CN107259101A - 一种油茶籽粕发酵制作饲料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油茶籽粕发酵制作饲料的方法，包括酶解、发酵和配制饲料几个步骤。采用本发明方法，制作步骤简便；既提高了油茶粕的营养价值，又降解了其中的抗营养因子，作为原料在动物饲粮中使用可降低饲料成本。

Description

一种油茶籽粕发酵制作饲料的方法

技术领域

本发明涉及畜禽饲料加工技术领域，特别地，涉及一种油茶籽粕发酵制作饲料的方法。

背景技术

我国油茶资源丰富，是世界上油茶籽产量最高、分布最广、品种最多的国家，主要分布于长江流域，据统计，2014年我国油茶种植面积达6233万亩，油茶籽经压棒或浸出取油后的副产品——茶粕年产量超过80万吨。受品种、种植地域、采收季节和加工工艺等影响，茶粕的营养成分含量变异较大：10～20%蛋白质、15～25%粗纤维、30～60%糖类物质、0.5～7%粗脂肪、12～16 MJ/kg消化能，营养成分接近于米糠和荞麦（杨强等，饲料工业，2006，27（19）：53-55）。此外，油茶籽粕所含有的生物活性成分如茶多酚、茶籽多糖、糖萜素等对动物的生长发育和免疫调节都具有促进作用，是一种潜在的优质饲料资源。然而，由于油茶籽粕中茶皂素和单宁含量较高（分别为10～20%和3～6%左右），同时还含有少量生物碱，对畜禽有一定的毒副作用，且适口性较差。长期以来，我国对油茶籽粕在动物饲料中的应用研究很少，大部分油茶籽粕被用作清塘剂、肥料、燃料甚至废弃，仅有少部分用作饲料。这不仅造成资源的严重浪费，也对生态环境也造成了不良影响。

随着畜牧业的快速发展，能量、蛋白质饲料原料短缺的形势日益严峻，茶粕因价廉易得而逐渐受到广泛关注。但油茶籽粕在动物日粮中搭配不当或长期饲用会引起动物生产性能的降低，甚至发生急性、慢性中毒，因此必须经过脱毒处理。目前常用的脱毒方法分为热处理法和有机溶剂法。热处理法一般多釆用80～85℃的碱性水溶液浸泡析出茶皂素等抗营养因子，但会产生淀粉糊化和蛋白质变性等副反应，降低了茶粕营养价值。有机溶剂法常用乙醇作浸提剂，在碱性条件下破坏其中的抗营养因子或变成结合状态，操作简易且脱毒效率高，是目前饲料原料厂最常用的脱毒方法，但溶剂消耗量大、成本较高，同时茶粕中的粗脂肪等醇溶物质也会流失，且残留的有机溶剂对动物有一定毒性。

生物脱毒法是近些年兴起的一种新型脱毒方法，也是最有前景的一种脱毒方法。生物脱毒法一般分为酶制剂脱毒法和微生物脱毒法。卫洋洋等（安徽农业大学学报，2012,39(1): 41-46）采用黑曲霉为发酵菌种，用固态发酵技术改善油茶饼粕的饲用品质以制取油茶饼粕多酶生物饲料，必需氨基酸含量得到提高，抗营养因子茶皂素、单宁显著降低，显著改善了油茶饼粕的饲用价值。胡龙等（食品工业科技，2012，33（13）：249-253）、邓桂兰等（饲料研究，2016（9）：47-50）采用单菌或复合菌固态发酵油茶饼粕生产单细胞蛋白，考察了发酵条件对粗蛋白含量的影响。朱培等（硕士论文，长沙：中南林业科技大学，2012）研究优化了油茶粕固态发酵条件进行。酶制剂脱毒法通过在饲料中添加酶制剂除去饼粕饲料中的抗营养物质，该方法简单方便，缺点是处理成本高，同时对于有多种抗营养因子的需要逐个处理，脱毒效率较低，优化酶制剂组合处理是解决途径之一。微生物发酵法和传统脱毒方法相比，不但能有效脱去饼粕中的有毒有害物质，还可提供优质的菌体蛋白，并使其他粗饲料成分转化成易消化吸收的养分。然而由于影响微生物发酵的因素较多，目前仍然需要克服以下难题：（1）单一菌种发酵效果有限，只有筛选出适宜的微生物组合才能获得理想效果；（2）发酵过程中容易感染其他杂菌，甚至是有害菌；（3）在实现营养成分有效转化的同时降低抗营养因子含量；（4）产品质量不稳定，需将发酵温度、水分和时间等工艺参数严格控制在适当范围内。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种油茶籽粕发酵制作饲料的方法。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

