CN105614023B - 一种用于豆粕发酵的发酵酶解剂及其应用 - Google Patents

Abstract

一种用于豆粕发酵的发酵酶解剂及其应用，属于饲料发酵剂技术领域。该发酵酶解剂由微生物菌种、酶制剂、助剂和载体组成。本发明采用7种有益菌和3种酶制剂相组合，对经过粉碎的豆粕粉和少量玉米粉进行72h时间的好氧、微好氧、厌氧状态的发酵、酶解，使豆粕中的抗营养因子得到清除，细胞壁得以破壁，非蛋白氮被转化为菌体蛋白，蛋白质部分被分解成多肽和小肽，并生成较多的B族维生素，综合改善了豆粕的营养性能，使之成为一种可部分替代进口鱼粉饲用的饲料蛋白源。

Description

一种用于豆粕发酵的发酵酶解剂及其应用

技术领域

本发明属于饲料发酵剂技术领域，具体涉及一种用于豆粕发酵的发酵酶解剂及其应用。

背景技术

我国是水产养殖大国，随之带动出对水产饲料的巨大需求，我国水产饲料的产量约占全世界的60%以上。在水产饲料的组成中鱼粉占据很大比例，尤其是某些特种水产品的饲料中鱼粉的比例高达50%以上，为此使我国成为最大的鱼粉消费国。据有关统计资料显示，2011年我国消耗鱼粉达145-150万吨左右，其中120万吨依赖进口，约占总量的80%。随着我国人民群众生活水平的提高，对水产品需求量日益增加，随着我国水产养殖业向规模化、集约化、专业化、现代化的生产方式转变，我国水产品养殖量在不断增长，对鱼粉的需求量在近年呈快速上升的趋势。而全球海洋渔业资源是基本稳定的，由于近年的大量捕捞已经造成了海洋渔业资源的衰退和海洋生态的失衡。近年，由于鱼粉供求矛盾日益突出，使其价格快速攀升，对水产养殖业包括畜禽养殖业在饲料成本上造成很大压力。为此开发出一种可以替代（或部分替代）鱼粉、价格低廉而又来源丰富的饲料蛋白源已是我国的当务之急，具有重大的社会意义和经济效益。

豆粕是以大豆为原料采用浸提工艺提取豆油后生成的副产品，与其他植物性蛋白相比，具有蛋白质含量高（达42-48%）、氨基酸结构优异、消化利用率较高、适口性较好的特点，但与鱼粉相比仍然存在较大差异，突出点是消化利用率偏低（鱼粉为95%左右，豆粕仅82%左右），主要原因是豆粕中存在胰蛋白酶抑制因子等抗营养因子和植物性蛋白共有的细胞壁组成特点所致的不易消化的缺点。

豆粕的优点使其最有可能成为鱼粉的替代品，但其缺点又使其无法直接替代。为此，近年来人们尝试并付诸实践，采用种种科学手段对豆粕进行加工、改良，以图消除其缺点，释放其优点，使其在配置全价饲料时得以最大化的使用，从而降低对鱼粉的依赖。目前，已有的主要技术是应用物理技术对大豆或豆粕进行膨化处理或浓缩处理，已开发成功大豆浓缩蛋白或膨化大豆（豆粕）等产品面市；或应用生物技术对豆粕进行发酵或酶解，制成发酵豆粕或酶解豆粕等产品。生产实践表明，上述产品相对于原始大豆或豆粕而言，都提高了它的消化利用率，改善了产品性能，但是两项技术比较起来，应用生物技术优越性更多，主要表现在对豆粕植物细胞壁破碎率、对豆粕中的抗营养因子清除率更高，却加工成本较低，另外在发酵或酶解的过程中，还会将蛋白质分解成多肽、小肽等，还会产生多种有益菌活菌或菌体蛋白以及多种B族维生素等，使其营养性能更全面。为此，应用生物技术改良豆粕将成为主导方向。

本发明就是应用生物技术改良豆粕技术中的一种。本发明采用7种有益菌和3种酶制剂相组合，对经过粉碎的豆粕粉和少量玉米粉进行72h时间的好氧、微好氧、厌氧状态的发酵、酶解，使豆粕中的抗营养因子得到清除，细胞壁得以破壁，非蛋白氮被转化为菌体蛋白，蛋白质部分被分解成多肽和小肽，并生成较多的B族维生素，综合改善了豆粕的营养性能，使之成为一种可部分替代进口鱼粉饲用的饲料蛋白源。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种用于豆粕发酵的发酵酶解剂及其应用的技术方案。

