CN109770044A - 一种用可移动平台生产湿基发酵豆粕的方法及在饲料中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用可移动平台生产湿基发酵豆粕的方法及在饲料中的应用，将混合菌液接种到豆粕发酵底物中，混合均匀，放入可移动平台，在27～37℃下发酵72～96h，得水分含量为30～50％的湿基发酵豆粕，按重量份数比称取玉米与上述湿基发酵豆粕混合粉碎得水分含量为10‑20％的湿基发酵豆粕混合物；所述混合菌液由黑曲霉菌液、酵母菌液、枯草芽孢杆菌液和乳酸菌液组成，混合重量比为1～4:0.5～2:0.5～2:0.5～2；所述混合菌液与豆粕发酵底物的重量比为6～18:1000，所述湿基发酵豆粕与玉米重量份数比为1～3:3～9，所述的可移动平台为密闭容器，有一个以上单向阀排气装置。本发明的制备方法能够适应各种复杂的生产场地，且成本较低，便与推广应用，并且不易触发生霉，有效降低物料损耗，提高饲料品质。

Description

一种用可移动平台生产湿基发酵豆粕的方法及在饲料中的 应用

技术领域

本发明属于发酵技术领域，特别涉及一种用可移动平台生产湿基发酵豆粕的方法及在饲料中的应用。

背景技术

豆粕是目前饲料行业应用最广泛的植物性蛋白原料，但豆粕中较多的抗营养因子，限制了它的开发和应用。目前多采用微生物发酵来去除豆粕中聚糖、大豆球蛋白、β-伴球蛋白、寡糖及植酸等多种抗营养因子，而且发酵过程中能够产生微生物蛋白质，使发酵豆粕粗蛋白含量略有提升，从而改善豆粕的营养品质，提高饲料效率；另外，发酵豆粕中含有大量有益菌，可以改善动物肠道微生态平衡，减少疾病发生，降低抗生素使用，有效解决环境污染问题。

但是，传统发酵方法生产的发酵豆粕仍然含有较大比例的聚糖和抗营养因子，而聚糖是植物细胞壁构成成分，是纤维素、木聚糖、半乳糖、甘露聚糖和果胶等非淀粉多糖的总和，具有抗营养性，不仅会降低养分的消化利用率，而且抑制畜禽的生长健康。另外，传统发酵工艺中的干燥成本约占加工成本的50％以上，而且干燥温度对发酵豆粕营养品质影响极大。温度过高，大多数有益菌将失去活性，而且消化酶、未知生长因子、维生素等发酵代谢产物会很大程度上受高温的破坏，失去发酵豆粕所具有的独特生物活性；温度过低，则生产成本会愈加增大，同时生产效率也会明显降低，不利于规模化生产。

因此，改进发酵豆粕的制备方法，解决发酵豆粕中聚糖和抗营养因子含量偏高，粗蛋白品质难以提升的问题非常重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种用可移动平台生产湿基发酵豆粕的方法。本发明所述的方法采用一种可移动平台生产湿基发酵豆粕，该移动平台含有至少一个排气装置，该排气装置(阀)保证气体或其它东西只能排出，不能进入，该可移动平台能够适应各种复杂的生产场地，且成本较低，便与推广应用；在饲料加工过程中，使用本发明生产的湿基发酵豆粕，能够有效降低发酵豆粕的烘干成本，而且湿基发酵豆粕中的结合水在氢离键束缚下，不像自由水易蒸发，在饲料加工过程中不容易丢失，也不易触发生霉，能够有效降低物料损耗，提高饲料品质。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明的一种用可移动平台生产湿基发酵豆粕的方法，是将混合菌液接种到豆粕发酵底物中，混合均匀，放入可移动平台，在27～37℃下发酵72～96h，得水分含量为30～50％的湿基发酵豆粕，较好的是得水分含量为35～45％的湿基发酵豆粕，按重量份数比称取玉米与上述湿基发酵豆粕混合粉碎得水分含量为10-20％的湿基发酵豆粕混合物，较好的是得到水分含量为14-18％的湿基发酵豆粕混合物；所述混合菌液由黑曲霉菌液、酵母菌液、枯草芽孢杆菌液和乳酸菌液组成，混合重量比为1～4:0.5～2:0.5～2:0.5～2；所述混合菌液与豆粕发酵底物的重量比为6～18:1000，所述湿基发酵豆粕与玉米重量份数比为1～3:3～9，所述的可移动平台为密闭容器，有一个以上单向阀排气装置，看容器的大小设置一个或多个单向阀排气装置，所述的单向阀排气装置为只能往外排气，不能进气或其它东西的单向阀。

