CN116784435A - 一种柑橘渣的回收利用方法、添加剂 - Google Patents
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Abstract
本发明属于农业废弃物处理领域,公开了一种柑橘渣的回收利用方法、添加剂,更为具体来说公开了一种柑橘渣的回收利用方法,包括如下步骤:步骤1:采用微波加热萃取方法以水为溶剂对柑橘渣进行萃取,得到油相和固体相;步骤2:将固体相、麸皮和尿素混合形成固体发酵培养基,接种复合菌种发酵,得到发酵产物。通过微波法预先将纤维组织破坏,同时高频的微波使细胞破裂,使提取得到的固体产生应用到发酵后,能够进一步实现有效减少纤维素含量,提高发酵产物的适口性,降低料肉比,提高鸡肉品质,减少臭气物质等的排放。
Description
技术领域
本发明涉及农业废弃物处理领域,具体为一种柑橘渣的回收利用方法、添加剂。
背景技术
柑橘渣的主要来源于为:果汁榨取后的剩余的种子、皮、果肉残渣以及陈皮产业中所产生的大量的果肉。本发明主要研究的是果汁企业生产产生的残渣的处理。
柑橘渣中主要的抗营养因子为纤维素,针对柑橘渣的回收利用,本申请人的合作单位于2021年提出了一项专利申请ZL202110150958.9,其公开了一种生物发酵制剂及其制备方法。将发酵菌经活化培养后接入由柑橘渣、青梅果提取物、麸皮和尿素组成的固体发酵培养基中进行发酵培养,得到柑橘渣生物发酵制剂;所述发酵菌由黑曲霉、热带假丝酵母、植物乳杆菌和枯草芽孢杆菌组成。
其效果可见下表1:
表1
营养成分 | 干柑橘渣(柑橘渣与麸皮) | 发酵组1 |
水分Moisture(%) | 9.61 | 55.15 |
粗蛋白CP(%) | 11.67 | 20.17 |
粗脂肪EE(%) | 2.27 | 2.55 |
粗纤维CF(%) | 12.83 | 9.12 |
总黄酮Total Flavonoids g/100g | 0.245 | 0.36 |
橙皮苷Hesperidin(%) | 2.07 | 3.57 |
通过以上记载可知,通过合理的发酵工艺,可显著的降低粗纤维的量,提高蛋白的产率。
作为柑橘渣中的抗营养因子-纤维素的控制在后续的研究中发现是尤为重要的,在研究中发现,无论通过菌种的如何复配,想要在纤维含量方面进一步改善优化,已经很难。
本案解决的技术问题是:如何进一步降低柑橘渣中的纤维素。
发明内容
本发明的目的在于提供一种柑橘渣的回收利用方法,该方法利用微波提取工艺,通过微波法预先将纤维组织破坏,同时高频的微波使细胞破裂,使提取得到的固体应用到发酵后,能够进一步的实现纤维素的有效控制,提高发酵产物的适口性,改善鸡的肠道健康,降低料肉比,提高肌肉口感。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种柑橘渣的回收利用方法,包括如下步骤:
步骤1:采用微波加热萃取方法以水为溶剂对柑橘渣进行萃取,得到油相和固体相;
步骤2:将固体相、麸皮和尿素混合形成固体发酵培养基,接种复合菌种发酵,得到发酵产物。
在本发明中,通过一段时间的微波加热,可将柑橘渣中的纤维组织、细胞的细胞壁进行破碎,纤维组织经过微波破坏后再行进行发酵,更容易被微生物发酵分解,降低纤维素的含量,提高蛋白产率。
在上述的柑橘渣的回收利用方法中,所述步骤1具体为:
步骤11:将柑橘渣粉碎并与水混合制备得到第一浆液;
步骤12:将第一浆液在400-500w、2450MHz的条件下进行萃取操作,萃取时间20-40min,分离得到油相以及第二浆液;
步骤13:将第二浆液进行挤压脱水,得到含水率为40-60%的固体相。
