CN102763768A

CN102763768A - 一种同步固体发酵和酶解制备发酵豆粕的生产工艺

Info

Publication number: CN102763768A
Application number: CN2012102734547A
Authority: CN
Inventors: 马立周; 周生飞; 许长国; 于俊尧; 蔡冬梅; 柳红艳; 董书阁
Original assignee: SHANDONG HESHI GROUP CO Ltd
Current assignee: SHANDONG HESHI GROUP CO Ltd
Priority date: 2012-08-03
Filing date: 2012-08-03
Publication date: 2012-11-07

Abstract

本发明提供一种同步固体发酵和酶解制备发酵豆粕的新工艺，该工艺主要是通过益生菌发酵和蛋白酶酶解同步作用提高豆粕的饲用价值，主要包括以下内容：过外源性添加蛋白酶和微生物分泌复合酶系的酶解作用将豆粕中大分子蛋白降解为更易于动物吸收的小分子蛋白、多肽、小肽等；同时，通过微生物发酵去除豆粕中的抗营养因子物质，提高发酵豆粕中的有机酸和微生态含量，从而提高豆粕的饲用价值。本发明制得的发酵豆粕富含多种消化酶，降解了大部分抗营养因子，提高了可溶性蛋白的含量，并赋予一定量的有机酸和特殊风味，饲用价值高，可应用于畜禽饲料和水产饲料，其中用于水产饲料可部分替代鱼粉的应用。

Description

一种同步固体发酵和酶解制备发酵豆粕的生产工艺

技术领域

本文涉及一种同步固体发酵和酶解制备发酵豆粕的新工艺，是一种利用生物技术改进豆粕饲用价值的生产方法，属于饲料生产领域。

背景技术

蛋白质原料是饲料工业发展的基础，我国蛋白质原料的紧缺和价格高涨已经成为发展畜牧业和水产业的瓶颈之一。目前，随着人们生活水平的提高和对生活质量的重视，对肉、蛋、奶的需求日益增多，粮食和饲料生产面临严峻考验，饲料蛋白质资源匮乏。提高粮食向畜牧产品的转化效率和饲料的利用率，拓宽饲料资源，开发非常规饲料己迫在眉睫。而缓解矛盾的重要策略就是针对现有蛋白源，提高其利用率，尽可能地挖掘饲料的可利用营养成分，从根本上解决饲料原料供应紧张的局面。

豆粕是植物油粕饲料产品中产量最大，用途最广的一种，在世界蛋白质原料供应市场上，其占有绝对优势。作为为一种高蛋白质，并且含有多种氨基酸，豆粕是制作畜禽、水产饲料的主要原料。但是豆粕所含的蛋白质大都是44KD 以上的大分子，动物对其利用率低。若要使豆粕广泛的应用于饲料养殖业，必须将豆粕中的大分子蛋白降解为小分子肽和氨基酸，提高其利用率。此外，豆粕中含有大量的抗营养因子物质，如胰蛋白酶抑制剂、大豆抗原蛋白、尿酸、植酸、植物凝集素、NSP等，影响动物对饲料营养的消化吸收，导致动物生产性能低下，特别是对幼龄畜禽动物和水产动物，而且会影响到动物的免疫机能，给下游的养殖产品带来食品不安全隐患。因此目前研究豆粕饲用价值提升成为业界内的焦点。

与其他提高利用率的方法相比，发酵法更方便、快捷、安全、经济。发酵过程中，活性微生物菌体直接参与生化代谢，作用于大分子蛋白；活性微生物菌体的生化代谢可以修饰某些功能基团，还可以合成、分泌附加的小肽物质；通过微生物的代谢、发酵可以合成许多复杂的初级代谢产物和次级代谢产物。但是目前发酵法提高豆粕的饲用价值尚存在许多不足，而且产品品质也有待进一步提升，因此研究高效的提升豆粕饲用价值的新工艺新方法成为高值化利用豆粕，促进养殖业可持续发展的当务之急。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种同步固体发酵和酶解制备发酵豆粕的生产工艺，以解决豆粕用于饲料生产存在的营养缺陷，提升豆粕的饲用价值。

本发明提供的一种同步固体发酵和酶解制备发酵豆粕的生产工艺，主要内容是通过外源性添加蛋白酶和微生物分泌复合酶系的酶解作用将豆粕中大分子蛋白降解为更易于动物吸收的小分子蛋白、多肽、小肽等；同时，通过微生物发酵去除豆粕中的抗营养因子物质，提高发酵豆粕中的有机酸和微生态含量，从而提高豆粕的饲用价值。

