CN102084929B

CN102084929B - 一种生物饲料蛋白、其生产系统及应用

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Publication number: CN102084929B
Application number: CN2009102412310A
Authority: CN
Inventors: 黄谦; 于家伊
Original assignee: BEIJING JIABOWEN BIOSCIENCE Co Ltd
Current assignee: BEIJING JIABOWEN BIOSCIENCE Co Ltd
Priority date: 2009-12-03
Filing date: 2009-12-03
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2029-12-03
Also published as: CN102084929A

Abstract

本发明公开了一种生物饲料蛋白，其是以BGB高温复合微生物菌为发酵菌种，以屠宰场下脚料为主要发酵原料，添加少量豆粕，在30-80℃下发酵8-10小时制得。本发明采用去油脂下脚料和优质豆粕等经过BGB微生物复合菌高温(70℃)发酵后，其蛋白质大部分降解为优质小分子蛋白和肽，形成菌体蛋白，还含一定量的核酸、核苷酸，易于动物消化吸收，因而是一种优质的生物蛋白原料。

Description

一种生物饲料蛋白、其生产系统及应用

技术领域

本发明涉及一种高蛋白含量的并具有一定生物活性的生物饲料蛋白。

背景技术

申请人长久以来致力于复合微生物发酵剂的研究和开发利用，申请人于2006年5月31日提交了申请号为200610083429.7、名称为“采用复合菌对餐厨有机废弃物进行资源循环处理的方法”的中国专利申请，此发明专利现已获得授权，其中公开了一种复合菌，其含有以下菌种：环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、坚强芽孢杆菌、施氏芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌，各个菌种可单独地按常规方法从低温保存的菌种中挑取菌种划线接种到固体平板培养基，于合适条件下培养，待长出菌落，再接种于液体培养基进行振荡培养，根据需要再进行扩大培养；上述培养的各菌种可以液体形式培养后，按环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、坚强芽孢杆菌、施氏芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌的活菌数的比例：(0.8-1.1)∶(1.2-1.5)∶(1-1.2)∶(1.4-1.6)∶(2.2-3)∶(1.2-1.5)∶(1-1.2)∶(0.8-1.2)，进行混合制成液体发酵菌剂，于4℃保存备用；也可单独保存，即时混合、即时使用；也可将液态培养物冷冻干燥得到固体菌粉，制成固体形式的发酵菌剂。申请人发现此复合菌能够产生诸如蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、几丁质酶等多种酶，可将有机物中的大分子蛋白和脂肪降解为小分子的多肽和寡糖，前述专利只将其利用于餐厨有机废弃物的发酵处理上，申请人续之地深入研究发现此复合菌在代谢过程中其代谢活性和代谢产物对植物作物的生长也有很好的促进作用，在此基础上继续提出了本申请。

本发明还涉及到申请人于2006年7月6日提交的专利号为：200620124647.6的中国实用新型专利：“有机垃圾生化处理机”，其公开了一种有机垃圾生化处理机，在机体中，横卧一个截面为下圆上方的发酵干燥室，发酵干燥室中心横置一环带状的螺旋搅拌叶，由室外的减速电极驱动，发酵干燥室上方设一燃烧室，发酵干燥室和燃烧室之间留有热风通道，燃烧室设有循环风管和循环风机，燃烧室还连接于回风管，把余热气体通向发酵干燥室底部，通过底部加热道加热发酵干燥室，依靠可燃性气体或轻质燃油燃烧产生的能量，采用程序自动控制的方式，对发酵物料的温度、压力和空气进行严格的控制，在规定的时间内，让物料发酵、干燥和冷却。本实用新型效率高、污染小、产出物量多质优，可直接做肥料或饲料的添加剂。

发明内容

本申请引用了专利号为200610083429.7(公开号CN1850965A)的中国发明专利和专利号为200620124647.6(公开号CN2928276A)的中国实用新型专利的全文作为参考文献。