所述的一种用于豆粕发酵的发酵酶解剂，其特征在于由以下重量百分比的组分构成：含活菌100亿/克以上的乳酸片球菌5-10%，含活菌300亿/克以上的粪肠球菌10-15%，含活菌150亿/克以上的啤酒酵母5-10%，含活菌200亿/克以上的产朊假丝酵母5-10%，含活菌100亿/克以上的枯草芽孢杆菌5-10%，含活菌200亿/克以上的地衣芽孢杆菌5-10%，含活菌50亿/克以上的沼泽红假单胞菌10-15%，酶活力为100万u/克的中性蛋白酶1-1.5%，酶活力为180万单u/克的纤维素酶1-2%，酶活力为1800万u/克的木聚糖酶0.5-1%，助剂5-7%，微生物菌粉载体余量。

所述的一种用于豆粕发酵的发酵酶解剂，其特征在于由以下重量百分比的组分构成：含活菌100亿/克以上的乳酸片球菌6-8%，含活菌300亿/克以上的粪肠球菌12-14%，含活菌150亿/克以上的啤酒酵母6-8%，含活菌200亿/克以上的产朊假丝酵母6-8%，含活菌100亿/克以上的枯草芽孢杆菌6-8%，含活菌200亿/克以上的地衣芽孢杆菌6-8%，含活菌50亿/克以上的沼泽红假单胞菌12-14%，酶活力为100万u/克的中性蛋白酶1.2-1.4%，酶活力为180万单u/克的纤维素酶1.2-1.8%，酶活力为1800万u/克的木聚糖酶0.6-0.8%，助剂5.5-6.5%，微生物菌粉载体余量。

所述的一种用于豆粕发酵的发酵酶解剂，其特征在于所述的助剂为糖精。

所述的一种用于豆粕发酵的发酵酶解剂，其特征在于所述的微生物菌粉载体为辣寥草粉、硅藻土、玉米芯粉和/或轻质碳酸钙。

所述的利用发酵酶解剂进行发酵豆粕的方法，其特征在于包括以下工艺步骤：

1）将豆粕和玉米进行粉碎，过40目筛；

2）将豆粕粉和玉米粉按以下重量配比进行混合：豆粕粉80-95%、玉米粉5-20%，然后加入占豆粕粉和玉米粉重量0.1%的发酵酶解剂混合均匀；

3）将上述混匀的粉料按40-60%和洁净水按40-60%比例混合均匀；

4）将上述物料置于能密封的卫生容器中，不必压实，密封，将环境温度控制在25℃-35℃之间，发酵36h时打开密封，翻堆一次再密封，再发酵36h；

5）将物料开封，进行干燥，干燥热源温度控制在110℃以下，物体干燥后水分控制在北方地区14%或南方地区12.5%以下，包装、备用。

本发明是应用于发酵各种等级的豆粕和玉米、小麦、稻米等淀粉类饲料，成为水产动物全价饲料中可部分替代鱼粉的蛋白源。

应用本发明制成的发酵酶解豆粕在水产动物全价饲料中的使用方法：以1.4:1的比例，用发酵酶解豆粕直接替代进口鱼粉组成动物全价饲料。替代进口鱼粉的比例是：25%。

本发明具有如下的特点：1、所选菌种均为国家农业部批准可作为饲料添加剂的有益菌种，饲用安全性可靠；所选菌种的菌株活力强，菌种之间具有协同共生关系，适应好氧、微好氧、厌氧的发酵各阶段环境，菌种活菌初始数量级高，发酵开始就能形成有益微生物的菌群优势，能有效抑制有害微生物的生长和繁殖，使豆粕发酵过程沿着有益微生物菌群的性能进行。所选酶种或酶制剂在功能上与所选菌种具有协同性，能迅速对豆粕、玉米中的蛋白质、淀粉和纤维素等进行分解，促进物料营养性能的提高，并有助于微生物菌群的生长和繁殖，有力提高发酵功效。2、针对豆粕（二级）90%、玉米10%的物料发酵后，蛋白质含量可提高12.2%左右（占物料总量），必需氨基酸含量有所提高、多肽和小肽含量提高（小肽含量可达4-5%左右），各种抗营养因子基本得到清除，豆粕中的抗原物质得到分解，植物蛋白细胞壁大量破碎，物料的消化吸收率大大提高，接近于鱼粉。3、饲料中还产生了大量的益生菌（干燥后被固定为菌体蛋白）、有机酸、多种维生素（主要是B族维生素）、生物抗菌素、未知生长因子以及香味物质等功能性产物，全面提高了物料的营养价值，进一步改善了适口性。

