CN102396644B - 一种生物发酵全价植物蛋白及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物发酵全价植物蛋白及制备方法，由主原料经发酵菌种发酵制备而成，将高蛋白棉粕、高蛋白葵仁粕、菜粕、高蛋白红花粕、葡萄籽粕通过生物发酵的方法，脱除其有毒物质及抗营养因子的同时，降低粗纤维含量、提高氨基酸含量并平衡各类氨基酸比例组成，制得的全价植物蛋白的营养价值达到并超过了豆粕，在饲料应用中可完全替低豆粕，特别是在水产及禽类饲料中使用效果显著。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物发酵全价植物蛋白及制备方法，属于生物发酵领域。
背景技术
近年来，我国畜牧业和饲料工业发展十分迅速，蛋白质是饲料的主要原料而我国蛋白原料稀缺，目前蛋白原料总需求量为4,600万吨，供给缺口每年在2,000万吨以上，需大量进口。据测算到2010年-2020年，我国蛋白原料缺口将达到2,400万吨-4,800万吨。豆粕因其蛋白含量高、氨基酸品质较好而现作为饲料的主要蛋白原料，2009年我国进口大豆4,260万吨，占世界贸易量的45%左右，对进口的依存度超过70%。豆粕的短缺、对外的依赖以及价格的波动增加了养殖成本和风险。长远来看，饲料原料价格将不断上涨，豆粕、鱼粉等优质蛋白原料价格波动频繁，蛋白原料供应不足将抑制我国饲料工业的快速发展，饲料行业将面临成本刚性攀升、效益趋于下降的困境。
国内现有的一些植物蛋白饲料虽然数量丰富且价格低廉，如棉粕年产500～600万吨、菜粕年产900～1100万吨、葵粕80～120万吨。但因棉粕中含有游离棉酚等抗营养因子，菜粕中含有植酸、单宁、芥子碱、硫葡糖苷等抗营养因子，葵粕中含有植酸、绿原酸等抗营养因子，导致其转化率低、消化率低，家畜、家禽食欲不佳，食用后难于消化和吸收，不宜大量用于饲料，为了扩大其使用范围用量必须进行脱毒处理以提高其营养价值，另外传统工艺生产的棉粕、葵粕、菜粕、红花粕、葡萄籽粕因受限于加工工艺的瓶颈及难点，普遍存在热处理过度导致营养价值降低、蛋白含量偏低的现象，也限制了其在饲料中的有效利用。而国内新近开发的发酵棉粕、菜粕等虽然脱除或降低了有毒物质及抗营养因子的问题，并有效提升了氨基酸总量，但并未有效解决棉粕、菜粕、葵粕等植物蛋白饲料中粗蛋白偏低、粗纤维含量偏高、氨基酸组成比例不平衡的问题，其仍然无法在饲料应用中全面替代豆粕的使用。另外国内在一些小品种植物蛋白饲料如红花粕、葡萄籽粕研究开发较少，其在饲料中的应用价值及使用量较小。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新的全价植物蛋白，解决普通棉粕、菜粕、葵粕中粗蛋白含量低、有毒物质及抗营养因子含量高导致其营养价值不高，饲料应用范围有限的问题，同时又解决了一般发酵法制得的植物蛋白的氨基酸组成比例不平衡、无法完全替代豆粕的问题。
本发明的技术方案为：
一种生物发酵全价植物蛋白，由主原料经发酵菌种发酵制备而成，所述的主原料按重量百分比组成为：葵仁粕25～35%，棉粕30～40%，菜粕20～30%，红花仁粕8～12%，葡萄籽粕0～8%，蕃茄籽粕0～5%；所述的发酵菌种：啤酒酵母、乳酸菌、热带假丝酵母经三级培养后混合获得的复合菌种；
所述葵仁粕的蛋白含量46%以上，所述棉粕的蛋白含量50%以上，菜粕的蛋白含量38%以上，红花仁粕的蛋白含量45%以上，葡萄籽粕的蛋白含量40%以上；
所述的发酵菌种中所含的各菌种重量百分含量为：啤酒酵母40～50%、乳酸菌20～30%、热带假丝酵母20～30%。
一种生物发酵全价植物蛋白的制备方法，按照如下步骤进行：
