CN104431338A

CN104431338A - 一种甘薯渣型发酵饲料及其生产方法

Info

Publication number: CN104431338A
Application number: CN201410853009.7A
Authority: CN
Inventors: 刘玉奉; 张�浩; 朱昌雄; 余明华
Original assignee: SHANDONG SUNKEEN BIOLOGICAL Co Ltd
Current assignee: SHANDONG SUNKEEN BIOLOGICAL Co Ltd
Priority date: 2014-12-31
Filing date: 2014-12-31
Publication date: 2015-03-25

Abstract

本发明利用种植甘薯密集地区丰富的甘薯渣资源，通过产朊假丝酵母等菌种的发酵技术制备甘薯渣型发酵饲料。本发明针对现有的发酵甘薯渣的工艺进行了改良，明确了生产参数，减少了生产环节并获得了更高饲用价值的发酵甘薯渣。

Description

一种甘薯渣型发酵饲料及其生产方法

技术领域

背景技术

甘薯属旋花科，一年生或多年生蔓生草本。又名山芋、红芋、番薯、红薯、白薯、白芋、地瓜、红苕等，因地区不同而有不同的名称，是重要的蔬菜来源，块根可作粮食、饲料和工业原料，作用广泛。2012年，我国甘薯的种植面积约占全世界的70％，年产量在1400万吨以上，占全世界总产量的80％，种植面积和产量位居世界第一，是仅次于水稻、小麦、玉米的主要粮食作物。

甘薯渣是甘薯提取淀粉过程中的副产品，水分含量高，不易运输和储存，极易受微生物污染导致腐败变质，通常被当作废弃物丢弃或作为饲料加以简单利用，造成资源的浪费和环境的污染。如何开发和利用甘薯渣资源已成为当前我国淀粉行业迫切需要解决的难题。目前，大多数厂家对薯渣的利用仅局限于直接用作饲料，仅少数厂家烘干制成干饲料，但由于烘干能耗使得饲料成本过高，生产难以长期维持。高纤维低蛋白的特点易导致适口性差，营养价值和消化利用率都很低，不能满足家畜对营养的均衡需求，过多饲喂畜禽还会导致发育不良和疾病，且鲜薯渣含水量达80％以上，如不及时处理，极易腐败变质，污染环境。生物技术的发展，为甘薯渣发酵生产单细胞蛋白饲料的深入研究和开发奠定了坚实的基础，这种方法是现在利用和研究甘薯渣的热点及趋势。甘薯渣中蛋白含量约在3.10％～5.26％，利用微生物对甘薯渣发酵可以生成单细胞蛋白，有效地提高蛋白含量和饲用价值。通过微生物发酵将甘薯渣中的淀粉和部分纤维素转化为菌体蛋白，不仅可以节约粮食，还可在很大程度上缓解我国饲料蛋白不足的问题。

中国专利CN201410039421介绍了一种甘薯渣发酵饲料及其制备方法。以甘薯薯渣75～80％和小麦麸皮20～25％为原辅料，在此原辅料基础上加入试剂：尿素0.75～1.5％、硫酸铵0.75～1.5％、磷酸二氢钾0.5～0.7％和硫酸镁0.4～0.6％，混合得到发酵底物。枯草芽孢杆菌、扣囊复膜孢酵母、绿色木霉和植物乳杆菌经扩繁得到的菌液混合成组合发酵菌种菌液，好氧发酵制备而成；发酵底物与组合发酵菌种菌液的重量比为1∶1～1.2；四个菌液体积比为1～3∶1～3∶1～3∶1～3。

固态发酵是微生物在没有或基本没有游离水的固态基质上的发酵方式，固态基质中气、液、固三相并存，即多孔性的固态基质中含有水和水不溶性物质。与液态发酵相比，固态发酵有以下优点：1、水分活度低，基质水不溶性高，微生物易生长，酶活力高，酶系丰富；2、发酵过程粗放，不需严格无菌条件；3、设备构造简单、投资少、能耗低、易操作；4、后处理简便、污染少，基本无废水排放。

甘薯渣粗纤维含量较高，在甘薯渣资源丰富的地区，其处理也较为困难。通过发酵制作饲料，提高了甘薯渣的利用价值，也减少了对环境的污染，提高了经济效益。

发明内容

现有技术只提供了生产工艺的一个参考范围，详细指标不明确，产品品质也有待提高。本发明旨在已有技术的基础上，明确并优化生产工艺中的发酵参数，包括发酵温度、发酵时间、pH、接种量、料水比、培养基成分，从而使得产品中蛋白和氨基酸含量进一步提高。

在菌种的选择上，本发明选用了山东圣琪生物有限公司生产的高活性干酵母，将干酵母直接添加到发酵培养基中，省去了现有技术方案中的菌种保存、扩繁环节，减少了生产工艺、提高了生产效率。

