CN103053794A

CN103053794A - 一种利用蔗渣、糖蜜制备益生元发酵饲料的方法

Info

Publication number: CN103053794A
Application number: CN2013100264363A
Authority: CN
Inventors: 曾宪经; 贺宇; 温升南; 陈子健; 陈振鹏
Original assignee: Quantum Hi Tech China Biological Co Ltd
Current assignee: Quantum Hi Tech Guangdong Biology Co ltd; Smart Pharmaceutical Technology Co ltd
Priority date: 2013-01-24
Filing date: 2013-01-24
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2033-01-24
Also published as: CN103053794B

Abstract

本发明公开了一种利用蔗渣、糖蜜制备益生元发酵饲料的方法，该方法包括步骤：1）取糖蜜，用果糖基转移酶在40~60℃、pH5-7下进行酶反应；2）将酶解所得溶液进行脱色过滤；3）将过滤后的溶液浓缩至固形物含量为50~60%，所得浓缩液含有低聚果糖；4）按以下重量比进行配料并混合均匀：上述浓缩液5~10%、甘蔗糖蜜5~10%、甘蔗渣35~55%、麸皮20~25%、豆粕15~20%，混合后得到固体发酵配料；5）按重量配比取固体发酵配料30~40%、(NH₄)₂SO₄1~4%、水56~69%，混合后接黑曲霉、绿色木霉和产朊假丝酵母混合菌种，于30-35℃下进行固态发酵。本发明的方法以低成本一步到位生产出高附加值的益生元发酵饲料，充分利用了甘蔗制糖副产物，生产方法简单易行，生产过程无三废产生，对环境友好。

Description

一种利用蔗渣、糖蜜制备益生元发酵饲料的方法

技术领域

本发明主要涉及利用蔗渣、糖蜜制备益生元发酵饲料的方法，具体地说是以蔗渣、糖蜜为原料，经过固态发酵，一步到位制备含益生元的发酵饲料的方法。

背景技术

中国原料蔗产量11837万吨，而蔗渣是甘蔗糖厂最大宗的副产物，一般其产量约占原料甘蔗的24%～27%，每年榨季都会产生两千万吨的甘蔗渣。甘蔗糖蜜也是甘蔗糖厂的主要副产物，产量也较大，一般为原料甘蔗的2.5～3％，每年榨季也产生近300万吨糖蜜。

目前90%的甘蔗渣被用作燃料，用于糖厂锅炉发电和供应蒸汽，剩余10%的甘蔗渣主要被用于造纸等。蔗渣直接燃烧既浪费蔗渣资源，还会产生大量二氧化碳，污染空气。而甘蔗糖蜜则主要应用于食用酒精、味精、酵母、焦糖色素、饲料等行业，在饲料中，糖蜜主要用于直接喂养、作为饲料配方中一种原料或者用于生产饲料氨基酸和饲料酵母等。甘蔗糖蜜直接利用到饲料中，附加值不高，也大大限制了其在饲料中的利用。

甘蔗渣除了含有大量的纤维素外，还含有蛋白质、氨基酸和矿物质的营养成分。糖蜜作为一种物美价廉的饲料原料，含糖量一般在38%～42%之间，此外还含有较多的生物素、泛酸以及维生素等物质。甘蔗渣和糖蜜都是很好的饲料原料，利用甘蔗渣和糖蜜生产饲料有很好市场发展潜力。目前研究利用甘蔗渣或糖蜜直接发酵成饲料，但这样制得的饲料附加值不高。我国每年产生大量甘蔗副产物的甘蔗渣和甘蔗糖蜜，如何利用好甘蔗副产物意义重大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以甘蔗渣和糖蜜为主要原料制备益生元发酵饲料的方法，以解决现有技术所生产的产品附加值低、资源和能源浪费大等问题，为甘蔗渣、甘蔗糖蜜的综合利用开辟了一条新的应用途径。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：

