CN102178035B - 用复合菌种发酵分解棉粕中棉酚的方法 - Google Patents

Abstract

用复合菌种发酵分解棉粕中棉酚的方法，用棒杆菌、产朊假丝酵母菌、枯草芽孢杆菌和乳酸菌发酵培养制备复合菌种发酵液，再将复合菌种发酵液与由棉粕、玉米浆、糖蜜、硫酸铵、尿素和浓度10%的氢氧化钠水溶液原料组成的棉粕原料混合均匀，然后进行固体发酵，烘干、粉碎、用密封袋包装后即完成棉粕中棉酚的分解。本发明使得发酵后棉粕的蛋白溶解度提高50%以上，不但降低了饲料成本，增加养殖效益，而且使用范围广。

Description

用复合菌种发酵分解棉粕中棉酚的方法

技术领域

    本发明属于棉粕中棉酚的处理方法，具体的说是一种用复合菌种发酵分解棉粕中棉酚的方法。

技术背景

棉粕是棉籽经过压榨后得出的面饼，再经过浸出工艺将里面的大部分残油分离出来，得到的一种微红或黄色的颗粒状物品，它是制作饲料的主要原料，由于在棉籽饼和棉粕中存在大量的游离棉酚，而游离棉酚对动物有害，因此，直接拿棉粕时可能造成动物出现中毒或雄性动物的精子活力降低，而在棉粕中也存在较高的粗蛋白，在饲喂动物时会因棉酚而降低棉粕在饲料的中的利用，这需要对棉粕中的棉酚进行分解，而目前传统的分解棉酚的方法，其缺点是：粗纤维含量高，适用性差，不能在饲料中应用。蛋白溶解度低，利用率差。棉酚含量高，容易造成动物中毒，降低养殖效益。外观颜色差不能大量使用。消化利用率低，不能降低饲养成本。棉粕赖氨酸含量低，性价比差。

发明内容

本发明目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种用复合菌种发酵分解棉粕中棉酚的方法，使得发酵后棉粕的蛋白溶解度提高50%以上，不但降低了饲料成本，增加养殖效益，而且使用范围广。 

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：用复合菌种发酵分解棉粕中棉酚的方法，将复合菌种发酵液与棉粕原料混合后进行发酵，然后再经烘干、粉碎、用密封袋包装后即完成棉粕中棉酚的分解，方法步骤如下：

（1）、棉粕原料的制备

步骤一、取棉粕、玉米浆、糖蜜、硫酸铵、尿素和浓度10%的氢氧化钠水溶

液作为原料组分，将棉粕进行粉碎处理，颗粒度≤2.5mm，将棉粕、玉米浆、糖蜜、硫酸铵、尿素和浓度10%的氢氧化钠水溶液均匀混合，各组分加入的重量百分比为：棉粕70-80%、玉米浆5-20%、糖蜜4.5-10%、硫酸铵2-2.5%、尿素1.5-2%、氢氧化钠水溶液1-1.5%，制得棉粕原料，备用；

（2）、复合菌种发酵液的制备

步骤一、将棒杆菌、产朊假丝酵母菌、枯草芽孢杆菌分别进行好氧发酵培养，乳酸菌进行厌氧发酵培养；

步骤二、对步骤一培养后的菌种分别进行扩大培养，使产朊假丝酵母菌≥5亿/ml，枯草芽孢杆菌≥30亿/ml，棒杆菌≥50亿/ml，乳酸菌≥30亿/ml，完成棒杆菌、产朊假丝酵母菌、枯草芽孢杆菌和乳酸菌的扩大培养，发酵液备用；                                       

步骤三、以100L水为基液，然后在水内加入重量百分比3-7%的玉米浆、2-3%的硫酸铵、8-9%的糖蜜、0.05%的磷酸镁钾、0.03%的硫酸镁和2-4%的氢氧化钠的水溶液，制得培养基，备用；

步骤四、按重量份数取1-3份产朊假丝酵母菌发酵液、2-6份枯草芽孢杆菌发酵液、2-6份棒干菌发酵液和1-3份乳酸菌的发酵液混合后得到混合液，然后按重量比20%的混合液与80%的培养基加入复合发酵罐发酵培养，得到复合菌种发酵液，备用；