具体实施方式

以下结合实施例来进一步说明本发明。

实施例1：一种用于豆粕发酵的发酵酶解剂

其由以下重量百分比的组分混合得到：含活菌100亿/克的乳酸片球菌5kg，含活菌300亿/克的粪肠球菌10kg，含活菌150亿/克的啤酒酵母5kg，含活菌200亿/克的产朊假丝酵母5kg，含活菌100亿/克的枯草芽孢杆菌5 kg，含活菌200亿/克的地衣芽孢杆菌5kg，含活菌50亿/克的沼泽红假单胞菌10kg，酶活力为100万u/克的中性蛋白酶1kg，酶活力为180万单u/克的纤维素酶1kg，酶活力为1800万u/克的木聚糖酶0.5kg，糖精5kg，玉米芯粉47.5kg。

实施例2：一种用于豆粕发酵的发酵酶解剂

其由以下重量百分比的组分混合得到：含活菌100亿/克的乳酸片球菌6kg，含活菌300亿/克的粪肠球菌12kg，含活菌150亿/克的啤酒酵母6kg，含活菌200亿/克的产朊假丝酵母6kg，含活菌100亿/克的枯草芽孢杆菌6 kg，含活菌200亿/克的地衣芽孢杆菌6kg，含活菌50亿/克的沼泽红假单胞菌12kg，酶活力为100万u/克的中性蛋白酶1.2kg，酶活力为180万单u/克的纤维素酶1.2kg，酶活力为1800万u/克的木聚糖酶0.6kg，糖精5.5kg，玉米芯粉37.5kg。

实施例3：一种用于豆粕发酵的发酵酶解剂

其由以下重量百分比的组分混合得到：含活菌100亿/克的乳酸片球菌10kg，含活菌300亿/克的粪肠球菌15kg，含活菌150亿/克的啤酒酵母10kg，含活菌200亿/克的产朊假丝酵母10kg，含活菌100亿/克的枯草芽孢杆菌10 kg，含活菌200亿/克的地衣芽孢杆菌10kg，含活菌50亿/克的沼泽红假单胞菌15kg，酶活力为100万u/克的中性蛋白酶1.5kg，酶活力为180万单u/克的纤维素酶2kg，酶活力为1800万u/克的木聚糖酶1kg，糖精7kg，辣寥草粉、硅藻土、玉米芯粉和/或轻质碳酸钙8.5kg。

实施例4：发酵豆粕的方法

1）将豆粕和玉米进行粉碎，过40目筛；

2）将豆粕粉和玉米粉按以下重量配比进行混合：豆粕粉80-95%、玉米粉5-20%，然后加入占豆粕粉和玉米粉重量0.1%的发酵酶解剂混合均匀；

3）将上述混匀的粉料按40-60%和洁净水按40-60%比例混合均匀；

4）将上述物料置于能密封的卫生容器中，不必压实，密封，将环境温度控制在25℃-35℃之间，发酵36h时打开密封，翻堆一次再密封，再发酵36h；

5）将物料开封，进行干燥，干燥热源温度控制在110℃以下，物体干燥后水分控制在北方地区14%或南方地区12.5%以下，包装、备用。

实施例5：通过实施例4的方法采用实施例1得到的发酵酶解剂进行发酵豆粕（2级）粉和玉米粉按重量比90:10混成的物料发酵前后的营养成分变化表：

表1：基本营养指标发酵前后变化表

表2 必需氨基酸发酵前后变化表（单位：%）

实施例6：利用发酵酶解豆粕替代鱼粉在青鱼幼鱼养殖上的对照实验结果：

青鱼幼鱼选择、饲养方式和饲料配方

试验鱼取自浙江省吴兴区丰益水产养殖场的同一批人工培育的青鱼幼鱼，平均初始体重为2.00±0.08克。养殖对照试验由湖州师范学院生命科学学院（浙江省水生生物资源养护与开发技术研究重点实验室、中国水产科学研究院水生动物繁育与营养重点实验室）在室内养殖系统中进行。青鱼幼鱼用对照组饲料驯化10天后，挑选出大小基本一致的青鱼幼鱼450尾，随机分成5组，每组3个重复，分别放于柱形养殖桶中进行饲养，每天按鱼体重的3-5%投喂量、定时（8:00、17:00）定点投喂两次，投饵1小时后吸出残饵和粪便，并换水约1/4，养殖过程中控制水温在26-31℃、PH6.6-7.2、溶氧高于5.5mg/L，采用自然光照。

