CN107136299A - 一种茶渣发酵饲料的制备方法 - Google Patents

一种茶渣发酵饲料的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种茶渣发酵饲料的制备方法，包括以下步骤：原料准备；察氏液体培养基制备；察氏固体培养基制备；黑曲霉的活化及孢子液制备；接种量的计算；发酵；烘干；包装。采用上述方法制备的茶渣发酵饲料直接作为饲料原料配制成饲料。采用本发明提供的发酵菌种和发酵方法，使茶渣粗蛋白质含量显著提高，茶单宁含量显著降低，不仅提高了茶渣的适口性和营养价值，减少资源浪费和环境污染，而且操作简单，不需要对茶渣进行前处理，无需灭菌，对发酵设备要求不高。本发明通过发酵技术，提高了廉价原料的利用率，显著降低了饲料成本，原料来源广，提高了经济效益。

Description

一种茶渣发酵饲料的制备方法
技术领域
本发明涉及生物发酵领域，具体涉及一种茶渣发酵饲料的制备方法。
背景技术
我国作为茶树的起源地，是目前世界上最大的茶叶生产国之一，据报道，2015年我国茶树种植面积为4316万亩，茶叶总产量达220多万吨。
茶渣是功能性茶饮料和茶单宁产业公司对茶叶进行浸提后产生的残渣，据估计，仅茶饮料和速溶茶公司每年产生的茶渣就高达16万吨，因其残存较高含量的茶单宁，具有涩味，且含水量高，不易储存，因此限制了其在畜牧业中的应用，基本被当作工业废料抛弃，造成资源的巨大浪费。但茶渣中仍含有17％～19％粗蛋白质，16％～18％粗纤维，0.3％脂类和3％～5％果胶，氨基酸中赖氨酸和蛋氨酸的含量分别为1.5％～2％和0.5％～0.7％，是一种良好的饲料资源。因此利用茶渣生产饲料是一种既能开发饲料资源又能缓解环境污染的措施，但当前利用茶渣生产发酵饲料的发明并不多见，发明专利CN 104472879 A公开了一种利用黑曲霉、枯草芽孢杆菌、假丝酵母菌生产茶渣饲料添加剂的方法；发明专利CN103609852 A公开了一种利用木霉、黑曲霉、米曲霉和酵母菌生产茶饲料的方法，上述两个发明专利均对茶渣进行了综合利用，但是在降解茶单宁、提高适口性以及对粗蛋白质含量的提高力度上均未有较大突破，所以将茶渣饲料化还需进一步研究。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种茶渣发酵饲料的制备方法，它可提高适口性和营养价值、减少资源浪费和环境污染，经微生物发酵后，茶渣中的茶单宁含量显著降低、粗蛋白质含量得到极大提高，同时也增加了发酵茶渣中酶的含量。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种茶渣发酵饲料的制备方法，包括如下步骤：
(1)原料准备：茶渣原料经过晒或烘干至含水率达到7％～9％，备用；
(2)察氏液体培养基制备：称取3.50g察氏培养基溶于100mL蒸馏水中，115～116℃高压灭菌30min，冷却备用；
(3)察氏固体培养基制备：称取3.50g察氏培养基和1.5g琼脂粉溶于100mL蒸馏水中，115～116℃高压灭菌30min，趁热倒入灭菌的培养皿中，凝固后备用；
(4)黑曲霉的活化及孢子液制备：将黑曲霉冻干粉溶于步骤(2)的培养基后，接种于步骤(3)的培养基上培养7d，待培养皿表面铺满孢子后，用步骤(2)的培养基冲洗孢子，获得黑曲霉孢子悬液，用灭菌擦镜纸过滤后，4℃条件下保存备用；
(5)接种量的计算：用血球计数板法调节步骤(4)的孢子悬液浓度为1.25×107个/mL，总接种量为培养基质量的百分比(V/m)，其中发酵培养基的含水量包含接入的菌液；
