CN105028908A - 一种甘草渣蛋白饲料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种甘草渣蛋白饲料及其制备方法，涉及饲料加工领域，解决了甘草渣饲料中蛋白质含量低及木质素含量高的问题。本发明的主要技术方案为：(1)将甘草渣烘干粉碎，通过物理和/或化学方法破坏甘草渣的内部结构，得到甘草渣处理物；(2)将酶加入所述甘草渣处理物中进行酶解糖化，得到含糖量增高的甘草渣酶解物；(3)将酵母菌加入所述甘草渣酶解物中进行发酵，得到甘草渣发酵物；(4)将所述甘草渣发酵物进行干燥，得到甘草渣蛋白饲料。采用本发明方法制备的甘草渣蛋白饲料具有蛋白质含量高，木质素含量低，易消化及适口性好的优点。

Description

一种甘草渣蛋白饲料及其制备方法

技术领域

本发明涉及饲料加工领域，尤其涉及一种甘草渣蛋白饲料及其制备方法。

背景技术

甘草因含有上百种有效化学成分，如甘草酸(又称甘草甜素)、甘草黄酮、还原糖、淀粉、氨基酸、有机酸、生物碱、番豆素和多种金属元素被广泛用于医药、化工和食品等行业，而在甘草中提取甘草酸或甘草黄酮时产生了大量甘草废渣，经研究发现甘草废渣里含有甘草酸、黄酮类、糖、氨基酸、甾体、三萜类、有机酸、香豆素和萜类内酯等化合物，不仅营养物质丰富且有一定药性作用；从营养特点分析，甘草渣的蛋白质、可溶性碳水化合物、矿物质和胡萝卜素含量低，而粗纤维含量高达30％-45％；现有技术已存在将甘草渣用于制备饲料，不仅解决了饲料资源缺乏的问题，延伸了甘草加工产业链，提高产品附加值，还有效利用了废弃资源。

现有技术通过将甘草渣挤压、粉碎并浸泡，再与鲜酒糟、尿素和盐进行混合蒸煮，最后加入添加剂预混料得到甘草渣饲料；通过上述方法制备的甘草渣饲料，其木质素含量高，蛋白质含量少，消化率低，家畜采食量少。

现有技术以甘草渣为主料，添加麸皮、玉米粉、棉籽饼、氯化钠、鱼粉及红糖，还添加辅料如尿素和乳酸等进行混合，再加入由多种菌种混合而成的混合菌进行发酵得到甘草渣粗饲料，通过上述方法制备的甘草渣饲料质地偏硬，适口性差，蛋白质含量低。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种甘草渣蛋白饲料的制备方法，主要目的是提高甘草渣饲料的蛋白质含量，降低木质素含量，提高甘草渣饲料的适口性，降低生产成本。

为达到上述目的，本发明主要提供了如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种甘草渣蛋白饲料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将甘草渣烘干粉碎，通过物理和/或化学方法破坏甘草渣的内部结构，得到甘草渣处理物；

(2)将酶加入所述甘草渣处理物中进行酶解糖化，得到含糖量增高的甘草渣酶解物；

(3)将酵母菌加入所述甘草渣酶解物中进行发酵，得到甘草渣发酵物；

(4)将所述甘草渣发酵物进行干燥，得到甘草渣蛋白饲料。

作为优选，所述酶为纤维素酶、绿色木霉或黑曲霉。

作为优选，所述酵母菌为产朊假丝酵母、酿酒酵母、生香酵母、安琪酵母、啤酒酵母或扣囊复膜孢酵母。

作为优选，所述酶解的温度为42℃-48℃，所述酶解的时间为22h-28h，所述甘草渣处理物的pH值为4.8-5.2，每1g的所述甘草渣处理物中加入32U-36U滤纸酶活的酶。

作为优选，所述酵母菌活化后先加至麦芽汁固体培养基进行平板培养，再加至麦芽汁液体培养基中进行放大培养，得到酵母菌培养菌液，将所述酵母菌培养菌液加入所述甘草渣酶解物中进行发酵，所述酵母菌培养菌液与所述甘草渣酶解物的体积比为1-1.5：10，所述发酵的温度为28℃-32℃，所述发酵的时间为42h-48h。

作为优选，所述物理方法为将甘草渣放入高压装置中，在所述高压装置中加入蒸馏水，所述甘草渣和所述蒸馏水的质量比为1:10，所述甘草渣在110℃-130℃的所述蒸馏水中蒸煮2h，过滤烘干；所述化学方法为将甘草渣放入高压装置中,在所述高压装置中加入质量百分浓度为1.0％-1.5％的稀酸溶液或1.0％-1.5％的稀碱溶液，所述甘草渣和所述稀酸溶液或稀碱溶液的质量比为1:10，所述甘草渣在110℃-130℃的所述稀酸溶液或稀碱溶液中蒸煮2h，调pH值至中性后过滤烘干。

