量为34％，小肽含量为23.8％，均为重量百分比，硫甙含量15微摩尔/克菜籽蛋白饲料。

实施例3雅致放射毛霉和产朊假丝酵母同步混菌固态发酵菜籽粕生产菜籽蛋白饲料

雅致放射毛霉菌悬液的制备：

斜面培养基：马铃薯300g，葡萄糖20g，琼脂20g，自来水1000mL。

无菌营养液：葡萄糖5g，KH₂PO₄2g，1000mL无菌水，pH为6.5。

产朊假丝酵母菌悬液的制备：

斜面培养基：麦芽浸膏3g，葡萄糖10g，酵母浸膏3g，蛋白胨5g；琼脂20g，自来水1000mL。

种子培养基：麦芽浸膏3g，葡萄糖10g，酵母浸膏3g，蛋白胨5g，自来水1000mL。

营养液：葡萄糖5g，KH₂PO₄2g，无菌水1000mL，pH为6.5。

从活化后的菌种保藏斜面中，挑取两环产朊假丝酵母接种于种子培养基中，8层纱布封口，35℃，120r/min，摇床培养24h，菌体浓度达到10⁸个/mL。用无菌营养液将其浓度调整为10⁷个/mL。

将雅致放射毛霉和产朊假丝酵母的菌悬液按2:1的比例混合即得发酵剂。

将菜籽粕粉碎至粒径为500μm左右，灭菌，于发酵罐内，按固液比1:1(质量比)的比例加入发酵剂，发酵温度为30℃，环境湿度为90％，搅拌通风，发酵3天后，烘干，粉碎即得富含小肽的菜籽蛋白饲料。

产品中蛋白质含量(N×6.25，干基)为46％(重量百分比)，水溶性氮含量为34.5％，小肽含量为22％，均为重量百分比，硫甙含量13微摩尔/克菜籽蛋白饲料。

实施例4枯草芽孢杆菌与宇佐美曲霉同步混菌固态发酵菜籽粕生产菜籽蛋白饲料

枯草芽孢杆菌菌悬液的制备：

营养液成分：葡萄糖3g，KH₂PO₄2g，无菌水1000mL，pH为6.5。

从活化后的菌种保藏斜面中，挑取两环枯草芽孢杆菌接种于种子培养基中，8层纱布封口，35℃，120r/min，摇床培养24h，菌体浓度达到10⁸个/mL。用无菌营养液稀释发酵液，配制成菌体浓度为3×10⁷个/mL的菌悬液。

宇佐美曲霉菌悬液的制备：

斜面培养基：马铃薯300g，葡萄糖20g，琼脂20g，自来水1000mL。

无菌营养液配比：葡萄糖3g，KH₂PO₄2g，1000mL无菌水，pH为6.5。

宇佐美曲霉接种到斜面培养基上于28℃恒温培养4d，然后接种于平板进行扩大培养，4d后用无菌营养液菌水洗下孢子，并将其浓度调整为3×10⁷个/mL。

将枯草芽孢杆菌和宇佐美曲霉的菌悬液按1:2的比例混合即得发酵剂。

将菜籽粕粉碎至粒径为500μm左右，灭菌，于发酵罐内，按固液比1:1.5(质量比)的比例加入发酵剂，调发酵温度为32℃，环境湿度为90％，搅拌通风，发酵4天后，烘干，粉碎即得富含小肽的菜籽蛋白饲料。