本发明的目的是提供一种高品质的并具有一定生物活性的生物饲料蛋白，其含有大量活性小肽分子和益生菌，主要营养指标均高于鱼粉，是非常有市场前景的生物饲料蛋白。

本发明的进一步的目的是提供一种用于生产上述生物饲料蛋白的系统。

本发明的更进一步的目的是提供上述生物饲料蛋白在水产、畜禽养殖中的应用。

一种生物饲料蛋白，其是以BGB复合菌为发酵菌种，以屠宰场下脚料为主要发酵原料，添加豆粕，在30-80℃下发酵8-10小时制得。

本发明的生物饲料蛋白，其中所述BGB复合菌为申请人(北京嘉博文生物科技有限公司)的产品，可直接从本公司购买获得。其含有以下菌种：环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、坚强芽孢杆菌、施氏芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌，其活菌数的比例依次为：(0.8-1.1)∶(1.2-1.5)∶(1-1.2)∶(1.4-1.6)∶(2.2-3)∶(1.2-1.5)∶(1-1.2)∶(0.8-1.2)。其相关技术方案详细记载在专利号为200610083429.7(公开号CN1850965A)的中国发明专利中。

本发明的生物饲料蛋白，其中采用的屠宰场下脚料为鸡肠或猪肠。由于其含油高、含蛋白高，因此用其发酵生产生物饲料蛋白时，工艺路线采用先去油后发酵工艺，指导原则为零污染、无残渣、无异味、需蒸汽。具体为：首先对屠宰场下脚料进行粉碎、然后蒸煮脱去部分水分和油脂，再把脱去油脂的屠宰场下脚料、豆粕和BGB复合菌一并投入BGB生化处理机中进行发酵8-10小时，最后粉碎和包装。其中采用的BGB生化处理机为申请人(北京嘉博文生物科技有限公司)的产品，可直接从本公司购买获得。其相关技术方案详细记载在专利号为200620124647.6(公开号CN2928276A)的中国实用新型专利中。

上述的发酵过程，其中经粉碎、蒸煮、压榨脱去水分和油脂后的屠宰场下脚料每1000公斤添加300-350公斤(优选333公斤)的豆粕，添加200-300克(优选250克)的BGB复合菌进行发酵。发酵过程中进行如下温度控制：发酵1-2h时，温度控制在30-40℃；发酵3-4h时，温度控制在40-60℃；发酵4-8h时，温度控制在60-80℃(优选70℃)；发酵8-10h时，温度控制在60℃以下。

本发明提供的用于生产所述的生物饲料蛋白的系统，包括压力蒸煮挤压设备、油水分离设备、蒸汽发酵搅拌设备、上料设备和粉碎设备，其中上料设备包括连接压力蒸煮挤压设备的上料设备和连接蒸汽发酵搅拌设备的上料设备，压力蒸煮挤压设备分别连接油水分离设备和蒸汽发酵搅拌设备，蒸汽发酵搅拌设备后连接粉碎设备。

其中所述压力蒸煮挤压设备为蒸汽压力蒸煮挤压一体机；所述油水分离设备为除油除渣机；所述蒸汽发酵搅拌设备为BGB生化处理机；所述上料设备为提升机；所述粉碎设备为粉碎机。

本发明的生物饲料蛋白适合应用于水产、畜禽养殖中，尤其适合应用于水产养殖中。

本发明采用BGB微生物复合菌种进行发酵，含有芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌等优势微生物益生菌群，经其稳定独特的发酵工艺，生产出功能性生物高蛋白饲料产品，有益微生物总数能达到4×10⁷cfu/g，产品富含生物活性物质，如活性小肽、多种消化酶等，能够有效改善动物肠道微生态平衡。其可以在现有的水产、畜禽饲料中部分(30-50％)替代最常用的鱼粉，大大降低养殖成本。

产品指标如下表所示：

表1生物饲料蛋白产品可达到的指标

水分(％)

粗脂肪(％)

粗灰粉(％)

粗蛋白(％)

磷(％)

钙(％)

BGB益生菌(个/克)

沙门氏菌和大肠杆菌

≤10

5

≥58

0.93

0.2

4×10⁷

未检出

与市场上的鱼粉相比，本发明的生物饲料蛋白产品具有以下优点：

表2

生物饲料蛋白	进口鱼粉
		粗蛋白58％，总氨基酸54％	粗蛋白65％，总氨基酸58％
总能15.61(MJ/kg)	总能16.8(MJ/kg)
		高蛋白消化率，含大量的小分子蛋白质	蛋白质消化率略低
90％氨基酸态氮+核酸、核苷酸等	80％-90％氨基酸态氮
		品质稳定不易氧化	易氧化，会导致完全改变鱼粉原有品质
不含生物胺	含生物胺，在不新鲜的鱼粉中异味非常重
		不含有害微生物	可能含病原体，如大肠杆菌、沙门氏菌等
含益生菌及其发酵产生的有益代谢产物	无
		保存期长，品质稳定	保存期短，且各批原料品质的一致性差
含多种蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶等	无

