CN105076690A - 一种高赖氨酸和蛋氨酸发酵豆粕的生产方法 - Google Patents
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Abstract
基于动物的营养需求以及现有豆粕中赖氨酸和蛋氨酸不能满足动物需求，限制动物生长的现状，本发明旨在提供一种高赖氨酸和蛋氨酸发酵豆粕及其生产方法。本发明的发酵豆粕的生产方法可以有效提高豆粕中蛋氨酸和赖氨酸的含量，提高豆粕的经济价值，同时对于饲料生产而言，其可以降低生产成本、简化工艺，对于养殖动物而言，其可以满足动物对限制性氨基酸的需求，同时起到益生左右，改善动物的生长状况、提高动物免疫力。
Description
技术领域
本发明属于饲料领域，同时也涉及微生物发酵技术，具体涉及一种高赖氨酸和蛋氨酸发酵豆粕的生产方法。
背景技术
对于动物而言，氨基酸可分为两类，一类是必需氨基酸，另一类是非必需氨基酸；对于饲料加工而言，在饲料所提供的10种必需氨基酸中，如果有些氨基酸特别缺乏，则会限制其它必需氨基酸的利用率，并决定整个饲料蛋白质的有效利用率，被称为限制性氨基酸。饲料中的限制性氨基酸依据其限制作用的大小，称为第一、第二或第三限制性氨基酸。对于每一种饲料蛋白质，各种动物的第一、第二或第三限制性氨基酸可能是不同的，如猪饲料的限制性氨基酸第一是赖氨酸、第二是蛋氨酸，第三是色氨酸；而鱼饲料中第一限制性氨基酸分别是精氨酸、赖氨酸或蛋氨酸。
一般而言，可以通过在饲料中添加合成氨基酸来提高饲料蛋白利用率，但如果不添加第一限制性氨基酸，添加第二或第三限制性氨基酸是没有效果的。对此，有一种“水桶理论”做了形象的解释：把10种必需氨基酸比作围成一只木桶桶壁的10块木板，这只桶能装多少水（相当于蛋白质的有效营养水平）取决于最短的那块木板（相当于第一限制性氨基酸），其它木板再长也无济于事。赖氨酸是动物体需要量最多的必需氨基酸，动物体完全不能自己合成，特别是生长动物对赖氨酸的需要量高，生长速度越快，生长强度越高，则需要的赖氨酸也越多。大多数动物常用饲料原料中含量较低，故为第一或第二限制性氨基酸，其作用是增进食欲、促进生长发育；促进创伤、骨折等的愈合，增强对各种传染病的抵抗力。蛋氨酸是含硫必需氨基酸，与生物体内各种含硫化合物的代谢密切相关，当缺乏蛋氨酸时，会引起食欲减退、生长减缓或不增加体重、肾脏肿大和肝脏铁堆积等现象，最后导致肝坏死或纤维化。
发明内容
基于动物的营养需求以及现有豆粕中赖氨酸和蛋氨酸不能满足动物需求，限制动物生长的现状，本发明旨在提供一种高赖氨酸和蛋氨酸发酵豆粕及其生产方法。
为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种高赖氨酸和蛋氨酸发酵豆粕的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：准备豆粕原料；
步骤二：在豆粕原料中加入水并搅拌均匀得豆粕浆料，其中料水重量比为：1:0.5～1.0；
步骤三：将步骤二得到的豆粕浆料进行灭菌处理，灭菌温度为135～144℃，灭菌时间为2-3min，灭菌后自然冷却至常温；
步骤四：将经过步骤三灭菌后的豆粕浆料加入亚硫酸钠、乳酸锌和玉米粉，亚硫酸钠、乳酸锌和玉米粉的加入量分别为豆粕重量的0.3-1％、0.1-0.3%和25-40%，并搅拌均匀得豆粕培养料；
步骤五：在经步骤四得到的豆粕培养料中接入枯草芽孢杆菌和短小芽孢杆菌，在35-37℃下通入氧气发酵36-48小时，得到豆粕发酵物；