所述油茶籽粕发酵制作饲料的方法包括如下步骤：

（1）酶解：按100kg油茶籽粕计，将100kg油茶籽粕粉碎、过筛、去杂，加50～55kg 50～55℃的热水（热水脱茶皂素、单宁等抗营养因子，优化后，酶解中酸性纤维素酶酶解效果最好），搅拌均匀后得配料A；向配料A中加入10～30g蛋白酶、15～30g果胶酶、20～50g木聚糖酶、15～40g酸性纤维素酶、5～10g葡萄糖氧化酶，酶解1～3h后得配料B；用质量分数为36%的乙酸溶液调节配料B的pH值至4～4.5，得配料C；

（2）发酵：按100kg配料C计，每100kg配料C中添加2～10mL地衣芽孢杆菌种子液、2～10mL植物乳杆菌种子液和2～10mL酿酒酵母菌种子液后进行厌氧发酵48～72h，得配料D，晾干或烘干粉干燥后得配料E；

（3）配制饲料：按100kg全价饲料计，每100kg全价饲料中添加≤10kg的配料E，同时添加由5～15g脂肪酶、5～10g蛋白酶、5～15g果胶酶、5～20g木聚糖酶、10～20g纤维素酶和10～20g淀粉酶所组成的复合酶制剂，即得。配料E作为原料配制全价饲粮时加入酶制剂组合物复配，通过弥补充动物缺乏相应内源酶的不足，促进动物对发酵处理后油茶粕中粗蛋白、粗脂肪及剩余的粗纤维和非淀粉多糖等的消化利用，提高油茶粕的整体养分利用率。

优选地，步骤（2）中每100kg配料C中添加6mL地衣芽孢杆菌种子液、8mL植物乳杆菌种子液和2mL酿酒酵母菌种子液后进行厌氧发酵48～72h，所述发酵温度30～45℃。

优选地，步骤（2）中所述地衣芽孢杆菌种子液中活菌数为1.8～2.5亿个/mL、植物乳杆菌种子液中活菌数为4.5～6亿个/mL、酿酒酵母菌种子液中活菌数为8～12亿个/mL。

更优选地，向步骤（2）中的配料E 加入碳酸氢钠调节pH值至6.5～7，然后烘干或自然晾干至水分的质量分数低于15%，再进行粉碎，备用。

优选地，步骤（3）中所述脂肪酶的活性为5000 IU/g，所述蛋白酶的活性为10000IU/g，所述果胶酶的活性为30000 IU/g，所述木聚糖酶的活性为20000 IU/g，所述酸性纤维素酶的活性为10000 IU/g，所述葡萄糖氧化酶的活性为10000 IU/g。

下面对本发明作进一步说明：

本发明通过果胶酶、木聚糖酶和酸性纤维素酶对茶粕进行酶解预处理，对构成细胞壁的纤维素、木质素、木聚糖等进行生物降解，破坏细胞壁，使这些在动物体内不易被分解的高分子碳水化合物转变为易吸收的葡萄糖、纤维二糖和寡糖等营养成分，并将包裹在植物细胞中的淀粉、蛋白等养分释放出来，同时蛋白酶和脂肪酶可分别将一些动物内源蛋白酶和脂肪酶难以消化的蛋白质、脂肪水解为小肽、氨基酸和脂肪酸，而这些养分都可作为益生菌厌氧发酵的底物，增进发酵效果。经测定发酵后茶粕的粗纤维在15%以下，粗蛋白质达20%左右。