产品中蛋白质含量(N×6.25，干基)为43％(重量百分比)，水溶性氮含量30％，小肽含量为15％，均为重量百分比，硫甙含量12微摩尔/克菜籽蛋白饲料。

实施例5乳酸菌和宇佐美曲霉同步混菌固态发酵菜籽粕生产菜籽蛋白饲料

乳酸菌菌悬液的制备：

斜面培养基：酵母膏5g，碳酸钙6g，琼脂15～20g，5°Bé麦芽汁1000mL，pH6.0。

种子培养基：酵母膏5g，碳酸钙6g，5°Bé麦芽汁1000mL，pH6.0。

营养液成分：葡萄糖5g，KH₂PO₄1g，无菌水1000mL，pH为5.5。

从活化后的菌种培养斜面中，挑取两环乳酸接种于种子培养基中，8层纱布封口，37℃，120r/min，摇床培养24h，发酵液中的菌体浓度达到10⁸个/mL。用无菌营养液调节发酵液菌体浓度至3×10⁷个/mL。

宇佐美曲霉菌悬液的制备：

斜面培养基：马铃薯300g，葡萄糖20g，琼脂2g0，自来水1000mL。

平板扩大培养基：马铃薯300g，葡萄糖20g，琼脂2g0，自来水1000mL。

无菌营养液：葡萄糖5g，KH₂PO₄1g，1000mL无菌水，pH为5.5。

宇佐美曲霉接种到斜面培养基上于28℃恒温培养4天，然后接种于平板进行扩大培养，4天后用无菌营养液菌水洗下孢子，并将其浓度调整为3×10⁷个/mL。

将乳酸菌和宇佐美曲霉的菌悬液按1:1的比例混合即得发酵剂。

将菜籽粕粉碎至粒径为500μm左右，灭菌，于发酵罐内，按固液比1:5(质量比)的比例加入发酵剂，发酵温度为30℃，环境湿度为90％，搅拌通风，发酵3天后，烘干，粉碎即得富含小肽的菜籽蛋白饲料。

该菜籽蛋白饲料中，蛋白质含量(N×6.25，干基)42％(重量百分比)，水溶性氮含量为28％，小肽含量为12％，均为重量百分比，硫甙含量5微摩尔/克菜籽蛋白饲料。

采用枯草芽孢杆菌、乳酸菌或产朊假丝酵母之一与雅致放射毛霉或宇佐美曲霉复配，制备发酵剂，进行发酵获得菜籽蛋白饲料，其中蛋白质含量35％～50％(N×6.25，干基)，水溶性氮含量25％～35％，小肽含量10％～25％，均为重量百分比，硫甙含量5～15微摩尔/克菜籽蛋白饲料。

Claims

1.一种菜籽蛋白饲料，为固态粉末或颗粒物，其特征在于：该菜籽蛋白饲料中，蛋白质含量35％～50％(N×6.25，干基)，水溶性氮含量25％～35％，小肽含量10％～25％，均为重量百分比，硫甙含量5～15微摩尔/克菜籽蛋白饲料。

2.一种权利要求1所述菜籽蛋白饲料的制备方法，其特征在于：

(2)将枯草芽孢杆菌、乳酸菌或产朊假丝酵母之一与雅致放射毛霉或宇佐美曲霉复配制备发酵剂；

3.根据权利要求2所述菜籽蛋白饲料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述粉碎后的菜籽粕的粒径为200～800μm。

4.根据权利要求2所述菜籽蛋白饲料的制备方法，其特征在于：制备菜籽粕的菜籽原料是普通油菜籽或双低油菜籽。

5.根据权利要求2所述菜籽蛋白饲料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中制备发酵剂的过程为：

(2-1)配制无菌营养液，其成分为葡萄糖0.1％～5％，KH₂PO₄0.1％～2.0％，pH为4.0～10.0；

(2-2)将活化、扩大培养后的各微生物菌种，分别用(2-1)所述无菌营养液配制成菌含量或孢子含量为1×10⁴～1×10⁸个/mL的悬浊液，混合后即为发酵剂。

6.根据权利要求2所述菜籽蛋白饲料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中发酵条件为：发酵剂的加入量为粉碎的菜籽粕质量的0.7～4倍，发酵温度15℃～40℃，发酵时间2～5天，环境湿度40％～100％，发酵容器为发酵罐、发酵缸或发酵池。