一种利用蔗渣、糖蜜制备益生元发酵饲料的方法，包括以下步骤：

1）取糖蜜，用果糖基转移酶在40~60℃、pH5-7下进行酶反应；

2）将酶反应所得溶液进行脱色、过滤；

3）将过滤后的溶液浓缩至固形物含量为50~60%，所得浓缩液含有低聚果糖；

4）按以下重量比进行配料并混合均匀：上述浓缩液5~10%、甘蔗糖蜜5~10%、甘蔗渣35~55%、麸皮20~25%、豆粕15~20%，混合后得到固体发酵配料；

5）按重量配比取固体发酵配料30~40%、(NH₄)₂SO₄1~4%、水56~69%，混合后接黑曲霉、绿色木霉和产朊假丝酵母混合菌种，于30-35℃下进行固态发酵。

优选地，步骤1）的酶反应时间为6-12h。酶反应的时间可以更长或更短，例如可以是15h、5h，但优选6-12h，时间过短反应不完全，反应时间过长意义不大。

优选地，步骤1）所述糖蜜浓度为50~60°Bx。糖蜜浓度过高或过低都不利于酶反应，来自糖厂的糖蜜浓度通常较高，因而在反应前将其稀释，有利于酶反应的顺利进行。蔗糖含量为30%以上的糖蜜比较适用于本发明，同时，当糖蜜浓度为50~60°Bx时，糖蜜的转化率较高。

优选地，步骤1）中的酶为固定化果糖基转移酶，当采用固定化酶时，酶的利用率提高，同时简化了工艺步骤，不需要后续分离步骤。

优选地，步骤5）中混合菌种的接种量为2-5%。

优选地，步骤5）中黑曲霉、绿色木霉和产朊假丝酵母三者的接种比例是：（4-6）：（2-4）：（1-3），更优选地为5:3:2。

优选地，步骤5）的固体发酵的时间为30~40h。发酵时间在此范围内效果最佳。

其中，优选步骤3）所得浓缩液含低聚糖15-20%。

优选地，固态发酵后进行干燥，干燥后水分不高于5%。干燥后，本发明所制备的益生元发酵饲料产品中，益生元低聚果糖含量可为0.4~1.2%、蛋白质含量20~30%，还含有氨基酸、矿物质等营养成分，香味、适口性较蔗渣大为改观，可用做牛、羊等的饲料。

本发明和现有甘蔗渣、糖蜜发酵饲料或微生态饲料相比，具有以下优点：

本发明产品与现有甘蔗渣、糖蜜发酵饲料相比，除了含有普通发酵饲料基本营养外，还含有益生元低聚果糖。低聚果糖可促进牛、羊等肠道中有益菌群的增殖，从而该产品不仅满足牛、羊等的生长基本营养要求，还可增殖牛、羊等的肠道中的有益菌数量，抑制有害菌生长，从而改善猪的肠道微生态，提高抗病能力，减少各种疫病的发生，促进生长，提高饲料利用率。

现有微生态饲料，大部分添加益生菌，很少添加益生元。如果直接添加益生元，添加成本高，很多饲料利用不起，这大大限制了益生元在饲料中运用。如果要获得含益生元的饲料，一般的做法是先制备饲料，然后在饲料中添加益生元，而本发明能够利用甘蔗副产物的甘蔗糖和甘蔗糖蜜，一步到位生产得到益生元发酵饲料，所用原料成本低廉，容易得到，生产出的饲料比现有微生态饲料价格更低，市场竞争力更大。同时很好地解决了甘蔗副产物的利用问题，并且生产过程不产生“三废”，为甘蔗渣、甘蔗糖蜜的综合利用开辟了一条新的应用途径，对甘蔗糖业、畜牧业、饲料行业以及环境可持续发展起到促进作用。

从整个生产工艺来看，本发明的原料价廉易得；生产过程一步到位得到含益生元的饲料，生产方法简单易行并且简化了生产工艺，降低了能耗；该方法还提高了甘蔗制糖副产物的利用率，大大提高了蔗渣和糖蜜所能产生的附加值；生产过程环保、无三废，对环境友好。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

