CN101919489B - 利用黄浆水和废糖蜜发酵生产高蛋白饲料的方法 - Google Patents

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Abstract

利用黄浆水和废糖蜜发酵生产高蛋白饲料的方法，它涉及一种高蛋白饲料的生产方法。本发明解决了目前淀粉厂废弃物黄浆水和糖蜜酒精废液直接排放污染环境的问题。本方法：一、发酵底物的制备；二、菌种的活化；三、在实验室制备种子液；四、在车间制备种子液；五、在50m3发酵罐中进行发酵生产；六、干燥，即得到高蛋白饲料。本发明做到了废物利用，生产过程不产生废液，不污染环境。本发明方法生产的高蛋白饲料含有丰富的蛋白质、微量元素和维生素等多种营养物质，细胞数≥2×1010个/g，粗蛋白含量占饲料总质量的50％以上。应用于饲料领域。

Description

利用黄浆水和废糖蜜发酵生产高蛋白饲料的方法
技术领域
本发明涉及一种高蛋白饲料的生产方法。
背景技术
玉米湿法生产淀粉过程中会产生大量的浸泡水，俗称黄浆水。当前多数中小型淀粉厂将其作为废料排放，浸泡水中含有大量的有机质，因而COD(化学耗氧量)和BOD(生物耗氧量)都非常高，会造成水中含氧量急剧下降，最终导致水中生物大批死亡。另外，这些有机质在分解过程中还会产生二氧化硫及氮氧化物，造成大气污染。
废糖蜜是葡萄糖生产的副产物，其大多数用来生产酒精，但同时又产生大量的酒精废液，对环境造成严重污染。废糖蜜中干物质含量在50％～60％，主要成分是葡萄糖、麦芽糖和低聚糖。黄浆水中含有多种氨基酸、水溶性蛋白、无机盐和维生素。因此，玉米黄浆水和废糖蜜的混合物中含有碳水化合物、蛋白质、氨基酸、无机元素、维生素等多种营养物质。这些物质可为微生物生长提供充足的营养。
微生物细胞中含有丰富的蛋白质，称为单细胞蛋白。单细胞蛋白所含的营养物质极为丰富，除蛋白质外，还含有丰富的碳水化合物、脂类、维生素及矿物质。利用单细胞蛋白作为蛋白饲料喂养家禽、家畜，不仅产率高，还能增强禽畜机体免疫力。目前单细胞蛋白饲料已经在家畜的饲养中广泛地应用。
发明内容
本发明是为了解决目前淀粉厂废弃物黄浆水和糖蜜酒精废液直接排放污染环境的问题，提供一种利用黄浆水和废糖蜜发酵生产高蛋白饲料的方法。
本发明利用黄浆水和废糖蜜发酵生产高蛋白饲料的方法，按以下步骤进行：一、发酵底物的制备：将废糖蜜与黄浆水混合，制成质量浓度为15％～25％的混合物，按照混合物质量的2％～5％加入尿素，然后用5mol/L的HCl或NaOH溶液调节pH值至2.5～4.5，在120℃条件下高温杀菌25～30min后制得发酵底物；二、菌种的活化：挑取热带假丝酵母和白地霉菌种，分别接种到麦芽汁固体斜面培养基上，于28℃培养36h得两种活化的菌种；三、在实验室制备种子液：将两种活化的菌种分别全部接种到装有80ml麦芽汁液体培养基的三角瓶中，于28～30℃条件下在摇床上培养6～10h，摇床转速为150～300r/min，得两种菌种的一级种子液；将麦芽汁液体培养基与步骤一制备的发酵底物按体积比2∶1混合，装入5L的种子罐中，装入量为种子罐体积的60％～70％，将两种菌的一级种子液均按接种量4％分别接种到5L的种子罐，于28～30℃条件下培养18～20h，得两种菌种的二级种子液；四、在车间制备种子液：将步骤一制备的发酵底物装入500L种子罐，装液量为200～250L，分别将两种菌种的二级种子液接入500L种子罐中，接种量均为20～25L，于28～32℃搅拌8h后，继续培养24h，每4小时补入步骤一制备的发酵底物20L，每小时通风15min；将步骤一制备的发酵底物装入5m3种子罐，装液量为2m3，将500L种子罐培养得到的两种菌种的种子液混合后全部接入5m3种子罐，于28～32℃连续通风并搅拌，2h后连续流加步骤一制备的发酵底物，培养24h；五、在50m3发酵罐中进行发酵生产：将步骤一制备的发酵底物装入50m3发酵罐中，装液量为20m3，接入5m3种子罐培养得到的种子液4m3，接种1h后连续流加步骤一制备的发酵底物，于28～32℃、风液比1∶1条件下培养48h，得发酵液；六、干燥：将步骤五制得的发酵液用喷雾干燥塔干燥，即得到高蛋白饲料；步骤三中两种菌种的一级种子液菌数均为1～3×109cfu/ml；步骤三中两种菌种的二级种子液菌数均为1～3×109cfu/ml。