所述的氢氧化钠的水溶液的浓度是10%；

（3）、棉粕原料中棉酚的分解

步骤一、将备用的棉粕原料与备用的复合菌种液按1:0.8比例均匀混合，加水将混合料浆中水分含量的重量百分比调整为45—55%，备用；

步骤二、将混合料浆装入发酵装置内，然后将发酵装置送入发酵室进行发酵，发酵温度：32℃—35℃，发酵时间：48—72小时，混合料浆pH值：5.5—6.5，湿度：65—80%RH； 

步骤三、将发酵好的物料进入烘干机烘干，烘干温度为80—100℃，将烘干后的物料温度冷却至45℃以下；

步骤四、将烘干好的物料粉碎后包装，完成棉粕中棉酚的分解。

有益效果是：由于在棉籽饼和棉粕中存在大量的游离棉酚，而游离棉酚对动物有害，因此，直接拿棉粕时可能造成动物出现中毒或雄性动物的精子活力降低，而在棉粕中也存在较高的粗蛋白，在饲喂动物时会因棉酚而降低棉粕在饲料的中的利用，而在本发明中利用棒杆菌、产朊假丝酵母菌、枯草芽孢杆菌和乳酸菌的微生物在发酵的过程中，产生可以破坏棉酚组织结构的酶类，使棉酚的分子链断开，破坏其毒理作用。 

棉粕自身所含的粗蛋白和粗纤维含量较低，其粗蛋白质为20-30%,粗纤维含量为16-20%，在发酵过程中，微生物发酵代谢产物，包括菌体蛋白、消化酶能存留在发酵物料中，从而是棉粕中的粗蛋白含量提高20%，提高粗蛋白在饲料中的利用率，消化酶能将蛋白质降解为小肽营养物质提高消化利用率，赖氨酸大幅度提高增加产品性价比，从而减低饲料成本，增加养殖效益。使用范围广，可以在各种饲料中添加使用。

同时利用玉米浆干物质做为制备复合菌发酵物，提高玉米中的粗蛋白含量，很大程度上提高其原料中粗蛋白质含量，另外在饲料中加入微生物菌群，增加饲料中微生物菌群的含量，促进饲料中各种营养成分在动物肠道内的消化吸收，提高饲料的利用率，在配合饲料中添加可减少抗生素和益生素的添加量，降低配合饲料成本，提高利用价值和养殖效益。

     在生产过程中，各种原料中所含有的某些有毒物质或抑制因子（如胰蛋白酶抑制因子、血球凝集素等）因发酵产热作用而被破坏，同时可杀灭90%的沙门氏杆菌，降低疾病的发生，同时饲料中含有微生物菌群中的有益菌也可降低疾病的发生，减少动物体内的药物残留。

具体实施方式

用复合菌种发酵分解棉粕中棉酚的方法，将复合菌种发酵液与棉粕原料混合后进行发酵，然后再经烘干、粉碎、用密封袋包装后即完成棉粕中棉酚的分解，方法步骤如下：

（1）、棉粕原料的制备

步骤一、取棉粕、玉米浆、糖蜜、硫酸铵、尿素和浓度10%的氢氧化钠水溶液作为原料组分，将棉粕进行粉碎处理，颗粒度≤2.5mm，将棉粕、玉米浆、糖蜜、硫酸铵、尿素和浓度10%的氢氧化钠水溶液均匀混合，各组分加入的重量百分比为：棉粕70-80%、玉米浆5-20%、糖蜜4.5-10%、硫酸铵2-2.5%、尿素1.5-2%、氢氧化钠水溶液1-1.5%，制得棉粕原料，备用；

（2）、复合菌种发酵液的制备

步骤一、将棒杆菌、产朊假丝酵母菌、枯草芽孢杆菌分别进行好氧发酵培养，乳酸菌进行厌氧发酵培养；

步骤二、对步骤一培养后的菌种分别进行扩大培养，使产朊假丝酵母菌≥5亿/ml，枯草芽孢杆菌≥30亿/ml，棒杆菌≥50亿/ml，乳酸菌≥30亿/ml，完成棒杆菌、产朊假丝酵母菌、枯草芽孢杆菌和乳酸菌的扩大培养，发酵液备用；                                       