本发明中，葡萄糖氧化酶可以催化底物中的葡萄糖生成葡萄糖酸，消耗混合物的氧气，提高发酵时的缺氧程度，有利于厌氧性乳杆菌的增殖产生大量乳酸，并抑制有害菌的生长，快速降低发酵物的pH值（节省了乙酸的用量），同时偏酸的环境也有利于各种酶保持活性。

本发明先用酶制剂预酶解再加入益生菌混合，一次性处理后进行固相静态厌氧发酵，发酵过程无需人工干预，与浸提法需持续搅拌、加热和过滤相比，更节省人力和能耗。

本发明中，发酵后的油茶粕在作为饲料原料使用前进一步与酶制剂组合物复配，以进一步提高粗蛋白、粗脂肪、粗纤维和能量等养分的利用率。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。

另外，本发明所述三种菌单独使用时各有优缺点，对于降解茶皂素和单宁、粗纤维或提高蛋白含量等各有长处，因此，本发明将三种菌组合发酵，联用发酵可达到互补的效果。本发明在特种筛选单菌适宜用量范围的前提下，通过正交试验优化得到三种益生菌的最优和最经济用量。

本发明的创新点在于：

（1）复合酶制剂酶解+微生物发酵+使用前再加一定量复合酶制剂，第一步酶制剂酶解，各种酶的作用各有不同，目的主要在于降解纤维素、果胶等，提高粗蛋白和粗脂肪等含量，同时降低茶皂素、单宁等含量；第二步发酵，黑曲霉，酵母对油茶籽粕进行脱毒和提高营养水平有报道，但上述三种微生物组合发酵应该未见文献报道；第三步：应用前再添加复合酶制剂组合物，有利于进一步提高油茶籽粕的粗蛋白、粗脂肪、粗纤维和能量等养分的利用率。

（2）通过本技术，油茶籽粕可以部分替代饲料原料，提高饲料加工业的经济效益，同时也可提高油茶籽粕的附加值。

总之，本发明通过若干个正交试验筛选出了最优酶制剂和微生物组合，确定了最适工艺参数，提供了一种发酵油茶粕制作优质饲料的方法，制作步骤精简，不仅提高了油茶粕的饲用价值，还消减了其中的抗营养因子，作为饲料原料在动物饲粮中使用可降低饲料成本。

具体实施方式

实施例1

酶解：称取100kg油茶籽粕粉碎、过筛和去杂，加50-55℃热水50kg得到配料A，搅拌均匀后，添加20g蛋白酶、20g果胶酶、30g木聚糖酶、25g酸性纤维素酶以及5g葡萄糖氧化酶的配比搅拌均匀，酶解2h得到配料B；用质量分数为36%的乙酸溶液将配料B调节pH值至4～4.5得到配料C；

发酵：按每100kg配料C添加5mL地衣芽孢杆菌种子液、5mL植物乳杆菌种子液以及5mL酿酒酵母菌种子液的配比进行配料得到配料D，配料D在35℃厌氧发酵50 h，过滤，晾干或烘干粉得配料E。

应用：在配制全价饲料时，100kg全价饲料中添加6kg配料E，10g脂肪酶，5 g蛋白酶，5g果胶酶，15g木聚糖酶，10g纤维素酶，15g淀粉酶复合酶制剂，然后以其为饲料饲养麻鸭，测定其生长性能。

茶皂素、单宁、咖啡因、粗脂肪、粗纤维、粗蛋白和代谢试验的测定结果见表1，麻鸭的生长性能试验结果见表2。

实施例2

酶解：称取100kg油茶籽粕粉碎、过筛和去杂，加50-55℃热水55kg得到配料A，搅拌均匀后，添加10g蛋白酶、20g果胶酶、40g木聚糖酶、20g酸性纤维素酶以及10g葡萄糖氧化酶的配比搅拌均匀，酶解2.5h得到配料B；用质量分数为36%的乙酸溶液将配料B调节pH值至4～4.5得到配料C；

发酵：按每100kg配料C添加8mL地衣芽孢杆菌种子液、5mL植物乳杆菌种子液以及2mL酿酒酵母菌种子液的配比进行配料得到配料D；将配料D在35℃厌氧发酵60 h，过滤，晾干或烘干粉得配料E。

