CN102907568B - 寒区发酵豆粕工厂化生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种寒区发酵豆粕工厂化生产方法，一、菌种活化；二、菌种扩繁；三、发酵豆粕生产菌种按容积百分比进行配比；四、发酵原料升温；五、发酵车间混合接种；六、发酵控制：采用两段式发酵工艺；七、发酵后的全部产物移入控温烘干机中进行烘干；八、烘干后的产物输送到逆流冷却器降温，粉碎，过60目筛；检测合格即成为发酵豆粕成品。本发明创造了适宜北方寒区豆粕发酵的（低温启动发酵）优良菌种选育、筛选及菌种扩繁的关键技术、适合北方寒区生产的液体发酵制种技术及生产工艺和豆粕固体发酵连续生产技术，研制达到稳定技术标准的发酵豆粕产品并达到量产。同时，大大降低了能源消耗，缩短了生产周期，进而降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种寒区发酵豆粕工厂化生产方法，属于发酵豆粕生产方法技术领域。
背景技术
发酵豆粕产品是利用现代生物工程技术，通过微生物的发酵最大限度地消除豆粕中的抗营养因子，有效地降解大豆蛋白为优质小肽蛋白源，产品富含益生菌、寡肽、谷氨酸、乳酸、维生素、UGF（未知生长因子）等活性物质。具有适口性好，营养物质消化吸收高，促进动物生长、提高动物免疫力，减少腹泻等特点和功效。发酵豆粕产品已经“中华人民共和国农业部第1773号公告”正式列入2013年1月1日起实施的《饲料原料目录》中。
发酵豆粕作为优质的生物发酵蛋白原料，在动物饲料中可部分或完全替代动物蛋白原料，且具有来源丰富、质量稳定、易保存和无动物源性饲料疫病传染的风险等特点，在动物饲料生产中已被广泛应用，特别是在动物蛋白原料（如鱼粉）已达1.2万元/吨以上，且货源日趋紧张，价格居高不下的今天，其降低饲料成本、增加养殖收益的应用意义不言而喻，同时利用地产的非转基因大豆粕生产的发酵豆粕又是安全、有机畜产品生产重要饲料原料。
黑龙江省作为畜牧养殖大省和我国非转基因大豆的主产区，其动物饲料市场应用的发酵豆粕90%以上来自华南、华东、华北等关内地区，其发展制约因素就是我们漫长的低温冬季，南方较为成熟的工厂化生产技术在我省寒区条件下生产，其菌种组合、原料配方、活化启动速度、发酵时间、设备工艺及产品技术指标等均存在不协调和不达标等生产技术问题，产品质量达标率低、生产成本高，未能发挥我省地产大豆资源的优势，限制了其发展。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有寒区冬季低温条件下发酵豆粕原料温度低、发酵启动困难、耗能高、产量低、成本高的问题，进而提供一种寒区发酵豆粕工厂化生产方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种寒区发酵豆粕工厂化生产方法，流程如下：
一、菌种活化：分别挑取斜面保存枯草芽孢杆菌和酿酒酵母，分别接种到LB酿酒酵母种子培养基中，在30～37℃条件下，用150～170rpm摇床进行12～24h活化；挑取乳酸杆菌保存菌种亦接种到乳酸杆菌培养基中，于30～36℃条件下静止培养24～36h活化；
二、菌种扩繁：枯草芽孢杆菌和酿酒酵母活化培养物以0.1%～0.5%接种量分别接种于种子罐中，30～37℃、间歇通气培养48～72h；乳酸杆菌培养物以0.1%～0.5%接种量接种于种子罐中，30～37℃、静置培养60～72h；
三、发酵豆粕生产菌种按容积百分比进行配比：发酵用菌种为枯草芽孢杆菌、酿酒酵母和乳酸杆菌三种菌，扩繁纯培养物按枯草芽孢杆菌60～75%，酿酒酵母菌20～30%和乳酸杆菌4～10%配制；
四、发酵原料升温：发酵原料豆粕、米糠粕和甜菜糖蜜在发酵生产前置日光温室升温库房中升温至5～15℃；
五、发酵车间混合接种：发酵原料按去皮豆粕63～73%，糖蜜2～5%，米糠粕0.5～1.5%，水23～29%，糖化酶0.05～0.15%，菌种液0.7～1.2%的容积百分比，投入混合接种机械中混合均匀，接种后的发酵基础料按厚度75～85cm，起始温度控制在10～25℃，pH值7，均匀摊铺在独立封闭的地暖调温的发酵床上进行发酵；
六、发酵控制：为确保发酵充分，采用两段式发酵工艺，发酵物料4～8h启动升温，温度升到45℃以上、ph值至6.5以下，第一阶段结束，然后进行机械翻料补氧，实施第二阶段发酵，时间为11～13h，温度达到45℃以上，pH值6以下，进行实验室脲酶活性检测合格，发酵过程结束；