在本发明的用可移动平台生产湿基发酵豆粕的方法中，所述的豆粕发酵底物由以下重量份配比的原料制成：豆粕30～70份，麸皮1～4份，硫酸铵1～4份，糖蜜0.5～2份，自来水10～70份。

豆粕发酵底物的制备方法具体为：按重量份配比称取豆粕、麸皮、硫酸铵和糖蜜，混合搅拌，然后注入自来水，继续混匀搅拌，然后等待接种菌液。该豆粕发酵底物经上述制备方法发酵以后，豆粕中的聚糖、以及大豆球蛋白和β-伴球蛋白、寡糖、植酸等抗营养因子被有效降解，粗蛋白含量高，能促进畜禽的生长健康，适宜饲喂断奶猪、仔猪、鸡等牲畜。

较好的是，在本发明的用可移动平台生产湿基发酵豆粕的方法中，所述的豆粕发酵底物由以下重量份配比的原料制成：豆粕50份，麸皮3份，硫酸铵2.5份，糖蜜1.5份，自来水20份。

在本发明的用可移动平台生产湿基发酵豆粕的方法中，将混合菌液接种到豆粕发酵底物中，混合均匀，放入可移动平台，在27～37℃下发酵80h。

在上述制备方法中，当发酵时间短于72h，发酵不够充分，聚糖和抗营养因子未得到充分降解；当发酵时间长于96h时，聚糖和抗营养因子降解过度，营养价值反而降低。

在本发明的用可移动平台生产湿基发酵豆粕的方法中，所述混合菌液与豆粕发酵底物的重量比为10～15:1000，较好的是，所述混合菌液与豆粕发酵底物的重量比为12:1000。

在本发明的用可移动平台生产湿基发酵豆粕的方法中，所述混合菌液中黑曲霉菌液、酵母菌液、枯草芽孢杆菌液和乳酸菌液的重量比为2:1:1:1。通过上述优选，可以进一步促进聚糖和抗营养因子的降解，提高发酵豆粕的品质。

在上述制备方法中，所述混合菌液与豆粕发酵底物的重量比小于6:1000时，会明显降低发酵豆粕质量；当接种量大于18:1000，会导致细菌繁殖过量，发酵豆粕转化率降低，造成不必要的浪费。

本发明的用可移动平台生产的湿基发酵豆粕在饲料中的应用，包括以下步骤：

(1)配料步骤：称取水分含量为35％～45％的湿基发酵豆粕，然后按照1～3:3～9称取玉米，将湿基发酵豆粕和玉米混合均匀后粉碎，根据不同畜种饲料配方要求与其它各原料一并投入混合机，混合均匀，混合时间为30～60s；

(2)制粒步骤：将步骤(1)混合均匀的物料投入制粒机中进行制粒，制粒温度为75～80℃，使其糊化度达到90％以上。

较好的是，本发明的用可移动平台生产的湿基发酵豆粕在饲料中的应用，包括以下步骤：

(1)配料步骤：称取水分含量为40％的湿基发酵豆粕，然后按照1:3称取玉米，将湿基发酵豆粕和玉米混合均匀后粉碎，根据不同畜种饲料配方要求与其它各原料一并投入混合机，混合均匀，混合时间为30～60s；

(2)制粒步骤：将步骤(1)混合均匀的物料投入制粒机中进行制粒，制粒温度为75～80℃，使其糊化度达到90％以上。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

