CN108522857A - 一种小麦酒精糟非烘干法用作饲料的生产方法及饲料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种小麦酒精糟非烘干法用作饲料的生产方法及饲料，涉及饲料加工领域，该方法通过微生物发酵技术，将高水分的酒精糟与生产小麦酒精的另一大宗副产物麸皮混合，采用枯草芽孢杆菌KG109和枯草芽孢杆菌R‑02联合发酵方法，生产水分含量35％左右的发酵小麦酒精糟饲料。与现有技术相比，该产品不需要烘干，拆包前可长期保存，不仅节省了烘干的能耗，免除高昂的烘干费用，而且克服了高温烘干造成的蛋白质变性与利用率降低缺陷。由于微生物蛋白酶的作用，部分酒精糟中的蛋白质被分解为具有生物活性的小肽，从而对饲用动物具有免疫促进作用。

Description

一种小麦酒精糟非烘干法用作饲料的生产方法及饲料
技术领域
本发明涉及的是饲料加工领域，尤其涉及的是一种小麦酒精糟非烘干法用作饲料的生产方法及饲料。
背景技术
以小麦为原料生产酒精的生产工艺，如图1所示，由生产工艺可以看出，酒精糟液离心分离后，其糟渣部分通过烘干得到小麦DDG，成为一种传统的蛋白质饲料原料。因为，只有将含水85％左右的酒精糟液烘干至12％左右的水分后，才得以长期保存和实现远距离运输的经济性。但烘干的能耗成本较高，约为700元/吨。且烘干过程中，容易造成蛋白质变性，饲料营养成分利用率降低，因此，急需要开发一种新的工艺，以降低小麦酒精糟循环再利用时的加工成本，开发一种利用率高、有益成分含量高的小麦酒精糟开发饲料。
发明内容
本发明的目的在于克服小麦酒精糟烘干生产小麦DDG的高能耗的不足，提供了一种小麦酒精糟非烘干法用作饲料的生产方法及饲料，具体是将高水分的酒精糟与生产小麦酒精的另一大宗副产物麸皮(也是一种饲料原料)混合发酵，生产水分含量35％左右的发酵小麦酒精糟饲料，以节约能耗、降低成本、提高饲料利用率。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种小麦酒精糟非烘干法用作饲料的生产方法，包括以下步骤：
(1)将小麦酒精糟与麸皮混合，配制成含水分为30-40％质量比的发酵基质；
(2)将枯草芽孢杆菌KG-109和枯草芽孢杆菌R-02活化后分别接种到种子培养基中进行扩大培养，获得枯草芽孢杆菌KG-109和枯草芽孢杆菌R-02种子液；
(3)将两种种子液混合，制成混合发酵菌液；
(4)将混合发酵菌液接种到发酵基质中进行厌氧发酵，获得饲料。
其中，所述枯草芽孢杆菌KG-109，Bacillus subtilis KG-109，于2011年5月保藏于中国典型培养物保藏中心(简称CCTCC；地址：中国武汉，武汉大学；邮编：430072)，保藏编号为CCTCC NO:M2011168。该枯草芽孢杆菌KG-109菌株菌落萌发后呈白色，表面光滑，培养18h后表面会有褶皱，菌落中央稍偏，表面干燥无光泽，边缘不整齐，为革兰氏阳性好氧菌，在显微镜下观察菌体呈杆状，芽孢呈椭圆或柱状，无荚膜，周生鞭毛，能运动，在液体培养基中生长时，常形成皱醭。枯草芽孢杆菌KG-109生长周期较长，在8h-36h内快速生长，在40h时菌体浓度最大，而此后进入相对稳定期。
所述枯草芽孢杆菌R-02，Bacillus subtilis R-02，保藏编号为CCTCC NO:M2011169；该枯草芽孢杆菌R-02菌株菌落呈白色圆形，表面突出光滑有光泽，革兰氏染色为阳性菌，兼性厌氧，产乳酸。显微镜下观察菌体呈杆状，其芽孢体端生，呈椭圆形，无鞭毛。R-02在培养0-4h为延滞期，4-16h为对数生长期，16-48h为稳定期，48h以后进入衰亡期。
进一步优选地，
所述步骤(1)中，发酵基质的水分含量为35％质量比。
所述步骤(2)中，枯草芽孢杆菌KG-109种子培养基的配方为：按重量计，牛肉膏0.5％，蛋白胨1％，NaCl为0.5％，扩大培养的条件为：培养温度为30℃，培养pH为7.2，培养转速为120r/min，培养时间为24小时。
所述步骤(2)中，枯草芽孢杆菌R-02种子培养基的配方为：按重量计,蛋白胨1％，牛肉膏1％，酵母粉0.5％，葡萄糖2％，磷酸氢二铵0.2％，乙酸钠0.5％，磷酸氢二钾0.2％，硫酸镁0.058％，硫酸锰0.025％，吐温-80为0.1％，扩大培养的条件为：培养温度为37℃，培养pH为5.0，静置培养，培养时间为24h。