步骤三、以100L水为基液，然后在水内加入重量百分比3-7%的玉米浆、2-3%的硫酸铵、8-9%的糖蜜、0.05%的磷酸镁钾、0.03%的硫酸镁和2-4%的氢氧化钠的水溶液，制得培养基，备用；

步骤四、按重量份数取1-3份产朊假丝酵母菌发酵液、2-6份枯草芽孢杆菌发酵液、2-6份棒干菌发酵液和1-3份乳酸菌的发酵液混合后得到混合液，然后按重量比20%的混合液与80%的培养基加入复合发酵罐发酵培养，得到复合菌种发酵液，备用；

所述的氢氧化钠的水溶液的浓度是10%；

（3）、棉粕原料中棉酚的分解

步骤一、将备用的棉粕原料与备用的复合菌种液按1:0.8比例均匀混合，加水将混合料浆中水分含量的重量百分比调整为45—55%，备用；

步骤二、将混合料浆装入发酵装置内，然后将发酵装置送入发酵室进行发酵，发酵温度：32℃—35℃，发酵时间：48—72小时，混合料浆pH值：5.5—6.5，湿度：65—80%RH； 

步骤三、将发酵好的物料进入烘干机烘干，烘干温度为80—100℃，将烘干后的物料温度冷却至45℃以下；

步骤四、将烘干好的物料粉碎后包装，完成棉粕中棉酚的分解。

其中，将棒杆菌、产朊假丝酵母菌、枯草芽孢杆菌和乳酸菌的扩大培养，可以按照行业内常用的方法进行，例如，用水100ml、牛肉膏0.3g、琼脂1.5g、氯化钠0.5g配制培养基进行培养。

将棒杆菌、产朊假丝酵母菌、枯草芽孢杆菌和乳酸菌的三角瓶扩大培养，也可以按照行业内常用的方法进行，例如，用5%的玉米糖蜜和95%的水配制的培养基进行培养。

培养基扩大培养和混合培养之前，培养基需要加热灭菌，一般加入到115℃后继续保温30分钟，灭菌后降温至所需的培养温度，然后接入菌种进行培养。

在菌种混合培养后，取样涂于载玻片上，后将载玻片置于电子显微镜下进行镜检，检测复合菌液中的活菌数是否达标，其中，使产朊假丝酵母菌≥5亿/ml，枯草芽孢杆菌≥30亿/ml，棒杆菌≥50亿/ml，乳酸菌≥30亿/ml。

棉粕、玉米浆、糖蜜、硫酸铵和尿素中各组分的粗蛋白质百分比分别为：棉粕的标准蛋白为42%、比例蛋白为33.6%；玉米浆的标准蛋白为20.25%、比例蛋白为2.025%；糖蜜的标准蛋白为10%、比例蛋白为0.5%；硫酸铵的标准蛋白为130%、比例蛋白为1.6%；尿素的标准蛋白为287%、比例蛋白为4.3%，粗蛋白含量总计达到43.25%。

实施例一

用复合菌种发酵分解棉粕中棉酚的方法，将复合菌种发酵液与棉粕原料混合后进行发酵，然后再经烘干、粉碎、用密封袋包装后即完成棉粕中棉酚的分解，方法步骤如下：

（1）、棉粕原料的配备

步骤一、取棉粕、玉米浆、糖蜜、硫酸铵、尿素和浓度10%的氢氧化钠水溶液作为原料组分，将棉粕进行粉碎处理，颗粒度2.5mm，将棉粕、玉米浆、糖蜜、硫酸铵、尿素和浓度10%的氢氧化钠水溶液均匀混合，各组分加入量的百分比为：各组分的加入量及所占的百分比为：棉粕80%、玉米浆5%、糖蜜10%、硫酸铵2%、尿素2%、氢氧化钠水溶液1%，制得棉粕原料，备用；

（2）、复合菌种发酵液的制备

步骤一、将棒杆菌、产朊假丝酵母菌、枯草芽孢杆菌和乳酸菌分别进行在单菌化验室培养，培养基按分别按各个菌种的基础培养基使用，然后用三角瓶摇床将棒杆菌、产朊假丝酵母菌、枯草芽孢杆菌进行好氧发酵培养，乳酸菌进行厌氧发酵培养； 