本发明提供的一种同步固体发酵和酶解制备发酵豆粕的生产工艺，其技术方案是豆粕酶解和微生物厌氧固态发酵同步协同作用，更好的提升豆粕的饲用价值。

本发明提供的一种同步固体发酵和酶解制备发酵豆粕的生产工艺，包括以下步骤：

（1）种子制备：以麸皮豆粕制备种子培养基，接入菌种，在30～37℃下培养48h。

（2）发酵物料配比：以豆粕质量为参照，按照以下比例配比发酵物料：

蛋白酶 3%～5%

糖蜜 2%～4%

乙酸 0.1%～0.5%

（3）物料混合：将种子以3%的接种量与发酵原料混合，要求物料混合均匀度大于95%；在混合过程中调整物料含水量至10%～12%。

（4）厌氧发酵：采用堆积固态发酵工艺，发酵温度控制在32℃～37℃，发酵48h～60h后结束发酵。

（5）将发酵后的原料干燥粉碎，制得发酵酶解豆粕产品。

上述的同步固体发酵和酶解法制备发酵豆粕的生产工艺中，其步骤（1）所述的种子培养基中麸皮与豆粕的比例为6:4。

上述的同步固体发酵和酶解法制备发酵豆粕的生产工艺中，发酵物料无需灭菌。

上述的同步固体发酵和酶解法制备发酵豆粕的生产工艺中，在步骤（4）中发酵原料温度上升时，通入过滤冷风控制发酵温度。

本发明采用的菌种为山东六和农牧科技园有限公司生产销售的KD1商品菌种，种子培养基为麸皮培养基。本发明采用的蛋白酶为青岛康地恩生物技术有限公司生产销售的饲用蛋白酶。

经测定，本发明通过同步固体发酵和酶解法制备得到的发酵豆粕中：中性蛋白酶≥1600U/g，酸性蛋白酶≥600U/g，纤维素酶≥450U/g，果胶酶≥3800U/g，木聚糖酶≥2000U/g，α-半乳糖苷酶≥100U/g；粗蛋白含量≥55%,可溶性蛋白含量≥30%，抗原蛋白降解率≥85%,胰蛋白酶抑制剂降解率≥90%，尿酶活性抑制剂降解率≥90%，有机酸含量≥5%。

上述指标测定采用的检测方法为：发酵豆粕中纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶、α-半乳糖苷酶的检测方法为山东六和农牧科技园有限公司企业标准Q/SH002-2012；中性蛋白酶、酸性蛋白酶的检测方法为轻工部标准QB/T1803；尿素酶活性检测方法为国家标准GB/T8622-88;胰蛋白酶抑制剂的检测方法为国家标准GB/T 21498-2008；可溶性蛋白含量的检测方法为国家标准GB/T1205-2006，粗蛋白含量检测方法为国家标准GB/T18868-2002，有机酸含量检测方法为国家标准GB/T22142-2008。

本发明通过同步固体发酵和酶解法制备得到的发酵豆粕中富含多种消化酶，并降解了豆粕中大部分抗原蛋白和低聚糖等抗营养因子，提高了粗蛋白特别是可溶性蛋白的含量，并赋予一定量的有机酸和特殊风味，应用到饲料中很好的解决了禽畜养殖中消化不良、腹泻、肌体抗病能力弱等问题，提高了饲料利用率，降低了养殖成本，同时能够避免因为疾病带来的损耗和损失，提高蛋奶肉的品质；同时，本发明制备的发酵豆粕应用到水产饲料中，提高了饲料中豆粕的添加量，能够部分替代鱼粉等应用，有利于减缓我国目前鱼粉资源日益枯竭与因水产饲料业快速发展带来的日益增加的鱼粉需求之间的矛盾，促进水产饲料业及水产养殖业的可持续发展，有利于改善养殖环境和生态环境。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步详细说明：