步骤六：在经步骤五发酵得到的豆粕发酵物中加入植物乳杆菌和短双歧杆菌，在28-32℃条件下厌氧发酵48-72小时，得到发酵产物；
步骤七：将经过步骤六发酵得到的发酵产物进行干燥，即得高赖氨酸和蛋氨酸发酵豆粕。
优选地，所述步骤四中亚硫酸钠、乳酸锌和玉米粉的加入量分别为豆粕重量的0.5％、0.2%和30%。
优选地，所述步骤五中是在36℃下通入氧气发酵42小时。
优选地，所述步骤六中是在30℃条件下厌氧发酵60小时。
优选地，所述步骤七中的干燥选用低温干燥，例如在45℃的温度下进行烘干。
本发明具有如下优点和有益效果：
首先，本发明采用生物学发酵的方法，通过枯草芽孢杆菌和短小芽孢杆菌、植物乳杆菌和短双歧杆菌的复合发酵，使得豆粕的营养成分得以改善，有效提高了豆粕中赖氨酸和蛋氨酸的含量。
其次，本发明的发酵底物中添加了玉米粉以及亚硫酸钠，其与豆粕进行复合发酵，有效地提高了发酵豆粕中的蛋氨酸的含量，乳酸锌的添加起到了预想不到的效果，其与不添加乳酸锌的方案相比，大大缩短了发酵时间，同时也极大地提高了赖氨酸和蛋氨酸的产量，这在现有技术中并无报道，属于预料不到的技术效果。
再次，通过本发明的生产方法生产的发酵豆粕，其富含了赖氨酸和蛋氨酸，在使用该豆粕的配合饲料的生产中不再需要额外强化赖氨酸和蛋氨酸，即可满足动物对赖氨酸和蛋氨酸的需求，有效地降低了饲料生产成本，同时使得饲料的生产工艺得到简化；另外，本发明的发酵豆粕使用微生物均属于常规的益生微生物，残留的活菌或者孢子可以在动物肠道内活化，起到一定的益生左右；同时，通过微生物发酵产生了大量的维生素，特别是B族维生素，有助于改善动物的生长状况和提高免疫力。
总而言之，本发明的发酵豆粕的生产方法可以有效提高豆粕中蛋氨酸和赖氨酸的含量，提高豆粕的经济价值，同时对于饲料生产而言，其可以降低生产成本、简化工艺，对于养殖动物而言，其可以满足动物对限制性氨基酸的需求，同时起到益生左右，改善动物的生长状况、提高动物免疫力。
具体实施方式
实施例1：一种高赖氨酸和蛋氨酸发酵豆粕的生产方法，包括以下步骤：
步骤一：准备豆粕原料；
步骤二：在豆粕原料中加入水并搅拌均匀得豆粕浆料，其中料水重量比为：1:0.8；
步骤三：将步骤二得到的豆粕浆料进行灭菌处理，灭菌温度为138℃，灭菌时间为3min，灭菌后自然冷却至常温；
步骤四：将经过步骤三灭菌后的豆粕浆料加入亚硫酸钠、乳酸锌和玉米粉，亚硫酸钠、乳酸锌和玉米粉的加入量分别为豆粕重量的0.5％、0.2%和30%，并搅拌均匀得豆粕培养料；
步骤五：在经步骤四得到的豆粕培养料中接入枯草芽孢杆菌和短小芽孢杆菌，在36℃下通入氧气发酵42小时，得到豆粕发酵物；
步骤六：在经步骤五发酵得到的豆粕发酵物中加入植物乳杆菌和短双歧杆菌，在30℃条件下厌氧发酵60小时，得到发酵产物；
步骤七：将经过步骤六发酵得到的发酵产物进行低温干燥（在45℃的温度下进行烘干），即得高赖氨酸和蛋氨酸发酵豆粕。
实施例2：一种高赖氨酸和蛋氨酸发酵豆粕的生产方法，包括以下步骤：
步骤一：准备豆粕原料；
步骤二：在豆粕原料中加入水并搅拌均匀得豆粕浆料，其中料水重量比为：1:0.5；
步骤三：将步骤二得到的豆粕浆料进行灭菌处理，灭菌温度为135℃，灭菌时间为3min，灭菌后自然冷却至常温；
步骤四：将经过步骤三灭菌后的豆粕浆料加入亚硫酸钠、乳酸锌和玉米粉，亚硫酸钠、乳酸锌和玉米粉的加入量分别为豆粕重量的1％、0.3%和25%，并搅拌均匀得豆粕培养料；