本发明利用黄浆水和废糖蜜作为原料发酵生产高蛋白饲料，做到了废物利用，减少了黄浆水和糖蜜酒精废液直接排放对环境造成的污染，降低了发酵生产高蛋白饲料的成本，生产过程中不产生废液，不污染环境。本发明方法生产的高蛋白饲料含有丰富的蛋白质、微量元素和维生素等多种营养物质，细胞数≥2×1010个/g，粗蛋白含量占饲料总质量的50％以上。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式利用黄浆水和废糖蜜发酵生产高蛋白饲料的方法，按以下步骤进行：一、发酵底物的制备：将废糖蜜与黄浆水混合，制成质量浓度为15％～25％的混合物，按照混合物质量的2％～5％加入尿素，然后用5mol/L的HCl或NaOH溶液调节pH值至2.5～4.5，在120℃条件下高温杀菌25～30min后制得发酵底物；二、菌种的活化：挑取热带假丝酵母和白地霉菌种，分别接种到麦芽汁固体斜面培养基上，于28℃培养36h得两种活化的菌种；三、在实验室制备种子液：将两种活化的菌种分别全部接种到装有80ml麦芽汁液体培养基的三角瓶中，于28～30℃条件下在摇床上培养6～10h，摇床转速为150～300r/min，得两种菌种的一级种子液；将麦芽汁液体培养基与步骤一制备的发酵底物按体积比2∶1混合，装入5L的种子罐中，装入量为种子罐体积的60％～70％，将两种菌的一级种子液均按接种量4％分别接种到5L的种子罐，于28～30℃条件下培养18～20h，得两种菌种的二级种子液；四、在车间制备种子液：将步骤一制备的发酵底物装入500L种子罐，装液量为200～250L，分别将两种菌种的二级种子液接入500L种子罐中，接种量均为20～25L，于28～32℃搅拌8h后，继续培养24h，每4小时补入步骤一制备的发酵底物20L，每小时通风15min；将步骤一制备的发酵底物装入5m3种子罐，装液量为2m3，将500L种子罐培养得到的两种菌种的种子液混合后全部接入5m3种子罐，于28～32℃连续通风并搅拌，2h后连续流加步骤一制备的发酵底物，培养24h；五、在50m3发酵罐中进行发酵生产：将步骤一制备的发酵底物装入50m3发酵罐中，装液量为20m3，接入5m3种子罐培养得到的种子液4m3，接种1h后连续流加步骤一制备的发酵底物，于28～32℃、风液比1∶1条件下培养48h，得发酵液；六、干燥：将步骤五制得的发酵液用喷雾干燥塔干燥，即得到高蛋白饲料；步骤三中两种菌种的一级种子液菌数均为1～3×109cfu/ml；步骤三中两种菌种的二级种子液菌数均为1～3×109cfu/ml。
本实施方式步骤二中的麦芽汁固体斜面培养基由12g麦芽浸粉、1.5～2g琼脂和100ml蒸馏水组成，调节PH值至5～6，于121℃灭菌20min。
本实施方式步骤三中的麦芽汁液体培养基由20g麦芽浸粉和1000ml蒸馏水组成，调节PH值至5～6，于121℃灭菌20min。