所述步骤(3)中，两种种子液等比例混合，制成混合发酵菌液。
所述步骤(4)中，混合发酵菌液的接种量为1.2％(v/w)。
所述步骤(4)中，厌氧发酵的条件为：发酵温度33.5℃，发酵时间7天，即达到发酵终点。操作时，将混合发酵菌液接种到发酵基质后可直接装袋，扎紧袋口开始厌氧发酵；这样，待达到发酵终点时，袋内产品处于厌氧状态，且pH较低，微生物活动基本停止，拆包使用前可以长期保存。
本发明还提供了一种小麦酒精糟饲料，该饲料是以小麦酒精糟为原料，利用上述小麦酒精糟非烘干法用作饲料的生产方法制备获得的。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明提供了一种小麦酒精糟非烘干法用作饲料的生产方法及饲料，该方法通过微生物发酵技术，将高水分的酒精糟与生产小麦酒精的另一大宗副产物麸皮(也是一种饲料原料)混合发酵，生产水分含量35％左右的发酵小麦酒精糟饲料。该产品不需要烘干，拆包前可长期保存。该技术不仅节省了烘干的能耗，免除高昂的烘干费用，而且克服了高温烘干造成的蛋白质变性与利用率降低缺陷。由于微生物蛋白酶的作用，部分酒精糟中的蛋白质被分解为具有生物活性的小肽，从而对饲用动物具有免疫促进作用。该发酵还使得产品具有动物喜食的特定香味，提高动物的适口性。此外，残留在产品中的饲用微生物也可增加饲用动物肠道益生菌的数量，改善饲用动物的免疫功能，有益肠道健康。
附图说明
图1为现有的小麦生产酒精工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
1、材料
本实施例所用方法如无特别说明均为本领域的技术人员所知晓的常规方法，所用的试剂等材料，如无特别说明，均为市售购买产品。
2、方法
2.1扩大培养
将发酵菌种枯草芽孢杆菌KG-109和枯草芽孢杆菌R-02活化后，接种至种子培养基中，扩大培养至菌株浓度为1×108个/ml以上数量级，获得发酵菌种枯枯草芽孢杆菌KG-109和枯草芽孢杆菌R-02种子液。
枯草芽孢杆菌KG-109，Bacillus subtilis KG-109，保藏编号为CCTCC NO:M2011168，种子培养基的配方为：按重量计，牛肉膏0.5％，蛋白胨1％，NaCl为0.5％，扩大培养的条件为：培养温度为30℃，培养pH为7.2，培养转速为120r/min，培养时间为24小时。
枯草芽孢杆菌R-02，Bacillus subtilis R-02，保藏编号为CCTCC NO:M2011169，种子培养基的配方为：按重量计,蛋白胨1％，牛肉膏1％，酵母粉0.5％，葡萄糖2％，磷酸氢二铵0.2％，乙酸钠0.5％，磷酸氢二钾0.2％，硫酸镁0.058％，硫酸锰0.025％，吐温-80为0.1％，扩大培养的条件为：培养温度为37℃，培养pH为5.0，静置培养，培养时间为24h。
2.2混合
将两种种子液等比例混合制成混合发酵菌液。
2.3发酵
按重量计，取含水的小麦酒精糟38％，与麸皮62％混合，获得发酵基质，然后按照1.2％(v/w)的比例接种混合发酵菌液，将三者混合均匀。
装袋，扎紧袋口开始厌氧发酵。发酵温度33.5℃，发酵时间7天即可达到发酵终点。测定发酵前后的营养参数变化，如下表1所示：
表1：小麦酒精糟发酵前后成分变化表
表中可以看出，由于微生物蛋白酶的作用，部分酒精糟中的蛋白质被分解为具有生物活性的小肽，使得发酵前后酸溶蛋白、益生菌数量和蛋白酶活性都有显著提高，抗氧化活性高，营养成分利用率高。
2.4不同菌种发酵小麦酒精糟结果比较
取高水分的小麦酒精糟与低水份麸皮混合，配制成含水分为35％质量比的发酵基质，以发酵基质为底物，按1.2％(v/w)的接种比例接种不同种类的发酵菌种，扎袋后进行厌氧发酵，测定发酵前后发酵产品的酸溶蛋白含量和pH值，结果如下表2所示，其中，发酵基质的初始酸溶蛋白含量为0.75％(质量)，pH为5.41。
表2：不同菌种发酵小麦酒精糟结果比较
注：同列数据无字母或数据肩标相同小写字母表示差异不显著(P＞0.05)，不同字母表示差异显著(P<0.05)。
