CN101946855B - 酶法脱毒棉籽饼粕的方法 - Google Patents

Abstract

一种酶法脱毒棉籽饼粕的方法，该方法是将粉碎至20目-40目的棉籽饼粕调节含水量为50％-60％，按棉籽饼粕重量加入酶制剂纤维素酶、甘露聚糖酶、和木聚糖酶，以及金属离子，混合均匀后，45℃-55℃保温3.5h-4.5h，低温烘干，得到游离棉酚(FG)含量低于100mg/Kg的脱毒棉籽饼粕，符合联合国粮农组织(FG＜125mg/Kg)和世界卫生组织(FG＜400mg/Kg)的规定要求。本发明使用酶法对棉籽饼粕进行脱毒，解决了传统棉籽饼粕脱毒工艺条件的限制，可添加在动物饲料中，大大降低饲料成本。

Description

酶法脱毒棉籽饼粕的方法

技术领域

本发明涉及一种棉籽饼粕的脱毒方法，具体涉及一种棉籽饼粕的酶法脱毒方法。

背景技术

我国是一个产棉大国，每年可提供棉籽600万吨左右，棉籽饼粕(棉粕)总产量约300万吨，约占各类植物饼粕产量的30％。棉籽饼粕是提取棉籽油后的副产品，利用其作为饲料，即具有蛋白饲料的特性又具有能量饲料的特性。棉籽饼粕粗蛋白含量较高，达34％以上，棉仁饼粕粗蛋白质可达41％-60％。从棉籽饼粕的氨基酸含量来看，具备8种必需的氨基酸，赖氨酸高达6％，胱氨酸和色氨酸的含量相对较丰富；精氨酸含量远高于豆粕，是菜籽饼粕的2倍，仅次于花生饼粕，精氨酸与赖氨酸比达2.7以上。此外，棉籽饼粕中还含有丰富的维生素E和B族维生素等。但因棉粕含有毒性物质棉酚，而使其利用受到限制，大部分游离棉酚含量高的棉粕仅作为肥料使用，浪费了宝贵的蛋白质资源。

现有的畜禽饲料蛋白质来源，主要以豆粕、鱼粉、酵母粉等为主，致使饲料成本较高，严重制约了我国畜牧业和饲料产业的发展。棉籽饼粕中含有丰富的可消化的蛋白质、必需氨基酸、维生素、碳水化合物和矿质元素等，完全可以作为优质饲料蛋白质资源代替部分豆粕或鱼粉与粮食制成配合全价饲料。

对于棉粕的脱毒，国内外已进行了大量的研究工作，概括起来主要有物理脱毒法、化学钝化法、溶剂浸出法和生物脱毒法等。物理脱毒法：主要利用棉酚在高温、高水分作用下与氨基酸或蛋白质反应，使游离棉酚由游离态转变为结合态，以降低棉酚的毒性。由于物理脱毒法存在营养物质的降低和结合棉酚在肠道微生物的作用下仍会分解出游离棉酚，并且脱毒过程中能耗高、饲料适口性差，难以工业化生产。化学钝化法：是在棉粕中添加一定量的化学试剂，并在一定条件下使游离棉酚变性或转化为结合态棉酚。该法包括添加硫酸亚铁、尿素、碱、石灰水、甚至氨水和硫酸铵等。苏联专利SU1221231公开了在棉粕中2.5％-3.2％重量比的25％浓氨水，用105℃-110℃蒸汽水处理进行脱毒；UzbekChemical Journal 1983(6)：52-55文献公开了在含有0.18-0.23％游离棉酚的棉籽饼中添加4-7Kg/t的33％的H₂O₂，在105℃-110℃下处理30-60min，可使游离棉酚降至0.009-0.013％，但由于成本、设备要求和技术方面的原因，在国内还没有进行商业化生产。溶剂浸出法：主要是利用棉酚易溶于极性溶剂的特点，对棉粕中的游离棉酚进行提取。美国专利US293442、US2950198公开了利用轻汽油和丙酮两种不同溶剂分别从棉籽中萃取棉油和棉酚，使棉粕中棉酚含量减少，达到饲用标准。虽然该法能有效地去除棉酚，且棉籽蛋白质量较好，但一般需要多次提取，设备投资大，溶剂价格高，操作过程中棉粕易形成粉末状，具有与溶剂难分离及溶剂残留的问题。生物脱毒法：该法是我国从事棉粕脱毒研究方面的独特的方法，也是棉粕脱毒最有效、最经济的方法。尽管采用生物脱毒法取得了较好的效果，但也存在脱毒效果不稳定、工艺较复杂和微生物适应性差等缺点。

