CN104839425A

CN104839425A - 利用番茄废渣混菌固体发酵生产蛋白饲料的方法

Info

Publication number: CN104839425A
Application number: CN201510197934.3A
Authority: CN
Inventors: 华颖; 陈文烜; 刘大群
Original assignee: Zhejiang Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Zhejiang Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2015-04-23
Filing date: 2015-04-23
Publication date: 2015-08-19

Abstract

本发明公开了一种利用番茄废渣混菌固体发酵生产蛋白饲料的方法，包括以下步骤：将番茄废渣、麸皮和水混合，组成发酵基质；将活化后的绿色木霉和活化后的黑曲霉按照1～3：2～5的重量比混合后得菌液Ⅰ；将菌液Ⅰ以5～10％的重量比接种于发酵基质中，发酵后得固态发酵产物；将菌液Ⅱ(活化后的产朊假丝酵母)以5～10％的重量比接种于固态发酵产物中，发酵3～5天，所得的发酵产物干燥至含水率15～20％，得蛋白饲料。采用本发明方法制备的饲料蛋白质含量高。

Description

利用番茄废渣混菌固体发酵生产蛋白饲料的方法

技术领域

本发明涉及动物营养和微生物发酵技术领域，尤其涉及一种利用番茄加工副产物发酵生产蛋白饲料的方法。

背景技术

番茄废渣是以番茄为原料制造番茄汁、番茄酱等食品时剩下的番茄皮、番茄籽、番茄粕等残渣的混合物，番茄废渣的水分含量均约为10％左右。番茄加工业的迅速发展致使番茄废渣产出量日益增加。2012年，我国番茄酱的产量突破200万吨，出口量达到全球市场的40％，在番茄酱的大批量生产中会有大量的番茄废渣产生。但由于番茄收获的季节性强，番茄废渣的产生时间相对集中，极易造成废渣的堆积，且因废渣水分含量较大(约75％)，堆积后易发霉变质，吸引蚊虫，造成严重环境污染；番茄废渣虽然为番茄加工业遗留下的不被采用的部分，但番茄的基本营养成分都保留了下来，如果不合理利用便会造成极大的浪费。但新鲜的番茄渣酸度较低(pH在4.3左右)，单宁、果胶等类的抗营养因子有大量的保留，直接将番茄废渣用来饲喂家畜，容易引起畜禽的消化不良，导致畜禽肉的产量、质量降低，不利于生产和销售。所以在可持续发展的大社会背景下，番茄废渣的利用也要纳入可持续的范围中来，按照废渣的生理特性寻求一种可以实现废渣有效利用的方法，建立一套科学合理的处理方式对资源的高效利用、环保节能有一定的实际作用，并将有助于促进现代农业的发展。

目前，国内蛋白饲料市场远不能满足畜牧业的生产需求，蛋白饲料一直处于缺口状态，传统的饲料加工业生产效率低，而且饲料原料的产量受自然灾害等外来因素的影响比较大，如果只依靠大量进口来实现畜牧业的平衡发展是很难的，开发新的蛋白原料是当前饲料工业最迫切的任务。番茄废渣作为一种高营养成分的废弃物，如果将其回收利用，通过微生物的发酵作用实现废渣的变废为宝，将不易消化吸收的番茄废渣，经过微生物的分解发酵，改善其营养结构、提高适口性、增强消化率，得到高蛋白质含量的发酵产品，可将来源丰富的生物质转化为具更高附加值的产物，变废为宝，同时也是饲料行业的重大突破，具有良好的经济和环境应用潜力和社会效益。

随着微生物技术的发展，近年来，用微生物菌种对番茄渣进行处理，提高其营养水平等方面已进行了初步尝试。《番茄渣发酵生产蛋白饲料菌种筛选研究》(赵芸君等，2011)对番茄渣进行了微生物发酵试验研究，利用酵母菌(产朊假丝酵母、白地霉、热带假丝酵母)、霉菌(黑曲霉、绿色木霉、康宁木霉)进行单菌的初筛和复筛，真蛋白均达到19％以上，特别是培养基中番茄渣含量达15％时，在酵母菌和霉菌中生长情况均为最好。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种利用番茄废渣混菌固体发酵生产蛋白饲料的方法，该方法脱水节能，成本低、无污染，实现了废弃资源有效利用和蛋白饲料的同步生产；且所得饲料中蛋白质含量高。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种利用番茄废渣混菌固体发酵生产蛋白饲料的方法，