现有技术法案中，发酵产物经高温干燥，使得发酵微生物失活，降低了发酵产品的功效。本发明采用低温干燥技术，保留了发酵产品中对动物有益的酵母菌，从而大大提高了产品的价值。

在本发明的一个实施方案中，涉及一种制备甘薯渣型发酵饲料的方法，其包括以下步骤：

(1)将包含甘薯渣的原辅料制备为发酵培养基；

(2)对所述发酵培养基进行灭菌；

(3)将灭菌后的发酵培养基与活性干酵母混合均匀；

(4)固态发酵；以及

(5)干燥得到所述发酵饲料。

在本发明的一个实施方案中，步骤(1)中所述甘薯渣水分小于10％。

在本发明的一个实施方案中，步骤(1)中所述发酵培养基组成成分包括甘薯渣70％至90％、麸皮5％至20％、尿素1％至5％、硫酸铵1％至5％、磷酸二氢钾0.1％至1％、硫酸镁0.1％至1％，其中料水比1∶1至1∶3，且pH＝5至7。在本发明的一个实施方案中，甘薯渣含量可为70％、75％、80％、85％、90％，麸皮含量可为5％、7％、10％、12％、15％、15.4％、17％、20％，尿素含量可为1％、2％、3％、4％、5％，硫酸铵含量可为1％、1.5％、2％、3％、4％、5％，磷酸二氢钾含量可为0.1％、0.2％、0.4％、0.6％、0.8％、1％，硫酸镁含量可为0.1％、0.3％、0.5％、0.7％、0.9％、1％。在本发明的一个实施方案中，料水比可为1∶1、1∶1.5、1∶2、1∶2.5、1∶3。在本发明的一个实施方案中，pH可为5、5.5、6、6.5、7。在本发明的一个实施方案中，优选地，步骤(1)中所述发酵培养基组成成分包括甘薯渣80％、麸皮15.4％、尿素2％、硫酸铵1.5％、磷酸二氢钾0.6％、硫酸镁0.5％，其中料水比1∶1.5，且pH＝6。

在本发明的一个实施方案中，步骤(2)中所述灭菌在105℃至130℃下进行。在本发明的一个实施方案中，优选地，所述发酵培养基在120℃下进行。在本发明的一个实施方案中，灭菌时间为10至30分钟，优选为15分钟。

在本发明的一个实施方案中，步骤(4)中所述发酵在25℃至35℃下进行，优选在28℃至32℃下进行。在本发明的一个实施方案中，发酵时间为24至48小时，优选为36小时。

在本发明的一个实施方案中，步骤(5)中所述干燥在15℃至45℃下进行，优选在25℃至35℃下进行。

在本发明的一个实施方案中，还包括测定所得发酵饲料之指标的步骤，所述指标包括粗蛋白、粗纤维、氨基酸、淀粉的含量。

在本发明的一个实施方案中，还涉及由以上方法制得的甘薯渣型发酵饲料。

在本发明的一个实施方案中，本发明涉及一种生产工艺，使获得的发酵甘薯渣产品蛋白含量更高，纤维素利用率更高。具体涉及到发酵工艺中的发酵温度、发酵时间、pH、接种量、料水比、培养基成分，包括以下几个步骤：(1)甘薯渣干燥粉碎；(2)发酵培养基混料；(3)灭菌；(4)接种；(5)固态发酵；(6)烘干；(7)指标测定。

在步骤(1)中，优选山东圣琪生物有限公司生产淀粉产生的新鲜甘薯渣，储存时间不超过2小时。90℃烘干至水分小于10％，粉碎后过60目筛。

在步骤(2)中，发酵培养基组成成分包括甘薯渣80％、麸皮15.4％、尿素2％、硫酸铵1.5％、磷酸二氢钾0.6％、硫酸镁0.5％。料水比1∶1.5、pH＝6。

在步骤(3)中，发酵培养基在120℃下灭菌15分钟。

在步骤(4)中，选择山东圣琪生物有限公司生产的活性干酵母。

在步骤(5)中，温度控制在30℃，上下不超过2℃，发酵36小时。

在步骤(6)中，采用低温干燥技术，使发酵产品中的酵母菌得以保存。

在步骤(7)中，测定发酵产品的指标包括：粗蛋白、粗纤维、氨基酸、淀粉的含量。

经本发明中的技术方案优化后，生产工艺各项参数得到明确，同时减少了生产步骤，改变了后期的生产工艺，因此产品的各项指标均得到提高，同时减少生产步骤，降低了成本，提高了效率，而且使得产品比现有产品增加了益生菌的成分，大大提高了产品的价值。