在上述的柑橘渣的回收利用方法中,所述步骤2中,复合菌种为黑曲霉、热带假丝酵母、植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌、乳酸片球菌、绿色木酶的一种或多种;接种量为8-12%,活菌数量为1x 108。
在上述的柑橘渣的回收利用方法中,发酵时间为3-6天;发酵温度为常温发酵。
进一步优选地,所述复合菌种为黑曲霉、植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌以及第四菌种;所述第四菌种为热带假丝酵母或绿色木霉;
所述黑曲霉、植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌以及第四菌种的比例为1:0.5-2:0.5-2:0.5-2。
第四菌种如果选用热带假丝酵母,其对于总黄酮的产率是有较为明显的帮助的,虽然通过微波萃取技术将大部分的黄酮类物质进行了分离,但是其并无法将黄酮类物质完全提取,采用热带假丝酵母黄酮类物质的产率提高是比较明显的;
第四菌种如果选用绿色木霉,其对于纤维素含量的控制是较为明显的。
在上述的柑橘渣的回收利用方法中,所述固体相、麸皮和尿素的重量比为80:18:1.5-2;固体发酵培养基加水调节到含水率为60%。
最后,本发明还公开了一种鸡饲料添加剂,包括通过如上任一所述方法提取得到的发酵产物、丝兰提取物、桑黄素;
所述发酵产物、丝兰提取物、桑黄素的重量比为100:0.1-0.5:0.05-0.2。
在上述的鸡饲料添加剂中,所述发酵产物、丝兰提取物、桑黄素的重量比为100:0.1-0.3:0.05-0.1。
在之前的研究中已经发现,总黄酮类物质对于肠道健康、肌肉品质的提高是有帮助的,在微波萃取工艺中将大部分的黄酮类的物质提取,所以在发酵产物中,黄酮含量不足,为了解决这个问题,本添加剂添加了桑黄素;
桑黄素含有黄酮类化合物的许多生物活性,根据相关资料记载:体内外实验表明桑黄素具有显著的抗炎作用。在一些动物模型中,桑黄素可抑制MMP-2和MMP-9的表达。此外,桑黄素具有抗氧化以及降低血糖等功能。临床上可用于抗病毒感染,治疗胃病、慢性炎症和冠心病。对伤寒杆菌、痢疾杆菌和金黄色葡萄球菌有抗菌作用。
本发明采用步骤1的油相替换桑黄素之后发现,桑黄素在本发明的添加剂中会表现更好的肠道健康的控制和肉质的改善的作用。
丝兰提取物是一种非常常用的固醇类添加剂,本申请人的合作单位于2021年提出了一项专利申请ZL202110218005.1公开了一种生物制剂,包括如下重量份组分:腐殖酸钠0.1-0.3份;丝兰提取物0.05-0.15份;黑水虻油脂提取物0.05-0.15份。通过系列化的动物养殖试验我们可以得到以下结论:本发明的生物制剂在鸡的料重比、血液生化指标、抗氧化指标、回肠组织免疫指标、肠道形态组织结构方面均具有明显的促进作用。
丝兰提取物可以改善细胞膜的通透性,并且能与动物肠道上皮细胞膜上的胆固醇结合,形成不溶物,产生50埃(5nm)的小孔,这种小孔可以允许大营养分子通过细胞膜进入细胞质,实现提高氨基酸等营养物质的吸收,同时丝兰多糖作为益生元,可以促使动物肠道菌群丰度更高,均匀度相对偏高。并且丝兰提取物与氨和硫化氢等有害气体有极强的结合能力,在肠道中结合氨形成无害化合物,被肠道细菌充分利用,产生菌体蛋白,进而也更有利于营养物质的吸收。