(1)本发明所述制备方法以黑曲霉菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌和乳酸菌混合发酵的方式，通过发酵产生木聚糖酶、葡聚糖酶、甘露聚糖酶、纤维素酶和果胶酶等，最大程度地破坏了豆粕细胞壁，有效降解了发酵豆粕中的多聚糖，释放豆粕中的营养物质，进而浓缩发酵豆粕的粗蛋白，同时还有效降解了大豆球蛋白和β-伴球蛋白、寡糖、植酸等抗营养因子，提高养分的消化利用率，针对性地解决了发酵豆粕中聚糖含量偏高，粗蛋白难以提升、营养价值不高的关键问题。

(2)经本发明方法制备的发酵豆粕，木聚糖、葡聚糖、甘露聚糖降解率均在50％以上，特别是果胶降解率高达70％以上，降解后的发酵豆粕聚糖总量仅为传统发酵豆粕的三分之一。

(3)本发明方法消除了聚糖后的发酵豆粕，干物质成分相应地被浓缩，使传统发酵工艺的粗蛋白极限值由50％提升至60％以上，发酵豆粕品质进一步得到提升。

(4)本发明方法还很好地降解了大豆球蛋白和β-伴球蛋白、水苏糖、棉子糖等抗营养因子，抗营养因子降解率均在90％以上，提高了发酵豆粕中养分的消化利用率。

具体实施方式

下面结合实施例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

在本发明中，所有的量、份均为质量单位，所有的原材料及设备均可以从市场购得。

发酵豆粕的制备

称取原料豆粕300～700kg，麸皮10～40kg、硫酸铵10～40kg、糖蜜5～20kg依次加入混合机内，混合搅拌5～20min后注入100～700kg的自来水，继续混匀搅拌5～20min，制成发酵底物；向发酵底物内注入6～28kg混合菌液，其中混合菌液由黑曲霉菌液、酵母菌液、枯草芽孢杆菌液和乳酸菌液按照重量比为1～4:0.5～2:0.5～2:0.5～2组成；搅拌混合10～20min，放入可移动平台，然后在27℃～37℃下堆积发酵72～96h；粉碎，打包，即得发酵豆粕产品。

对发酵豆粕的营养指标进行分析，主要包括：木聚糖、葡聚糖、甘露聚糖、果胶、粗蛋白、酸溶蛋白、氨基酸、大豆球蛋白、β伴球蛋白、水苏糖、棉籽糖、乳酸、小肽、脲酶。其中，各指标的检测方法如下：

A、粗蛋白，GB/T 6432；

B、酸溶蛋白，QB/T 2653；

C、水苏糖、棉籽糖，NY/T 2218-2012；

D、乳酸，GB/T 23877-2009；

E、小肽，GB/T 22492-2008；

F、大豆球蛋白、β伴球蛋白，酶联免疫法试剂盒，企标；

G、木聚糖、葡聚糖、甘露聚糖、果胶，气相色谱法，企标；

本发明制备方法制得的发酵豆粕的检测结果如下：木聚糖降解率≥50％、葡聚糖降解率≥50％、甘露聚糖降解率≥50％、果胶降解率≥80％、粗蛋白含量≥60％、酸溶蛋白≥85％、大豆球蛋白抗原降解率≥90％、β伴球蛋白抗原降解率≥90％、水苏糖降解率≥99％、棉子糖≥99％、乳酸≥5.5％、小肽≥15％、尿酶活性抑制降解率≥90％。

实施例1

(1)发酵豆粕的制备

称取原料豆粕500kg，麸皮30kg、硫酸铵25kg、糖蜜15kg依次加入混合机内，混合搅拌10min后注入200kg的自来水，继续混匀搅拌10min，制成发酵底物；向发酵底物内注入25kg混合菌液，其中混合菌液由黑曲霉菌液、酵母菌液、枯草芽孢杆菌液和乳酸菌液按照重量比为2:1:1:1组成；搅拌混合10min，然后放入密闭可移动平台(有一个单向阀)，在35℃下堆积发酵80h；最后将发酵豆粕在55℃下风干至含水率为40％左右，打包，即得发酵豆粕。

