CN103892034A - 一种多营养微生物蛋白的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多营养微生物蛋白的制备方法，是经过原料预处理、小麦胚芽低温灭酶干燥、固态发酵和烘干得到多营养微生物蛋白，最终产物的蛋白质含量为26-28%，本发明具有采用玉米粉、小麦胚芽和麸皮为原料、富含动物生长和发育所必需的各种营养物质、消化利用率高、促进动物的新陈代谢、产出率高、无污染、可减少病害、降解残留、缓解环境压力、促进可持续发展和适合工业大规模生产的特点。

Description

一种多营养微生物蛋白的制备方法

技术领域

本发明属于微生物发酵制备生物蛋白技术领域，尤其是涉及一种多营养微生物蛋白的制备方法。

背景技术

随着经济的发展，人民生活水平的提高，人类对蛋白质尤其是营养价值高的动物蛋白质的需求愈来愈多。大量的需求刺激了畜牧业和养殖业的发展，而依靠传统方式提供饲料粮、糠麸、豆饼以及饲料草等常规饲料已不能满足迅猛增长的饲料市场，尤其是蛋白饲料资源表现出供不应求的局面。例如鱼粉作为家禽日粮中优良的动物性蛋白资源之一，大部分需要进口，其存在着价格昂贵，资源缺乏，质量不稳定，价格不断上涨等因素，在这种形势下，制备一种无污染、成本低、营养丰富、产出率高，同时又可以提高经济效益的新型蛋白饲料资源来代替传统蛋白饲料对我国畜牧业和养殖业的发展具有深远的现实意义。

单细胞蛋白（微生物蛋白）作为一种新型蛋白饲料资源，其营养物质丰富，菌体中蛋白质含量高，氨基酸组分齐全，赖氨酸等必需氨基酸含量较高，同时富含丰富的碳水化合物以及维生素和矿物质，生产不受气候等外界条件的限制，产出率高，此外，生产单细胞蛋白的原料多为农业废弃物或者工业生产的副产品（如农副产品下脚料和工业废液等），这不仅解决了工农业生产的废弃物对环境的污染问题，还得到了细胞蛋白。与豆粉相比，单细胞蛋白的蛋白质含量高出10%~20% ，可利用的氮比大豆高20%，在有蛋氨酸添加时可利用氮甚至能超过95%。可以看出，利用非食用资源和废弃资源开发和推广微生物生产单细胞蛋白可成为补充饲料蛋白质来源不足的重要途径之一，意义十分重大。

现代单细胞蛋白工业都是以石油和甲醇为原料发展起来的，后来又继续发明了以可再生资源如农业废物、废水、秸秆、蔗渣、甜菜渣、木屑等含纤维素的废料及农林产品的加工废水等为原料来生产单细胞蛋白，不仅能够解决废弃物的资源化问题，变废为宝，而且具有重要的经济价值、社会价值和广阔的应用前景。麸皮和小麦胚芽作为面粉厂的加工副产品，均具有很高的营养价值，玉米粉作为天然的谷物原料之一，其自身的营养价值也很高。将一定比例的麸皮、玉米粉、小麦胚芽搭配好，选用乳酸菌、酵母菌等菌种进行固态发酵，得到高蛋白的饲料产品，其可作为添加剂添加到饲料中，也可作为蛋白饲料、预混饲料的组成部分，畜禽食用后，可增强畜禽机体免疫力，提高消化吸收能力；调节肠道微生物平衡，加快畜禽生长速度；减少病害、节省药费、降解残留；消除栏舍恶臭，实施生态养殖：降低饲养成本，增加有效产出。生产安全健康、无污染的优质绿色动物源性食品，顺应市场需求，兼具生态、经济、社会效益，可推动可持续发展。

我国常规饲料资源种类多、数量多少不一，都存在着各种各样的缺陷，若直接饲喂畜禽，其吸收利用率较低，如血粉、羽毛粉，其蛋白质基本上都是以大分子蛋白的形式存在，难以被畜禽消化吸收。而棉籽粕(饼)、菜籽饼(粕)等因含有毒素和抗营养因子，也不能够大量使用。

而采用现代生物发酵技术，开发和生产微生物蛋白饲料，利用微生物对营养、环境高效的适应性和强大的转化力来减少抗营养因子及原料的毒性，并使原料中不易被动物分解吸收、利用的蛋白质、纤维素、果胶质、各类有机酸、淀粉等复杂大分子物质降解为易于被动物消化吸收的小分子物质，并形成大量的菌体蛋白，大幅度提高原料的营养价值和利用率，并通过发酵来改善和提高饲料的适口性，促进畜禽的采食欲；同时由于微生物本身所产生的各类生物活性物质可以促进动物体内有益微生物菌群的生长，抑制有害菌群的繁殖，从而减少动物疫病的发生；并且微生物发酵技术在改善饲料品质，提高原料利用率，降低饲料生产成本，增加畜牧业经济效益等方面有显著作用。

