CN109452449A - 一种菜粕生料二次发酵工艺生产发酵菜粕的方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种菜粕生料二次发酵工艺生产发酵菜粕的方法，属于生物发酵技术技术领域，解决了目前缺乏利用微生物固态发酵技术提升菜粕的品质的应用的问题，其技术要点是：通过在发酵菜粕过程中加入植酸酶和纤维素酶，植酸酶和纤维素酶将菜粕中的纤维素和植酸分解，可释放出大量的可被畜禽吸收的磷，减少饲料中磷的添加，降低了养殖上磷污染的问题。在发酵过程中产生的有机酸与氢氧化钙结合形成有机钙，更是为畜禽提供可吸收利用的有机钙，降低无机钙的添加量，特别是在种鸡中的应用更显著；本工艺经过两次发酵既能协调好了好氧菌与厌氧菌的生长，大大提高了粗蛋白、小肽、乳酸和益生菌的同时，节省了烘干成本，更便于实现机械化和规模化生产。
Description
技术领域
本发明涉及生物发酵技术领域，尤其是菜粕生料二次发酵工艺生产发酵菜粕的方法及其应用，主要适用于生产优质发酵菜粕。
背景技术
菜籽粕是我国最丰富的植物源蛋白之一，其蛋白质含量在28％-44％。菜粕可作为蛋白质饲料，应用于畜禽日粮中，替代豆粕，可降低饲料和饲养成本。但菜籽粕中存在单宁、硫甙、植酸和纤维素等有毒物质或其它抗营养因子，严重影响菜粕饲用价值。利用微生物发酵法可有效去除菜籽粕中的单宁和硫甙等有毒物质，同时通过微生物生长代谢所产生的各种生物酶，将菜籽蛋白分解为更易被畜禽吸收利用的多肽物质，将纤维素分解成多醣，从而提高菜籽粕的利用率和营养价值。
在畜禽饲养中使用抗菌素存在很多的局限性，例如，有毒副作用，会引起内源性或二重感染、降低动物细胞免疫和体液免疫功能，甚至导致发病死亡，同时，有害的细菌和致病菌，也不断地产生了抗药性，对抗药物的后果，使得抗生素的使用疗效不理想。抗菌素在畜禽体内的残留，直接威胁人类消费食用肉蛋奶的安全，抗生素残留问题，也是畜禽产品出限制标准之一。近年来，世界上许多国家已出台相应政策来控制抗生素的使用。急需可替代抗生素的新型绿色饲料添加剂产品。微生态制剂作为一种新型绿色饲料添加剂，在养殖行业发挥了重要作用。随着饲用微生态制剂产品研发的深入，现代生物技术在提升微生态制剂的理论和应用研究方面发挥着重要作用。
目前使用微生态制剂发酵生产发酵豆粕的研究比较多，而菜粕发酵的研究比较少。如果能够通过微生物固态发酵技术提升菜粕的品质，将会扩大菜粕在饲料中的应用范围，同时也减少了在家畜饲养中同时添加菜粕和豆粕进行饲养的资金投入，提高经济效益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种菜粕生料二次发酵工艺生产发酵菜粕的方法及其应用，通过在发酵菜粕过程中加入植酸酶和纤维素酶，可分解菜粕中的纤维素和植酸，释放出大量的可供畜禽吸收的磷，减少饲料中磷的添加，降低养殖上磷污染的问题；使得所述制备方法能够在现有的发酵菜粕的基础上进一步降低菜籽粕中存在的单宁、硫甙、植酸及纤维素等有毒物质和其它抗营养因子的含量，提高发酵菜籽粕粗蛋白、小肽、益生菌和乳酸的含量；使用生料菜粕发酵，发酵成品不需烘干，易于工业化生产，降低生产成本，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种菜粕生料二次发酵工艺生产发酵菜粕的方法，是通过以下步骤来实现的：
步骤一：培养枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酿酒酵母、凝结芽孢杆菌和植物乳杆菌。培养好后按下列比例混合成混合菌液。
其中，枯草芽孢杆菌的比例为15-25％，地衣芽孢杆菌的比例为7-13％，酿酒酵母的比例为15-25％，凝结芽孢杆菌的比例为20-30％，植物乳杆菌的比例为20-30％。
步骤二：称取菜粕干物质1kg，混合菌液占菜粕干物质2-7％、糖蜜占菜粕干物质2-5％、氢氧化钙占菜粕干物质0.2-0.4％和水占菜粕干物质30-70％，每克菜粕干物质中加入20-250u/g植酸酶，10-100u/g纤维素酶，按比例混合。
步骤三：一次发酵
