CN102940127B - 一种动物饲料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种动物饲料及其制备方法，包括以下步骤：将收集的微藻湿菌体依次经过热水和离心处理，得到上清液A和沉淀A；沉淀A依次经过加酶和离心处理，得到上清液B和沉淀B；将上清液A和上清液B混合后进行浓缩，并加4℃冷乙醇静置12小时以上，将混合液进行过滤得到粗多糖沉淀；步骤3中所得粗多糖沉淀加水溶解，脱蛋白处理，分离成蛋白沉淀和脱蛋白的多糖溶液，蛋白沉淀通过冷冻干燥或烘干得到粗蛋白产品，步骤5：从沉淀B中分离出含高蛋白产物的中间菌体，按照以下质量比例进行混合制成动物饲料:5-10份得到的粗蛋白产品和/或5-10份中间菌体经过干燥后的高蛋白产物、50-75份玉米、6-10份麸皮以及5-22份豆粕。
Description
技术领域
本发明涉及一种动物饲料及其制备方法，尤其是一种可以供猪、牛或羊食用的动物饲料及其制备方法。
背景技术
随着科学化养殖的盛行，人们对于家畜的养殖有了更深刻的认识和了解，如何提高家畜的成活率，减少疾病的发生，加快其成长速度及提高肉质品质，是众多养殖业者迫切想知道的问题。
众所周知，猪的体重60千克一出栏为肥育期，此阶段猪的各器官、系统的功能都逐渐完善，尤其是消化系统有了很大发展，对各种饲料的消化吸收能力都有很大改善。神经系统和机体对外界的抵抗力也逐步提高，此阶段猪的脂肪组织生长旺盛，但此时瘦肉率降低，胴体品质变差。蛋白质的需要更为复杂，为了获得最佳的肥育效果，不仅要满足蛋白质量的需求，还要考虑必须氨基酸之间的平衡和利用率以及矿物质和维生素的均衡，如果饲料搭配不合理，将无法满足大猪的生长需求。
现有动物饲料都是来自于粮食作物，没有使用藻类作为原材料，造成了大量的粮食浪费，不利于人类生存的需求。
发明内容
本发明设计了一种动物饲料及其制备方法，其解决的技术问题是（1）为了保证现有动物饲料中的蛋白含量需要使用大量的豆粕和玉米，并且不易被动物充分吸收。（2）现有动物饲料都是来自于粮食作物，没有来自于藻类，造成了大量的粮食浪费，不利于人类生存的需求。
为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：
一种动物饲料制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将微藻或微藻湿菌体依次经过热水处理和离心处理，得到上清液A和沉淀A；其中，热水与微藻或微藻湿菌体的质量比为20—30：1。
步骤2：沉淀A依次经过加酶处理和离心处理，得到上清液B和沉淀B；其中，沉淀A和酶的质量比为40-100：1。
步骤3：将上清液A和上清液B混合后进行浓缩，并加4℃冷乙醇混合12小时以上，将混合液进行过滤得到粗多糖沉淀；其中，上清液A和上清液B的总体积浓缩到原体积的1/5—1/4，加冷乙醇的体积是浓缩后上清液A和上清液B总体积的3-5倍。
步骤4：步骤3中所得粗多糖沉淀加水溶解，脱蛋白处理，分离成蛋白沉淀和脱蛋白的多糖溶液，蛋白沉淀通过冷冻干燥或烘干得到粗蛋白产品；脱蛋白后的多糖溶液可以进行脱色得到精制多糖。
步骤5：将步骤2中所得沉淀B的菌悬液调节pH值为10-12后，70-80℃保温1-2h，然后加入0.8%浓度的氯化钠溶液以及正己烷与乙醇的混合液，最终使正己烷：乙醇：水的体积比为2：4：1.5，震荡10min，静置分成三层从上至下依次为：正己烷相、中间菌体相以及醇水相；正己烷相可以得到黄色素。
步骤6：按照以下质量比例进行混合制成动物饲料:5-10份步骤4得到的粗蛋白产品和/或5-10份步骤5中间菌体经过干燥后的高蛋白产物、50-75份玉米、6-10份麸皮以及5-22份豆粕。