另一方面，本发明还提供了一种甘草渣蛋白饲料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明方法通过对甘草渣进行预处理，以增大酶解作用面积和作用效果；采用对甘草渣处理物先加酶进行糖化酶解，水解完成后再加酵母菌进行发酵，使酶解和发酵分段进行，酶与酵母菌在降解与发酵过程中在各自最佳条件下作用基体物质，能充分发挥其有效作用和自身优势的技术手段，解决了因木质素与纤维素互相包裹酶解产糖效率低及多种菌同时混合反应条件不易选择的技术问题，进而达到了提高甘草渣饲料的蛋白质含量，降低木质素含量的效果。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下以较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、技术方案、特征及其功效，详细说明如后。下述说明中的多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

实施例1

首先选取干燥恒重的甘草渣，采用凯氏定氮法检测出甘草渣的蛋白质含量为7.2％，采用范式测纤维素法检测出木质素含量为14.29％，纤维素含量为31.71％，半纤维素的含量为23.68％；将10.0g甘草渣在105℃烘箱里进行烘干恒重后，再通过机械粉碎过40目筛；采用高压灭菌器对甘草渣进行预处理，将10.0g甘草渣加入100.0mL的蒸馏水，高温高压蒸煮，压力为0.1MPa，温度为120℃，蒸煮时间为2h，蒸煮结束后通过过滤留取固体甘草渣处理物，并在105℃烘箱中干燥至恒重，发现甘草渣处理物的质量缩减至7.3g；采用范氏测纤维素法检测出甘草渣处理物中的木质素含量降至13.19％，纤维素含量降至30.29％，半纤维素含量降低至15.11％，采用电镜分析得出甘草渣处理物内部结构已变至松散，说明木质素、纤维素和半纤维素的互相包裹结构已部分被破坏。

按照质量比为1:5向甘草渣处理物中加入pH值为4.8的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液，采用高压灭菌器在121℃下对已调pH值的甘草渣处理物进行高温灭菌30min，冷却后，按照1g的甘草渣处理物中加入35U滤纸酶活的纤维素酶(U为酶活单位，即1mL酶液1min催化纤维素生成lug葡萄糖为1个滤纸酶活FPA的单位，全文涉及酶活单位U均是指滤纸酶活单位)，将255.5U的固体酶制剂纤维素酶加入到上述灭菌后的甘草渣处理物中，再将已加纤维素酶的甘草渣处理物放入摇床中振荡混合同时进行酶解，通过酶解作用将甘草渣中的纤维素、半纤维素分解为小分子糖，得到含糖量增高的甘草渣酶解物；其中摇床转速为150r/min，酶解温度为45℃，每隔2-3h通过DNS比色法检测甘草渣酶解物的含糖量，当酶解24h时检测到甘草渣酶解物的含糖量为130.97mg/g，且为最高含糖量，此时结束酶解过程。

甘草渣处理物通过酶解产糖可为发酵过程提供能量；当检测到甘草渣酶解物的含糖量最高时再加入酵母菌进行发酵，可为甘草渣发酵提供更多的能量以供酵母菌充分利用糖类物质而得到最大量的蛋白质。

将产朊假丝酵母菌活化后加至麦芽汁固体培养基中进行画线平板培养，再接种至50mL的麦芽汁液体培养基中，并放入30℃的摇床中进行放大培养，摇床转速为160r/min，培养24h后，得到产朊假丝酵母菌培养菌液；在检测到甘草渣酶解物的含糖量最高时，将甘草渣酶解物自然降温至室温，再向甘草渣酶解物中加入5.0mL的产朊假丝酵母菌培养菌液，并放入30℃的恒温培养箱中进行发酵；产朊假丝酵母菌含蛋白质较高，在甘草渣酶解物含糖量最高的情况下大量生长增殖，产出大量蛋白质，得到含蛋白质的甘草渣发酵物；其中24h后，每隔2-3h采用凯氏定氮法检测甘草渣发酵物中的蛋白质含量，当发酵42h时检测到甘草渣发酵物的蛋白质含量为23.2％，且为甘草渣中蛋白质的最高含量，而木质素含量降至11.4％，纤维素含量为17.2％，半纤维素含量为5.9％，具体检测结果见表2。

最后将潮湿的甘草渣发酵物在台式电热鼓风干燥箱中60℃进行干燥，得到气味芳香的甘草渣蛋白饲料。

实施例2

实施例2与实施例1不同之处具体见表1，检测结果见表2。

实施例3

实施例3与实施例1不同之处具体见表1，检测结果见表2。

对比例1

对比例1与实施例1不同之处在于，在甘草渣预处理结束后，将255.5U的活化纤维素酶和5.0mL的产朊假丝酵母菌培养菌液混合均匀，加入到经高压灭菌后并已加50mLpH为4.8的缓冲溶液的7.3g甘草渣处理物中，混合均匀后，放入30℃的恒温培养箱中发酵42h；采用凯氏定氮法检测到甘草渣发酵物的蛋白质含量为12.46％，采用范式测纤维素法检测到木质素含量降至12.8％，纤维素含量为24.3％，半纤维素含量为6.2％；其他不同具体见表1，检测结果见表2。