在本发明中,采用优化后的发酵产物、黄酮补充物-桑黄素、丝兰提取物,可有效降低料肉比,提高鸡肉品质,减少臭气物质等的排放。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明利用微波提取工艺,通过微波法预先将纤维组织破坏,同时高频的微波使细胞破裂,使提取得到的固体产生应用到发酵后,能够进一步的实现纤维素的有效控制,提高发酵产物的适口性,改善鸡的肠道健康,降低料肉比,减少粪便中臭气物质的排放。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
一、菌种活化
黑曲霉、热带假丝酵母、植物乳杆菌和枯草芽孢杆菌的活化参考ZL202110150958.9;
乳酸片球菌、绿色木酶菌的活化的方法为:取解冻菌种50ul于平板培养基边缘,用划线法接种在对应下培养基上置于37℃培养基中培养,乳酸片球菌培养18h左右,绿色木酶在26℃下培养7天左右)后得到活化后的菌种。
二、发酵产物的制备
步骤1:将柑橘渣粉碎并与水混合制备得到第一浆液;
步骤2:将浆液在500w、2450MHz的条件下进行萃取操作,萃取时间30min,分离得到油相以及第二浆液;
步骤3:将第二浆液进行挤压脱水,得到含水率为50±5%的固体相。
步骤4:将固体相、麸皮和尿素按照重量比80:18:1.5进行混合,并加水调节至含水率60%;得到固体发酵培养基;
步骤5:将复合菌种接种至固体发酵培养基,菌液总接种量为10%,活菌数量为1x108个;在30℃温度下发酵培养4d。
上述复合菌种有三组,分别为:
复合菌种A:黑曲霉、植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌、热带假丝酵母;
复合菌种B:黑曲霉、植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌、绿色木霉;
复合菌种C:黑曲霉、植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌、乳酸片球菌;
取发酵产物测定其中的营养成分,具体结果参考表2。
表2发酵产物的营养成分表
由表2结果可知,复合菌种A有利于总黄酮的提高;复合菌种B有利于纤维素的降低;复合菌种C在这两方面并不具有绝对优势。
三、鸡饲料添加剂的制备
取发酵产物、丝兰提取物、桑黄素或芦丁,进行混合,得到预混料;
根据不同的比例得到了4组预混料;
预混料1:发酵产物(复合菌种A)、丝兰提取物、桑黄素的重量比例为100:0.2:0.1;
预混料2:发酵产物(复合菌种B)、丝兰提取物、桑黄素的重量比例为100:0.2:0.1;
预混料3:发酵产物(复合菌种B)、丝兰提取物、桑黄素的重量比例为100:0.3:0.05;
预混料4:发酵产物(复合菌种B)、丝兰提取物、芦丁的重量比例为100:0.1:0.1;。
动物实验1
本发明所得鸡饲料添加剂在肉鸡饲喂中的应用
1试验设计和试验日粮
试验选取90日龄、体重相近且健康的清远麻鸡,采用单因素随机区组试验设计,分为5个处理组,每组8个重复,每个重复30只,逐栏称重后调整,使各栏总体重无差异。5个处理组分别为:对照组饲喂不含鸡饲料添加剂的基础日粮,试验组分别饲喂含有10%的鸡饲料添加剂(预混料1-4),各组间日粮等能等氮。试验开始前预饲4天,正式试验期为30天,自由采食及饮水。试验基础饲粮参照NRC(1994版)肉鸡营养标准进行配制,对照组和干柑橘渣组制成颗粒料,发酵组柑橘渣直接以发酵完成后的初始状态,即未烘干状态添加到饲料中。试验日粮组成见表3。
表3
2饲养管理
试验开始前,对鸡舍进行彻底清理消毒,空气净化后使用。肉鸡运送至试验场地后,按照单因素区组试验,按照体重随机分为5组。试验料对照组为颗粒料,预混料1-4组为颗粒与10%的鸡饲料添加剂(预混料1-4),记录每天采食量,观察鸡群生长情况和健康状况。各处理组饲养管理和环境条件基本保持一致。