将搅拌均匀的原料放入发酵池进行密封发酵，发酵的温度为25℃-35℃，发酵的时间为30-40h；发酵结束后测粗蛋白、酸溶蛋白、乳酸和益生菌总数。
步骤四：二次发酵
将一次发酵好的原料用1.5-3.5％氢氧化钙调PH至7.00，装入密封袋中，进行二次发酵；发酵的温度为25℃-35℃，发酵的时间为40-60h.发酵结束后测粗蛋白、酸溶蛋白、乳酸和益生菌总数。
步骤五：成品，产品合格包装。
作为本发明进一步的方案：步骤一中，优选比例：枯草芽孢杆菌菌液、地衣芽孢杆菌菌液、酿酒酵母菌液、凝结芽孢杆菌菌液和植物乳杆菌菌液比例为2∶1∶2∶3∶3。
作为本发明进一步的方案：步骤二中，优选比例1kg菜粕，混合菌液占菜粕干物质5％、酶制剂占菜粕干物质1％、氢氧化钙占菜粕干物质0.25％和水占菜粕40-45％，每克菜粕干物质中加入150-250u植酸酶，70-100u纤维素酶。
作为本发明进一步的方案：每克菜粕干物质中加入150u植酸酶，70u纤维素酶。
所述的菜粕生料二次发酵工艺生产发酵菜粕的方法在生产优质发酵菜粕中的应用。
所述的菜粕生料二次发酵工艺生产发酵菜粕的方法制备的发酵菜粕在家畜饲养中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
利用本发明发酵工艺生产发酵菜粕，发酵菜粕具有浓厚的酸香味，添加在饲料中可提高饲料的适口性，进而提高了畜禽的采食量。菜粕经微生物发酵后将菜籽粕中存在的硫甙、单宁及纤维素等有毒物质和其它抗营养因子彻底分解，同时产生大量的有机酸，而且菜粕中的大分子蛋白被分解成小肽后，更利于畜禽吸收利用。此外，经二次发酵后的菜粕含有大量的芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌等益生菌，不经高温烘干，保证了益生菌的存活率，可直接添加入饲料中。这些益生菌能够改善畜禽的肠胃微生物系统，促进肠胃益生菌菌群的繁殖，提高饲料的利用率，抑制有害菌的生长，解决了滥用抗生素严重威胁到人类的健康生活方式等问题。
植酸酶和纤维素酶将菜粕中的纤维素和植酸分解，可释放出大量的可被畜禽吸收的磷，减少饲料中磷的添加，降低了养殖上磷污染的问题。在发酵过程中产生的有机酸与氢氧化钙结合形成有机钙，更是为畜禽提供可吸收利用的有机钙，降低无机钙的添加量，特别是在种鸡中的应用更显著。
本工艺经过两次发酵既能协调好了好氧菌与厌氧菌的生长，大大提高了粗蛋白、小肽、乳酸和益生菌的同时，节省了烘干成本，更便于实现机械化和规模化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种菜粕生料二次发酵工艺生产发酵菜粕的方法，包括以下步骤：
步骤一：培养枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酿酒酵母、凝结芽孢杆菌和植物乳杆菌。培养好后按枯草芽孢杆菌20％，地衣芽孢杆菌10％，酿酒酵母10％，凝结芽孢杆菌30％，植物乳杆菌30％比例，混合成混合菌液。
步骤二：称取菜粕干物质1kg，混合菌液占菜粕干物质7％、糖蜜占菜粕干物质2.5％、氢氧化钙占菜粕干物质0.25％和水占菜粕干物质60％，每克菜粕干物质中加入250u植酸酶，100u纤维素酶，按比例混合所有物料。
步骤三：一次发酵
将搅拌均匀的原料放入发酵池进行密封发酵，发酵的温度为30℃，发酵的时间为40h；发酵结束后测粗蛋白、酸溶蛋白、乳酸和益生菌总数。
步骤四：二次发酵
将一次发酵好的原料用氢氧化钙调PH至7.00，装入密封袋中，进行二次发酵；发酵的温度为30℃，发酵的时间为48h。发酵结束后测粗蛋白、酸溶蛋白、乳酸和益生菌总数。
步骤五：成品
产品合格包装。
实施例2
一种菜粕生料二次发酵工艺生产发酵菜粕的方法，包括以下步骤：
步骤一：培养枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酿酒酵母、凝结芽孢杆菌和植物乳杆菌。培养好后按枯草芽孢杆菌20％，地衣芽孢杆菌10％，酿酒酵母10％，凝结芽孢杆菌30％，植物乳杆菌30％比例，混合成混合菌液。
步骤二：称取菜粕干物质1kg，混合菌液占菜粕干物质7％、糖蜜占菜粕干物质2.5％、氢氧化钙占菜粕干物质0.25％和水占菜粕干物质60％，每克菜粕干物质中加入20u植酸酶，10u纤维素酶，按比例混合所有物料。