试验饲料由湖州师范学院生命科学学院（浙江省水生生物资源养护与开发技术研究重点实验室、中国水产科学研究院水生动物繁育与营养重点实验室）配制。鱼粉、血粉、玉米蛋白粉等饲料原料均由浙江一星饲料股份有限公司提供，本发明的发酵酶解豆粕通过实施例1和4记载的方法制得。鱼粉粗蛋白含量为66.69%，粗脂肪含量为9.10%；发酵酶解豆粕粗蛋白含量为47.7%、粗脂肪含量为0.42%。以发酵酶解豆粕分别替代鱼粉中的0、25%、50%、75%、100%的蛋白量，配制成5种等氮等能（总能）但不进行氨基酸平衡的青鱼幼鱼全价饲料，备用。实验饲料配方及营养成分详见表3。

表3 试验饲料配方及营养成分表

试验结果

用发酵酶解豆粕按鱼粉蛋白量的0、25%、50%、75%、100%的比例替代鱼粉制成全价饲料喂青鱼幼鱼后，对鱼体生长性能、存活率、饲料利用率等指标产生的影响详见表4。

表4 发酵酶解豆粕替代鱼粉对青鱼幼鱼生长性能的影响

由表4可知，饲料中不同比例的发酵酶解豆粕替代鱼粉对青鱼幼鱼的成活率不产生显著影响（P≥0.05）。随着饲料中发酵酶解豆粕替代鱼粉比例的升高，增重率呈逐渐下降的趋势，但试验组1比对照组只降低3.62%，差异不显著（P＞0.05）。蛋白质效率也随着发酵酶解豆粕替代鱼粉比例的增加降低，但试验组1比对照组只降低2.81%，无显著差异（P＞0.05）。表明，在不进行氨基酸平衡的情况下，发酵酶解豆粕替代鱼粉蛋白的比例是25%。

Claims (3)

1.一种用于豆粕发酵的发酵酶解剂，其特征在于由以下重量百分比的组分构成：含活菌100亿/克以上的乳酸片球菌5-10％，含活菌300亿/克以上的粪肠球菌10-15％，含活菌150亿/克以上的啤酒酵母5-10％，含活菌200亿/克以上的产朊假丝酵母5-10％，含活菌100亿/克以上的枯草芽孢杆菌5-10％，含活菌200亿/克以上的地衣芽孢杆菌5-10％，含活菌50亿/克以上的沼泽红假单胞菌10-15％，酶活力为100万u/克的中性蛋白酶1-1.5％，酶活力为180万单u/克的纤维素酶1-2％，酶活力为1800万u/克的木聚糖酶0.5-1％，糖精5-7％，微生物菌粉载体余量；

所述的微生物菌粉载体为辣寥草粉、硅藻土、玉米芯粉和/或轻质碳酸钙。

2.如权利要求1所述的一种用于豆粕发酵的发酵酶解剂，其特征在于由以下重量百分比的组分构成：含活菌100亿/克以上的乳酸片球菌6-8％，含活菌300亿/克以上的粪肠球菌12-14％，含活菌150亿/克以上的啤酒酵母6-8％，含活菌200亿/克以上的产朊假丝酵母6-8％，含活菌100亿/克以上的枯草芽孢杆菌6-8％，含活菌200亿/克以上的地衣芽孢杆菌6-8％，含活菌50亿/克以上的沼泽红假单胞菌12-14％，酶活力为100万u/克的中性蛋白酶1.2-1.4％，酶活力为180万单u/克的纤维素酶1.2-1.8％，酶活力为1800万u/克的木聚糖酶0.6-0.8％，糖精5.5-6.5％，微生物菌粉载体余量；

所述的微生物菌粉载体为辣寥草粉、硅藻土、玉米芯粉和/或轻质碳酸钙。

3.利用权利要求1或2所述的发酵酶解剂进行发酵豆粕的方法，其特征在于包括以下工艺步骤：

1)将豆粕和玉米进行粉碎，过40目筛；

2)将豆粕粉和玉米粉按以下重量配比进行混合：豆粕粉80-95％、玉米粉5-20％，然后加入占豆粕粉和玉米粉重量0.1％的发酵酶解剂混合均匀；

3)将上述混匀的粉料按40-60％和洁净水按40-60％比例混合均匀；

4)将上述物料置于能密封的卫生容器中，不必压实，密封，将环境温度控制在25℃-35℃之间，发酵36h时打开密封，翻堆一次再密封，再发酵36h；

5)将物料开封，进行干燥，干燥热源温度控制在110℃以下，物体干燥后水分控制在北方地区14％或南方地区12.5％以下，包装、备用。