步骤二、对步骤一培养后的菌种分别进行单菌扩大种子罐培养，使产朊假丝酵母菌≥5亿/ml，枯草芽孢杆菌≥30亿/ml，棒杆菌≥50亿/ml，乳酸菌≥30亿/ml，完成棒杆菌、产朊假丝酵母菌、枯草芽孢杆菌和乳酸菌的扩大培养，发酵液备用；                                       

步骤三、以100L水为基液，然后在水内加入重量百分比5%的玉米浆、2.5%的硫酸铵、8.5%的糖蜜、0.05%的磷酸镁钾、0.03%的硫酸镁和3%的氢氧化钠的水溶液，制得培养基，备用；本步骤中的pH值6.5，碳氨比为：1：29。

步骤四、按重量份数取1份产朊假丝酵母菌发酵液、2份枯草芽孢杆菌发酵液、2份棒干菌发酵液和1份乳酸菌的发酵液混合后得到混合液，然后按重量比20%的混合液与80%的培养基加入复合发酵罐发酵培养，得到复合菌种发酵液，备用；培养得到的复合菌种总菌数≥30亿/ml，产朊假丝酵母菌占总菌数比例≥10%； 

所述的氢氧化钠的水溶液的浓度是10%；

（3）、棉粕原料中棉酚的分解

步骤一、将备用的棉粕原料与备用的复合菌种液按1:0.8重量百分比均匀混合，加水将混合料浆中水分含量的重量百分比调整为45%，使得混合料浆的粘度为捏手成团，松手即散为宜，备用；

步骤二、将得到的混合料浆装入透气性好、能够溶氧的发酵筐内，装筐深度30cm，长度60cm，宽度20cm，然后将发酵筐送入发酵室进行发酵，发酵温度35℃，发酵时间：48小时，pH值： 6.5，湿度：65%RH；    

步骤三、将发酵好的物料测定棉酚含量比分解发酵前含量降低80%，然后将物料送入烘干机烘干，烘干温度为80℃，将烘干后的物料温度冷却至40℃；

步骤四、将烘干好的物料粉碎，粉碎机使用2.0mm筛网粉碎，粉碎后包装，完成棉粕中棉酚的分解。

以上实施例所用菌种购自中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心。本实施例制得的物料中含43.025%的粗蛋白质。

实施例二

用复合菌种发酵分解棉粕中棉酚的方法，将复合菌种发酵液与棉粕原料混合后进行发酵，然后再经烘干、粉碎、用密封袋包装后即完成棉粕中棉酚的分解，方法步骤如下：

（1）、棉粕原料的配备

步骤一、取棉粕、玉米浆、糖蜜、硫酸铵、尿素和浓度10%的氢氧化钠水溶液作为原料组分，将棉粕进行粉碎处理，颗粒度2.0mm，将棉粕、玉米浆、糖蜜、硫酸铵、尿素和浓度10%的氢氧化钠水溶液均匀混合，各组分加入量的百分比为：各组分的加入量及所占的百分比为：棉粕70%、玉米浆20%、糖蜜4.5%、硫酸铵2.5%、尿素1.5%、氢氧化钠水溶液1.5%，制得棉粕原料，备用；

（2）、复合菌种发酵液的制备

步骤一、将棒杆菌、产朊假丝酵母菌、枯草芽孢杆菌和乳酸菌分别进行在单菌化验室培养，培养基按分别按各个菌种的基础培养基使用，然后用三角瓶摇床将棒杆菌、产朊假丝酵母菌、枯草芽孢杆菌进行好氧发酵培养，乳酸菌进行厌氧发酵培养； 

步骤二、对步骤一培养后的菌种分别进行单菌扩大种子罐培养，使产朊假丝酵母菌≥5亿/ml，枯草芽孢杆菌≥30亿/ml，棒杆菌≥50亿/ml，乳酸菌≥30亿/ml，完成棒杆菌、产朊假丝酵母菌、枯草芽孢杆菌和乳酸菌的扩大培养，发酵液备用；                                       

步骤三、以100L水为基液，然后在水内加入重量百分比3%的玉米浆、2%的硫酸铵、8%的糖蜜、0.05%的磷酸镁钾、0.03%的硫酸镁和2%的氢氧化钠的水溶液，制得培养基，备用；本步骤中的pH值6.0，碳氨比为：1：29。