应用：在配制全价饲料时，100kg全价饲料中添加8kg配料E，添加10g脂肪酶，5g蛋白酶，10g果胶酶，10g木聚糖酶，10g纤维素酶，10g淀粉酶的酶制剂组合物，然后以其为饲料饲养麻鸭，测定其生长性能。

茶皂素、单宁、咖啡因、粗脂肪、粗纤维、粗蛋白和代谢试验的测定结果见表1，麻鸭的生长性能试验结果见表2。

实施例3

酶解：称取100kg油茶籽粕粉碎、过筛和去杂，加50-55℃热水55kg得到配料A，搅拌均匀后，并添加15g蛋白酶、25g果胶酶、20g木聚糖酶、15g酸性纤维素酶以及8g葡萄糖氧化酶的配比搅拌均匀，酶解3h得到配料B；用质量分数为36%的乙酸溶液将配料B调节pH值至4～4.5得到配料C；

发酵：按每100kg配料C添加2mL地衣芽孢杆菌种子液、8mL植物乳杆菌种子液以及8mL酿酒酵母菌种子液的配比进行配料得到配料D，配料D在35℃厌氧发酵65 h，过滤，晾干或烘干粉得配料E。

应用：在配制全价饲料时，100kg全价饲料中添加5kg配料E，添加15g脂肪酶，10g蛋白酶，5g果胶酶，15g木聚糖酶，15g纤维素酶，20g淀粉酶的酶制剂组合物，然后以其为饲料饲养麻鸭，测定其生长性能。

茶皂素、单宁、咖啡因、粗脂肪、粗纤维、粗蛋白和代谢试验的测定结果见表1，麻鸭的生长性能试验结果见表2。

实施例4

酶解：称取100kg油茶籽粕粉碎、过筛和去杂，加50-55℃热水55kg得到配料A，搅拌均匀后，并添加10g蛋白酶、20g果胶酶、30g木聚糖酶、20g酸性纤维素酶以及10g葡萄糖氧化酶的配比搅拌均匀，酶解1h得到配料B；用质量分数为36%的乙酸溶液将配料B调节pH值至4～4.5得到配料C；

发酵：按每100kg配料C添加5mL地衣芽孢杆菌种子液、2mL植物乳杆菌种子液以及10mL酿酒酵母菌种子液的配比进行配料得到配料D，配料D在35℃厌氧发酵48 h，过滤，晾干或烘干粉得配料E。

应用：在配制全价饲料时，100kg全价饲料中添加10kg配料E，添加12g脂肪酶，5g蛋白酶，10g果胶酶，5g木聚糖酶，10g纤维素酶，15g淀粉酶的酶制剂组合物，然后以其为饲料饲养麻鸭，测定其生长性能。

茶皂素、单宁、咖啡因、粗脂肪、粗纤维、粗蛋白和代谢试验的测定结果见表1，麻鸭的生长性能试验结果见表2。

实施例5

酶解：称取100kg油茶籽粕粉碎、过筛和去杂，加50-55℃热水50kg得到配料A，搅拌均匀后，并添加30g蛋白酶、15g果胶酶、50g木聚糖酶、40g酸性纤维素酶以及10g葡萄糖氧化酶的配比搅拌均匀，酶解3h得到配料B；用质量分数为36%的乙酸溶液将配料B调节pH值至4～4.5得到配料C；

发酵：按每100kg配料C添加6mL地衣芽孢杆菌种子液、8mL植物乳杆菌种子液以及2mL酿酒酵母菌种子液的配比进行配料得到配料D，配料D在40℃厌氧发酵72 h，，过滤，晾干或烘干粉得配料E。

应用：在配制全价饲料时，100kg全价饲料中添加6kg配料E，添加10g脂肪酶，10 g蛋白酶，10g果胶酶，10g木聚糖酶，20g纤维素酶，15g淀粉酶的酶制剂组合物，然后以其为饲料饲养麻鸭，测定其生长性能。