步骤三：一次发酵
将搅拌均匀的原料放入发酵池进行密封发酵，发酵的温度为35℃，发酵的时间为40h；发酵结束后测粗蛋白、酸溶蛋白、乳酸和益生菌总数。
步骤四：二次发酵
将一次发酵好的原料用氢氧化钙调PH至7.00，装入密封袋中，进行二次发酵；发酵的温度为35℃，发酵的时间为48h。发酵结束后测粗蛋白、酸溶蛋白、乳酸和益生菌总数。
步骤五：成品
产品合格包装。
实施例3
一种菜粕生料二次发酵工艺生产发酵菜粕的方法，包括以下步骤：
步骤一：培养枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酿酒酵母、凝结芽孢杆菌和植物乳杆菌。培养好后按枯草芽孢杆菌15％，地衣芽孢杆菌15％，酿酒酵母20％，凝结芽孢杆菌25％，植物乳杆菌25％比例，混合成混合菌液。
步骤二：称取菜粕干物质1kg，混合菌液占菜粕干物质7％、糖蜜占菜粕干物质2.5％、氢氧化钙占菜粕干物质0.25％和水占菜粕干物质60％，每克菜粕干物质中加入250u植酸酶，80u纤维素酶，按比例混合所有物料。
步骤三：一次发酵
将搅拌均匀的原料放入发酵池进行密封发酵，发酵的温度为30℃，发酵的时间为40h；发酵结束后测粗蛋白、酸溶蛋白、乳酸和益生菌总数。
步骤四：二次发酵
将一次发酵好的原料用氢氧化钙调PH至7.00，装入密封袋中，进行二次发酵；发酵的温度为30℃，发酵的时间为48h。发酵结束后测粗蛋白、酸溶蛋白、乳酸和益生菌总数。
步骤五：成品
产品合格包装。
实施例4
一种菜粕生料二次发酵工艺生产发酵菜粕的方法，包括以下步骤：
步骤一：培养枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酿酒酵母、凝结芽孢杆菌和植物乳杆菌。培养好后按枯草芽孢杆菌20％，地衣芽孢杆菌10％，酿酒酵母10％，凝结芽孢杆菌30％，植物乳杆菌30％比例，混合成混合菌液。
步骤二：称取菜粕干物质1kg，混合菌液占菜粕干物质5％、糖蜜占菜粕干物质2.5％、氢氧化钙占菜粕干物质0.20％和水占菜粕干物质60％，每克菜粕干物质中加入100u植酸酶，50u纤维素酶，按比例混合所有物料。
步骤三：一次发酵
将搅拌均匀的原料放入发酵池进行密封发酵，发酵的温度为30℃，发酵的时间为40h；发酵结束后测粗蛋白、酸溶蛋白、乳酸和益生菌总数。
步骤四：二次发酵
将一次发酵好的原料用氢氧化钙调PH至7.00，装入密封袋中，进行二次发酵；发酵的温度为30℃，发酵的时间为48h。发酵结束后测粗蛋白、酸溶蛋白、乳酸和益生菌总数。
步骤五：成品
产品合格包装。
实施例5
一种菜粕生料二次发酵工艺生产发酵菜粕的方法，包括以下步骤：
步骤一：培养枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酿酒酵母、凝结芽孢杆菌和植物乳杆菌。培养好后按枯草芽孢杆菌20％，地衣芽孢杆菌10％，酿酒酵母10％，凝结芽孢杆菌30％，植物乳杆菌30％比例，混合成混合菌液。
步骤二：称取菜粕干物质1kg，混合菌液占菜粕干物质7％、糖蜜占菜粕干物质2.5％、氢氧化钙占菜粕干物质0.25％和水占菜粕干物质60％，每克菜粕干物质中加入150u植酸酶，70u纤维素酶，按比例混合所有物料。
步骤三：一次发酵
将搅拌均匀的原料放入发酵池进行密封发酵，发酵的温度为30℃，发酵的时间为40h；发酵结束后测粗蛋白、酸溶蛋白、乳酸和益生菌总数。
步骤四：二次发酵
将一次发酵好的原料用氢氧化钙调PH至7.00，装入密封袋中，进行二次发酵；发酵的温度为30℃，发酵的时间为48h。发酵结束后测粗蛋白、酸溶蛋白、乳酸和益生菌总数。
步骤五：成品
产品合格包装。
效果实验例
下面通过试验进行对比说明。
选用体重在3公斤左右的种鸡40只，随机分为2组，对照组和发酵菜粕组，试验期为30天，试验采用自由采食、饮水，试验鸡舍温度、湿度、光照按试验场常规确定，防疫制度依试验场常规操作，每天记录各组的采食量，观察记录试验鸡的状态，发现疾病及时治疗，并做好记录，但有腹泻的试验鸡，只做记录，不治疗。试验开始和结束时分别对各个重复组称取初重和末重。每次称重前禁食8小时，称重在第二天早上进行。