表1甘草渣酶解与发酵过程实施数据

表2甘草渣蛋白饲料组分含量检测数据

在上述实施例中，通过对甘草渣进行预处理，破坏其中纤维素结晶结构，降低木质素的聚合度，提高木质素的多孔结构以增加酶与甘草渣的接触面积，甘草渣中的木质素、纤维素及半纤维素部分得到降解；

通过向甘草渣处理物中加酶水解，可将甘草渣中的聚合糖转化为小分子糖，得到的大量小分子糖类物质不仅为后续发酵提供了能量，同时木质素、纤维素及半纤维素再次得到降解；

通过向甘草渣酶解物中加酵母菌发酵，可产生大量蛋白质，甘草渣中蛋白质含量提高，此时木质素、纤维素及半纤维素含量进一步降低；

通过对蛋白质甘草渣进行干燥，得到绿色健康高蛋白的甘草渣蛋白饲料。

在实施例1-3中，通过先向甘草渣处理物加酶进行酶解产糖，后向甘草渣酶解物加酵母菌产蛋白质，即酶与酵母菌分步接种，联合发酵，充分发挥了酶在降解过程中的降解作用，提高了甘草渣的含糖量，充分发挥了酵母菌在发酵过程中的发酵作用，提高了甘草渣的蛋白质含量；也避免了如对比例1中采用的酶与酵母菌先混合后加入导致的酶与酵母菌作用条件选择不当而引起不能充分发挥酶和菌各自的作用优势，从而大大降低了甘草渣中蛋白质的含量。

并且在实施例1-3中酵母菌是在检测得到甘草渣酶解物的含糖量最高时加入的，此时，酵母菌在酶解产生大量糖的条件下，充分利用糖的能量，有效的发挥了酵母菌的自身优势，因此酵母菌生产出大量的蛋白质，使制备的甘草渣饲料中蛋白质含量升高，而木质素含量降低。

以上公开的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以上述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种甘草渣蛋白饲料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将甘草渣烘干粉碎，通过物理和/或化学方法破坏甘草渣的内部结构，得到甘草渣处理物；

(2)将酶加入所述甘草渣处理物中进行酶解糖化，得到含糖量增高的甘草渣酶解物；

(3)将酵母菌加入所述甘草渣酶解物中进行发酵，得到甘草渣发酵物；

(4)将所述甘草渣发酵物进行干燥，得到甘草渣蛋白饲料。

2.根据权利要求1所述一种甘草渣蛋白饲料的制备方法，其特征在于，所述酶为纤维素酶、绿色木霉或黑曲霉。

3.根据权利要求1所述一种甘草渣蛋白饲料的制备方法，其特征在于，所述酵母菌为产朊假丝酵母、酿酒酵母、生香酵母、安琪酵母、啤酒酵母或扣囊复膜孢酵母。

4.根据权利要求1所述一种甘草渣蛋白饲料的制备方法，其特征在于，所述酶解的温度为42℃-48℃，所述酶解的时间为22h-28h，所述甘草渣处理物的pH值为4.8-5.2，每1g的所述甘草渣处理物中加入32U-36U滤纸酶活的酶。

5.根据权利要求1所述一种甘草渣蛋白饲料的制备方法，其特征在于，所述酵母菌活化后先加至麦芽汁固体培养基进行平板培养，再加至麦芽汁液体培养基中进行放大培养，得到酵母菌培养菌液，将所述酵母菌培养菌液加入所述甘草渣酶解物中进行发酵，所述酵母菌培养菌液与所述甘草渣酶解物的体积比为1-1.5：10，所述发酵的温度为28℃-32℃，所述发酵的时间为42h-48h。

6.根据权利要求1所述一种甘草渣蛋白饲料的制备方法，其特征在于，所述物理方法为将甘草渣放入高压装置中，在所述高压装置中加入蒸馏水，所述甘草渣和所述蒸馏水的质量比为1:10，所述甘草渣在110℃-130℃的所述蒸馏水中蒸煮2h，过滤烘干；所述化学方法为将甘草渣放入高压装置中,在所述高压装置中加入质量百分浓度为1.0％-1.5％的稀酸溶液或1.0％-1.5％的稀碱溶液，所述甘草渣和所述稀酸溶液或稀碱溶液的质量比为1:10，所述甘草渣在110℃-130℃的所述稀酸溶液或稀碱溶液中蒸煮2h，调pH值至中性后过滤烘干。

7.一种甘草渣蛋白饲料，其特征在于，所述甘草渣蛋白饲料是根据权利要求1-6任一项所述的制备方法制备而成。