(6)发酵：称取50g茶渣培养基于500mL锥形瓶中，倒入含有1.25×105～1.50×106个/g孢子液的纯水，调节料水比为1:0.8～1.6，搅拌均匀后以八层无菌纱布封口，在27～39℃的培养箱中发酵4～9天，所述茶渣培养基内含有0～20％玉米粉；
(7)烘干：取步骤(6)制得的发酵茶渣晒或烘干至含水率为7％～9％，制得茶渣发酵料；
(8)包装：取步骤(7)制得的茶渣发酵料进行避光防潮包装。
优选地，步骤(1)中所述茶渣为生产红茶、绿茶、白茶、乌龙茶、茉莉花茶等速溶茶后的残渣，原料来自于速溶茶公司。
优选地，步骤(1)中，茶渣原料经过晒或烘干至含水率达到8％。
优选地，步骤(6)中料水比1:1.4、接种量1.00×106个/g、发酵温度37℃、发酵时间8天。
本发明的技术效果是：
本发明提供的一种茶渣发酵饲料的制备方法，使茶渣粗蛋白质含量显著提高，茶单宁含量显著降低，不仅提高了茶渣的适口性和营养价值，减少资源浪费和环境污染，而且操作简单，不需要对茶渣进行前处理，无需灭菌，对发酵设备要求不高。本发明通过发酵技术，提高了廉价原料的利用率，显著降低了饲料成本，原料来源广，提高了经济效益。
具体实施方式
实施例1
一种茶渣发酵饲料的制备方法，包括如下步骤：
(1)原料准备：茶渣原料经过晒或烘干至含水率达到7％～9％，备用，所述茶渣为生产红茶、绿茶、白茶、乌龙茶、茉莉花茶等速溶茶后的残渣，原料来自于速溶茶公司；
(2)察氏液体培养基制备：称取3.50g察氏培养基溶于100mL蒸馏水中，115-116℃高压灭菌30min，冷却备用；
(3)察氏固体培养基制备：称取3.50g察氏培养基和1.5g琼脂粉溶于100mL蒸馏水中，115～116℃高压灭菌30min，趁热倒入灭菌的培养皿中，凝固后备用；
(4)黑曲霉的活化及孢子液制备：将黑曲霉冻干粉溶于步骤(2)的培养基后，接种于步骤(3)的培养基上培养7天，待培养皿表面铺满孢子后，用步骤(2)的培养基冲洗孢子，获得黑曲霉孢子悬液，用灭菌擦镜纸过滤后，4℃条件下保存备用；
(5)接种量的计算：用血球计数板法调节步骤(4)的孢子悬液浓度为1.25×107个/mL，总接种量为培养基质量的百分比(V/m)，其中发酵培养基的含水量包含接入的菌液；
(6)发酵：称取50g茶渣培养基于500mL锥形瓶中，倒入含有1.25×105～1.50×106个/g孢子液的纯水，调节料水比为1:0.8～1.6，搅拌均匀后以八层无菌纱布封口，在27～39℃的培养箱中发酵4～9天，所述茶渣培养基内含有0～20％玉米粉；
(7)烘干：取步骤(6)制得的发酵茶渣晒或烘干至含水率为7％～9％，制得茶渣发酵料；
(8)包装：取步骤(7)制得的茶渣发酵料进行避光防潮包装。
其中，步骤(6)中，茶渣培养基指的是干料，其由玉米粉和茶渣组成，0～20％玉米粉指的是玉米粉占整个茶渣培养基总质量的0～20％。
采用上述方法制备的茶渣发酵饲料直接作为饲料原料配制成饲料。
申请人做了一系列实验研究了玉米粉添加量、料水比、接种量、发酵温度、发酵时间对发酵效果的影响，其结果如下：
1.玉米粉添加量对发酵效果的影响；
设置玉米粉添加量为0％、5％、10％、15％和20％，料水比为1︰1.0、接种量为1.50×106个/g、温度30℃、发酵4d。
其中对照组与发酵组实验条件的不同之处在于不进行发酵，其他条件相同。当原料配制好之后，取出一部分进行烘干测定，即为对照组的数据。
试验结果见表1。
表1 玉米粉添加量对茶渣营养价值的影响(干物质基础)％