按以下步骤制备本发明的益生元发酵饲料：

1、糖蜜稀释：取糖蜜，加水稀释到浓度为60°Bx。

2、酶反应：使用固定化果糖基转移酶柱对上述糖蜜进行酶反应，酶解反应温度为45℃、pH值为5、流速为4m³/h，酶解时间为12h。

3、脱色、除杂：将第2步所得溶液经盘式硅藻土过滤机进行脱色过滤。

4、浓缩：利用多效真空浓缩，将滤液浓缩到固形物含量为50%，所得浓缩液低聚果糖含量在16%。

5、配料混合：将上述浓缩液8%、甘蔗糖蜜7%、甘蔗渣50%、麸皮20%、豆粕15%按重量配比配好料后混合均匀，混合后得固体发酵配料。

6、固态发酵：将固体发酵配料40%、(NH4)₂SO₄4%、水56%混合；混好料后接黑曲霉、绿色木霉和产朊假丝酵母混合菌种，接种量为2%，三种菌的比例为4:2:1，进行固态发酵。发酵温度为30℃，混菌发酵40h。

7、干燥：对发酵后产品进行干燥，干燥到水分为5%，即得到益生元发酵饲料产品。

实施例2

按以下步骤制备本发明的益生元发酵饲料：

1、糖蜜稀释：取糖蜜，加水稀释到浓度为50°Bx。

2、酶反应：用果糖基转移酶柱对上述糖蜜进行酶解反应，酶解反应温度为55℃，pH值为5，流速为4m³/h，酶解时间为8h。

3、脱色、除杂：上述所得溶液经硅藻土过滤机进行脱色过滤。

4、浓缩：将步骤3）得到的滤液真空浓缩到固形物含量为60%，所得浓缩液低聚果糖含量在19%。

5、配料混合：取上述浓缩液5%、甘蔗糖蜜10%、甘蔗渣40%、麸皮25%，豆粕20%，按重量配比配好料后混合均匀，混合后得固体发酵配料。

6、固态发酵：将固体发酵配料30%、(NH4)₂SO₄2%、水68%混合；混好料后接黑曲霉、绿色木霉和产朊假丝酵母混合菌种，接种量为3%，三种菌的比例为5:3:2，进行固态发酵。发酵温度为35℃，混菌发酵32h。

7、干燥：对发酵后产品进行干燥，干燥到水分含量为2%，即得益生元发酵饲料产品。

实施例3

按以下步骤制备本发明的益生元发酵饲料：

1、糖蜜稀释：取糖蜜，加水稀释到浓度为55°Bx。

2、酶反应：使用果糖基转移酶柱对上述糖蜜进行酶反应，酶反应温度为50℃，pH值为6，流速为5m³/h，酶解时间为10h。

3、脱色、除杂：将上述所得溶液经硅藻土过滤机进行脱色过滤。

4、浓缩：将步骤3）所得滤液真空浓缩到固形物含量为55%，所得浓缩液低聚果糖含量为17%。

5、配料混合：取上述浓缩液7%、甘蔗糖蜜8%、甘蔗渣45%、麸皮22%、豆粕18%，按重量配比配好料后混合均匀，混合后得固体发酵配料。

6、固态发酵：将固体发酵配料35%、(NH4)₂SO₄3%、水62%混合；混好料后接黑曲霉、绿色木霉和产朊假丝酵母混合菌种，接种量为5%，三种菌的比例为6:4:3，进行固态发酵。发酵温度为32℃，混菌发酵35h。

7、干燥，对发酵后产品进行干燥，干燥到水分含量为0.5%，即得益生元发酵饲料产品。

实施例4

按以下步骤制备本发明的益生元发酵饲料：

1、糖蜜稀释：取糖蜜，加水稀释到浓度为52°Bx。

2、酶反应：在上述糖蜜中直接加入果糖基转移酶进行酶反应，酶解反应温度为40℃、pH值为5.5，酶解时间为12h。

4、浓缩：利用蒸发浓缩，将滤液浓缩到固形物含量为52%，所得浓缩液低聚果糖含量在15%。

5、配料混合：将上述浓缩液10%、甘蔗糖蜜5%、甘蔗渣35%、麸皮23%、豆粕16%按重量配比配好料后混合均匀，混合后得固体发酵配料。

6、固态发酵：将固体发酵配料32%、(NH4)₂SO₄1%、水67%混合；混好料后接黑曲霉、绿色木霉和产朊假丝酵母混合菌种，接种量为4%，三种菌的比例为5:2:1，进行固态发酵。发酵温度为31℃，混菌发酵30h，即得益生元发酵饲料产品。