(1)原料选择：

将番茄废渣与麸皮按85:15重量比混合，得混合物；

在混合物中加入水均匀混合，组成发酵基质；所述混合物占发酵基质总重的35～55％，余量为水；

备注说明：麸皮、番茄废渣的水分含量均约为10％(重量％)左右，该发酵基质可置于盆、缸、池、塑料袋等发酵容器内备用；

(2)霉菌活化与复配：

将绿色木霉和黑曲霉分别进行如下处理：接种于PDA液体培养基，于28±0.5℃活化培养36～60小时(较佳为48～60小时)；从而分别得活化后的绿色木霉和活化后的黑曲霉；

将活化后的绿色木霉和活化后的黑曲霉按照1～3：2～5的重量比混合后得菌液Ⅰ；

(3)第一阶段固态发酵：

将菌液Ⅰ以5～10％的重量比接种于发酵基质中，混合均匀，自然温度发酵1～3天，得固态发酵产物；

(4)酵母菌活化：

产朊假丝酵母于酵母培养基上进行活化，于28±0.5℃活化培养6～18小时，所得的活化后的产朊假丝酵母为菌液Ⅱ；

(5)第二阶段固态发酵：

将菌液Ⅱ以5～10％的重量比接种于步骤(3)所得的固态发酵产物中，混合均匀，自然温度发酵3～5天；

(6)将步骤(5)制得的发酵产物干燥至含水率15～20％，得蛋白饲料。

作为本发明的利用番茄废渣混菌固体发酵生产蛋白饲料的方法的改进：

所述步骤(2)中，绿色木霉和黑曲霉的培养时间均为48小时，活化后的绿色木霉和活化后的黑曲霉按照1：2的重量比混合；

所述步骤(3)中，菌液Ⅰ以5％的重量比接种，自然温度发酵2天；

所述步骤(5)中，菌液Ⅱ以5％的重量比接种，自然温度发酵4天。

作为本发明的利用番茄废渣混菌固体发酵生产蛋白饲料的方法的改进：步骤(6)中的干燥为风干或烘干，所述烘干温度为70～80℃。

在本发明中，

1、PDA液体培养基、酵母培养基，均属于常规培养基；

PDA液体培养基：以g/100ml计为：马铃薯20，葡萄糖2，自然pH，121℃灭菌20min；

即，PDA液体培养基为：马铃薯20g，葡萄糖2g，自来水100ml，自然pH，121℃灭菌20min。

所述酵母培养基为：以g/100ml计为：葡萄糖2、蛋白胨1、酵母提取物0.5，pH调至6.0-7.0，121℃灭菌20min；

即，酵母培养基为：葡萄糖2g、蛋白胨1g、酵母提取物0.5g，自来水100ml，pH调至6.0-7.0，121℃灭菌20min。

2、番茄废渣选择标准为：颜色褐色或橘色，微具番茄味，质地较粗糙，可明显的看出番茄皮、种子，干燥无霉变、无异味；

麸皮选择标准为：颜色金黄或淡黄，无霉变、无虫害，干燥无结块。

3、自然温度一般是指10～25℃。

本发明的有益效果：

以番茄加工副产物--番茄废渣为主要原料进行固体发酵，降低生产成本，并优化发酵菌种组合与配比，产品产量和质量稳定可靠，无污染，有利于促进饲料和畜牧行业健康有序的发展，对提高养殖效益，降低养殖风险具有重要意义。

综上所述，本发明充分利用了高营养成分的废弃物--番茄废渣，通过微生物的发酵作用实现废渣的变废为宝，将不易消化吸收的番茄废渣，经过微生物的分解发酵，改善其营养结构、提高适口性、增强消化率，得到高蛋白质含量(最高35.01％)的发酵产品，可将来源丰富的生物质转化为具更高附加值的产物，变废为宝，同时也是饲料行业的重大突破，具有良好的经济和环境应用潜力和社会效益。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的具体描述：