（1）精选蛋白含量46%以上的葵仁粕、蛋白含量50%以上的棉粕、蛋白含量38%以上的菜粕、蛋白含量45%以上的红花仁粕、蛋白含量40%以上的葡萄籽粕为主要原料，分析其粗纤维、各类氨基酸含量后参照理想蛋白质平衡模式确定各类粕的添加量，各类粕组分的重量百分比为：葵仁粕25～35%、棉粕30～40%、菜粕20～30%、红花仁粕8～12%、葡萄籽粕0～8%、蕃茄籽粕0～5%；
（2）各类粕按步骤（1）所述比例配料后混合均匀，进入粉碎环节，粉碎粒度为40目；
（3）粉碎后对混合蛋白粕加水调质，调质后含水量在45～50%范围内，并以主原料总重量6～9%的接种量接入发酵菌种液，搅拌混匀后在28～33℃温度下发酵，发酵菌种为啤酒酵母、乳酸菌、热带假丝酵母三种菌种经三级培养混合后使用，各菌种重量比为啤酒酵母40～50%、乳酸菌20～30%、热带假丝酵母20～30%；
（4）在发酵过程中对发酵物进行营养成分分析，从而确定发酵时间的长短，总发酵时间控制在48～72小时内；
（5）发酵完成后在90～100℃下烘干至产品水分小于10%，并经冷却粉碎处理后即得全价植物蛋白；所得产物粗蛋白≥48%，粗纤维≤7%，水分≤10%，EAA：NEAA接近1∶1.1，赖氨酸含量2.3～2.7%，蛋氨酸含量1.0～1.2%。
本发明的有益效果为：
1、将高蛋白棉粕、高蛋白葵仁粕、菜粕、高蛋白红花粕、葡萄籽粕通过生物发酵的方法，脱除其有毒物质及抗营养因子的同时，降低粗纤维含量、提高氨基酸含量并平衡各类氨基酸比例组成，制得的全价植物蛋白的营养价值达到并超过了豆粕，在饲料应用中可完全替代豆粕，特别是在水产及禽类饲料中使用效果显著。
2、本法制得的全价植物蛋白在脱除有毒物质及抗营养因子的同时，达到降低粗纤维含量、提高氨基酸含量并平衡各类氨基酸比例组成的目的，其营养价值达到并超过了豆粕，在饲料应用中可完全替代豆粕，特别是在水产及禽类饲料中使用效果显著。如果国内杂粕中的60%使用本方法制取全价植物蛋白，年可得1000万吨左右的高档植物蛋白饲料，可有效地缓解我国优质蛋白资源匮乏的问题。
附图说明
图1为本发明的生产流程示意图。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一、原材料及用量
主原料：葵仁粕32%，棉粕30%，菜粕30%，红花仁粕8%；
发酵菌种：啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）、乳酸菌（Lactobacillus delbrueckii）、热带假丝酵母（Candida tropicalis）；
啤酒酵母、乳酸菌、热带假丝酵母均购买于中国工业微生物菌种保藏管理中心；
将这三种菌种按照常规微生物培养方式进行三级扩大培养，按比例混合，混合后的重量百分含量为，啤酒酵母40%、乳酸菌30%、热带假丝酵母30%；
如图1所示，本方法首先精选蛋白含量46%以上的葵仁粕、蛋白含量50%以上的棉粕、蛋白含量38%以上的菜粕、蛋白含量45%以上的红花仁粕、蛋白含量30%以上的葡萄籽粕、蛋白含量30%以上的番茄籽粕为主要原料，分析其各类营养成分后进行合理搭配，混合后进行粉碎调质处理，并接入混合菌种进行生物发酵工序后，经烘干、冷却、破碎等工序即制得全价植物蛋白，其粗蛋白≥48%，粗纤维≤7%，水分≤10%，EAA（必需氨基酸）：NEAA（非必需氨基酸）接近1:1.1，赖氨酸含量2.3～2.7%，蛋氨酸含量1.0～1.2%。
发酵完成后在90～100℃下烘干至产品水分小于10%，并经冷却粉碎处理后即得全价植物蛋白。其粗蛋白≥48%，粗纤维≤7%，水分≤10%，EAA：NEAA接近1:1.1，赖氨酸含量2.3～2.7%，蛋氨酸含量1.0～1.2%。
二、具体过程