进一步，微藻为为小球藻、螺旋藻或栅藻；微藻湿菌体为小球藻菌体、螺旋藻菌体或栅藻菌体。
进一步，步骤1中的热水温度和处理时间分别为90-100℃和0.5-2h。
进一步，步骤2中的酶选自中性蛋白酶、碱性蛋白酶以及纤维素酶中的一种或多种组合；纤维素酶酶活为1200-1500U/g，中性蛋白酶酶活为59000-60000U/g，碱性蛋白酶酶活为2×105-2.02×105U/g。
进一步，在步骤6最终所得的动物饲料中还添加微量元素。
进一步，微量元素的质量份数按照以下比例：0.4—0.6份土霉素、0.2-1.5份硫酸铜、0.2-1.5份硫酸亚铁、0.3-1.8份硫酸锌以及1—2份食盐。
该发明还包括通过上述6种制备方法制得的动物饲料。
该发明制得的动物饲料适用对象为猪。
该动物饲料及其制备方法与传统动物饲料及其制备方法相比，具有以下有益效果：
（1）本发明通过从藻类中分离出粗蛋白产品和高蛋白产物，使得动物饲料中的蛋白含量高于传统饲料，为动物饲养提供足够的蛋白质，同时该蛋白质的来源与藻类，因而可以减少玉米和豆粕使用量。
（2）本发明设计用热水处理作为预处理手段，增大细胞通透性，适当破坏细胞壁结构，减少酶法酶法作用时间和酶的使用量，通过热水抽提和酶解作用，得到产品多糖和少量的粗蛋白。
（3）本发明除了生产动物饲料之外，其副产品脱蛋白后的多糖溶液中可以进行脱色得到精制多糖。
（4）本发明除了生产动物饲料之外，其副产品正己烷相中可以得到黄色素。
（5）本发明中增加微量元素可以满足猪生长发育对各种矿物质元素的需要，尤其可以使小猪迅速生长。
具体实施方式
结合下列实施例，对本发明做进一步说明：
实施例1：选用小球藻。
将小球藻发酵液以4000rpm/min离心10min，去除上清液获得小球藻湿菌体，称取小球藻湿菌体1.0g于100ml三角烧瓶中，加入25ml去离子水，90℃加热1.5h，冷却，离心得上清液A和沉淀A。称取0.065g纤维素酶，0.035g中性蛋白酶，纤维素酶酶活为1200U/g，中性蛋白酶酶活为60000U/g，加入pH=5的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液，pH=5是实验中选定的最优酶作用的pH反应体系。定容至100ml，取25ml酶溶液加入到小球藻湿菌体沉淀A中，水解温度为42℃，搅拌4h，90℃灭酶10min。将水解后的悬浊液进行4000r/min下离心10min，得到上清液B和沉淀B。
合并上清液A和上清液B，浓缩该上清混合液至原体积的1/5，加入3倍体积的冷乙醇4℃震荡混合均匀，静置12h，过滤得粗多糖沉淀。
取10ml水溶解粗多糖沉淀，用三氯乙酸调节pH到3，混匀，静置2h，加入15倍三氯乙酸体积的正丁醇，搅拌，静置1h，离心，水溶液回收多糖，重复2次。多糖提取率82.3%。用水溶解多糖，以2BV/h的流速对2.5mg/ml的粗多糖溶液进行吸附脱色，测得色素脱除率92.4%，多糖保留率为88.97%。pH=3时蛋白质溶解度较低且多糖损失较小，是最优反应体系。正丁醇的使用也是为了降低蛋白质的水溶性，粗蛋白产品从而和多糖分离。此处单独使用TCA方法也可以，增加重复提取的次数。
沉淀B的菌悬液用2mol/L的氢氧化钠调节pH为11，70℃反应60min，冷却，加入适量0.8%的氯化钠溶液和正己烷与乙醇的混合液正己烷与乙醇的体积比为2：4，使最终正己烷：乙醇：水的体积比为2：4：1.5，震荡10min，收集正己烷相，再加入初始1/3体积的正己烷重复两次，正己烷相A加无水硫酸钠去除微量水，回收溶剂并得到胡萝卜素等黄色素。中间层悬浮的菌体经干燥后的高蛋白产物其粗蛋白含量为38.7%，十八水解氨基酸含量充分，完全可以作为富含蛋白、氨基酸的成分当作蛋白饲料成为动物膳食饲料的部分替代品。