以下实施例所用的材料及涉及的生产设备如下：

材料：

番茄废渣：宁波铜钱桥食品菜业有限公司加工番茄酱副产物；水分含量约为10％左右；

麸皮：碾米厂产；水分含量约为10％左右；

绿色木霉、黑曲霉、产朊假丝酵母：购于中科院普通微生物研究所；具体如下表1所示：

表1

编号	菌种	拉丁文
			3.0316	黑曲霉	Aspergillus niger
3.2942	绿色木霉	Trichoderma viride
			2.0281	产朊假丝酵母	Candida utilis

马铃薯：市售；

葡萄糖、蛋白胨、酵母提取物：湖北省八峰药化股份有限公司；

饲料颗粒机、颗粒烘干机：河南恒创重工机械设备有限公司。

实施例1、一种利用番茄废渣混菌固体发酵生产蛋白饲料的方法，依次进行以下步骤：

(1)原料选择：

番茄废渣选择标准为：颜色褐色或橘色，微具番茄味，质地较粗糙，可明显的看出番茄皮、种子，干燥无霉变、无异味；

麸皮选择标准为：颜色金黄或淡黄，无霉变、无虫害，干燥无结块；

将番茄废渣与麸皮按85:15重量比混合，得混合物；

在55份(重量份)混合物中加入45份(重量份)水均匀混合，组成发酵基质；该发酵基质置于盆、缸、池、塑料袋等发酵容器内备用。

(2)霉菌活化与复配：

将一环绿色木霉接种于50mL PDA液体培养基，28℃活化培养48小时，得活化后的绿色木霉；

将一环黑曲霉接种于50mL PDA液体培养基，28℃活化培养48小时，得活化后的黑曲霉；

将活化后的绿色木霉和活化后的黑曲霉按照1：3的重量比混合后得菌液Ⅰ；

(3)第一阶段固态发酵：

将按步骤(2)制备的菌液Ⅰ以5％的重量比例接种于步骤(1)所得的发酵基质中，混合均匀，自然温度发酵3天，得固态发酵产物；

(4)酵母菌活化：

将一环的产朊假丝酵母接种于50ml的酵母培养基中，培养温度28℃，培养时间6小时，制得菌液Ⅱ；

(5)第二阶段固态发酵：

将按步骤(4)制备的菌液Ⅱ以5％的重量比例接种于步骤(3)所得的固态发酵产物中；混合均匀，自然温度发酵5天；

(6)将步骤(5)制得的发酵产物进行风干或烘干至含水率15％，得蛋白饲料。

该实施例1所得的蛋白饲料，按照GB 5009.5的方法进行检测，蛋白质含量为26.43％。

实施例2：一种利用番茄废渣混菌固体发酵生产蛋白饲料的方法，依次进行以下步骤：

(1)原料选择：

将番茄废渣与麸皮按85:15重量比混合，得混合物；

在35份(重量份)混合物中加入65份(重量份)水均匀混合，组成发酵基质；该发酵基质置于盆、缸、池、塑料袋等发酵容器内备用。

(2)霉菌活化与复配：

将一环绿色木霉接种于50mL PDA液体培养基，28℃活化培养60小时，得活化后的绿色木霉；

将一环黑曲霉接种于50mL PDA液体培养基，28℃活化培养60小时，得活化后的黑曲霉；

将活化后的绿色木霉和活化后的黑曲霉按照3:5的重量比混合后得菌液Ⅰ；

(3)第一阶段固态发酵：

将按步骤(2)制备的菌液Ⅰ以重量比例10％接种于步骤(1)所得的发酵基质中，混合均匀，自然温度发酵1天，得固态发酵产物；

(4)酵母菌活化：

将一环的产朊假丝酵母接种于50ml的酵母培养基中，培养温度28℃，培养时间18小时，制得菌液Ⅱ；

(5)第二阶段固态发酵：

将按步骤(4)制备的菌液Ⅱ以重量比例10％接种于步骤(3)所得的固态发酵产物中；混合均匀，自然温度发酵3天；

该实施例2所得的饲料，按照上述相同方法进行检测，蛋白质含量为29.47％。

