CN104522306B - 一种复合蛋白饲料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合蛋白饲料及其制备方法，该复合蛋白饲料以豆渣，葡萄渣，苹果渣为发酵原料，接种酿酒酵母菌，乳酸杆菌和纤维素酶，通过发酵获得。发酵所得的复合蛋白饲料，其粗蛋白，粗脂肪含量明显增高，灰分纤维素含量明显降低，动物食用后粗蛋白的消化率显著提高，最高消化率达到了73.11％。本发明通过固态发酵法改善了复合蛋白质原料的低劣品质，提高了蛋白质的品质和饲料利用率，且成本低，能够适应畜牧业对蛋白质饲料的需求，具有较好的市场应用前景。

Description

一种复合蛋白饲料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种饲料，具体涉及一种具有较高粗蛋白、粗脂肪，较低灰分的易于消化的复合蛋白饲料及其制备方法。

背景技术

随着我国畜牧业和饲料工业的快速发展，我国对饲料原料的需求量急增，使我国的饲料资源尤其是蛋白质资源更加紧缺，而且在品种与结构上也存在着不少问题。近年来，我国一些常规蛋白质饲料原料如豆渣、鱼粉、肉骨粉等优质蛋白缺乏价格高涨，与此同时一些非常规蛋白质饲料，如棉、菜籽饼粕、糟渣类饲料等产量丰富却利用相当少。我国年产棉籽饼粕约400万吨，喂猪仅占16％左右，绝大部分直接用作肥料，年产菜籽饼粕约700万吨，只有5％-6％用作饲料，大部分做肥料用，其他油饼类蛋白质饲料也利用不多，如花生饼粕、芝麻饼粕等。

因此，一方面我国蛋白资源缺乏，另一方面我国蛋白饲料资源未得到充分利用，已利用的还不尽合理。解决我国蛋白资源的方法就要对症下药，总体思路是节源流，对蛋白质饲料进行合理的加工处理，改变饲料的蛋白质品质，使其更容易被动物消化吸收，从而提高其利用率，同时，开发新的蛋白质资源，使动物具有更广泛的蛋白质饲料来源。工业生产中的废弃物如：豆渣，苹果渣，葡萄渣应用于饲料的研究众多。田卫东等申请了《包含果渣和豆渣的生物饲料及其制备方法》的专利；国外利用果渣做饲料已取得了显著的经济效益，如美国、加拿大等国家已将苹果渣、葡萄渣和柑橘渣作为猪、鸡、牛的标准饲料成分列入国家颁发的饲料成分表中。张长霞等以酵母菌2637，CY-4和黑曲霉10混合菌为发酵菌株，确定了固体发酵苹果渣生产饲料的最佳培养基配方；梅宁安等将葡萄渣经发酵处理后，应用于肉仔鸡的有效性和安全性，试验结果证明了发酵葡萄渣应用于肉仔鸡是安全、有效的。但是没有发现将这三者作为发酵底物进行饲料生产的文章及专利，并且没有对这三者作为发酵底物的系统性研究。再者大部分研究集中在实验室条件发酵，而对发酵产品的营养价值评定研究不多，系统参数缺乏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有较高粗蛋白、粗脂肪，较低灰分的易于消化的复合蛋白饲料及其制备方法。

本发明的复合蛋白饲料是以葡萄渣，苹果渣，豆渣为发酵原料，接种酿酒酵母菌，乳酸杆菌和纤维素酶，通过发酵获得。

其中，葡萄渣，苹果渣，豆渣的质量比为：1-3:2-4:4-6。

优选地，葡萄渣，苹果渣，豆渣的质量比为：2:3:5。

其中，酿酒酵母菌的接种量为2-4％，乳酸杆菌的接种量为2-4％，纤维素酶的添加质量占发酵底物总质量的4-6％；上述％均为质量百分比，酿酒酵母菌和乳酸杆菌的活菌数均≥200亿个/g；纤维素酶的酶活力为2×10⁵u/g。