选取5份粗蛋白产品、10份高蛋白产物、50份玉米、8份麸皮以及15份豆粕，通过搅拌装置使得它们进行充分混合，即可成为优质的动物饲料。
实施例2：选用栅藻。
将栅藻发酵液以4000rpm/min离心10min，去除上清获得栅藻菌体，称取栅藻湿菌体1.0g于100ml三角烧瓶中，加入25ml去离子水，90℃加热1.5h，冷却，离心得上清液A和沉淀A。称取0.075g纤维素酶，0.025g碱性蛋白酶，纤维素酶酶活为1200U/g，碱性蛋白酶酶活为2×105U/g，加入pH=4的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液定容至100ml，取25ml酶溶液加入到栅藻湿菌体沉淀A中，水解温度为40℃，搅拌4h，90℃灭酶10min，将水解后的悬浊液进行4000r/min下离心10min，得到上清液B和沉淀B。
合并上清液A和上清液B，浓缩该上清混合液至原体积的1/5，加入3倍体积的冷乙醇4℃震荡混合均匀，静置12h，过滤得粗多糖沉淀。
取10ml水溶解粗多糖沉淀，用三氯乙酸调节pH到3，混匀，静置2h，加入15倍三氯乙酸体积的正丁醇，搅拌，静置1h，离心，水溶液回收多糖，重复2次。多糖提取率82.3%。用水溶解多糖，以2BV/h的流速对2.5mg/ml的粗多糖溶液进行吸附脱色，测得色素脱除率92.4%，多糖保留率为88.97%。pH=3时蛋白质溶解度较低且多糖损失较小，是最优反应体系。正丁醇的使用也是为了降低蛋白质的水溶性，粗蛋白产品从而和多糖分离。此处单独使用TCA方法也可以，增加重复提取的次数。
沉淀B的菌悬液用2mol/L的氢氧化钠调节pH为11，70℃反应60min，冷却，加入适量0.8%的氯化钠溶液和正己烷与乙醇的混合液正己烷与乙醇的体积比为2：4，使最终正己烷：乙醇：水的体积比为2：4：1.5，震荡10min，收集正己烷相，再加入初始1/3体积的正己烷重复两次，正己烷相A加无水硫酸钠去除微量水，回收溶剂并得到胡萝卜素等黄色素。中间层悬浮的菌体经干燥后的高蛋白产物其粗蛋白含量为38.7%，十八水解氨基酸含量充分，完全可以作为富含蛋白、氨基酸的成分当作蛋白饲料成为动物膳食饲料的部分替代品。
选取6份粗蛋白产品、10份高蛋白产物、60份玉米、6份麸皮以及20份豆粕，通过搅拌装置使得它们进行充分混合，即可成为优质的动物饲料。
实施例3：选用螺旋藻。
将螺旋藻发酵液以4000rpm/min离心10min，去除上清获得螺旋菌体，称取螺旋湿菌体0.8g于100ml三角烧瓶中，加入25ml去离子水，90℃加热1.5h，冷却，离心得上清液A和沉淀A。称取0.067g中性蛋白酶，碱性蛋白酶酶活为60000U/g，加入pH=7的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液定容至100ml，取20ml酶溶液加入到栅藻湿菌体中，水解温度为42℃，搅拌6h，90℃灭酶10min。将水解后的悬浊液进行4000r/min下离心10min，得到上清液B和沉淀B。
合并上清液A和上清液B，浓缩该上清混合液至原体积的1/5，加入3倍体积的冷乙醇4℃震荡混合均匀，静置12h，过滤得粗多糖沉淀。
取10ml水溶解粗多糖沉淀，用三氯乙酸调节pH到3，混匀，静置2h，加入15倍三氯乙酸体积的正丁醇，搅拌，静置1h，离心，水溶液回收多糖，重复2次。多糖提取率82.3%。用水溶解多糖，以2BV/h的流速对2.5mg/ml的粗多糖溶液进行吸附脱色，测得色素脱除率92.4%，多糖保留率为88.97%。pH=3时蛋白质溶解度较低且多糖损失较小，是最优反应体系。正丁醇的使用也是为了降低蛋白质的水溶性，粗蛋白产品从而和多糖分离。此处单独使用TCA方法也可以，增加重复提取的次数。