本发明所设计的饲料配方使用充足、廉价的甘薯渣作为原料，部分替代饲料中用量较大的麸皮原料，降低了生产成本。

甘薯渣在发酵过程中产生活性肽、氨基酸、核酸、免疫多糖等营养物质和某些生长因子，对动物的免疫器官起到重要的刺激作用，可以平衡和抑制肠道有害微生物，调节和改善微生态平衡。发酵薯渣采用天然的原料经绿色发酵而成，可以替代抗生素的使用，提高了饲料的安全性。

甘薯渣发酵过程中产生了大量有机酸化剂，如乳酸等，不仅可以有效抑制有害病菌，而且还可以有效激活胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠蛋白酶和其他各种淀粉消化酶的活性，非常有利于动物免疫系统的完善。发酵产生了大量小分子活性营养成分，特别有利于动物的抗应激，例如前述发酵所产生的乳酸(特别是粪肠球菌所产生的L-型乳酸)、小肽、氨基酸、特殊维生素营养、单糖、免疫物质等，可以快速解除动物应激，最大限度地减少应激状态。

本发明所设计的发酵饲料在实际操作中，可以根据当地原料情况、养殖的动物品种作适当的调整。

本发明所述的甘薯渣可以用木薯渣、马铃薯渣代替，根据其饲料成分和营养价值，对发酵原辅料和饲料原料比例进行调整。

需要指出的是，本文中只是结合各个具体实施方案对本发明的技术特征进行了描述，然而这些技术特征并不限于这些具体实施方案。除非特别指出，否则本发明还包括所有上述技术特征在各种实施方案中的任意组合。

附图说明

图1是制备本发明甘薯渣型发酵饲料的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合具体实施例和附图对本发明作进一步的详细说明。然而这些实施例仅仅是为了解释本发明的技术方案，它们并不能理解为限制本发明的保护范围。

实施例：

除非特别指出，否则以下实施例按照本领域技术人员已知的常规方法进行，所用试剂使用本领域在相应分析和制备中常用级别的试剂。

在本实施例中，制备了一种甘薯渣型发酵饲料，具体制备方法如下：

1.材料选择

本实施例中所使用的甘薯渣来自山东圣琪生物有限公司加工甘薯生产淀粉后产生的甘薯渣，储存时间不超过2小时，90℃烘干至水分小于10％，粉碎后过60目筛。发酵菌制剂为山东圣琪生物有限公司生产的活性干酵母。

2.制备步骤

(1)甘薯渣干燥粉碎：选择山东圣琪生物有限公司生产淀粉产生的新鲜甘薯渣1.2kg，储存时间为1.5小时，90℃烘干5小时，粉碎后过60目筛，得甘薯渣粉末803g；

(2)发酵培养基混料：将所得甘薯渣粉末与麸皮154g、尿素20g、硫酸铵15g、磷酸二氢钾6g、硫酸镁5g混合，加入水1.5kg，搅拌均匀；

(3)灭菌：将所得发酵培养基在120℃下灭菌15分钟；

(4)接种：加入山东圣琪生物有限公司生产的活性干酵母10g，搅拌均匀；

(5)固态发酵：在30℃进行固态发酵36小时；

(6)烘干：采用常州市快达干燥设备有限公司生产的XSG系列旋转闪蒸干燥机对发酵产品进行低温干燥，得到1.15kg甘薯渣型发酵饲料。

应理解，在阅读了本发明的上述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围内。

Claims

1.一种制备甘薯渣型发酵饲料的方法，其包括以下步骤：

(1)将包含甘薯渣的原辅料制备为发酵培养基；

(2)对所述发酵培养基进行灭菌；

(3)将灭菌后的发酵培养基与活性干酵母混合均匀；

(4)固态发酵；以及

(5)干燥得到所述发酵饲料。

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(1)中所述甘薯渣水分小于10％。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中步骤(1)中所述发酵培养基组成成分包括甘薯渣70％至90％、麸皮5％至20％、尿素1％至5％、硫酸铵1％至5％、磷酸二氢钾0.1％至1％、硫酸镁0.1％至1％，其中料水比1∶1至1∶3，且pH＝5至7。

4.根据前述权利要求任一项中所述的方法，其中步骤(2)中所述灭菌在105℃至130℃下进行。

5.根据前述权利要求任一项中所述的方法，其中步骤(4)中所述发酵在25℃至35℃下进行，优选在28℃至32℃下进行。

6.根据前述权利要求任一项中所述的方法，其中步骤(5)中所述干燥在15℃至45℃下进行，优选在25℃至35℃下进行。

7.根据前述权利要求任一项中所述的方法，其中还包括测定所得发酵饲料之指标的步骤，所述指标包括粗蛋白、粗纤维、氨基酸、淀粉的含量。

8.根据前述权利要求任一项中所述方法制得的甘薯渣型发酵饲料。