对比例1

考察单向阀对豆粕产品质量的影响。

对比例1-1：除了密闭可移动平台无特殊单向阀装置外，其余均同实施例1。

分析各豆粕产品的聚糖降解率、寡糖降解率、抗原降解率、粗蛋白、小肽、乳酸，同时分析发酵豆粕的转化效率，其结果如下表1所示。

表1各发酵豆粕的品质检测结果

由上表1可知，当密闭可移动平台无殊单向阀装置时，由于密封性较差，不能保证空气只出不进，其聚糖降解率仅为40.30％，寡糖降解率仅为85.11％，抗原降解率为75.41％、粗蛋白(百分含量)为44.75％、小肽为(百分含量)8.22％、乳酸为(百分含量)3.66％、转化效率低至77.93％，严重影响了发酵豆粕的品质。当添加单向阀门，提供适宜的发酵环境时，各发酵豆粕的品质获得了明显的提高。

对比例2

考察初始发酵温度对豆粕产品质量的影响。

对比例2-1：除了初始发酵温度为25℃外，其余均同实施例1。

对比例2-2：除了初始发酵温度为30℃外，其余均同实施例1。

对比例2-3：除了初始发酵温度为40℃外，其余均同实施例1。

分析各豆粕产品的聚糖降解率、寡糖降解率、抗原降解率、粗蛋白、小肽、乳酸，同时分析发酵豆粕的转化效率，其结果如下表2所示。

表2各发酵豆粕的品质检测结果

由上表2可知，当初始发酵温度低于25℃时，由于温度过低，其聚糖降解率仅为48.03％，寡糖降解率仅为95.01％，抗原降解率为82.32％、粗蛋白(百分含量)为50.03％、小肽为(百分含量)9.25％、乳酸为(百分含量)4.51％、转化效率低至86.03％，严重影响了发酵豆粕的品质。当初始发酵温度为30～40℃时，温度适宜，各发酵豆粕的品质获得了明显的提高。其中初始发酵温度为35℃时，聚糖降解率为53.30％，寡糖降解率为99.68％，抗原降解率为93.61％、粗蛋白(百分含量)为51.87％、小肽为(百分含量)17.12％、乳酸为(百分含量)6.46％、转化效率为93.37％，以较小的优势处于较佳的效果。此后，随着初始发酵温度的继续升高，各指标的检测结果变化平缓，表明初始发酵温度高于40℃，会导致过度发酵，造成不必要的浪费，同时还会一定程度上导致有益营养成分也被分解。

对比例3

考察含水率对豆粕产品质量的影响。

对比例3-1：除了含水率为30％外，其余均同实施例1。

对比例3-2：除了含水率为35％外，其余均同实施例1。

对比例3-3：除了含水率为45％外，其余均同实施例1。

对比例3-4：除了含水率为50％外，其余均同实施例1。

分析各豆粕产品的聚糖降解率、寡糖降解率、抗原降解率、粗蛋白、小肽、乳酸，同时分析发酵豆粕的转化效率，其结果如下表3所示。

表3各发酵豆粕的品质检测结果

由上表3可知，当含水率低于30％时，由于含水率过低，其聚糖降解率仅为30.95％，寡糖降解率仅为82.03％，抗原降解率为86.31％、粗蛋白(百分含量)为54.95％、小肽为(百分含量)14.11％、乳酸为(百分含量)4.98％、转化效率低至69.75％，严重影响了发酵豆粕的品质。当发酵豆粕含水率为35～50％时，各发酵豆粕的品质获得了明显的提高。其中含水率为40％时，聚糖降解率为53.30％，寡糖降解率为99.67％，抗原降解率为93.61％、粗蛋白(百分含量)为51.87％、小肽为(百分含量)17.12％、乳酸为(百分含量)6.46％、转化效率为93.37％，处于较佳的效果。