步骤四、按重量份数取3份产朊假丝酵母菌发酵液、6份枯草芽孢杆菌发酵液、6份棒干菌发酵液和3份乳酸菌的发酵液混合后得到混合液，然后按重量比20%的混合液与80%的培养基加入复合发酵罐发酵培养，得到复合菌种发酵液，备用；培养得到的复合菌种总菌数≥30亿/ml，产朊假丝酵母菌占总菌数比例≥10%； 

所述的氢氧化钠的水溶液的浓度是10%；

（3）、棉粕原料中棉酚的分解

步骤一、将备用的棉粕原料与备用的复合菌种液按1:0.8重量百分比均匀混合，加水将混合料浆中水分含量的重量百分比调整为45%，使得混合料浆的粘度为捏手成团，松手即散为宜，备用；

步骤二、将得到的混合料浆装入透气性好、能够溶氧的发酵筐内，装筐深度40cm，长度70cm，宽度30cm，然后将发酵筐送入发酵室进行发酵，发酵温度32℃，发酵时间：72小时，pH值： 5.5，湿度：80%RH；    

步骤三、将发酵好的物料测定棉酚含量比分解发酵前含量降低50%，然后将物料送入烘干机烘干，烘干温度为100℃，将烘干后的物料温度冷却至44℃；

步骤四、将烘干好的物料粉碎，粉碎机使用2.0mm筛网粉碎，粉碎后包装，完成棉粕中棉酚的分解。

以上实施例所用菌种购自中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心。本实施例制得的物料中含42.8%的粗蛋白质。

实施例三

用复合菌种发酵分解棉粕中棉酚的方法，将复合菌种发酵液与棉粕原料混合后进行发酵，然后再经烘干、粉碎、用密封袋包装后即完成棉粕中棉酚的分解，方法步骤如下：

（1）、棉粕原料的配备

步骤一、取棉粕、玉米浆、糖蜜、硫酸铵、尿素和浓度10%的氢氧化钠水溶液作为原料组分，将棉粕进行粉碎处理，颗粒度1.8mm，将棉粕、玉米浆、糖蜜、硫酸铵、尿素和浓度10%的氢氧化钠水溶液均匀混合，各组分加入量的百分比为：各组分的加入量及所占的百分比为：棉粕75%、玉米浆12.5%、糖蜜7.2%、硫酸铵2.3%、尿素1.7%、氢氧化钠水溶液1.3%，制得棉粕原料，备用；

（2）、复合菌种发酵液的制备

步骤一、将棒杆菌、产朊假丝酵母菌、枯草芽孢杆菌和乳酸菌分别进行在单菌化验室培养，培养基按分别按各个菌种的基础培养基使用，然后用三角瓶摇床将棒杆菌、产朊假丝酵母菌、枯草芽孢杆菌进行好氧发酵培养，乳酸菌进行厌氧发酵培养； 

步骤二、对步骤一培养后的菌种分别进行单菌扩大种子罐培养，使产朊假丝酵母菌≥5亿/ml，枯草芽孢杆菌≥30亿/ml，棒杆菌≥50亿/ml，乳酸菌≥30亿/ml，完成棒杆菌、产朊假丝酵母菌、枯草芽孢杆菌和乳酸菌的扩大培养，发酵液备用；                                       

步骤三、以100L水为基液，然后在水内加入重量百分比7%的玉米浆、3%的硫酸铵、9%的糖蜜、0.05%的磷酸镁钾、0.03%的硫酸镁和2%的氢氧化钠的水溶液，制得培养基，备用；本步骤中的pH值6.5，碳氨比为：1：28。

步骤四、按重量份数取2份产朊假丝酵母菌发酵液、4份枯草芽孢杆菌发酵液、4份棒干菌发酵液和2份乳酸菌的发酵液混合后得到混合液，然后按重量比20%的混合液与80%的培养基加入复合发酵罐发酵培养，得到复合菌种发酵液，备用；培养得到的复合菌种总菌数≥30亿/ml，产朊假丝酵母菌占总菌数比例≥10%； 