目前，国内对棉籽饼粕的脱毒主要是采用生物发酵脱毒法，使用的微生物种类因不同发酵工艺而有所不同。利用微生物发酵棉籽饼粕脱毒的基本原理是利用微生物在生长代谢过程中产生某些酶类降解棉籽饼粕中的游离棉酚，从而达到脱毒的目的。本技术直接采用微生物产生的酶在适宜的条件下降解棉籽饼粕中的游离棉酚的方法国内未见报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对棉籽饼粕现有脱毒技术的不足以及规模生产对设备要求高、投资大等缺点，提供一种酶法脱毒棉籽饼粕的方法，其工艺简单、成本和能耗低、投资小、易于规模化生产、脱毒效果稳定且效果好。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种酶法脱毒棉籽饼粕的方法，其特点是：该方法是将棉籽饼粕粉碎，细度为20目-40目，调节含水量为50％-60％后，按棉籽饼粕重量加入酶制剂和金属离子，混合均匀后，于45℃-55℃保温3.5h-4.5h，50℃-60℃烘干，即可；

其中：酶制剂为纤维素酶、甘露聚糖酶、及木聚糖酶，加入量分别为纤维素酶40U/g-50U/g、甘露聚糖酶35U/g-45U/g、及木聚糖酶40U/g-50U/g；

金属离子为Na⁺、Mn²⁺、Ca²⁺、及Fe²⁺，加入量分别为Na⁺1.5-2.5mmol/g、Mn²⁺1.5-2.5mmol/g、Ca²⁺0.5-1.5mmol/g、及Fe²⁺1.0-1.5mmol/g。

所述Na⁺为NaCl。所述Mn²⁺为MnSO₄·H₂O。所述Ca²⁺为无水CaCl₂。所述Fe²⁺为FeSO₄·7H₂O。

本发明中用到的酶制剂：纤维素酶、木聚糖酶和甘露聚糖酶，均为公众可以得到的常规酶制剂，市场有售。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明方法使用的纤维素酶、木聚糖酶和甘露聚糖酶，是一些常见酶种，原料易得。

2、本发明方法使用各种金属离子，一方面可以与棉籽饼粕中的游离棉酚结合形成无毒的络合物，另一方面可以提高酶的活性，或通过其水解作用，将游离棉酚转化为无毒的氧化物。

3、本发明的方法不需要通过微生物的发酵作用，具有生产工艺简单、能耗低、生产周期短、投资小、易于规模化生产等特点。

4、本发明使用酶法对棉籽饼粕进行脱毒，游离棉酚(FG)含量低于100mg/kg，解决了传统棉籽饼粕脱毒工艺条件的限制，并且脱毒后的棉籽饼粕可添加在动物饲料(按饲料重量添加)中，如在饲养生长育肥猪时可添加30％-40％，饲养产蛋鸡可添加10％-15％，饲养肉鸡可添加40％-50％，可大大降低饲料成本。