实施例3：一种利用番茄废渣混菌固体发酵生产蛋白饲料的方法，依次进行以下步骤：

(1)原料选择：

将番茄废渣与麸皮按85:15重量比混合，得混合物；

在45份(重量份)混合物中加入55份(重量份)水均匀混合，组成发酵基质；该发酵基质置于盆、缸、池、塑料袋等发酵容器内备用。

(2)霉菌活化与复配：

将活化后的绿色木霉和活化后的黑曲霉按照1:2的重量比混合后得菌液Ⅰ；

(3)第一阶段固态发酵：

将按步骤(2)制备的菌液Ⅰ以重量比例5％接种于步骤(1)所得的发酵基质中；混合均匀，自然温度发酵2天；得固态发酵产物；

(4)酵母菌活化：

将一环的产朊假丝酵母接种于50ml的酵母培养基中，培养温度28℃，培养时间12小时，制得菌液Ⅱ；

(5)第二阶段固态发酵：

将按步骤(4)制备的菌液Ⅱ以重量比例5％接种于步骤(3)所得的固态发酵产物中；混合均匀，自然温度发酵4天；

该实施例3所得的饲料，按照上述相同方法进行检测，蛋白质含量为35.01％。

对比例1-1、

将实施例3步骤(2)中的活化后的绿色木霉和活化后的黑曲霉“按照1:2的重量比混合”改成“按照1:2.5的重量比混合”，其余等同于实施例3。

所得蛋白饲料中蛋白质含量为31.22％。

对比例1-2、

将实施例3步骤(2)中的活化后的绿色木霉和活化后的黑曲霉“按照1:2的重量比混合”改成“按照1:1.5的重量比混合”，其余等同于实施例3。

所得蛋白饲料中蛋白质含量为25.41％。

对比例2-1、

将实施例3步骤(1)中的“番茄废渣：麸皮＝85:15”改成“番茄废渣：麸皮＝95:5”；其余等同于实施例3。

所得蛋白饲料中蛋白质含量为25.17％。

对比例2-2、

将实施例3步骤(1)中的“番茄废渣：麸皮＝85:15”改成“番茄废渣：麸皮＝75:25”；其余等同于实施例3。

所得蛋白饲料中蛋白质含量为26.54％。

对比例4-1、

将实施例3步骤(4)中的产朊假丝酵母改成啤酒酵母，其余等同于实施例3。

所得蛋白饲料中蛋白质含量为25.98％。

对比例4-2、

将实施例3步骤(4)中的产朊假丝酵母改成白地霉，其余等同于实施例3。

所得蛋白饲料中蛋白质含量为23.05％。

对比例5、

将实施例3步骤(3)、步骤(5)中的接种量均由5％改成10％，其余等同于实施例3。

所得蛋白饲料中蛋白质含量为28.33％。

对比例6、

将实施例3改成：步骤(3)的“第一阶段固态发酵”中接种“菌液Ⅱ”，步骤(5)的“第二阶段固态发酵”中接种“菌液Ⅰ”。即，将2种菌液的接种顺序进行了对换。

其余等同于实施例3。

所得蛋白饲料中蛋白质含量为21.86％。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims

1.利用番茄废渣混菌固体发酵生产蛋白饲料的方法，其特征是包括以下步骤：

(1)原料选择：

将番茄废渣与麸皮按85:15重量比混合，得混合物；

(2)霉菌活化与复配：

将绿色木霉和黑曲霉分别进行如下处理：接种于PDA液体培养基，于28±0.5℃活化培养36～60小时；从而分别得活化后的绿色木霉和活化后的黑曲霉；

(3)第一阶段固态发酵：

(4)酵母菌活化：

(5)第二阶段固态发酵：

2.根据权利要求1所述的利用番茄废渣混菌固体发酵生产蛋白饲料的方法，其特征是：

3.根据权利要求2所述的利用番茄废渣混菌固体发酵生产蛋白饲料的方法，其特征是：步骤(6)中的干燥为风干或烘干，所述烘干温度为70～80℃。