对比例4

考察混合菌液比例对豆粕产品质量的影响。

对比例4-1：除混合菌液由黑曲霉菌液、酵母菌液、枯草芽孢杆菌液和乳酸菌液按照重量比为2:1.5:1:1外，其余均同实施例1。

对比例4-2：除混合菌液由黑曲霉菌液、酵母菌液、枯草芽孢杆菌液和乳酸菌液按照重量比为2:1:1.5:1外，其余均同实施例1。

对比例4-3：除混合菌液由黑曲霉菌液、酵母菌液、枯草芽孢杆菌液和乳酸菌液按照重量比为2:1:1:1.5外，其余均同实施例1。

分析各豆粕产品的聚糖降解率、寡糖降解率、抗原降解率、粗蛋白、小肽、乳酸，同时分析发酵豆粕的转化效率，其结果如下表4所示。

表4各发酵豆粕的品质检测结果

由上表4可知，混合菌液中黑曲霉菌液、酵母菌液、枯草芽孢杆菌液和乳酸菌液重量比为2:1:1:1时，聚糖降解率为52.30％，寡糖降解率为99.66％，抗原降解率为93.61％、粗蛋白(百分含量)为51.87％、小肽为(百分含量)17.12％、乳酸为(百分含量)6.46％、转化效率为93.37％，处于最佳的效果。

对比例5

考察混合菌液与发酵底物比例对豆粕产品质量的影响。

对比例5-1：除混合菌液与发酵底物比例为10:1000外，其余均同实施例1。

对比例5-2：除混合菌液与发酵底物比例为14:1000外，其余均同实施例1。

对比例5-3：除混合菌液与发酵底物比例为16:1000外，其余均同实施例1。

分析各豆粕产品的聚糖降解率、寡糖降解率、抗原降解率、粗蛋白、小肽、乳酸，同时分析发酵豆粕的转化效率，其结果如下表5所示。

表5各发酵豆粕的品质检测结果

由上表5可知，混合菌液与发酵底物比例为12:1000时，聚糖降解率为51.88％，寡糖降解率为99.68％，抗原降解率为93.61％、粗蛋白(百分含量)为51.87％、小肽为(百分含量)17.12％、乳酸为(百分含量)6.46％、转化效率为93.37％，处于最佳的效果。

对比例6

采用以下方法分别制备发酵豆粕。

(1)传统发酵豆粕1的制备：配制豆粕固体发酵基料，混入营养补充剂，制成固体发酵培养基，向固体发酵培养基中接种海洋红酵母和乳酸菌菌种，经固体发酵后获得海洋红酵母发酵饲料。发酵豆粕成品经称量、包装后放于阴凉处。

(2)传统发酵豆粕2的制备：将斜面保存或冻存的纳豆芽孢杆菌菌种用KMB培养基摇瓶培养得一级菌种；将豆粕粉、玉米淀粉、玉米浆、NaCl溶于水，调节pH值，灭菌，接入一级菌种摇瓶培养得二级菌种；接着用水浸泡豆粕，再添加NaCl，碳源葡萄糖、蔗糖或玉米淀粉，氮源明胶，于40℃下需氧发酵48小时，然后于60℃下干燥制样。发酵豆粕成品经称量、包装后放于阴凉处。

(3)传统发酵豆粕3的制备：将扩大培养好的枯草芽孢杆菌3株、啤酒酵母菌1株以及乳酸菌1株的发酵培养液按重量比为1.8∶1∶1混合均匀，以5％的接种量接种到含水量为50％的棉籽粕(过40目筛)中，同时加入5％的糖蜜，并混合均匀(初始pH为7.0)，于40℃下需氧发酵48小时，然后于60℃下干燥制样。发酵豆粕成品经称量、包装后放于阴凉处。

(4)传统发酵豆粕4的制备：在豆粕原料中加入水并搅拌均匀得含水豆粕浆料，将含水豆粕浆料进行灭菌处理，加入尿素和铵并搅拌均匀，得豆粕培养料，然后在豆粕培养料中接入能产生赖氨酸的微生物菌种，控温发酵，得到发酵豆粕，干燥得成品。