3样品采集
试验结束前提前4h断料,每个重复组随机选取2只体重接近平均重的试验鸡进行屠宰,取左侧胸肌测定肉品质。饲养试验结束时,每个重复选取2只体重接近平均重的试验鸡,转入代谢笼进行代谢试验,于每天早上8点连续收集三天的粪样。将收集好的粪样分别混匀,一部分置于-80℃超低温冰箱保存,用于臭气物质检测,一部分置于65℃烘箱中做干燥处理,完全烘干后放置空气中回潮1天,称重,粉碎后测定粪样中各养分含量。
4测定指标和方法
4.1生长性能
在试验开始和试验结束时,以栏为单位对所有试验鸡称重,记录每天每栏的采食量,用于计算平均日采食量(ADFI)、平均日增重(ADG)和料重比(F/G)。
ADFI=平均每只鸡总耗料量/饲养天数;
ADG=(末重-初重)/饲养天数;
F/G=ADFI/ADG。
4.2养分表观消化率
参照《饲料中盐酸不溶灰分的测定》(GB/T23742-2009)测定饲料和粪样中盐酸不溶灰分含量。干物质、粗蛋白、粗灰分、粗脂肪、消化能的测定参照《饲料分析与检测》,用内源指示剂酸不溶灰分标记法测定各养分的消化率。具体计算公式如下:
养分表观消化率(%)=100-100×(粪中某养分含量×饲料中盐酸不溶灰分含量/饲料中某养分含量×粪中盐酸不溶灰分含量)
4.3肉品质
(1)pH的测定
屠宰后取左侧胸肌样品,选择三个不同的位置,用便携式pH计分别测其45min和24h的pH值。
(2)肉色的测定
屠宰后取左侧胸肌样品,选择三个不同的位置,采用CR-410型自动色差仪分别测其45min和24h的亮度(L*)、红度(a*)和黄度(b*)。
(3)滴水损失的测定
屠宰后取左侧胸肌样品,取肉块长宽高约为3cm×2cm×1cm,45min后称重(W1),然后用铁钩悬挂在吹气袋,密封4℃下保存,24h后取出样品,滤纸吸干表面水分后继续称重(W2)。
滴水损失(%)=[(W1-W2)/W1]×100。
(4)蒸煮损失的测定
取经24h冷藏处理的左侧胸肌样品称重(W1),样品中心插入温度计然后装入自封袋中,100℃水浴锅蒸煮,肌肉温度达到70℃时取出,冷却至室温后称重(W2)。
蒸煮损失率(%)=[(W1-W2)/W1]×100。
(5)嫩度的测定
与蒸煮损失同步进行,冷却至室温称重后的肌肉,按照肌肉纤维走向,用取样器取5条5cm×1.5cm圆柱状肌肉样,采用嫩度仪测定10个剪切力值,计算其平均值。
4.4粪样主要臭气物质测定
(1)氨态氮含量测定:
参照Chaney和Marbach的方法,采用比色法测定粪样中氨态氮含量。
(2)生物胺含量测定:
参照Yang等的方法,采用高效液相色谱系统测定粪样中生物胺的含量。
(3)酚和吲哚类物质含量测定:
参照本实验室前期研究方法,采用高效液相色谱系统测定粪样中酚和吲哚类物质的含量。
试验结果:
如表4所示,与对照组相比,预混料1-4组的肉鸡的末重和平均日增重显著增加;预混料2组的料重比显著低于对照组。
其中,预混料2-4组的鸡的末重和平均日增重相比预混料1组有一定的增加。
表4鸡饲料添加剂对黄羽肉鸡生长性能的影响
如表5所示,与对照组相比,预混料1-4组的粗蛋白和消化能的表观消化率显著增加(P<0.05),同时预混料2-3组相比预混料1组和4组在粗蛋白和消化能的表观消化率显著提高。
通过预混料2-3组的对比可见,当丝兰提取物增加且桑黄素减少时,饲养效果为有一定的降低。说明丝兰提取物和桑黄素的比例在2:1时是比较合适的。
表5鸡饲料添加剂对黄羽肉鸡养分表观消化率的影响
如表6所示,与对照组相比,预混料1-4组的粪便中吲哚和粪臭素的含量显著减少(P<0.05),预混料2-3组的腐胺和尸胺浓度显著减少(P<0.05)。同时预混料2-3组相比预混料1组和4组吲哚和粪臭素含量显著减少(P<0.05)