优选地，酿酒酵母的接种量为2.5％，乳酸杆菌的接种量为2.5％，纤维素酶的添加质量占发酵底物总质量的5％。

发酵条件为30-35℃，含水量60-75％，有氧发酵65-78h。

优选地，发酵条件为32.5℃，含水量70％，有氧发酵72h。

本发明还提供了制备上述复合蛋白饲料的方法，包括以下步骤：

(1)将葡萄渣，苹果渣，豆渣的按质量比为：1-3:2-4:4-6混合；

(2)接种酿酒酵母菌和乳酸杆菌，并添加纤维素酶；

(3)30-35℃，含水量60-75％的条件下有氧发酵65-78h。

其中，步骤(2)中，酿酒酵母菌的接种量为2-4％，乳酸杆菌的接种量为2-4％，纤维素酶的添加质量占发酵底物总质量的4-6％；上述％均为质量百分比，酿酒酵母菌和乳酸杆菌的活菌数均≥200亿个/g；纤维素酶的酶活力为2×10⁵u/g。

优选地，酿酒酵母的接种量为2.5％，乳酸杆菌的接种量为2.5％，纤维素酶的添加质量占发酵底物总质量的5％。

本发明复合蛋白饲料的显著优点有：将三种原料(豆渣，苹果渣，葡萄渣)按一定比例混合，通过固态发酵法改善复合蛋白质原料的低劣品质，提高饲料的利用率。并通过动物实验验证了该饲料的实用性和可行性。本发明的复合蛋白饲料营养价值高，复合发酵蛋白饲料对瘘管羊的消化率显著提高，其中最高消化率达到了72.46％，粗蛋白的消化率也显著提高，最高消化率达到了73.11％。本发明的复合蛋白饲料合理利用饼粕酒糟类饲料，开发新型的蛋白资源，降低饲料成本，提高经济效益；为固态发酵复合蛋白饲料提供适宜的菌株组合和方法；通过固态发酵法改善复合蛋白饲料的营养特性，并为其在生长猪饲粮中的合理使用提供基础参数。

说明书附图

图1为葡萄渣、苹果渣、豆渣为基质的常规成分比较。

图2为葡萄渣、苹果渣、豆渣不同配比常规成分含量图，其中图2A和图2B均为葡萄渣、苹果渣、豆渣不同配比基质情况下的常规成分含量图。

图3为不同菌酶配合发酵后发酵产物成分常规成分含量图。

图4为不同接种量发酵后发酵产物常规成分含量。

图5为不同温度发酵后发酵产物常规成分含量。

图6为不同发酵时间发酵后发酵产物常规成分含量。

图7为空白混合基质与发酵混合基质常规成分含量比较图。

图8为饲料在瘘管羊体内不同时间段的消化率。

图9为饲料在瘘管羊体内不同时间段蛋白质的消化率。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。本发明中的％，若未特别说明，均为质量百分比。

本申请所用到的试验材料为：

豆渣采自张掖市三兴豆业有限责任公司，地址：甘肃张掖市东北郊开发区；豆腐渣水份含量≤80.0％，蛋白质≥3.0％，脂肪≤0.5％，碳水化合物(纤维素、多糖等)≤8.0％。

苹果渣采自：天水长城果汁集团有限公司，地址：甘肃天水市麦积区下曲湾高新技术工业园。苹果渣水份含量≤76.4％，蛋白质≥1.6％，脂肪≤1.4％，碳水化合物≤22.0％，纤维素≤3.6％，pH≥3.8。

葡萄渣采自：甘肃莫高实业股份有限公司葡萄酒厂，地址：武威市凉州区黄羊镇新河街1号。葡萄渣水份含量≤10.0％，蛋白质≥8.7％，脂肪≤3.8％，碳水化合物≤22.0％，纤维素≤20.0％，pH≥3.0。

酿酒酵母菌产自武汉东康源科技有限公司，生产批号：20130613，酵母活性细胞≥200亿个/g，水分≤6％，5kg装。植物乳杆菌产自武汉东康源科技有限公司，生产批号：20130625，酵母活性细胞≥200亿个/g，水分≤6％，0.5kg装。纤维素酶产自沂源康源生物科技有限公司，地址：山东省淄博市沂源县大张庄镇，生产批号：20130616。保质期：12个月，500g装。

粗蛋白质的测定采用凯式定氮法，粗脂肪的测定采用索氏提取法；灰分的测定采用灼烧法；中性纤维素，酸性纤维素的测定采用范式纤维素洗涤分析法；评定饲料营养价值采用尼龙袋法。