茶皂素、单宁、咖啡因、粗脂肪、粗纤维、粗蛋白和代谢试验的测定结果见表1，麻鸭的生长性能试验结果见表2。

实施例6

酶解：称取100kg油茶籽粕粉碎、过筛和去杂，加50-55℃热水52kg得到配料A，搅拌均匀后，添加25g蛋白酶、30g果胶酶、35g木聚糖酶、15g酸性纤维素酶以及8g葡萄糖氧化酶的配比搅拌均匀，酶解1h得到配料B；用质量分数为36%的乙酸溶液将配料B调节pH值至4～4.5得到配料C；

发酵：按每100kg配料C添加8mL地衣芽孢杆菌种子液、2mL植物乳杆菌种子液以及5mL酿酒酵母菌种子液的配比进行配料得到配料D，配料D在35℃厌氧发酵60 h，过滤，晾干或烘干粉得配料E。

应用：在配制全价饲料时，100kg全价饲料中添加6kg配料E，添加8g脂肪酶，10g蛋白酶，8g果胶酶，15g木聚糖酶，15g纤维素酶，15g淀粉酶的酶制剂组合物，然后以其为饲料饲养麻鸭，测定其生长性能。

茶皂素、单宁、咖啡因、粗脂肪、粗纤维、粗蛋白和代谢试验的测定结果见表1，麻鸭的生长性能试验结果见表2。

实施例7

酶解：称取100kg油茶籽粕粉碎、过筛和去杂，加50-55℃热水52kg得到配料A，搅拌均匀后，添加25g蛋白酶、15g果胶酶、45g木聚糖酶、20g酸性纤维素酶以及5g葡萄糖氧化酶的配比搅拌均匀，酶解1.5h得到配料B；用质量分数为36%的乙酸溶液将配料B调节pH值至4～4.5得到配料C；

发酵：按每100kg配料C添加6mL地衣芽孢杆菌种子液、8mL植物乳杆菌种子液以及6mL酿酒酵母菌种子液的配比进行配料得到配料D，配料D在40℃厌氧发酵72h，过滤，晾干或烘干粉得配料E。

应用：在配制全价饲料时，100kg全价饲料中添加6kg配料E，添加5g脂肪酶，6 g蛋白酶，15g果胶酶，20g木聚糖酶，15g纤维素酶，20g淀粉酶的酶制剂组合物，然后以其为饲料饲养麻鸭，测定其生长性能。

茶皂素、单宁、咖啡因、粗脂肪、粗纤维、粗蛋白和代谢试验的测定结果见表1，麻鸭的生长性能试验结果见表2。

实施例8

酶解：称取100kg油茶籽粕粉碎、过筛和去杂，加50-55℃热水50kg得到配料A，搅拌均匀后，添加20g蛋白酶、25g果胶酶、20g木聚糖酶、15g酸性纤维素酶以及10g葡萄糖氧化酶的配比搅拌均匀，酶解2h得到配料B；用质量分数为36%的乙酸溶液将配料B调节pH值至4～4.5得到配料C；

发酵：按每100kg配料C添加10mL地衣芽孢杆菌种子液、2mL植物乳杆菌种子液以及5mL酿酒酵母菌种子液的配比进行配料得到配料D，配料D在35℃厌氧发酵48 h，过滤，晾干或烘干粉得配料E。

应用：在配制全价饲料时，100kg全价饲料中添加6kg配料E，添加15g脂肪酶，8 g蛋白酶，10g果胶酶，10g木聚糖酶，12g纤维素酶，10g淀粉酶的酶制剂组合物，然后以其为饲料饲养麻鸭，测定其生长性能。

茶皂素、单宁、咖啡因、粗脂肪、粗纤维、粗蛋白和代谢试验的测定结果见表1，麻鸭的生长性能试验结果见表2。

实施例9

酶解：称取100kg油茶籽粕粉碎、过筛和去杂，加50-55℃热水55kg得到配料A，搅拌均匀后，添加15g蛋白酶、25g果胶酶、40g木聚糖酶、20g酸性纤维素酶以及10g葡萄糖氧化酶的配比搅拌均匀，酶解2h得到配料B；用质量分数为36%的乙酸溶液将配料B调节pH值至4～4.5得到配料C；