发酵菜粕组与对照组的饲料不同之处是：发酵菜粕组采用实施例5的发酵菜粕喂养，对照组采用普通豆粕喂养。对照组的预混料中的药物、维生素、矿和酶制剂的用量与本发明中的用量相同，只是载体的用量不同。
试验结果见表1。
试验结果表明，对照组与本发明发酵菜粕组间的末体均重、日均采食量、日均体增重、腹泻率差异显著，发酵菜粕组的日均采食量有增加的趋势，说明菜粕经过发酵处理以后，其中影响适口性的物质，同时发酵过程中产生的一些物质，改善了适口性，促进了动物采食，改善畜禽的肠胃微生物系统，促进肠胃益生菌菌群的繁殖，提高饲料的利用率，抑制有害菌的生长，解决了滥用抗生素严重威胁到人类的健康生活方式等问题。
综上所述，本发明的目的在于提供一种菜粕生料二次发酵工艺生产发酵菜粕的方法及其应用，使得所述制备方法能够在现有的发酵菜粕技术的基础上进一步提高发酵菜籽粕粗蛋白、小肽、益生菌和乳酸的含量。
| 名称 | 粗蛋白 | 小肽 | 乳酸 | 益生菌总数 |
| 菜粕原料 | 37.84％ | 2.8％ | 0 | - |
| 一次发酵 | 44.8％ | 15.49％ | 3.76％ | 3亿CFU/g |
| 二次发酵 | 46.28％ | 19.2％ | 3.62％ | 6.2亿CFU/g |
注：一次发酵后用氢氧化钙调PH至7.0，一次发酵产生的乳酸被中和了，二次发酵为重新产生的乳酸，两次发酵总乳酸可达到7.38％
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (7)
1.一种菜粕生料二次发酵工艺生产发酵菜粕的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：培养枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酿酒酵母、凝结芽孢杆菌和植物乳杆菌，培养好后按下列比例混合成混合菌液；
步骤二：称取菜粕干物质1kg，混合菌液占菜粕干物质2-7％、糖蜜占菜粕干物质2-5％、氢氧化钙占菜粕干物质0.2-0.4％和水占菜粕干物质30-70％，每克菜粕干物质中加入20-250u/g植酸酶，10-100u/g纤维素酶，按比例混合；
步骤三：一次发酵
将搅拌均匀的原料放入发酵池进行密封发酵，发酵的温度为25℃-35℃，发酵的时间为30-40h；发酵结束后测粗蛋白、酸溶蛋白、乳酸和益生菌总数；
步骤四：二次发酵
将一次发酵好的原料用1.5-3.5％氢氧化钙调PH至7.00，装入密封袋中，进行二次发酵；发酵的温度为25℃-35℃，发酵的时间为40-60h.发酵结束后测粗蛋白、酸溶蛋白、乳酸和益生菌总数；
步骤五：成品
产品合格包装。
2.根据权利要求1所述的菜粕生料二次发酵工艺生产发酵菜粕的方法，其特征在于，步骤一的混合菌液中，枯草芽孢杆菌的比例为15-25％，地衣芽孢杆菌的比例为7-13％，酿酒酵母的比例为15-25％，凝结芽孢杆菌的比例为20-30％，植物乳杆菌的比例为20-30％。
3.根据权利要求2所述的菜粕生料二次发酵工艺生产发酵菜粕的方法，其特征在于，步骤一中，枯草芽孢杆菌菌液、地衣芽孢杆菌菌液、酿酒酵母菌液、凝结芽孢杆菌菌液和植物乳杆菌菌液比例为2∶1∶2∶3∶3。
4.根据权利要求3所述的菜粕生料二次发酵工艺生产发酵菜粕的方法，其特征在于，步骤二中，1kg菜粕干物质中，混合菌液占菜粕干物质5％、酶制剂占菜粕干物质1％、氢氧化钙占菜粕干物质0.25％和水占菜粕40-45％，每克菜粕干物质中加入150-250u植酸酶，70-100u纤维素酶。
5.根据权利要求4所述的菜粕生料二次发酵工艺生产发酵菜粕的方法，其特征在于，每克菜粕干物质中加入150u植酸酶，70u纤维素酶。
6.一种如权利要求1-5任一所述的菜粕生料二次发酵工艺生产发酵菜粕的方法在生产优质发酵菜粕中的应用。
7.一种如权利要求1-5任一所述的菜粕生料二次发酵工艺生产发酵菜粕的方法制备的发酵菜粕在家畜饲养中的应用。
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