实施例1：

该同步固体发酵和酶解法制备发酵豆粕工艺主要采用的设备有：粉碎机、混合机、输送带、配料秤、种子培养罐、发酵罐、干燥机等以及其它配套设备。该工艺的具体步骤为：

（1）种子制备：以麸皮豆粕制备种子培养基，接入KD1商品菌种菌种，在30～37℃下培养48h，其中种子培养基中麸皮与豆粕的比例为6:4。

（2）发酵物料配比：以豆粕质量为参照，按照以下比例配比发酵物料：蛋白酶5%；糖蜜4%；乙酸 0.5%；

（4）厌氧发酵：采用堆积固态发酵工艺，发酵温度控制在32℃～37℃，发酵60h后结束发酵，其中如果发酵原料温度上升时，通入过滤冷风控制发酵温度；

（5）将发酵后的原料干燥粉碎，制得发酵酶解豆粕产品。

检测产品指标：中性蛋白酶≥1800U/g，酸性蛋白酶≥800U/g，纤维素酶≥650U/g，果胶酶≥4200U/g，木聚糖酶≥2600U/g，α-半乳糖苷酶≥200U/g；粗蛋白含量≥56%,可溶性蛋白含量≥36%，抗原蛋白降解率≥95%,胰蛋白酶抑制剂降解率≥98%，尿酶活性抑制剂降解率≥98%，有机酸含量≥5%。此时，产品主要用于水产饲料。

实施例2：

（2）发酵物料配比：以豆粕质量为参照，按照以下比例配比发酵物料：蛋白酶4%；糖蜜3%；乙酸 0.2%；

（4）厌氧发酵：采用堆积固态发酵工艺，发酵温度控制在32℃～37℃，发酵54h后结束发酵，其中如果发酵原料温度上升时，通入过滤冷风控制发酵温度；

（5）将发酵后的原料干燥粉碎，制得发酵酶解豆粕产品。

检测产品指标：中性蛋白酶≥1700U/g，酸性蛋白酶≥700U/g，纤维素酶≥550U/g，果胶酶≥4000U/g，木聚糖酶≥2500U/g，α-半乳糖苷酶≥150U/g；粗蛋白含量≥55%,可溶性蛋白含量≥33%，抗原蛋白降解率≥90%,胰蛋白酶抑制剂降解率≥96%，尿酶活性抑制剂降解率≥96%，有机酸含量≥5%。此时，产品主要用于幼龄禽畜饲料。

实施例3：

（2）发酵物料配比：以豆粕质量为参照，按照以下比例配比发酵物料：蛋白酶3%；糖蜜2%；乙酸 0.4%；

（4）厌氧发酵：采用堆积固态发酵工艺，发酵温度控制在32℃～37℃，发酵48h后结束发酵，其中如果发酵原料温度上升时，通入过滤冷风控制发酵温度；

（5）将发酵后的原料干燥粉碎，制得发酵酶解豆粕产品。

检测产品指标：中性蛋白酶≥1600U/g，酸性蛋白酶≥600U/g，纤维素酶≥450U/g，果胶酶≥3800U/g，木聚糖酶≥2000U/g，α-半乳糖苷酶≥100U/g；粗蛋白含量≥55%,可溶性蛋白含量≥30%，抗原蛋白降解率≥85%,胰蛋白酶抑制剂降解率≥90%，尿酶活性抑制剂降解率≥90%，有机酸含量≥5%。。此时，产品主要用于普通禽畜饲料。

Claims

1.一种同步固体发酵和酶解制备发酵豆粕的生产工艺，其特征在于：通过微生物固体发酵和酶解的同步协同作用制备发酵豆粕，提高豆粕的饲用营养价值。

2.根据权利要求1所述的利用同步固体发酵和酶解制备发酵豆粕的生产工艺，包括以下内容：

（1）种子制备：以麸皮豆粕制备种子培养基，接入KD1商品菌种菌种，在30～37℃下培养48h，其中种子培养基中麸皮与豆粕的比例为6:4；

（2）发酵物料配比：以豆粕质量为参照，按照以下比例配比发酵物料：蛋白酶3%～5%；糖蜜2%～4%；乙酸 0.1%～0.5%；

（3）物料混合：将种子以3%的接种量与发酵原料混合，要求物料混合均匀度大于95%；在混合过程中调整物料含水量至10%～12%；

（4）厌氧发酵：采用堆积固态发酵工艺，发酵温度控制在32℃～37℃，其中如果发酵原料温度上升时，通入过滤冷风控制发酵温度，发酵48h～60h后结束发酵；

（5）将发酵后的原料干燥粉碎，制得发酵酶解豆粕产品。

3.根据权利2所述一种同步固体发酵和酶解制备发酵豆粕的生产工艺，其特征在于：发酵培养基无需灭菌，有效的保护了蛋白酶活性，提高了发酵豆粕产品中益生菌含量。

4.根据权利2所述一种同步固体发酵和酶解制备发酵豆粕的生产工艺，其特征在于：产品可用于畜禽饲料、水产饲料，其中应用于水产饲料可部分替代鱼粉的使用。