由表1可知，当玉米粉添加量为5％时，茶单宁含量降至最低，为2.17％，同时茶单宁降解率也最高，为81.34％，之后茶单宁含量随着玉米粉添加量的增多而升高且降解率逐渐降低；随着玉米粉添加量的增多，粗蛋白质含量逐渐降低但粗蛋白质提高率却逐渐升高，说明玉米粉的过量添加有利于粗蛋白质含量的提高，但是不利于黑曲霉对茶单宁的降解，综合考虑，选择在茶渣中添加5％的玉米粉作为最适的发酵培养基组成。
2.料水比对发酵效果的影响
在5％的玉米粉添加量下，设置料水比(m/V)为1:0.8、1:1.0、1:1.2、1:1.4、1:1.6，接种量为1.50×106个/g、温度30℃、发酵4天，试验结果见表2。
表2 料水比对茶渣营养价值的影响(干物质基础)％
从表2可以看出，茶单宁含量随着培养基水分含量的增多而呈现出先下降后上升的趋势，料水比1︰1.4时最低，为2.74％；从粗蛋白质含量的变化趋势来看，仅有1︰0.8组显著低于其他组别，在料水比1︰1.4时，粗蛋白质含量达到最高，为37.94％。综合茶单宁和粗蛋白质含量以及发酵产物的烘干成本，选择1︰1.4为最佳料水比。
3.接种量对发酵效果的影响
在5％玉米粉添加量和1︰1.4的料水比下，设置接种量为1.25×105、2.50×105、5.00×105、1.00×106、1.50×106个/g，温度30℃、发酵4天，试验结果见表3。
表3 接种量对茶渣营养价值的影响(干物质基础)％
从表3可知，只有接种量为1.25×105个/g和5.00×105个/g时的茶单宁含量差异显著，且5.00×105个/g时最低，为3.75％；接种量为1.00×106个/g和1.5×106个/g时的粗蛋白质含量显著高于其他各组，且1.00×106个/g时最高，为37.88％。考虑到接种量为5.00×105个/g和1.00×106个/g时的茶单宁含量差异不显著，且接种1.00×106个/g的粗蛋白质含量显著高于接种5.00×105个/g，所以选择1.00×106个/g为最佳接种量。
4.发酵温度对发酵效果的影响
在5％玉米粉添加量、1:1.4的料水比和1.00×106个/g的接种量下，设置发酵温度为27、30、33、36、39℃，发酵4天。试验结果见表4。
表4 温度对茶渣营养价值的影响(干物质基础)％
由表4可知，茶单宁含量随着温度的升高而逐渐降低，当温度为33℃～39℃时，茶单宁含量降为最低，在36℃时达到最佳效果，含量仅为2.96％；粗蛋白质含量则随着温度的升高而不断增长，同时温度在36℃～39℃时，粗蛋白质含量也增长到最高峰，最佳水平为36℃的38.50％，所以选择36℃为最佳发酵温度。
5.发酵时间对发酵效果的影响
在5％玉米粉添加量、1:1.4的料水比、1.00×106个/g的接种量和36℃下，设置发酵时间为4、5、6、7、8、9天。试验结果见表5。
表5 时间对茶渣营养价值的影响(干物质基础)％
由表5可知，茶单宁含量随着发酵时间的延长而逐渐降低，当发酵到8～9天时，茶单宁含量降低至最低值，分别为1.81％和1.84％；粗蛋白质含量随着发酵时间的增加而逐渐升高，当茶渣发酵至7～8天时，粗蛋白质含量增长至最高水平，分别为43.31％和43.21％。综合考虑茶单宁和粗蛋白质含量以及发酵成本问题，最终确定8天为最佳发酵时间。
6.正交优化发酵条件
以茶单宁和粗蛋白质含量为测定指标，在单因素试验的基础上，选择料水比、接种量、发酵温度和发酵时间4个因素进行L9(34)正交优化试验(见表6)，试验结果见表7。
表6 正交试验L9(34)因素水平表
表7 正交试验结果的极差分析表