所述的氢氧化钠的水溶液的浓度是10%；

（3）、棉粕原料中棉酚的分解

步骤一、将备用的棉粕原料与备用的复合菌种液按1:0.8重量百分比均匀混合，加水将混合料浆中水分含量的重量百分比调整为45%，使得混合料浆的粘度为捏手成团，松手即散为宜，备用；

步骤二、将得到的混合料浆装入透气性好、能够溶氧的发酵筐内，装筐深度50cm，长度80cm，宽度40cm，然后将发酵筐送入发酵室进行发酵，发酵温度33℃，发酵时间：60小时，pH值：6.0，湿度：70%RH；    

步骤三、将发酵好的物料测定棉酚含量比分解发酵前含量降低65%，然后将物料送入烘干机烘干，烘干温度为90℃，将烘干后的物料温度冷却至30℃；

步骤四、将烘干好的物料粉碎，粉碎机使用2.0mm筛网粉碎，粉碎后包装，完成棉粕中棉酚的分解。

以上实施例所用菌种购自中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心。本实施例制得的物料中含43.878%的粗蛋白质。

本发明中所用的棒杆菌、产朊假丝酵母菌、枯草芽孢杆菌和乳酸菌均采用市场上购得的菌种，本发明的技术方案不依赖菌种的特定菌株，经多次试验，从不同保藏机构和生物制品企业购得菌种均能达到预定效果。

Claims (1)

1.用复合菌种发酵分解棉粕中棉酚的方法，其特征在于：将复合菌种发酵液与棉粕原料混合后进行发酵，然后再经烘干、粉碎、用密封袋包装后即完成棉粕中棉酚的分解，方法步骤如下：

（1）、棉粕原料的制备

步骤一、取棉粕、玉米浆、糖蜜、硫酸铵、尿素和浓度10%的氢氧化钠水溶液作为原料组分，将棉粕进行粉碎处理，颗粒度≤2.5mm，将棉粕、玉米浆、糖蜜、硫酸铵、尿素和浓度10%的氢氧化钠水溶液均匀混合，各组分加入的重量百分比为：棉粕70-80%、玉米浆5-20%、糖蜜4.5-10%、硫酸铵2-2.5%、尿素1.5-2%、氢氧化钠水溶液1-1.5%，制得棉粕原料，备用；

（2）、复合菌种发酵液的制备

步骤一、将棒杆菌、产朊假丝酵母菌、枯草芽孢杆菌分别进行好氧发酵培养，乳酸菌进行厌氧发酵培养；

步骤二、对步骤一培养后的菌种分别进行扩大培养，使产朊假丝酵母菌≥5亿/ml，枯草芽孢杆菌≥30亿/ml，棒杆菌≥50亿/ml，乳酸菌≥30亿/ml，完成棒杆菌、产朊假丝酵母菌、枯草芽孢杆菌和乳酸菌的扩大培养，发酵液备用；                                       

步骤三、以100L水为基液，然后在水内加入重量百分比3-7%的玉米浆、2-3%的硫酸铵、8-9%的糖蜜、0.05%的磷酸镁钾、0.03%的硫酸镁和2-4%的氢氧化钠的水溶液，制得培养基，备用；

步骤四、按重量份数取1-3份产朊假丝酵母菌发酵液、2-6份枯草芽孢杆菌发酵液、2-6份棒杆菌发酵液和1-3份乳酸菌的发酵液混合后得到混合液，然后按重量比20%的混合液与80%的培养基加入复合发酵罐发酵培养，得到复合菌种发酵液，备用；

所述的氢氧化钠的水溶液的浓度是10%；

（3）、棉粕原料中棉酚的分解

步骤一、将备用的棉粕原料与备用的复合菌种液按1:0.8比例均匀混合，加水将混合料浆中水分含量的重量百分比调整为45—55%，备用；

步骤二、将混合料浆装入发酵装置内，然后将发酵装置送入发酵室进行发酵，发酵温度：32℃—35℃，发酵时间：48—72小时，混合料浆pH值：5.5—6.5，湿度：65—80%RH； 

步骤三、将发酵好的物料进入烘干机烘干，烘干温度为80—100℃，将烘干后的物料温度冷却至45℃以下；

步骤四、将烘干好的物料粉碎后包装，完成棉粕中棉酚的分解。