本实施方式步骤二中的热带假丝酵母(Candida tropicalis)保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，菌种保藏编号为2.637；白地霉(Geotrichum candidum)保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，菌种保藏编号为2.1135。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中制成质量浓度为18％～22％的混合物。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一中制成质量浓度为20％的混合物。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一中按照混合物质量的3％～4％加入尿素。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤一中按照混合物质量的3.5％加入尿素。其它与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤一中调节pH值至3～4。其它与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤一中调节pH值至3.5。其它与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤一中在120℃条件下高温杀菌26～29min。其它与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤一中在120℃条件下高温杀菌27～28min。其它与具体实施方式一至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤三中两种菌种的一级种子液菌数均为2×109cfu/ml。其它与具体实施方式一至九之一相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是：步骤三中两种菌种的二级种子液菌数均为2×109cfu/ml。其它与具体实施方式一至十之一相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一至十一之一不同的是：步骤三中摇床转速为200～250r/min。其它与具体实施方式一至十一之一相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一至十二之一不同的是：步骤四中接种量均为22L。其它与具体实施方式一至十二之一相同。
具体实施方式十四：本实施方式利用黄浆水和废糖蜜发酵生产高蛋白饲料的方法，按以下步骤进行：一、发酵底物的制备：将废糖蜜与黄浆水混合，制成质量浓度为20％的混合物，按照混合物质量的3.5％加入尿素，然后用5mol/L的HCl或NaOH溶液调节pH值至3.5，在120℃条件下高温杀菌30min后制得发酵底物；二、菌种的活化：挑取热带假丝酵母和白地霉菌种，分别接种到麦芽汁固体斜面培养基上，于28℃培养36h得两种活化的菌种；三、在实验室制备种子液：将两种活化的菌种分别全部接种到装有80ml麦芽汁液体培养基的三角瓶中，于30℃条件下在摇床上培养8h，摇床转速为250r/min，得两种菌种的一级种子液；将麦芽汁液体培养基与步骤一制备的发酵底物按体积比2∶1混合，装入5L的种子罐中，装入量为种子罐体积的60％～70％，将两种菌的一级种子液均按接种量4％分别接种到5L的种子罐，于30℃条件下培养18h，得两种菌种的二级种子液；四、在车间制备种子液：将步骤一制备的发酵底物装入500L种子罐，装液量为200～250L，分别将两种菌种的二级种子液接入500L种子罐中，接种量均为20～25L，于30℃搅拌8h后，继续培养24h，每4小时补入步骤一制备的发酵底物20L，每小时通风15min；将步骤一制备的发酵底物装入5m3种子罐，装液量为2m3，将500L种子罐培养得到的两种菌种的种子液混合后全部接入5m3种子罐，于30℃连续通风并搅拌，2h后连续流加步骤一制备的发酵底物，培养24h；五、在50m3发酵罐中进行发酵生产：将步骤一制备的发酵底物装入50m3发酵罐中，装液量为20m3，接入5m3种子罐培养得到的种子液4m3，接种1h后连续流加步骤一制备的发酵底物，于30℃、风液比1∶1条件下培养48h，得发酵液；六、干燥：将步骤五制得的发酵液用喷雾干燥塔干燥，即得到高蛋白饲料；步骤三中两种菌种的一级种子液菌数均为1～3×109cfu/ml；步骤三中两种菌种的二级种子液菌数均为1～3×109cfu/ml。