步骤五：在经步骤四得到的豆粕培养料中接入枯草芽孢杆菌和短小芽孢杆菌，在35℃下通入氧气发酵36小时，得到豆粕发酵物；
步骤六：在经步骤五发酵得到的豆粕发酵物中加入植物乳杆菌和短双歧杆菌，在30℃条件下厌氧发酵72小时，得到发酵产物；
步骤七：将经过步骤六发酵得到的发酵产物进行干燥，即得高赖氨酸和蛋氨酸发酵豆粕。
实施例3：一种高赖氨酸和蛋氨酸发酵豆粕的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：准备豆粕原料；
步骤二：在豆粕原料中加入水并搅拌均匀得豆粕浆料，其中料水重量比为：1:1.0；
步骤三：将步骤二得到的豆粕浆料进行灭菌处理，灭菌温度为144℃，灭菌时间为2min，灭菌后自然冷却至常温；
步骤四：将经过步骤三灭菌后的豆粕浆料加入亚硫酸钠、乳酸锌和玉米粉，亚硫酸钠、乳酸锌和玉米粉的加入量分别为豆粕重量的0.3％、0.1%和40%，并搅拌均匀得豆粕培养料；
步骤五：在经步骤四得到的豆粕培养料中接入枯草芽孢杆菌和短小芽孢杆菌，在35℃下通入氧气发酵48小时，得到豆粕发酵物；
步骤六：在经步骤五发酵得到的豆粕发酵物中加入植物乳杆菌和短双歧杆菌，在32℃条件下厌氧发酵48小时，得到发酵产物；
步骤七：将经过步骤六发酵得到的发酵产物进行干燥，即得高赖氨酸和蛋氨酸发酵豆粕。
实施例4：对比实施例
对比实施例1：一种发酵豆粕的生产方法，包括以下步骤：
步骤一：准备豆粕原料；
步骤二：在豆粕原料中加入水并搅拌均匀得豆粕浆料，其中料水重量比为：1:0.8；
步骤三：将步骤二得到的豆粕浆料进行灭菌处理，灭菌温度为138℃，灭菌时间为3min，灭菌后自然冷却至常温；
步骤四：将经过步骤三灭菌后的豆粕浆料加入亚硫酸钠和玉米粉，亚硫酸钠和玉米粉的加入量分别为豆粕重量的0.5％和30%，并搅拌均匀得豆粕培养料；
步骤五：在经步骤四得到的豆粕培养料中接入枯草芽孢杆菌和短小芽孢杆菌，在36℃下通入氧气发酵42小时，得到豆粕发酵物；
步骤六：在经步骤五发酵得到的豆粕发酵物中加入植物乳杆菌和短双歧杆菌，在30℃条件下厌氧发酵60小时，得到发酵产物；
步骤七：将经过步骤六发酵得到的发酵产物进行低温干燥（在45℃的温度下进行烘干），即得高赖氨酸和蛋氨酸发酵豆粕。
对比实施例2：一种发酵豆粕的生产方法，包括以下步骤：
步骤一：准备豆粕原料；
步骤二：在豆粕原料中加入水并搅拌均匀得豆粕浆料，其中料水重量比为：1:0.8；
步骤三：将步骤二得到的豆粕浆料进行灭菌处理，灭菌温度为138℃，灭菌时间为3min，灭菌后自然冷却至常温；
步骤四：将经过步骤三灭菌后的豆粕浆料加入玉米粉，玉米粉的加入量为豆粕重量的30%，并搅拌均匀得豆粕培养料；
步骤五：在经步骤四得到的豆粕培养料中接入枯草芽孢杆菌，在36℃下通入氧气发酵42小时，得到豆粕发酵物；
步骤六：在经步骤五发酵得到的豆粕发酵物中加入植物乳杆菌和短双歧杆菌，在30℃条件下厌氧发酵60小时，得到发酵产物；
步骤七：将经过步骤六发酵得到的发酵产物进行低温干燥（在45℃的温度下进行烘干），即得高赖氨酸和蛋氨酸发酵豆粕。
实施例5：
在实施例1-3以及实施例4的对比比较例的基础上，依据《GB/T18868-2002饲料中水分、粗蛋白质、粗纤维、粗脂肪、赖氨酸、蛋氨酸快速测定近红外光谱法》测定发酵豆粕中蛋氨酸与赖氨酸的含量，具体结果如下表：
| 处理样品 | 赖氨酸质量百分含量 | 蛋氨酸质量百分含量 |
| 原料豆粕 | 2.91 | 0.65 |