实施例1 复合蛋白饲料的发酵底物筛选

1.基质的各种常规成分测定与比较

由实验所做的图1中可以得出，粗蛋白含量：豆渣＞苹果渣＞葡萄渣；粗脂肪含量：豆渣＞葡萄渣＞苹果渣；灰分含量：豆渣＞葡萄渣＞苹果渣；中性纤维素含量：豆渣＞葡萄渣＞苹果渣；酸性纤维素含量：葡萄渣＞豆渣＞苹果渣，拟定以豆渣为主料，苹果渣和葡萄渣为辅料，这样有利于常规营养成分的互补作用。

2.基质的配比的确定及常规营养成分的测定

将豆渣、苹果渣、葡萄渣于105℃烘至恒重，称取适量的上述样品，将其按以下设计的比例混合，进行常规成分含量的测定。粗蛋白质的测定采用凯式定氮法，粗脂肪的测定采用索氏提取法；灰分的测定采用灼烧法；中性纤维素，酸性纤维素的测定采用范式纤维素洗涤分析法。

葡萄渣：苹果渣：豆渣比例共设计10组比例，分别为：1:1:1、2:1:1、1:2:1、1:1:2、5:3:2、5:2:3、2:5:3、3:5:2、3:2:5、2:3:5。

经过不同的基质配比及营养成分的测定，结果见图2A和图2B得以下结论：以葡萄渣：苹果渣：豆渣(2：3：5)配比时粗蛋白含量，粗脂肪含量处于所取配比里的最大值，而灰分及纤维素含量均处于最小值，符合营养成分互补的标准，因此，基质的配比选为葡萄渣：苹果渣：豆渣(2：3：5)。

实施例2 复合蛋白饲料的发酵菌酶组合筛选

试验以复合蛋白饲料(基质的配比选为葡萄渣：苹果渣：豆渣为2：3：5)为发酵原料进行发酵实验，试验选用两株微生物：酿酒酵母和乳酸杆菌，以及一种酶液：纤维素酶，进行发酵实验。菌酶的组合筛选实验设计了6组实验，分别为：空白混合基质、酿酒酵母发酵、乳酸杆菌发酵、酿酒酵母+纤维素酶发酵(质量比1:1)、乳酸杆菌+纤维素酶发酵(质量比1:1)、酿酒酵母发酵+乳酸杆菌+纤维素酶发酵【酿酒酵母发酵+乳酸杆菌，各为2.5％)共5％，纤维素酶5％】。所有实验均在30℃，接种量均为10％的条件下发酵24h。最后对发酵产物的常规成分含量的进行测定。

经过不同的菌酶搭配及发酵对常规营养成分的测定，得出以下结论：以酿酒酵母+乳酸杆菌+纤维素酶的菌酶组合，粗蛋白质含量，粗脂肪含量均有明显的增加，纤维素均有了较小程度的降低，因此拟定菌酶的最佳组合为：酿酒酵母+乳酸杆菌+纤维素酶。结果见图3。

发酵接种量的确定经过不同的菌酶接种量(分3个试验组，其中组1为酿酒酵母菌和乳酸杆菌质量比1:1混合后，接种量为2.5％，纤维素酶接种量2.5％；组2为酿酒酵母菌和乳酸杆菌质量比1:1混合后，接种量为5％，纤维素酶接种量5％；组3为酿酒酵母菌和乳酸杆菌质量比1:1混合后，接种量为7.5％，纤维素酶接种量7.5％)及发酵产物进行常规成分测定，得出以下结论：当接种量为5％时，具有较高的发酵性能，粗蛋白含量及粗脂肪含量均为所选接种量的最大值，相应的灰分及纤维素均为所选接种量的最小值，因此，发酵接种量确定为5％，结果见图4。

实施例3 复合蛋白饲料的发酵条件优化

1、发酵温度的确定

试验以复合蛋白饲料(基质的配比选为葡萄渣：苹果渣：豆渣为2：3：5)为发酵原料进行发酵实验，发酵温度确定实验设计了3组实验，分别为：30℃、32.5℃、35℃。所有实验菌酶条件为：酿酒酵母发酵+乳酸杆菌+纤维素酶(酿酒酵母发酵：乳酸杆菌质量比＝1:1，二者接种量共5％，纤维素酶添加量为5％)，发酵过程均在24h。最后对发酵产物的常规成分含量的进行测定。