由表7通过极差分析可知，影响试验茶单宁含量因素的先后顺序为：C＞D＞B＞A，即影响茶渣发酵降解茶单宁的因素依次为发酵温度、发酵时间、接种量、料水比。由茶单宁的K值可得最佳组合为A3B2C3D2，即料水比为1:1.5、接种量1.00×106个/g、发酵温度37℃、发酵时间8d。由粗蛋白质的R值可知，影响试验粗蛋白质含量因素的先后顺序为：C＞A＞D＞B，即影响茶渣发酵提高粗蛋白质的因素依次为发酵温度、料水比、发酵时间、接种量。由粗蛋白质的K值可知，提高粗蛋白质的最佳发酵组合为A2B3C3D2，即料水比1:1.4、接种量1.25×106个/g、发酵温度37℃、发酵时间8天。
结合单因素试验结果，茶渣发酵的最佳工艺为：A2B2C3D2，即料水比1:1.4、接种量1.00×106个/g、发酵温度37℃、发酵时间8天。通过验证试验，获得最佳发酵产物，通过试验测定营养价值见表8。
表8 黑曲霉发酵后茶渣营养价值变化(干物质基础)％
由表8可知，黑曲霉发酵可有效提高茶渣的适口性和营养价值。在干物质基础上，与对照组相比，粗蛋白质含量由31.22％提高到44.56％，茶单宁含量由11.63％降低到2.42％，中性洗涤纤维含量由39.85％降低到32.96％，酸性洗涤纤维含量由15.70％降低到12.28％，粗脂肪含量由4.06％提高到5.13％，粗灰分含量由4.09％提高到6.09％，钙含量由0.75％提高到1.10％，磷含量0.32％由提高到0.47％。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种茶渣发酵饲料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)原料准备：茶渣原料经过晒或烘干至含水率达到7％～9％，备用；
(2)察氏液体培养基制备：称取3.50g察氏培养基溶于100mL蒸馏水中，115～116℃高压灭菌30min，冷却备用；
(3)察氏固体培养基制备：称取3.50g察氏培养基和1.5g琼脂粉溶于100mL蒸馏水中，115～116℃高压灭菌30min，趁热倒入灭菌的培养皿中，凝固后备用；
(4)黑曲霉的活化及孢子液制备：将黑曲霉冻干粉溶于步骤(2)的培养基后，接种于步骤(3)的培养基上培养7d，待培养皿表面铺满孢子后，用步骤(2)的培养基冲洗孢子，获得黑曲霉孢子悬液，用灭菌擦镜纸过滤后，4℃条件下保存备用；
(5)接种量的计算：用血球计数板法调节步骤(4)的孢子悬液浓度为1.25×107个/mL，总接种量为培养基质量的百分比(V/m)，其中发酵培养基的含水量包含接入的菌液；
(6)发酵：称取50g茶渣培养基于500mL锥形瓶中，倒入含有1.25×105～1.50×106个/g孢子液的纯水，调节料水比为1:0.8～1.6，搅拌均匀后以八层无菌纱布封口，在27～39℃的培养箱中发酵4～9天，所述茶渣培养基内含有0～20％玉米粉；
(7)烘干：取步骤(6)制得的发酵茶渣晒或烘干至含水率为7％～9％，制得茶渣发酵料；
(8)包装：取步骤(7)制得的茶渣发酵料进行避光防潮包装。
2.根据权利要求1所述的一种茶渣发酵饲料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述茶渣为生产红茶、绿茶、白茶、乌龙茶、茉莉花茶等速溶茶后的残渣。
3.根据权利要求1所述的一种茶渣发酵饲料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，茶渣原料经过晒或烘干至含水率达到8％。
4.根据权利要求1所述的一种茶渣发酵饲料的制备方法，其特征在于，步骤(6)中，料水比1︰1.4、接种量1.00×106个/g、发酵温度37℃、发酵时间8天。
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