哈尔滨商业大学杨威等人申请了植物药渣为原料微生物发酵生产高蛋白菌体饲料的方法的专利（专利号：200610010285.2 ），吉首大学的田宏现申请了利用红薯渣发酵生产单细胞蛋白质饲料的方法的专利（专利号：201310220536.X ）均使用了玉米粉作为原料之一，但是玉米粉结合小麦胚芽的相关技术还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于改进已有技术的不足而提供一种采用玉米粉、小麦胚芽和麸皮为原料、富含动物生长和发育所必需的各种营养物质、消化利用率高、促进动物的新陈代谢、产出率高、无污染、可减少病害、降解残留、缓解环境压力、促进可持续发展和适合工业大规模生产的多营养微生物蛋白的制备方法。

本发明的目的是这样实现的，一种多营养微生物蛋白的制备方法，其特点是该方法包括以下步骤：

a、原料预处理：小麦胚芽、麸皮去杂、去石，采用高速万能粉碎机粉碎麸皮，过筛，控制其粒度为40-60目；

     小麦胚芽采用紫外线低温灭酶干燥，干燥脱水后含水量为6%；

玉米粉粒度为40-60目；

b、固态发酵：按照重量百分比为麸皮65%、小麦胚芽15%、玉米25%以及15%~30%的无菌水配料，按照体系干基计，分别添加芽孢杆菌10%、酵母菌10%、乳酸菌0.4%、红糖2%，搅拌均匀后，将发酵原料装入发酵塑料桶中，桶外加保温被，保持发酵内温度为40℃，发酵72h；

c、将发酵产物在45℃烘箱中烘干即可。

上述一种多营养微生物蛋白的制备方法得到的最终产物的蛋白质含量为26-28%。

本发明与已有技术相比具有以下显著特点和积极效果：本发明采用小麦胚芽作为培养基的组成成分，提高了培养基内的营养物质，降低了化学试剂药物的使用，防止抗生素类物质的添加，小麦胚芽与玉米粉的结合，补充了玉米粉缺少赖氨酸的不足，生产的单细胞蛋白无污染、无副作用，营养价值高，是一种解决能源危机、解决人畜争粮问题的有效途径。与其他培养方式相比，固态发酵具有培养基简单且来源广泛，投资少，能耗低，技术较简单，产物的产率较高，基质含水量低，可大大减少生物反应器的体积，不需要废水处理，环境污染较少，后处理加工方便，发酵过程一般不需要严格的无菌操作，选用麸皮作为辅料，麸皮主要是作为一种膨松剂，同时也可作为辅助氮源，和一些碳水化合物（如玉米粉），来增进菌株的生长，玉米粉还能极大提高生物量积累和弹性蛋白酶分泌；小麦胚芽富含蛋白质、维生素和矿物质等营养成分，可作为氮源的来源之一，也可提供磷、钾、硫等成分，使微生物快速生长从而分泌适当的酶分解底物获得养分。其不会使发酵培养基中的pH值升高，免去了尿素过高不利于菌体的繁殖和代谢等危害。再加上利用有益微生物采用固态发酵技术，改变饲料原料的理化性状，减少抗营养因子明显并降低原料的毒性，改善其适口性，提高蛋白质含量，使氨基酸含量趋于平衡，维生素丰富，含有一些有益菌及未知生长因子等，营养价值大大提高。

本发明配方设计合理，制备方法科学，成本低，原料来源广泛，综合可利用程度高，产品可作为饲养动物的蛋白饲料原料、预混饲料或全价饲料。

具体实施方式

实施例，一种多营养微生物蛋白的制备方法，是包括以下步骤：原料预处理：小麦胚芽、麸皮去杂、去石，采用高速万能粉碎机粉碎麸皮，过筛，控制其粒度为40-60目，小麦胚芽在40~60℃温度下紫外线灭酶干燥，一般新鲜小麦胚芽的含水量为15.5%，干燥脱水后小麦胚芽的含水量为6%，玉米粉粒度控制在40-60目；固态发酵：按照重量百分比为麸皮65%、小麦胚芽15%、玉米粉25%以及15%~30%的无菌水配料，按照体系干基计，分别添加芽孢杆菌10%、酵母菌10%、乳酸菌0.4%、红糖2%，搅拌均匀后，将发酵原料装入发酵塑料桶中，桶外加保温被，保持发酵内温度为40℃，发酵72h；将发酵产物在45℃烘箱中烘干即可，最终产物的蛋白质含量为27.86%。

Claims (2)

1.一种多营养微生物蛋白的制备方法，其特征是该方法包括以下步骤：

a、原料预处理：小麦胚芽、麸皮去杂、去石，采用高速万能粉碎机粉碎麸皮，过筛，控制其粒度为40-60目；

 小麦胚芽采用紫外线低温灭酶干燥，干燥脱水后含水量为6%；

玉米粉粒度为40-60目；

b、固态发酵：按照重量百分比为麸皮65%、小麦胚芽15%、玉米粉25%以及15%~30%的无菌水配料，按照体系干基计，分别添加芽孢杆菌10%、酵母菌10%、乳酸菌0.4%、红糖2%，搅拌均匀后，将发酵原料装入发酵塑料桶中，桶外加保温被，保持发酵内温度为40℃，发酵72h；

c、将发酵产物在45℃烘箱中烘干即可。

2.根据权利要求1所述的一种多营养微生物蛋白的制备方法，其特征是最终产物的蛋白质含量为26-28%。