CN109527198A - 一种高蛋白发酵型蛋白质饲料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高蛋白发酵型蛋白质饲料，所述的蛋白质饲料原料组分如下，均为重量份，以干基记：膨化玉米纤维45～50份，玉米浆45～50份，复合菌剂0.1～0.2份，轻质碳酸钙0.5～2份。本发明将玉米纤维进行挤压膨化预处理，以增大比表面积提高持水性、提高玉米浆添加量；并增大微生物酶的作用面积，提高了发酵效果。加入复合菌剂、玉米浆配料混合，进行固体发酵，经低温烘干、粉碎制得发酵型蛋白质饲料。大大降低了玉米副产物真菌毒素含量，分解了玉米浆中的抗营养因子，解决了玉米浆因盐分过高易造成畜禽腹泻的问题。扩大了玉米浆在饲料行业的应用。

Description

一种高蛋白发酵型蛋白质饲料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高蛋白发酵型蛋白质饲料及其制备方法，属于玉米深加工及饲料加工技术领域。
技术背景
随着畜牧养殖业的快速发展，人畜共粮的矛盾日趋突出，研究与开发利用饲料资源的新途径已成为发展畜牧业的重大课题，其中蛋白质饲料尤其受到重视。我国对蛋白质饲料的需求已远远超出了国内动植物蛋白的生产量，每年都要进口大量蛋白质原料。
玉米浆是淀粉糖工业的副产物，富含蛋白质、氨基酸、矿物质及各种生长因子，一般将其作为氮源用于微生物制药和发酵工业。但近几年随着淀粉糖行业的不断扩大，玉米浆出现了供大于求的局面，玉米浆销售不畅，严重阻碍了淀粉糖行业的发展。由于玉米浆盐分高，并且含有亚硫酸盐，植酸等抗营养因子，口感也较差，限制了其在饲料行业应用。
玉米浆添加到玉米纤维中生产饲料原料喷浆玉米皮，是玉米深加工企业的现行做法。但普通玉米浆中含有的盐分、抗营养因子、毒素等有害成分统统进入了饲料原料中，用于生产饲料极为不利。并且由于玉米纤维持水性较差，玉米浆添加量有限，难以生产出高蛋白质的优质饲料产品。
中国专利文献CN108185112A公开了一种植物蛋白饲料的生产工艺，该方法包括粉碎后玉米粒与玉米纤维皮、小麦麸皮和玉米胚芽混合，干燥后得到混合料；葡萄糖母液与玉米浆混合均匀，葡萄糖母液接种嗜酸乳酸杆菌进行发酵，发酵得到的种子液接入玉米浆-葡萄糖母液得喷淋液，喷淋液喷淋到混合料上烘干，得到植物蛋白饲料，该方法发酵仅作用于结晶糖母液和玉米浆。玉米纤维皮、小麦麸皮等纤维素物质性质未改变，用于饲料仍然难以消化吸收，同时由于玉米纤维皮、小麦麸皮持水性较差，玉米浆添加量有限，蛋白含量较低，用单一菌种分开发酵，生产效率低，仅分泌少量蛋白酶，发酵效力低下，且无其他作用如分解抗营养因子，分解真菌毒素等。
中国专利文献CN103815119A公开了一种利用玉米深加工副产物发酵生产微生物饲料的方法，该首先采用蛋白酶处理玉米蛋白粉，使之水解为小分子的肽或者游离氨基酸，应用纤维素酶水解玉米纤维，使之最大限度水解为葡萄糖，两种水解液与玉米浸泡水混合作为培养基，接种酵母菌进行发酵，发酵结束后，对所得的产物进行喷雾干燥，得到成品微生物饲料。本发明的培养基中富含氮源，碳源，无机盐，微量元素及维生素等生长因子，该方法可保证饲料酵母营养成分的完整性，所生产的饲料由于原料为玉米深加工副产物，原料成本降低，同时富含较高的营养价值，但是该方法采用的玉米蛋白粉为水不溶性蛋白，采用单一蛋白酶水解效果有限，玉米纤维未经预处理，采用纤维素酶发酵能力有限，得到的饲料不具有适口性，同时蛋白粉按照1/9-11，玉米纤维按照1/5-7的比例添加大量的水，最终后续还要干燥去除，能耗过高，不符合国家节能减排的政策，且干燥成本过高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种高蛋白发酵型蛋白质饲料及其制备方法，为玉米资源的综合利用利用提供了新途径，提高了玉米的附加值。本发明的方法将玉米纤维经预处理后，酥松多孔，比表面积增大，持水性大大提高，能掺入更多玉米浆从而提高产品蛋白含量，同时比表面积增大使得玉米纤维与微生物和分解酶作用面积增加，有利于发酵更快更好地进行，大大提高了生产效率，能耗低，经过本发明的发酵，玉米浆中盐分、抗营养因子、毒素等有害成分被微生物同化，改善了饲料的适口性。
发明概述
本发明将玉米纤维进行挤压膨化预处理，加入菌种、玉米浆配料混合，进行固体发酵，经低温烘干、粉碎工序制得发酵型蛋白质饲料。