本发明的生物饲料蛋白产品的主要营养成分及氨基酸组成(参考值)见下表所示：

表3

成分	含量(％)	成分	含量(％)
				粗蛋白	≥58	钙	0.2
粗脂肪	≤10.0	磷	0.93
				粗纤维	≤4.7	益生菌	4×10⁷CFU/g
粗灰分	≤5.0	芽孢菌	2.1×10⁷CFU/g
				水分	≤10.0
赖氨酸	5.12	甘氨酸	3.98
				蛋氨酸	1.50	丝氨酸	4.00
胱氨酸	1.35	组氨酸	1.69
				苏氨酸	2.64	谷氨酸	8.21
亮氨酸	4.94	异亮氨酸	2.85
				丙氨酸	3.47	缬氨酸	3.77
脯氨酸	4.03	门冬氨酸	5.34
				精氨酸	4.16	苯丙氨酸	3.17
酪氨酸	2.48	色氨酸	0.85

本发明的生物饲料蛋白产品的产品特点：

1)蛋白质消化吸收率高达90％以上

去油脂鸡肠或猪肠和优质豆粕经过多种BGB复合微生物菌高温(70℃)发酵而成，因而其蛋白质是优质小分子蛋白，还含一定量的核酸、核苷酸，且大分子蛋白被发酵降解为活性小分子肽，易于动物消化吸收，是一种优质的生物蛋白原料。

2)富含芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌等多种有益微生物

本发明的生物饲料蛋白是由多年精心筛选的优良菌种经先进发酵工艺生产的功能性生物高蛋白饲料产品，其有益微生物总数达4×10⁷cfu/g，能够有效改善动物肠道微生态平衡。BGB活性菌通过生物功能把大分子蛋白质分解为低分子生物活性小肽，把长链结构的纤维素分解为低分子低聚糖。产品活菌浓度高，富含生物酶、海洋生物源性小肽、植物源性小肽、低聚糖等。

3)富含多种消化酶等

本发明的生物饲料蛋白中富含多种蛋白酶、脂肪酶和能够直接通过肠道粘膜吸收的小肽，吸收速率快、不易饱和，还促进氨基酸及矿物质的吸收、减少内源氮和能量的消耗、提高饲料利用率。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1：

以屠宰场下脚料鸡肠、猪肠等为主要发酵原料，添加少量豆粕共同发酵，采用BGB生化处理机进行发酵，生产高品质的并具有一定生物活性BGB生物蛋白粉，含有大量活性小肽分子和益生菌，主要营养指标均高于鱼粉，是非常有市场前景的生物饲料蛋白。

由于鸡肠含油高、含蛋白高，因此用鸡肠等发酵生产生物鱼粉，工艺路线采用先去油后发酵工艺，指导原则为零污染、无残渣、无异味、需蒸汽。具体为：首先对鸡肠子进行粉碎、然后蒸煮脱去部分水分和油脂，再把脱去油脂的鸡肠子、豆粕和BGB菌一并投入BGB生化处理机中进行发酵10小时，最后粉碎和包装。

一、生产工艺路线：

鸡肠-破碎-高温蒸煮-压榨去油脂-高温发酵(BGB生化处理机内)-粉碎-称量包装-成品。

其中压榨去油脂后的含水油脂还可以经过滤去渣、加热脱水后得副产品鸡油成品。

二、生产物料比及发酵控制：

500公斤鸡肠原料进入蒸煮试验设备(容积0.6m³

700×1600、3kW)蒸汽工作压力0.2MPa、(经蒸汽压力搅拌)20分钟后完全熟化，进入螺旋压榨机(

180×1200、5.5kW、压缩比1∶4.5)压榨后分离去油水，所产出熟化鸡肠150公斤；此150公斤熟化鸡肠再添加50公斤豆粕、37.5克BGB复合菌，经生化发酵反应可产出110公斤产出物饲料。发酵过程中进行如下温度控制：发酵1-2h时，温度控制在35℃；发酵3-4h时，温度控制在50℃；发酵4-8h时，温度控制在70℃；发酵8-10h时，温度控制在40℃。发酵设备通风量在发酵阶段和干燥阶段(1-7.5小时)是70立方米/分钟，冷却阶段(7.5小时-10小时)是40立方米/分钟。