表中：P6为卷枝毛霉菌，Mucor circinelloides strain，从猪肠道筛选而来，保藏于安徽农业大学饲料研究所。卷枝毛霉菌P6的培养基为PDA培养基，发酵培养的条件为：培养温度为28℃，培养pH为5.5，培养转速为180r/min，培养时间为48小时。菌丝初期白色半透明状，后灰白色至黑色，菌丝体每日可延伸3厘米左右。菌丝无隔、多核、分枝状，无假根或匍匐菌丝，不产生定形菌落。
表中可以看出，R-02和KG109酸溶蛋白含量最高。
2.5不同菌种联合发酵小麦酒精糟结果比较
根据步骤2.4的发酵结果，分别取2株最优菌KG-109和R-02分别与酵母菌和卷枝毛霉菌组合，设计2菌和3菌混合发酵实验，其中发酵底物、接种比例以及发酵条件等都按照步骤2.4进行，测定发酵前后发酵产品的酸溶蛋白含量和pH值，结果如下表3所示。
表3：联合发酵小麦酒精糟结果比较
注：同列数据无字母或数据肩标相同小写字母表示差异不显著(P＞0.05)，不同字母表示差异显著(P<0.05)。
结果发现，R-02+KG109双菌发酵效果最佳，且效果明显优于其单独发酵的效果，说明R-02、KG109在发酵过程中具有相互促进的作用。三菌种联合发酵效果差于双菌联合发酵，说明在发酵过程中，第三种菌种(酵母菌)的加入对R-02、KG109的发酵效果具有拮抗作用。
以上为本发明一种详细的实施方式和具体的操作过程，是以本发明技术方案为前提下进行实施，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。

Claims (9)

1.一种小麦酒精糟非烘干法用作饲料的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将小麦酒精糟与麸皮混合，配制成含水分为30-40％质量比的发酵基质；
(2)将枯草芽孢杆菌KG-109和枯草芽孢杆菌R-02活化后分别接种到种子培养基中进行扩大培养，获得枯草芽孢杆菌KG-109和枯草芽孢杆菌R-02种子液；
(3)将两种种子液混合，制成混合发酵菌液；
(4)将混合发酵菌液接种到发酵基质中进行厌氧发酵，获得饲料。
2.根据权利要求1的一种小麦酒精糟非烘干法用作饲料的生产方法，其特征在于，所述枯草芽孢杆菌KG-109，Bacillus subtilis KG-109，保藏编号为CCTCC NO:M2011168；所述枯草芽孢杆菌R-02，Bacillus subtilis R-02，保藏编号为CCTCC NO:M2011169。
3.根据权利要求1的一种小麦酒精糟非烘干法用作饲料的生产方法，其特征在于，所述步骤(1)中，发酵基质的水分含量为35％质量比。
4.根据权利要求1的一种小麦酒精糟非烘干法用作饲料的生产方法，其特征在于，所述步骤(2)中，枯草芽孢杆菌KG-109种子培养基的配方为：按重量计，牛肉膏0.5％，蛋白胨1％，NaCl为0.5％，扩大培养的条件为：培养温度为30℃，培养pH为7.2，培养转速为120r/min，培养时间为24小时。
5.根据权利要求1的一种小麦酒精糟非烘干法用作饲料的生产方法，其特征在于，所述步骤(2)中，枯草芽孢杆菌R-02种子培养基的配方为：按重量计,蛋白胨1％，牛肉膏1％，酵母粉0.5％，葡萄糖2％，磷酸氢二铵0.2％，乙酸钠0.5％，磷酸氢二钾0.2％，硫酸镁0.058％，硫酸锰0.025％，吐温-80为0.1％，扩大培养的条件为：培养温度为37℃，培养pH为5.0，静置培养，培养时间为24h。
6.根据权利要求1的一种小麦酒精糟非烘干法用作饲料的生产方法，其特征在于，所述步骤(3)中，两种种子液等比例混合，制成混合发酵菌液。
7.根据权利要求1的一种小麦酒精糟非烘干法用作饲料的生产方法，其特征在于，所述步骤(4)中，混合发酵菌液的接种量为1.2％(v/w)。
8.根据权利要求1的一种小麦酒精糟非烘干法用作饲料的生产方法，其特征在于，所述步骤(4)中，厌氧发酵的条件为：发酵温度33.5℃，发酵时间7天，即达到发酵终点。
9.一种小麦酒精糟饲料，其特征在于，该饲料是以小麦酒精糟为原料，利用如权利要求1-8任一方法制备获得的。
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