发明详述
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种高蛋白发酵型蛋白质饲料，所述的蛋白质饲料原料组分如下，均为重量份，以干基记：
膨化玉米纤维45～50份，玉米浆45～50份，复合菌剂0.1～0.2份，轻质碳酸钙0.5～2份。
作为本发明优选的一个技术方案，所述的膨化玉米纤维为玉米纤维在140～200℃下挤压膨化得到。
作为本发明优选的一个技术方案，所述的复合菌剂为黑曲霉、酿酒酵母或假丝酵母、枯草芽孢杆菌的混合，复合菌剂中含有黑曲霉1～5×108cfu/g、酿酒酵母(或假丝酵母)1～5×107cfu/g和枯草芽孢杆菌1～5×107cfu/g。
一种高蛋白发酵型蛋白质饲料的制备方法，包括步骤如下：
(1)调整玉米纤维含水量15％～30％；
(2)将步骤(1)的玉米纤维在140～200℃下进行挤压膨化；
(3)玉米浆用轻质碳酸钙调节pH至4.5～6.0；
(4)将步骤(2)得到的膨化玉米纤维与复合菌剂和步骤(3)调pH后的玉米浆按比例混合均匀，得混合料；
(5)混合料堆料发酵，料温大于等于40℃时进行翻堆，发酵时间72h～168h；
(6)发酵结束后进行低温烘干，冷却后得高蛋白发酵型蛋白质饲料。
根据本发明优选的，步骤(1)中，所述的玉米纤维为玉米去除胚乳、胚芽组织后的剩余物，经粉碎得到。
根据本发明优选的，步骤(2)中的挤压膨化是在双螺杆挤压膨化机中进行，螺杆转速150-200r/min，喂料速度100-150r/min，挤压模孔直径10-15mm。
根据本发明优选的，步骤(4)中的复合菌剂为黑曲霉、酿酒酵母或假丝酵母、枯草芽孢杆菌的混合，复合菌剂中含有黑曲霉1～5×108cfu/g、酿酒酵母(或假丝酵母)1～5×107cfu/g和枯草芽孢杆菌1～5×107cfu/g。
根据本发明优选的，步骤(4)中，混合料中蛋白含量大于等于28％，优选的，混合料中蛋白含量为35-50％。
根据本发明优选的，步骤(6)中低温烘干进风温度160-180℃，排风温度75-85℃。
本发明的有益效果：
1、本发明采用的玉米纤维为膨化玉米纤维，为经过挤压膨化后酥松多孔，比表面积增大。持水性大大提高，可以掺入更多玉米浆从而提高产品蛋白含量，混合料中蛋白含量为35-50％，比表面积增大使得玉米纤维与微生物和分解酶作用面积增加，有利于发酵更快更好地进行，大大提高了生产效率，
2、本发明采用的玉米纤维为膨化玉米纤维，玉米纤维经挤压膨化发生改性，纤维的连接键部分断裂易于被纤维素酶、葡聚糖酶、甘露聚糖酶分解为可溶性小分子糖从而被微生物利用。
3、本发明的制备方法，对玉米纤维进行挤压膨化，挤压膨化可产生200℃高温，可以使主要富集在玉米纤维中的玉米赤霉烯酮、呕吐毒素等真菌毒素发生分解，从而脱毒。
4、本发明采用的菌剂为混合菌剂，菌剂中的黑曲霉和枯草芽孢杆菌能产生淀粉酶、纤维素酶、β-葡聚糖酶、葡萄糖氧化酶、脂肪酶、β-甘露聚糖酶、植酸酶、蛋白酶和木聚糖酶等多种酶制剂，其中的淀粉酶、纤维素酶、β-葡聚糖酶、葡萄糖氧化酶、β-甘露聚糖酶和木聚糖酶能够将玉米纤维分解为有效碳源，从而被微生物利用，提高蛋白相对含量。植酸酶能够分解抗营养因子植酸为生长因子肌醇和磷酸。
5、本发明的制备方法，玉米浆与膨化玉米纤维采用混合菌进行发酵，玉米浆中的盐分大部分被微生物同化，改善了饲料的适口性，避免了饲喂含玉米浆的饲料易造成的畜禽腹泻的发生。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例1：
一种高蛋白发酵型蛋白质饲料，所述的蛋白质饲料原料组分如下，均为重量份，以干基记：
膨化玉米纤维45份，玉米浆45份，复合菌剂0.1份，轻质碳酸钙1份。
制备方法，步骤如下：
(1)调整玉米纤维含水量20％；
(2)将步骤(1)的玉米纤维投入双螺杆挤压膨化机中进行挤压膨化，螺杆转速200r/min，喂料速度150r/min，挤压模孔直径12mm，得膨化玉米纤维；
(3)玉米浆用轻质碳酸钙调节pH至5.0；
(4)将步骤(2)得到的膨化玉米纤维与复合菌剂和步骤(3)调pH后的玉米浆按比例混合均匀，得混合料；混合菌剂中黑曲霉接种量2×108cfu/g，假丝酵母接种量4×107cfu/g，枯草芽孢杆菌接种量5×107cfu/g，直接拌入混合料中
(5)混合料堆料发酵，料温大于等于40℃时进行翻堆，发酵时间120h；