三、生产系统：

如附图1所示，包括压力蒸煮挤压设备、油水分离设备、蒸汽发酵搅拌设备、上料设备和粉碎设备，其中上料设备包括连接压力蒸煮挤压设备的上料设备和连接蒸汽发酵搅拌设备的上料设备，压力蒸煮挤压设备分别连接油水分离设备和蒸汽发酵搅拌设备，蒸汽发酵搅拌设备后连接粉碎设备。

主要设备：

1、压力蒸煮挤压设备(蒸汽压力蒸煮搅拌罐和螺旋压榨机一体化)：

采用市售的蒸汽压力蒸煮挤压一体机(日处理10吨鸡肠原料需1台\若日处理45吨鸡肠原料需5台)，优点是节省中间过渡环节，减少周转污染和工序时间及劳动强度；

本设备的蒸汽压力(搅拌)蒸煮出料与螺旋压榨机进料实现无缝对接，中间由大口径球阀控制。即实现鸡肠原料进入，熟化后直接挤压出料，挤压出油水进入油水分离设备；

蒸煮时间为20分钟，省去中间周转时间，熟化出料直接连续挤压出料，加上人工操作，预计整个熟化挤压时间为1.5小时内；

压力蒸煮罐容积放大到1.5m³(罐体

1000×2000)，一次可满足1吨鸡肠原料处理量。

螺旋压榨机放大到

250×2500，压缩比1∶4；压力蒸煮罐出料口与螺旋压榨机进料口之间通过大口径球阀实现无缝对接和输料控制；

设备处理量为：一次1吨鸡肠原料、1.5小时处理时间-出料0.3吨(0.667吨/小时)，15小时处理10吨鸡肠原料-出料3吨。

2、蒸汽发酵搅拌设备

采用BGB生化处理机，(日处理10吨鸡肠原料需2台\若日处理45吨鸡肠原料需10台)，

蒸汽发酵设备容积3m³(

1250×2510)；

单台处理量为1吨，时间为6-8小时，出料0.55吨；

(根据日处理10吨鸡肠原料→产出熟鸡肠3吨+添加1吨豆粕(调整材)共4吨→产出2.2吨产出物)。

3、油水分离设备

500公斤鸡肠料产出熟鸡肠150公斤，约有≥350公斤油水混合液排出，日处理10吨鸡肠料将产出≥7吨的油水混合液；

采用市售的除油除渣机，将废液中的渣滓清理出来，将废液中油脂清理出来，剩下高浓有机废水排掉或去向水处理。

4、上料设备(提升机)

压力蒸煮挤压设备的提升机(日处理10吨鸡肠原料需1台\若日处理45吨鸡肠原料需5台)；

蒸汽发酵搅拌设备的提升机(日处理10吨鸡肠原料需2台\若日处理45吨鸡肠原料需10台)；

5、粉碎设备(粉碎机)

发酵设备出料为人工方式，出料后人工投入粉碎机粉碎，粉碎后人工称量、包装。

本实施例采用去油脂鸡肠和优质豆粕等经过BGB微生物复合菌高温(70℃)发酵后，其蛋白质大部分降解为优质小分子蛋白和肽，还含一定量的核酸、核苷酸，易于动物消化吸收，蛋白质质量得到优化，因而是一种优质的生物蛋白原料。鸡肠等发酵后，经过微生物作用，富含多种蛋白酶、脂肪酶，能够直接通过肠道粘膜吸收的小肽。鸡肠发酵后的独特性质的酶，能促进动物对氨基酸及矿物质等营养物质的吸收，而鸡肠小肽还具有独特的生理功能，鸡肠发酵蛋白是一种独特的资源，尤其适用于水产养殖业中。

实施例2：实施例1的生物饲料蛋白在生态蟹养殖中的应用

实施例1的生物饲料蛋白以20-25％的比例结合使用其他饲料原料如面筋粉、大豆粕、啤酒酵母、发酵棉籽粕等配成全价蟹饲料(粗蛋白30％以上)在中华绒螯蟹(大闸蟹)养殖中使用，经过10个月的养殖，效果非常明显，增重增加11-14％，规格增大(体长增加0.6cm，体宽增加0.3cm，性肝比增加10％，养殖水体的总氮降低12％、总磷降低30％、氨氮降低18.4％、亚硝酸盐降低17.2％，水质明显改善，同时蟹的风味也明显改善。