1、精选蛋白含量46%以上的葵仁粕、蛋白含量50%以上的棉粕、蛋白含量38%以上的菜粕、蛋白含量45%以上的红花仁粕、蛋白含量40%以上的葡萄籽粕为主要原料，分析其粗纤维、各类氨基酸含量后参照理想蛋白质平衡模式确定各类粕的添加量；
2、各类粕按比例配料后混合均匀，进入粉碎环节，要求粉碎粒度全部通过40目；
3、粉碎后对混合蛋白粕加水调质，调质后含水量在45～50%范围内，并以6～9%的接种量接入发酵菌种液，搅拌混匀后在28～33℃温度下发酵，发酵菌种为啤酒酵母、乳酸菌、热带假丝酵母三种菌种中的二种或三种混合后使用；
4、在发酵过程中对发酵物进行营养成分分析，从而确定发酵时间的长短，总发酵时间控制在48～72小时内；
5、发酵完成后在90～100℃下烘干至产品水分小于10%，并经冷却粉碎处理后即得全价植物蛋白。其粗蛋白≥48%，粗纤维≤7%，水分≤10%，EAA：NEAA接近1:1.1，赖氨酸含量2.3～2.7%，蛋氨酸含量1.0～1.2%。
实施例2
一、原材料及用量
主原料：葵仁粕25%，棉粕40%，菜粕20%，红花仁粕12%，葡萄籽粕2%，蕃茄籽粕1%；
发酵菌种：啤酒酵母、乳酸菌、热带假丝酵母，其中，啤酒酵母45%、乳酸菌25%、热带假丝酵母30%；
其余均与实施例1相同。
实施例3
一、原材料及用量
主原料：葵仁粕25%，棉粕31%，菜粕21%，红花仁粕10%，葡萄籽粕8%，蕃茄籽粕5%；
发酵菌种：啤酒酵母、乳酸菌、热带假丝酵母，其中，啤酒酵母50%、乳酸菌20%、热带假丝酵母30%；
其余均与实施例1相同。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种生物发酵全价植物蛋白，其特征在于，由主原料经发酵菌种发酵制备而成，
所述的主原料按重量百分比组成为：葵仁粕25～35%，棉粕30～40%，菜粕20～30%，红花仁粕8～12%，葡萄籽粕0～8%，蕃茄籽粕0～5%；
所述的发酵菌种为：啤酒酵母、乳酸菌、热带假丝酵母经三级培养后混合获得的复合菌种；所述的发酵菌种中所含的各菌种重量百分含量为：啤酒酵母40～50%、乳酸菌20～30%、热带假丝酵母20～30%。
2.根据权利要求1所述的一种生物发酵全价植物蛋白，其特征在于所述的葵仁粕的蛋白含量46%以上，所述棉粕的蛋白含量50%以上，菜粕的蛋白含量38%以上，红花仁粕的蛋白含量45%以上，葡萄籽粕的蛋白含量40%以上。
3.一种生物发酵全价植物蛋白的制备方法，其特征在于按照如下步骤进行：
（1）精选蛋白含量46%以上的葵仁粕、蛋白含量50%以上的棉粕、蛋白含量38%以上的菜粕、蛋白含量45%以上的红花仁粕、蛋白含量40%以上的葡萄籽粕为主要原料，分析其粗纤维、各类氨基酸含量后参照理想蛋白质平衡模式确定各类粕的添加量，各类粕组分的重量百分比为：葵仁粕25～35%、棉粕30～40%、菜粕20～30%、红花仁粕8～12%、葡萄籽粕0～8%、蕃茄籽粕0～5%；
（2）各类粕按步骤（1）所述比例配料后混合均匀，进入粉碎环节，粉碎粒度为40目；
（3）粉碎后对混合蛋白粕加水调质，调质后含水量在45～50%范围内，并以主原料总重量6～9%的接种量接入发酵菌种液，搅拌混匀后在28～33℃温度下发酵，发酵菌种为啤酒酵母、乳酸菌、热带假丝酵母三种菌种经三级培养混合后使用，各菌种重量比为啤酒酵母40～50%、乳酸菌20～30%、热带假丝酵母20～30%；
（4）在发酵过程中对发酵物进行营养成分分析，从而确定发酵时间的长短，总发酵时间控制在48～72小时内；
（5）发酵完成后在90～100℃下烘干至产品水分小于10%，并经冷却粉碎处理后即得全价植物蛋白。
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