经过不同的发酵温度及对发酵产物进行常规成分测定，结果见图5，图5显示：当发酵温度为32.5℃时，具有较高的发酵性能，粗蛋白含量及粗脂肪含量均有了较为明显的提高，相应的灰分及纤维素均有了较为明显的降低，因此，发酵温度确定为32.5℃。

2、发酵时间的确定

试验以复合蛋白饲料(基质的配比选为葡萄渣：苹果渣：豆渣为2：3：5)为发酵原料进行发酵实验，发酵温度确定实验设计了3组实验，分别为：24h、48h、72h。所有实验菌酶条件为：酿酒酵母发酵+乳酸杆菌+纤维素酶(酿酒酵母发酵：乳酸杆菌质量比＝1:1，二者总接种量为5％，纤维素酶添加量为5％)，发酵过程均在32.5℃条件下发酵。最后对发酵产物的常规成分含量的进行测定。经过不同的发酵时间发酵产物进行常规成分测定，结果见图6，当发酵时间为72h有较高的发酵性能，粗蛋白含量及粗脂肪含量均有了较为明显的提高，相应的灰分及纤维素均有了较为明显的降低，因此，发酵时间确定为72h。

实施例4 复合蛋白饲料的制备

经过上述各发酵条件的优化筛选，本发明最终确定本发明的复合蛋白饲料以葡萄渣：苹果渣：豆渣质量比为2：3：5为发酵底物，发酵方法为32.5℃，72h，酿酒酵母发酵：乳酸杆菌质量比＝1:1，二者总接种量为5％，纤维素酶接种量5％，70％水分。通过有氧发酵复合蛋白饲料。发酵结果显示，与未发酵的复合蛋白饲料相比，粗蛋白增加了1.68％，粗脂肪含量增加了1.58％，灰分纤维素含量降低了1.33％，纤维素含量降低了5.68％，结果见图7。可见本发明通过固态发酵法改善了复合蛋白质原料的低劣品质，提高了饲料的利用率。

实施例5 本发明复合蛋白饲料的效果验证

1、尼龙袋法

1)尼龙袋的准备 新制作的尼龙袋用不易在瘤胃中褪色的记号笔编号，用前放入瘤胃内48h，取出、用洗衣机洗净、烘箱中恒温65℃烘干48小时后称重，记录尼龙袋重量。

2)待测饲料样品的制备 将实施例4制得的饲料粉碎通过2.5mm筛孔。

3)试验动物及饲养管理 试验动物应为安装有永久性瘤胃瘘管的成年肉用公羊，精粗比为4:6，按1.3倍维持水平饲养(肉羊NRC2007)。试验动物按该品种动物常规程序饲养管理，每天饲喂2次，自由饮水。测定前至少预饲15天。

4)尼龙袋的称样

①尼龙袋样品称样量(包括0时间点，每个样品做3个平行)称样量：不超过尼龙袋体积的1/3。

②实验动物选择

每种饲料样本选择3头瘘管羊，每头动物设6个取样时间点，每个时间点设2个平行，即2个重复的尼龙袋，绑在一个塑料管上。设定6、12、24、36、48、72小时6个时间点。

5)尼龙袋的固定 通过数根半软塑料管将尼龙袋固定于瘤胃内，浸入瘤胃食糜中。半软塑料管的作用是固定尼龙袋，并保证装有待测样品的尼龙袋始终沉浸于瘤胃食糜中。

①半软塑料管的规格 半软塑料管的直径应介于0.3～0.5cm之间。长度为25cm。在软塑料管的一端距顶端1cm处向内划透一长2cm的夹缝，用于固定尼龙袋。在塑料管的另一端距顶端1cm处打孔。

②尼龙袋的固定 每2个尼龙袋夹在一根长约25cm的软性塑料管上，将每两个装有待测饲料的尼龙袋口交叉夹于一根半软塑料管的夹缝中，用橡皮筋缠绕固定，确保其不渗漏、不脱落；用粗尼龙绳穿过软管另一端圆孔，固定到瘤胃瘘管盖上。