| 实施例1 | 10.54 | 8.97 |
| 实施例2 | 9.66 | 8.23 |
| 实施例3 | 9.67 | 7.45 |
| 对比实施例1 | 6.55 | 2.03 |
| 对比实施例2 | 4.01 | 1.37 |
由以上测定结果可知，相比原料豆粕，实施例1-3的发酵豆皮中赖氨酸含量提高了3-4倍，最高达到10.54%，蛋氨酸的质量百分含量提高了10倍左右，最高达到8.97%，发酵豆粕中富含动物所需的赖氨酸和蛋氨酸，有效地改善了豆粕的营养价值。通过对比实施例的比较，也验证了发明人的猜想和小规模发酵试验的结果，由于亚硫酸钠和乳酸锌的试验有效地提高了赖氨酸和蛋氨酸的产量，这一点是现有技术中所不曾报道的；由比较结果可知，特别是乳酸锌的添加，其可以极大地提高赖氨酸和蛋氨酸的含量。
实施例6：
在某养猪场试用本发明实施例1的产品，经农户比较饲喂，发现采用本发明的发酵豆粕饲喂的猪生长速度快于普通豆粕饲喂的猪，且由于不需要强化氨基酸和酶类，经核算，每吨饲料的生产成本降低了5-8%左右，极大地节约了生产成本；且在猪经宰杀后，其滴水损失也减少了20%，肉质更加鲜嫩，口感更加，获得了消费者的好评。
本发明所涉及的原料均为现有技术可以购买得到的常规原料及菌种。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，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。
Claims (6)
1.一种高赖氨酸和蛋氨酸发酵豆粕及其生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：准备豆粕原料；
步骤二：在豆粕原料中加入水并搅拌均匀得豆粕浆料，其中料水重量比为：1:0.5～1.0；
步骤三：将步骤二得到的豆粕浆料进行灭菌处理，灭菌温度为135～144℃，灭菌时间为2-3min，灭菌后自然冷却至常温；
步骤四：将经过步骤三灭菌后的豆粕浆料加入亚硫酸钠、乳酸锌和玉米粉，亚硫酸钠、乳酸锌和玉米粉的加入量分别为豆粕重量的0.3-1％、0.1-0.3%和25-40%，并搅拌均匀得豆粕培养料；
步骤五：在经步骤四得到的豆粕培养料中接入枯草芽孢杆菌和短小芽孢杆菌，在35-37℃下通入氧气发酵36-48小时，得到豆粕发酵物；
步骤六：在经步骤五发酵得到的豆粕发酵物中加入植物乳杆菌和短双歧杆菌，在28-32℃条件下厌氧发酵48-72小时，得到发酵产物；
步骤七：将经过步骤六发酵得到的发酵产物进行干燥，即得高赖氨酸和蛋氨酸发酵豆粕。
2.根据权利要求1所述的高赖氨酸和蛋氨酸发酵豆粕的生产方法，其特征在于，所述步骤四中亚硫酸钠、乳酸锌和玉米粉的加入量分别为豆粕重量的0.5％、0.2%和30%。
3.根据权利要求1所述的高赖氨酸和蛋氨酸发酵豆粕的生产方法，其特征在于，所述步骤五中是在36℃下通入氧气发酵42小时。
4.根据权利要求1所述的高赖氨酸和蛋氨酸发酵豆粕的生产方法，其特征在于，所述步骤六中是在30℃条件下厌氧发酵60小时。
5.根据权利要求1所述的高赖氨酸和蛋氨酸发酵豆粕的生产方法，其特征在于，所述步骤七中的干燥选用低温干燥，例如在45℃的温度下进行烘干。
6.一种高赖氨酸和蛋氨酸发酵豆粕，其特征在于，其是经权利要求1-5任意一项所述的方法制备得到。
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