实施例5

按以下步骤制备本发明的益生元发酵饲料：

1、糖蜜稀释：取糖蜜，加水稀释到浓度为40°Bx。

2、酶反应：在上述糖蜜中直接加入果糖基转移酶进行酶反应，酶解反应温度为60℃、pH值为7，酶解时间为6h。

4、浓缩：利用减压浓缩，将滤液浓缩到固形物含量为58%，所得浓缩液低聚果糖含量在20%。

5、配料混合：将上述浓缩液9%、甘蔗糖蜜6%、甘蔗渣55%、麸皮24%、豆粕17%按重量配比配好料后混合均匀，混合后得固体发酵配料。

6、固态发酵：将固体发酵配料34%、(NH4)₂SO₄2%、水64%混合；混好料后接黑曲霉、绿色木霉和产朊假丝酵母混合菌种，接种量为5%，三种菌的比例为5:3:3，进行固态发酵。发酵温度为33℃，混菌发酵33h。

7、干燥：将发酵后的产品进行干燥，干燥至水分为4.5%，即得益生元发酵饲料产品。

Claims

1.一种利用蔗渣、糖蜜制备益生元发酵饲料的方法，包括以下步骤：

取糖蜜，用果糖基转移酶在40~60℃、pH5-7下进行酶反应；

将酶反应所得溶液进行脱色过滤；

将过滤后的溶液浓缩至固形物含量为50~60%，所得浓缩液含有低聚果糖；

按以下重量配比进行配料并混合均匀：上述浓缩液5~10%、甘蔗糖蜜5~10%、甘蔗渣35~55%、麸皮20~25%、豆粕15~20%，混合后得到固体发酵配料；

按重量配比取固体发酵配料30~40%、(NH₄)₂SO₄1~4%、水56~69%，混合后接黑曲霉、绿色木霉和产朊假丝酵母混合菌种，于30-35℃下进行固态发酵。

2.根据权利要求1所述的利用蔗渣、糖蜜制备益生元发酵饲料的方法，其中步骤1）的酶反应时间为6-12h。

3.根据权利要求1所述的利用蔗渣、糖蜜制备益生元发酵饲料的方法，其中步骤1）所述糖蜜浓度为50~60°Bx。

4.根据权利要求1所述的利用蔗渣、糖蜜制备益生元发酵饲料的方法，其中步骤1）的果糖基转移酶为固定化果糖基转移酶。

5.根据权利要求1所述的利用蔗渣、糖蜜制备益生元发酵饲料的方法，其中步骤5）中混合菌种的接种量为2-5%。

6.根据权利要求1所述的利用蔗渣、糖蜜制备益生元发酵饲料的方法，其中步骤5）中黑曲霉、绿色木霉和产朊假丝酵母三者的接种比例是（4-6）：（2-4）：（1-3）。

7.根据权利要求1所述的利用蔗渣、糖蜜制备益生元发酵饲料的方法，其中步骤5）中黑曲霉、绿色木霉和产朊假丝酵母三者的接种比例是5:3:2。

8.根据权利要求1所述的利用蔗渣、糖蜜制备益生元发酵饲料的方法，其中步骤5）的固体发酵的时间为30~40h。

9.根据权利要求1所述的利用蔗渣、糖蜜制备益生元发酵饲料的方法，还包括固态发酵后进行干燥的步骤。

10.根据权利要求9所述的利用蔗渣、糖蜜制备益生元发酵饲料的方法，其中所述干燥为干燥至水分不高于5%。