七、发酵后的全部产物移入控温烘干机中，进行烘干；烘干温度控制在68～74℃；
八、烘干后的产物输送到逆流冷却器降温，粉碎，过60目筛；检测合格即成为发酵豆粕成品。
本发明具有以下优点：本发明创造了适宜北方寒区豆粕发酵的（低温启动发酵）优良菌种（株）选育、筛选及菌种扩繁的关键技术、适合北方寒区生产的液体发酵制种技术及生产工艺和豆粕固体发酵连续生产技术，研制达到稳定技术标准的发酵豆粕产品并达到量产。同时，大大降低了能源消耗，缩短了生产周期，进而降低了生产成本。
采用微生物发酵处理豆粕，无化学添加剂和物理法对豆粕蛋白功能性质的影响，发酵过程中产生的各种消化酶、有机酸、中小分子蛋白（功能肽）、氨基酸、维生素、益生菌等也大大提高了豆粕的营养价值。
无抗原和抗营养因子。豆粕经微生物发酵处理后，原有的脲酶、胰蛋白酶抑制因子、凝血素、大豆球蛋白、β－伴球蛋白、植酸等抗营养因子被微生物充分降解净化，微生物源性营养物有利于维持肠道组织结构，促进免疫功能，提高动物生产性能。
小分子蛋白和小肽含量高。小肽（MW3000Dalton以下）含量占总蛋白达的13％以上。产品消化吸收利用率达95％以上，大大促进氮以肽的形式吸收，提高饲料氮在体内沉积，小肽在肠道中容易和矿物元素结合成可溶性的螯合物而促进Ca、P、Cu、Zn、Fe、Mn、I、Se、Co等的吸收，促进动物生长。
丰富的乳酸、醋酸和谷氨酸经发酵后乳酸含量高达3%以上，有利于维持和改善动物肠道健康，有助于控制动物腹泻。
发酵豆粕成品经控温干燥而成，干燥过程中，保留了菌体及其丰富代谢产物--微生物源性营养物。
具有生物活性成份和利于利用的糖富含寡肽、维生素和其他一些未知促生长因子在肠道内或通过上皮黏膜完整吸收后，可以在体内发挥其自身的生物活性作用。发酵豆粕成品还含有大量的易于溶解于消化液的糖类，能够迅速为动物体吸收利用，所含的双糖可快速进入TCA循环为机体提供能量。
本发明生产的发酵豆粕，经中国商业联合会饲料质量监督检测中心（哈尔滨）的检测[检测报告（2011）字第0599号]结果显示：发酵豆粕中天门冬氨酸含量为5.81%、丝氨酸2.55%、谷氨酸9.48%、甘氨酸2.14%、组氨酸1.25%、精氨酸3.73%、苏氨酸2.08%、丙氨酸2.50%、脯氨酸2.55%、胱氨酸0.58%、酪氨酸1.84%、缬氨酸2.47%、蛋氨酸0.61%、赖氨酸3.02%、异亮氨酸2.39%、亮氨酸3.72%、苯丙氨酸2.41%、粗蛋白质50.2%、水分11.3%。上述氨基酸的检测方法采用标准为GB/T18246-2000，粗蛋白质检测方法采用标准为GB/T6432-1994，水分检测方法采用标准为GB/T6435-2006。
具体实施方式
下面将对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
本实施例所涉及的一种寒区发酵豆粕工厂化生产方法，其生产方法的流程如下：
一、菌种活化：分别挑取斜面保存枯草芽孢杆菌和酿酒酵母，分别接种到LB盒酿酒酵母种子培养基中，在30～37℃条件下，用150～170rpm摇床进行12～24h活化；挑取乳酸杆菌保存菌种亦接种到乳酸杆菌培养基中，于30～36℃条件下静止培养24～36h活化；
二、菌种扩繁：枯草芽孢杆菌和酿酒酵母活化培养物以0.1%～0.5%接种量分别接种于种子罐中，30～37℃、间歇通气培养48～72h；乳酸杆菌培养物以0.1%～0.5%接种量接种于种子罐中，30～37℃、静置培养60～72h；
三、发酵豆粕生产菌种按容积配比：发酵用菌种为上述三种菌扩繁纯培养物按枯草芽孢杆菌70%（功能菌），酿酒酵母菌24%（低温启动菌），乳酸杆菌6%（功能辅助菌）；
四、发酵原料升温：发酵原料豆粕、米糠粕和甜菜糖蜜原料冬季料温基本与室外温度相同（-30～5℃），发酵生产前置日光温室升温库房中升温至5～15℃；
五、发酵车间混合接种：发酵原料按去皮豆粕69%，糖蜜3%，米糠粕1%，水26%，糖化酶0.1%，菌种液0.9%的容积百分比，投入混合接种机械中混合均匀，接种后的发酵基础料按厚度80cm，起始温度控制在10～25℃，pH值7，均匀摊铺在独立封闭的地暖调温的发酵床上进行发酵；