具体实施方式：

实施例1：

称取粉碎至20目的棉籽饼粕100kg(含游离棉酚505mg/kg)，用自来水调节含水量为55％，按棉籽饼粕重量加入纤维素酶40U/g、甘露聚糖酶45U/g、木聚糖酶45U/g、NaCl1.5mmol/g、MnSO₄·H₂O 2.0mmol/g、CaCl₂0.5mmol/g、及FeSO₄·7H₂O 1.0mmol/g，充分搅拌均匀后，堆积，50℃保温4h，50℃干燥，测得脱毒后棉籽饼粕中游离棉酚的含量为84.7mg/kg，脱毒率为83.23％。

实施例2：

称取粉碎至40目的棉籽饼粕100kg(含游离棉酚505mg/kg)，用自来水调节含水量为57.2％，按棉籽饼粕重量加入纤维素酶45U/g、甘露聚糖酶40U/g、木聚糖酶50U/g、NaCl 2.0mmol/g、MnSO₄·H₂O 1.5mmol/g、CaCl₂1.0mmol/g、及FeSO₄·7H₂O 1.5mmol/g，充分搅拌均匀后，堆积，48℃保温4.5h，55℃干燥，测得脱毒后棉籽饼粕中游离棉酚的含量为91.3mg/kg，脱毒率为81.92％。

实施例3：

称取粉碎至30目的棉籽饼粕100kg(含游离棉酚505mg/kg)，用自来水调节含水量为52.6％，按棉籽饼粕重量加入纤维素酶50U/g、甘露聚糖酶35U/g、木聚糖酶45U/g、NaCl 2.5mmol/g、MnSO₄·H₂O 2.5mmol/g、CaCl₂1.5mmol/g、及FeSO₄·7H₂O 1.3mmol/g，充分搅拌均匀后，堆积，55℃保温3.5h，60℃干燥，测得脱毒后棉籽饼粕中游离棉酚的含量为77.4mg/kg，脱毒率为84.67％。

实施例4：

称取粉碎至35目的棉籽饼粕100kg(含游离棉酚505mg/kg)，用自来水调节含水量为50％，按棉籽饼粕重量加入纤维素酶46U/g、甘露聚糖酶45U/g、木聚糖酶40U/g、NaCl 2.2mmol/g、MnSO₄·H₂O 2.5mmol/g，、CaCl₂1.0mmol/g、及FeSO₄·7H₂O 1.0mmol/g，充分搅拌均匀后，堆积，45℃保温4.5h，55℃干燥，测得脱毒后棉籽饼粕中游离棉酚的含量为85.9mg/kg，脱毒率为82.99％。

Claims (5)

1.一种酶法脱毒棉籽饼粕的方法，其特征在于：该方法是将棉籽饼粕粉碎，细度为20目-40目，并调节含水量为50％-60％后，按棉籽饼粕重量加入酶制剂和金属离子，混合均匀后，于45℃-55℃保温3.5h-4.5h，50℃-60℃烘干，即可；

其中：酶制剂为纤维素酶、甘露聚糖酶、及木聚糖酶，加入量分别为纤维素酶40U/g-50U/g、甘露聚糖酶35U/g-45U/g、及木聚糖酶40U/g-50U/g；

金属离子为Na⁺、Mn²⁺、Ca²⁺、及Fe²⁺，加入量分别为Na⁺1.5-2.5mmol/g、Mn²⁺1.5-2.5mmol/g、Ca²⁺0.5-1.5mmol/g、及Fe²⁺1.0-1.5mmol/g。

2.根据权利要求1所述的酶法脱毒棉籽饼粕的方法，其特征在于：所述Na⁺为NaCl。

3.根据权利要求1所述的酶法脱毒棉籽饼粕的方法，其特征在于：所述Mn²⁺为MnSO₄·H₂O。

4.根据权利要求1所述的酶法脱毒棉籽饼粕的方法，其特征在于：所述Ca²⁺为无水CaCl₂。

5.根据权利要求1所述的酶法脱毒棉籽饼粕的方法，其特征在于：所述Fe²⁺为FeSO₄·7H₂O。