本实施方式生产的高蛋白饲料中细胞数≥2×1010个/g，粗蛋白含量占饲料总质量的50％以上。

Claims (9)

1.利用黄浆水和废糖蜜发酵生产高蛋白饲料的方法，其特征在于利用黄浆水和废糖蜜发酵生产高蛋白饲料的方法，按以下步骤进行：一、发酵底物的制备：将废糖蜜与黄浆水混合，制成质量浓度为15％～25％的混合物，按照混合物质量的2％～5％加入尿素，然后用5mol/L的HCl或NaOH溶液调节pH值至2.5～4.5，在120℃条件下高温杀菌25～30min后制得发酵底物；二、菌种的活化：挑取热带假丝酵母和白地霉菌种，分别接种到麦芽汁固体斜面培养基上，于28℃培养36h得两种活化的菌种；三、在实验室制备种子液：将两种活化的菌种分别全部接种到装有80ml麦芽汁液体培养基的三角瓶中，于28～30℃条件下在摇床上培养6～10h，摇床转速为150～300r/min，得两种菌种的一级种子液；将麦芽汁液体培养基与步骤一制备的发酵底物按体积比2∶1混合，装入5L的种子罐中，装入量为种子罐体积的60％～70％，将两种菌的一级种子液均按接种量4％分别接种到5L的种子罐，于28～30℃条件下培养18～20h，得两种菌种的二级种子液；四、在车间制备种子液：将步骤一制备的发酵底物装入500L种子罐，装液量为200～250L，分别将两种菌种的二级种子液接入500L种子罐中，接种量均为20～25L，于28～32℃搅拌8h后，继续培养24h，每4小时补入步骤一制备的发酵底物20L，每小时通风15min；将步骤一制备的发酵底物装入5m3种子罐，装液量为2m3，将500L种子罐培养得到的两种菌种的种子液混合后全部接入5m3种子罐，于28～32℃连续通风并搅拌，2h后连续流加步骤一制备的发酵底物，培养24h；五、在50m3发酵罐中进行发酵生产：将步骤一制备的发酵底物装入50m3发酵罐中，装液量为20m3，接入5m3种子罐培养得到的种子液4m3，接种1h后连续流加步骤一制备的发酵底物，于28～32℃、风液比1∶1条件下培养48h，得发酵液；六、干燥：将步骤五制得的发酵液用喷雾干燥塔干燥，即得到高蛋白饲料；步骤三中两种菌种的一级种子液菌数均为1～3×109cfu/ml；步骤三中两种菌种的二级种子液菌数均为1～3×109cfu/ml。
2.根据权利要求1所述的利用黄浆水和废糖蜜发酵生产高蛋白饲料的方法，其特征在于步骤一中制成质量浓度为18％～22％的混合物。
3.根据权利要求1所述的利用黄浆水和废糖蜜发酵生产高蛋白饲料的方法，其特征在于步骤一中制成质量浓度为20％的混合物。
4.根据权利要求1、2或3所述的利用黄浆水和废糖蜜发酵生产高蛋白饲料的方法，其特征在于步骤一中按照混合物质量的3％～4％加入尿素。
5.根据权利要求1、2或3所述的利用黄浆水和废糖蜜发酵生产高蛋白饲料的方法，其特征在于步骤一中按照混合物质量的3.5％加入尿素。
6.根据权利要求4所述的利用黄浆水和废糖蜜发酵生产高蛋白饲料的方法，其特征在于步骤一中调节pH值至3～4。
7.根据权利要求4所述的利用黄浆水和废糖蜜发酵生产高蛋白饲料的方法，其特征在于步骤一中调节pH值至3.5。
8.根据权利要求6所述的利用黄浆水和废糖蜜发酵生产高蛋白饲料的方法，其特征在于步骤一中在120℃条件下高温杀菌26～29min。
9.根据权利要求6所述的利用黄浆水和废糖蜜发酵生产高蛋白饲料的方法，其特征在于步骤一中在120℃条件下高温杀菌27～28min。
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