六、发酵控制：为确保发酵充分，采用两段式发酵工艺，发酵物料4～8h启动升温，温度升到45℃以上、ph值至6.5以下，第一阶段结束（约需36h），然后进行机械翻料补氧，实施第二阶段发酵，时间约需12h，温度达到45℃以上，pH值6以下，进行实验室脲酶活性检测合格，发酵过程结束；
七、发酵后的全部产物，全部移入控温烘干机中，进行烘干；烘干温度控制在72℃；
八、烘干后的产物输送到逆流冷却器降温，粉碎，过60目筛；检测合格即成为发酵豆粕成品。
九、发酵豆粕成品经称量、包装后放于阴凉干燥处，在室温下可存放9～12个月。
十、发酵后的豆粕即可作为畜禽、水产、经济动物及宠物等的高级蛋白质饲料原料。
本实施例的步骤一中所述的菌种种子LB培养基含牛肉膏（重量百分比，下同）0.5%、蛋白胨1%、氯化钠0.5%、酵母膏0.5%和葡萄糖0.5%，余量为水；酿酒酵母菌培养基：含12度糖蜜13.47%和硫酸铵1.7%，余量为水；乳酸杆菌培养基含牛肉膏0.5%、蛋白胨1%、氯化钠0.5%、酵母膏0.5%、葡萄糖0.5%和乳糖0.5%，余量为水。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种寒区发酵豆粕工厂化生产方法，其特征在于，
一、菌种活化：分别挑取斜面保存枯草芽孢杆菌和酿酒酵母，分别接种到LB酿酒酵母种子培养基中，在30～37℃条件下，用150～170rpm摇床进行12～24h活化；挑取乳酸杆菌保存菌种亦接种到乳酸杆菌培养基中，于30～36℃条件下静止培养24～36h活化；
二、菌种扩繁：枯草芽孢杆菌和酿酒酵母活化培养物以0.1%～0.5%接种量分别接种于种子罐中，30～37℃、间歇通气培养48～72h；乳酸杆菌培养物以0.1%～0.5%接种量接种于种子罐中，30～37℃、静置培养60～72h；
三、发酵豆粕生产菌种按容积百分比进行配比：发酵用菌种为枯草芽孢杆菌、酿酒酵母和乳酸杆菌三种菌，扩繁纯培养物按枯草芽孢杆菌60～75%，酿酒酵母菌20～30%和乳酸杆菌4～10%配制；
四、发酵原料升温：发酵原料豆粕、米糠粕和甜菜糖蜜在发酵生产前置日光温室升温库房中升温至5～15℃；
五、发酵车间混合接种：发酵原料按去皮豆粕63～73%，糖蜜2～5%，米糠粕0.5～1.5%，水23～29%，糖化酶0.05～0.15%，菌种液0.7～1.2%的容积百分比，投入混合接种机械中混合均匀，接种后的发酵基础料按厚度75～85cm，起始温度控制在10～25℃，pH值7，均匀摊铺在独立封闭的地暖调温的发酵床上进行发酵；
六、发酵控制：为确保发酵充分，采用两段式发酵工艺，发酵物料4～8h启动升温，温度升到45℃以上、ph值至6.5以下，第一阶段结束，然后进行机械翻料补氧，实施第二阶段发酵，时间为11～13h，温度达到45℃以上，pH值6以下，进行实验室脲酶活性检测合格，发酵过程结束；
七、发酵后的全部产物移入控温烘干机中，进行烘干；烘干温度控制在68～74℃；
八、烘干后的产物输送到逆流冷却器降温，粉碎，过60目筛；检测合格即成为发酵豆粕成品。
2.根据权利要求1所述的寒区发酵豆粕工厂化生产方法，其特征在于，步骤一中所述的菌种种子LB培养基按重量百分比含牛肉膏0.5%、蛋白胨1%、氯化钠0.5%、酵母膏0.5%和葡萄糖0.5%，余量为水；酿酒酵母菌培养基按重量百分比含12度糖蜜13.47%和硫酸铵1.7%，余量为水；乳酸杆菌培养基按重量百分比含牛肉膏0.5%、蛋白胨1%、氯化钠0.5%、酵母膏0.5%、葡萄糖0.5%和乳糖0.5%，余量为水。
3.根据权利要求1所述的寒区发酵豆粕工厂化生产方法，其特征在于，所述步骤三中，三种菌扩繁纯培养物按容积百分比，枯草芽孢杆菌70%，酿酒酵母菌24%，乳酸杆菌6%。
4.根据权利要求1所述的寒区发酵豆粕工厂化生产方法，其特征在于，所述步骤五中，发酵原料按去皮豆粕69%，糖蜜3%，米糠粕1%，水26%，糖化酶0.1%，菌种液0.9%的容积百分比，投入混合接种机械中混合均匀。
5.根据权利要求1所述的寒区发酵豆粕工厂化生产方法，其特征在于，所述步骤五中，接种后的发酵基础料厚度是80cm。
6.根据权利要求1所述的寒区发酵豆粕工厂化生产方法，其特征在于，所述步骤七中，烘干温度控制在72℃。
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