各发酵豆粕的检测结果如下表6所示。

表6各发酵豆粕品质的检测结果

由上述表6可知，将实施例1制备的发酵豆粕的各项指标与传统发酵豆粕1～4的各项指标相比，实施例1的聚糖降解率分别提高了37.15％、39.21％、41.48％、42.55％；寡糖降解率分别提高了12.43％、9.06％、29.38％、26.4％；抗原降解率分别提高了38.16％、36.91％、34.48％、12.02％；粗蛋白分别提高了10.42％、13.17％、11.69％、11.82％；小肽分别提高了5.8％、6.26％、3.57％、1.04％；乳酸分别提高了3.12％、1.73％、0.43％、2.04％。表明，本发明所述制备方法与传统的制备方法相比，显著提高了发酵豆粕的聚糖降解率和抗原降解率，显著提高了蛋白品质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用可移动平台生产湿基发酵豆粕的方法，其特征在于将混合菌液接种到豆粕发酵底物中，混合均匀，放入可移动平台，在27～37℃下发酵72～96h，得水分含量为30～50％的湿基发酵豆粕，按重量份数比称取玉米与上述湿基发酵豆粕混合粉碎得水分含量为10-20％的湿基发酵豆粕混合物；所述混合菌液由黑曲霉菌液、酵母菌液、枯草芽孢杆菌液和乳酸菌液组成，混合重量比为1～4:0.5～2:0.5～2:0.5～2；所述混合菌液与豆粕发酵底物的重量比为6～18:1000，所述湿基发酵豆粕与玉米重量份数比为1～3:3～9，所述的可移动平台为密闭容器，有一个以上单向阀排气装置。

2.根据权利要求1所述的用可移动平台生产湿基发酵豆粕的方法，其特征在于所述的豆粕发酵底物由以下重量份配比的原料制成：豆粕30～70份，麸皮1～4份，硫酸铵1～4份，糖蜜0.5～2份，水10～70份。

3.根据权利要求2所述的用可移动平台生产湿基发酵豆粕的方法，其特征在于所述的豆粕发酵底物由以下重量份配比的原料制成：豆粕50份，麸皮3份，硫酸铵2.5份，糖蜜1.5份，水20份。

4.根据权利要求1所述的用可移动平台生产湿基发酵豆粕的方法，其特征在于将混合菌液接种到豆粕发酵底物中，混合均匀，放入可移动平台，在27～37℃下发酵80h。

5.根据权利要求1或4所述的用可移动平台生产湿基发酵豆粕的方法，其特征在于初始发酵温度为35℃。

6.根据权利要求1或4所述的用可移动平台生产湿基发酵豆粕的方法，其特征在于所述混合菌液与豆粕发酵底物的重量比为10～15:1000。

7.根据权利要求6所述的用可移动平台生产湿基发酵豆粕的方法，其特征在于所述混合菌液与豆粕发酵底物的重量比为12:1000。

8.根据权利要求1或6所述的用可移动平台生产湿基发酵豆粕的方法，其特征在于所述混合菌液中黑曲霉菌液、酵母菌液、枯草芽孢杆菌液和乳酸菌液的重量比为2:1:1:1。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的用可移动平台生产的湿基发酵豆粕在饲料中的应用，包括以下步骤：

(1)配料步骤：称取水分含量为35％～45％的湿基发酵豆粕，然后按照1～3:3～9称取玉米，将湿基发酵豆粕和玉米混合均匀后粉碎，根据不同畜种饲料配方要求与其它各原料一并投入混合机，混合均匀，混合时间为30～60s；

(2)制粒步骤：将步骤(1)混合均匀的物料投入制粒机中进行制粒，制粒温度为75～80℃，使其糊化度达到90％以上。

10.根据权利要求9所述的用可移动平台生产的湿基发酵豆粕在饲料中的应用，包括以下步骤：

(1)配料步骤：称取水分含量为40％的湿基发酵豆粕，然后按照1:3称取玉米，将湿基发酵豆粕和玉米混合均匀后粉碎，根据不同畜种饲料配方要求与其它各原料一并投入混合机，混合均匀，混合时间为30～60s；

(2)制粒步骤：将步骤(1)混合均匀的物料投入制粒机中进行制粒，制粒温度为75～80℃，使其糊化度达到90％以上。