表6鸡饲料添加剂对黄羽肉鸡粪便中主要臭气物质含量的影响
如表7所示,与对照组相比,预混料1-4组肉鸡屠宰后45min肌肉的pH值以及肉鸡屠宰后24h黄度值显著增加(P<0.05),而滴水损失显著降低(P<0.05)。
表7鸡饲料添加剂对黄羽肉鸡肉品质性状的影响
如表8所示,与对照组相比,预混料2-4组的肉鸡胸肌的肌内脂肪和肌苷酸含量显著增加(P<0.05),同时预混料2组胸肌中的肌苷酸含量也显著高于预混料1组、3组和4组(P<0.05)。
表8鸡饲料添加剂对黄羽肉鸡肌肉常规营养成分的影响
综上所述,本试验结果表明,通过对柑橘渣的回收利用以及发酵工艺优化,在含水量60%,接种菌种黑曲霉:植物乳杆菌:枯草芽孢杆菌:绿色木霉为1:1:1:1的情况下,发酵得到的柑橘渣纤维素最低,然后发酵后的柑橘渣基质、丝兰提取物、桑黄素的比例为100:0.2:0.1组成添加剂,添加量为10%,可显著增加黄羽肉鸡营养物质消化率和生长性能,并降低粪便中主要臭气物质的浓度,同时提高肉品质和风味。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种柑橘渣的回收利用方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:采用微波加热萃取方法以水为溶剂对柑橘渣进行萃取,得到油相和固体相;
步骤2:将固体相、麸皮和尿素混合形成固体发酵培养基,接种复合菌种发酵,得到发酵产物。
2.根据权利要求1所述的柑橘渣的回收利用方法,其特征在于,所述步骤1具体为:
步骤11:将柑橘渣粉碎并与水混合制备得到第一浆液;
步骤12:将第一浆液在400-500w、2450MHz的条件下进行萃取操作,萃取时间20-40min,分离得到油相以及第二浆液;
步骤13:将第二浆液进行挤压脱水,得到含水率为40-60%的固体相。
3.根据权利要求1所述的柑橘渣的回收利用方法,其特征在于,所述步骤2中,复合菌种为黑曲霉、热带假丝酵母、植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌、乳酸片球菌、绿色木酶的一种或多种;接种量为8-12%,活菌数量为1x108。
4.根据权利要求3所述的柑橘渣的回收利用方法,其特征在于,发酵时间为3-6天;发酵温度为常温发酵。
5.根据权利要求3所述的柑橘渣的回收利用方法,其特征在于,所述复合菌种为黑曲霉、植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌以及第四菌种;所述第四菌种为热带假丝酵母或绿色木霉;
所述黑曲霉、植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌以及第四菌种的比例为1:0.5-2:0.5-2:0.5-2。
6.根据权利要求1所述的柑橘渣的回收利用方法,其特征在于,所述固体相、麸皮和尿素的重量比为80:18:1.5-2;固体发酵培养基加水调节到含水率为60%。
7.一种鸡饲料添加剂,其特征在于,包括通过如权利要求1-5任一所述方法提取得到的发酵产物、丝兰提取物、桑黄素;
所述发酵产物、丝兰提取物、桑黄素的重量比为100:0.1-0.5:0.05-0.2。
8.根据权利要求6所述的鸡饲料添加剂,其特征在于,所述发酵产物、丝兰提取物、桑黄素的重量比为100:0.1-0.3:0.05-0.1。
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