发酵：按每100kg配料C添加10mL地衣芽孢杆菌种子液、6mL植物乳杆菌种子液以及4mL酿酒酵母菌种子液的配比进行配料得到配料D，配料D在40℃厌氧发酵72 h，过滤，晾干或烘干粉得配料E。

应用：在配制全价饲料时，100kg全价饲料中添加6kg配料E，不添加酶制剂组合物，然后以其为饲料饲养麻鸭，测定其生长性能。

茶皂素、单宁、咖啡因、粗脂肪、粗纤维、粗蛋白和代谢试验的测定结果见表1，麻鸭的生长性能试验结果见表2。

实施例10

称取20kg油茶籽粕粉碎、过筛和去杂，加入pH为10的水 180kg，75℃保温搅拌8h，过滤，烘干备用。

应用：在配制全价饲料时，100kg全价饲料中添加6kg，然后以其为饲料饲养麻鸭，测定其生长性能。

茶皂素、单宁、咖啡因、粗脂肪、粗纤维、粗蛋白和代谢试验的测定结果见表1，麻鸭的生长性能试验结果见表2。

实施例11

称取20kg油茶籽粕粉碎、过筛和去杂，加入40kg无水乙醇，75℃保温搅拌8h，过滤，烘干备用。

应用：在配制全价饲料时，100kg全价饲料中添加6kg，然后以其为饲料饲养麻鸭，测定其生长性能。

茶皂素、单宁、咖啡因、粗脂肪、粗纤维、粗蛋白和代谢试验的测定结果见表1，麻鸭的生长性能试验结果见表2。

实施例12

在配制全价饲料时，100kg全价饲料中添加6kg未经处理的油茶籽粕原料，然后以其为饲料饲养麻鸭，测定其生长性能。

表1 不同实施例的抗营养因子、营养成分以及麻鸭的表观代谢能

注：实施例12，因为油茶籽粕原料抗营养因子（茶皂素、单宁和咖啡因）和粗纤维含量高，粗蛋白含量低，毒性较大，营养价值低，在进行麻鸭的代谢实验时，试验动物死亡。

表2 油茶籽粕对麻鸭生长性能的影响（生长后期）

注：对照组饲喂市场上购买的商品肉鸭全价饲料，不含油茶籽粕。

Claims (4)

1.一种油茶籽粕发酵制作饲料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）酶解：按100kg油茶籽粕计，将100kg油茶籽粕粉碎、过筛、去杂，加50～55℃的热水50～55kg，搅拌均匀后得配料A；向配料A中加入10～30g蛋白酶、15～30g果胶酶、20～50g木聚糖酶、15～40g酸性纤维素酶、5～10g葡萄糖氧化酶，酶解1～3h后得配料B；用质量分数为36%的乙酸溶液调节配料B的pH值至4～4.5，得配料C；

（2）发酵：按100kg配料C计，每100kg配料C中添加2～10mL地衣芽孢杆菌种子液、2～10mL植物乳杆菌种子液和2～10mL酿酒酵母菌种子液后进行厌氧发酵48～72h，得配料D，晾干或烘干粉干燥后得配料E；

（3）配制饲料：按100kg全价饲料计，每100kg全价饲料中添加≤10kg的配料E，同时添加由5～15g脂肪酶、5～10g蛋白酶、5～15g果胶酶、5～20g木聚糖酶、10～20g纤维素酶和10～20g淀粉酶所组成的复合酶制剂，即得。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中每100kg配料C中添加6mL地衣芽孢杆菌种子液、8mL植物乳杆菌种子液和2mL酿酒酵母菌种子液后进行厌氧发酵48～72h，所述发酵温度30～45℃。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤（2）中所述地衣芽孢杆菌种子液中活菌数为1.8～2.5亿个/mL、植物乳杆菌种子液中活菌数为4.5～6亿个/mL、酿酒酵母菌种子液中活菌数为8～12亿个/mL。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中所述脂肪酶的活性为5000 IU/g，所述蛋白酶的活性为10000 IU/g，所述果胶酶的活性为30000 IU/g，所述木聚糖酶的活性为20000 IU/g，所述酸性纤维素酶的活性为10000 IU/g，所述葡萄糖氧化酶的活性为10000IU/g。