(6)发酵结束后进行低温烘干，冷却后得高蛋白发酵型蛋白质饲料。
实施例2：
一种高蛋白发酵型蛋白质饲料，所述的蛋白质饲料原料组分如下，均为重量份，以干基记：
膨化玉米纤维48份，玉米浆48份，复合菌剂0.15份，轻质碳酸钙1.2份。
制备方法，按实施例1的进行。
实施例3：
一种高蛋白发酵型蛋白质饲料，所述的蛋白质饲料原料组分如下，均为重量份，以干基记：
膨化玉米纤维50份，玉米浆50份，复合菌剂0.2份，轻质碳酸钙1.8份。
制备方法，按实施例1的进行。
对比例1：
一种发酵型蛋白质饲料的制备方法，按实施例1的方法进行，不同之处在于，用玉米纤维代替步骤(5)中的膨化玉米纤维。步骤(5)中配料混合，干湿度以使用膨化玉米纤维的为标准，即手抓成团且放开即散，得到的蛋白质饲料与本发明进行对比。
实验例1
对实施例1-实施例3以及对比例1的蛋白质饲料进行蛋白含量、发酵启动时间以及盐分进行测试，测试结果见下表1。
发酵启动时间：配料混合结束开始至物料升温至40℃所需时间。
盐分检测方法：干粉加水搅拌均匀，滤纸过滤，测滤液中硫酸灰分占干物质百分比。
表1蛋白含量、发酵启动时间以及盐分
项目 蛋白含量 发酵启动时间 盐分
实施例1 28.5％ 8h 3.2％
实施例2 29.1％ 8.2h 3.45％
实施例3 29.8％ 7.8h 2.8％
对比例1 20.7％ 24h 6.8％
通过上表1可以看出，采用膨化玉米纤维可以掺入更多玉米浆从而提高产品蛋白含量，比表面积增大使得玉米纤维与微生物和分解酶作用面积增加，有利于发酵更快更好地进行，大大提高了生产效率，缩短了发酵时间，玉米浆与膨化玉米纤维采用混合菌进行发酵，玉米浆中的盐分大部分被微生物同化，改善了饲料的适口性，避免了饲喂含玉米浆的饲料易造成的畜禽腹泻的发生。

Claims (9)

1.一种高蛋白发酵型蛋白质饲料，所述的蛋白质饲料原料组分如下，均为重量份，以干基记：
膨化玉米纤维45～50份，玉米浆45～50份，复合菌剂0.1～0.2份，轻质碳酸钙0.5～2份。
2.根据权利要求1所述的高蛋白发酵型蛋白质饲料，其特征在于，所述的膨化玉米纤维为玉米纤维在140～200℃下挤压膨化得到。
3.根据权利要求1所述的高蛋白发酵型蛋白质饲料，其特征在于，所述的复合菌剂为黑曲霉、酿酒酵母或假丝酵母、枯草芽孢杆菌的混合，复合菌剂中含有黑曲霉1～5×108cfu/g、酿酒酵母(或假丝酵母)1～5×107cfu/g和枯草芽孢杆菌1～5×107cfu/g。
4.一种高蛋白发酵型蛋白质饲料的制备方法，包括步骤如下：
(1)调整玉米纤维含水量15％～30％；
(2)将步骤(1)的玉米纤维在140～200℃下进行挤压膨化；
(3)玉米浆用轻质碳酸钙调节pH至4.5～6.0；
(4)将步骤(2)得到的膨化玉米纤维与复合菌剂和步骤(3)调pH后的玉米浆按比例混合均匀，得混合料；
(5)混合料堆料发酵，料温大于等于40℃时进行翻堆，发酵时间72h～168h；
(6)发酵结束后进行低温烘干，冷却后得高蛋白发酵型蛋白质饲料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的玉米纤维为玉米去除胚乳、胚芽组织后的剩余物，经粉碎得到。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的挤压膨化是在双螺杆挤压膨化机中进行，螺杆转速150-200r/min，喂料速度100-150r/min，挤压模孔直径10-15mm。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中的复合菌剂为黑曲霉、酿酒酵母或假丝酵母、枯草芽孢杆菌的混合，复合菌剂中含有黑曲霉1～5×108cfu/g、酿酒酵母(或假丝酵母)1～5×107cfu/g和枯草芽孢杆菌1～5×107cfu/g。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，混合料中蛋白含量大于等于28％，优选的，混合料中蛋白含量为35-50％。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(6)中低温烘干进风温度160-180℃，排风温度75-85℃。
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