沉淀B的菌悬液用2mol/L的氢氧化钠调节pH为11，70℃反应60min，冷却，加入适量0.8%的氯化钠溶液和正己烷与乙醇的混合液正己烷与乙醇的体积比为2：4，使最终正己烷：乙醇：水的体积比为2：4：1.5，震荡10min，收集正己烷相，再加入初始1/3体积的正己烷重复两次，正己烷相A加无水硫酸钠去除微量水，回收溶剂并得到胡萝卜素等黄色素。中间层悬浮的菌体经干燥后的高蛋白产物其粗蛋白含量为38.7%，十八水解氨基酸含量充分，完全可以作为富含蛋白、氨基酸的成分当作蛋白饲料成为动物膳食饲料的部分替代品。
选取10份高蛋白产物、65份玉米、6份麸皮以及20份豆粕， 0.6份土霉素、0.2份硫酸铜、1份硫酸亚铁、1.8份硫酸锌以及2份食盐。通过搅拌装置使得它们进行充分混合，即可成为优质的动物饲料。
上面结合实施例对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种动物饲料制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将微藻湿菌体依次经过热水处理和离心处理，得到上清液A和沉淀A；其中，热水与微藻湿菌体的质量比为20—30：1；
步骤2：沉淀A依次经过加酶处理和离心处理，得到上清液B和沉淀B；其中，沉淀A和酶的质量比为40-100：1；
步骤3：将上清液A和上清液B混合后进行浓缩，并加4℃冷乙醇混合12小时以上，将混合液进行过滤得到粗多糖沉淀；其中，上清液A和上清液B的总体积浓缩到原体积的1/5—1/4，加冷乙醇的体积是浓缩后上清液A和上清液B总体积的3-5倍；
步骤4：步骤3中所得粗多糖沉淀加水溶解，脱蛋白处理，分离成蛋白沉淀和脱蛋白的多糖溶液，蛋白沉淀通过冷冻干燥或烘干得到粗蛋白产品；
步骤5：将步骤2中所得沉淀B的菌悬液调节pH值为10-12后，70-80℃保温1-2h，然后加入0.8%浓度的氯化钠溶液以及正己烷与乙醇的混合液，最终使正己烷：乙醇：水的体积比为2：4：1.5，震荡10min，静置分成三层从上至下依次为：正己烷相A、中间菌体相以及醇水相；
步骤6：按照以下质量比例进行混合制成动物饲料:5-10份步骤4得到的粗蛋白产品和/或5-10份步骤5中间菌体经过干燥后的高蛋白产物、50-75份玉米、6-10份麸皮以及5-22份豆粕。
2.根据权利要求1所述动物饲料制备方法，其特征在于：微藻湿菌体为小球藻菌体、螺旋藻菌体或栅藻菌体。
3.根据权利要求1所述动物饲料制备方法，其特征在于：步骤1中的热水温度和处理时间分别为90-100℃和0.5-2h。
4.根据权利要求1所述动物饲料制备方法，其特征在于：步骤2中的酶选自中性蛋白酶、碱性蛋白酶以及纤维素酶中的一种或多种组合；纤维素酶酶活为1200-1500U/g，中性蛋白酶酶活为59000-60000U/g，碱性蛋白酶酶活为2×105-2.02×105U/g。
5.根据权利要求1至4中任何一项所述动物饲料制备方法，其特征在于：在步骤6最终所得的动物饲料中还添加微量元素。
6.根据权利要求5所述动物饲料制备方法，其特征在于：微量元素的质量份数按照以下比例：0.4—0.6份土霉素、0.2-1.5份硫酸铜、0.2-1.5份硫酸亚铁、0.3-1.8份硫酸锌以及1—2份食盐。
7.一种根据权利要求1至6任何一项制备方法制得的动物饲料。
8.权利要求7所述的动物饲料，其特征在于：所述动物饲料适用对象为猪、牛或羊。
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