中华绒鳌蟹(大闸蟹)原有的养殖模式为：小杂鱼+水草+螺狮(模拟围湖养蟹)，但是随着养殖规模的增加，连年的小杂鱼饲养造成水质污染，水体净化功能消失，病害频发，养殖收益下降，1/3的农户亏损。之前也有人尝试利用饲料饲喂大闸蟹，但增重和风味不好。

发明人用生物饲料蛋白替代小杂鱼饲喂，结合微生物改水等综合技术达到更好的增重、规格增大、改善风味、增收、减少水体污染效果。

通过以上应用可以得出：利用屠宰下脚料经过发酵获得肠胰蛋白酶、微生物代谢产物，用于生态蟹养殖过程中，增强蟹体抗病能力，改善螃蟹消化吸收，蟹体排泄物中含有的益生菌同时起到改善水质的作用，同时，配套微生物饲料使用，解决了大闸蟹养殖的产业化标准问题，替代了目前养殖普遍采用的小杂鱼，大大减少了养殖水体的污染问题。通过改善螃蟹的养殖环境和合理的食物链条，使得螃蟹的肉品品质还原原有自然养殖的风味，膏黄肉甜，满足人们对天然风味的要求。同时BGB复合菌中含有的高达10⁷/cfu/g的微生物活菌，存在于饲料颗粒及蟹体排泄物中，有效分解底泥附近的总氮总磷，为螃蟹创造良好的生存环境，实现螃蟹养殖全程不用任何药物，满足人们对螃蟹的食品安全的要求。还可以在生态蟹养殖技术中，配合底泥改良技术、水草养护技术、养殖大蟹技术等相关配套技术，形成规范的生态蟹养殖技术。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种生物饲料蛋白，其特征在于，其是以BGB复合菌为发酵菌种，以屠宰场下脚料为主要发酵原料，添加豆粕，在30-80℃下发酵8-10小时制得；

所述BGB复合菌含有以下菌种：环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、坚强芽孢杆菌、施氏芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌，其活菌数的比例依次为：(0.8-1.1)∶(1.2-1.5)∶(1-1.2)∶(1.4-1.6)∶(2.2-3)∶(1.2-1.5)∶(1-1.2)∶(0.8-1.2)。

2.如权利要求1所述的生物饲料蛋白，其特征在于，所述屠宰场下脚料为鸡肠或猪肠。

3.如权利要求2所述的生物饲料蛋白，其特征在于，所述屠宰场下脚料经粉碎、蒸煮、压榨脱去水分和油脂后进行发酵。

4.如权利要求3所述的生物饲料蛋白，其特征在于，经粉碎、蒸煮、压榨脱去水分和油脂后的屠宰场下脚料每1000公斤添加300-350公斤的豆粕，添加200-300克的BGB复合菌进行发酵。

5.如权利要求4所述的生物饲料蛋白，其特征在于，发酵过程中进行如下温度控制：发酵1-2h时，温度控制在30-40℃；发酵3-4h时，温度控制在40-60℃；发酵4-8h时，温度控制在60-80℃；发酵8-10h时，温度控制在60℃以下。

6.如权利要求5所述的生物饲料蛋白，其特征在于，所述发酵过程是在BGB生化处理机内进行的。

7.用于生产权利要求1-6任一项所述的生物饲料蛋白的系统，其特征在于，包括压力蒸煮挤压设备、油水分离设备、蒸汽发酵搅拌设备、上料设备和粉碎设备，其中上料设备包括连接压力蒸煮挤压设备的上料设备和连接蒸汽发酵搅拌设备的上料设备，压力蒸煮挤压设备分别连接油水分离设备和蒸汽发酵搅拌设备，蒸汽发酵搅拌设备后连接粉碎设备。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述压力蒸煮挤压设备为蒸汽压力蒸煮挤压一体机；所述油水分离设备为除油除渣机；所述蒸汽发酵搅拌设备为BGB生化处理机；所述上料设备为提升机；所述粉碎设备为粉碎机。

9.权利要求1-6任一项所述的生物饲料蛋白在水产、畜禽养殖中的应用。