6)尼龙袋的投放：不同时间点分别投放。

①投袋数量 一头瘘管羊一次投放12个尼龙袋，即1头瘘管羊投放6根软塑料管。

②投袋时间 尼龙袋开始投放时间为试验动物饲喂2小时后。

投袋的具体时间计划：表1

7)尼龙袋的冲洗 从瘤胃中取出尼龙袋后立即连同软塑料管一起浸泡在冷水中。多次换水，直至滤出水澄清为止。在冲洗过程中严禁用手捏或用手揉搓尼龙袋。(0时间点的也需要一起冲洗)

8)尼龙袋的烘干 将冲洗过的尼龙袋(连同之中的残余物)置于真空干燥箱或鼓风干燥箱内65℃下恒温烘48小时，称重并记录尼龙袋和残渣的总重量。

9)尼龙袋残渣营养成分的测定 称取一定量的残渣，分析饲料消化率及其中粗蛋白及其消化率。

2、饲料在瘘管羊体内不同时间段的消化率

结果见图8。本发明实施例4制得的复合蛋白饲料在瘘管羊胃内的消化率随着时间的推移依次升高，时间与消化率成梯度变化，其中6小时的消化率为22.13％，36小时的消化率为50.62％，72小时的消化率达到了72.46％，因此，本发明所得的复合发酵蛋白饲料具有良好的消化率。

3、饲料在瘘管羊体内不同时间段蛋白质的消化率

通过对实施例4制得的饲料在瘘管羊胃内通过消化以后所得的残渣的分析，残渣中所含的粗蛋白含量越少，即粗蛋白的消化率越来越高，粗蛋白的消化率随时间成梯度变化。

本发明实施例4制得的复合发酵蛋白饲料对瘘管羊的消化率显著提高，其中最高消化率达到了72.46％，粗蛋白的消化率也显著提高，最高消化率达到了73.11％，因此，通过固态发酵法改善了复合蛋白质原料的低劣品质，提高了饲料的利用率。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种饲料利用率、消化率得到提高的复合蛋白饲料，其特征在于，以质量比为：1-3:2-4:4-6的葡萄渣，苹果渣，豆渣为发酵原料，通过如下步骤获得：

(1)将葡萄渣，苹果渣，豆渣三种发酵原料按质量比为：1-3:2-4:4-6混合；

(2)接种酿酒酵母菌和乳酸杆菌，并添加纤维素酶；其中，酿酒酵母菌的接种量为2-4％，乳酸杆菌的接种量为2-4％，纤维素酶的添加质量占发酵底物总质量的4-6％；上述％均为质量百分比，酿酒酵母菌和乳酸杆菌的活菌数均≥200亿个/g；纤维素酶的酶活力为2×10⁵u/g；

(3)30-35℃，含水量60-75％的条件下有氧发酵65-78h。

2.根据权利要求1所述的复合蛋白饲料，其特征在于，葡萄渣，苹果渣，豆渣的质量比为：2:3:5。

3.根据权利要求1所述的复合蛋白饲料，其特征在于，酿酒酵母的接种量为2.5％，乳酸杆菌的接种量为2.5％，纤维素酶的添加质量占发酵底物总质量的5％。

4.根据权利要求1所述的复合蛋白饲料，其特征在于，发酵条件为32.5℃，含水量70％，有氧发酵72h。

5.制备饲料利用率、消化率得到提高的复合蛋白饲料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将葡萄渣，苹果渣，豆渣的按质量比为：1-3:2-4:4-6混合；

(2)接种酿酒酵母菌和乳酸杆菌，并添加纤维素酶；其中，酿酒酵母菌的接种量为2-4％，乳酸杆菌的接种量为2-4％，纤维素酶的添加质量占发酵底物总质量的4-6％；上述％均为质量百分比，酿酒酵母菌和乳酸杆菌的活菌数均≥200亿个/g；纤维素酶的酶活力为2×10⁵u/g；

(3)30-35℃，含水量60-75％的条件下有氧发酵65-78h。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，酿酒酵母的接种量为2.5％，乳酸杆菌的接种量为2.5％，纤维素酶的添加质量占发酵底物总质量的5％。