CN117530373A - 一种挤压膨化苹果渣发酵饲料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种挤压膨化苹果渣发酵饲料及其制备方法，属于动物饲料加工制备技术领域，将挤压膨化苹果渣、尿素和麸皮混合均匀，加入复合酶制剂和水，搅拌均匀后，接种复苏后的酵母菌，发酵、烘干、粉碎，得到挤压膨化苹果渣发酵饲料。本发明利用挤压膨化对苹果渣进行改性，使苹果渣中的纤维素、半纤维素空间结构被打开，吸水性得到提升，促进水不溶性膳食纤维向水溶性膳食纤维转化，极易通过酶制剂作用降解为单糖，酵母菌利用单糖迅速大量繁殖，提高了苹果渣饲料中的菌体蛋白含量，解决了苹果渣中蛋白质含量低、纤维素类物质含量高，不易被微生物利用的问题，既可降低废弃苹果渣带来的环境污染、又可提高苹果渣利用率，降低饲养成本。
Description
技术领域
本发明属于动物饲料加工制备技术领域，具体涉及一种挤压膨化苹果渣发酵饲料及其制备方法。
背景技术
我国是世界上的苹果种植大国，据统计，近年来我国苹果年产量在4000-5000万吨左右，占世界总产量的50％以上。伴随着苹果产量的增加，苹果的生产加工过程中的副产物—苹果渣以每年数百万吨的数量排放。苹果渣是新鲜苹果经破碎压榨提汁后的剩余物，主要由果皮、果核和残余果肉组成，含有维生素、矿物质及纤维素等丰富的营养物质。但目前苹果渣多在烘干后直接作为饲料使用，产品附加值低，或作为废弃物直接扔弃，造成极大的资源浪费和环境污染，因此对苹果渣资源进行综合利用刻不容缓。
苹果渣作为一种粗饲料，其粗纤维含量接近于啤酒糟类，果肉、果皮中多为半纤维素和纤维素，含有可溶性糖和有机酸，故可作为反刍动物饲料。但苹果渣是一种低蛋白饲料原料，其蛋白质含量仅为3％-5％，营养价值低，这限制其在饲料中的大量应用。如何提高苹果渣饲料中的蛋白质含量以增加苹果渣的附加值是一个重要难题。目前国内外为提高苹果渣作为饲料的蛋白质含量，多通过生物发酵技术将苹果渣转化为高蛋白饲料应用于动物生产中，如酵母菌发酵苹果渣可改善其营养价值，提高饲料粗蛋白含量，降低纤维含量，但也有其局限性。苹果渣发酵饲料工艺中由于苹果渣中富含纤维素、半纤维素等大分子多糖，不易被酵母菌直接利用，使得酵母菌生长受到限制，苹果渣饲料菌体蛋白含量低。
针对现有的苹果渣发酵饲料工艺中存在的苹果渣中的纤维素、半纤维素等大分子多糖不易降解，无法被酵母菌直接利用，使酵母菌生长受到限制，苹果渣饲料菌体蛋白含量低的技术问题，急需找到一种高效利用的方法对苹果渣进行改性处理，提高酵母菌对苹果渣的利用率，将其应用于饲料制备中，这对于促进苹果渣发酵生产高蛋白饲料和我国饲料工业的发展具有极其重要的意义。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种挤压膨化苹果渣发酵饲料及其制备方法，以解决现有的苹果渣发酵饲料工艺中，苹果渣中的纤维素、半纤维素等大分子多糖，不易被酵母菌直接利用，使得酵母菌生长受到限制，苹果渣饲料菌体蛋白含量低的技术问题。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明公开了一种挤压膨化苹果渣发酵饲料的制备方法，包括：
将苹果渣挤压膨化得到挤压膨化苹果渣后，将挤压膨化苹果渣、尿素和麸皮混合均匀，加入复合酶制剂和水，搅拌均匀后，接种复苏后的酵母菌，发酵后，烘干，粉碎，得到挤压膨化苹果渣发酵饲料。
优选地，挤压膨化苹果渣：尿素：麸皮的质量百分含量比为(50％-80％)：
(10％-30％)：(10％-30％)。
优选地，发酵的温度为25-35℃，发酵时间为5-15天。
优选地，挤压膨化的条件为：将干燥苹果渣粉碎后过筛，经挤压膨化，过60目筛，得到挤压膨化苹果渣。
进一步优选地，苹果渣挤压膨化的工艺条件为：控制物料粒度为40-80目筛，加水量为挤压膨化苹果渣质量的30％-70％，螺杆转速为400-800r/min。
优选地，复合酶制剂由纤维素酶、木聚糖酶和甘露聚糖酶混合制得。
进一步优选地，复合酶制剂由质量百分比为50％-70％的纤维素酶、10％-25％的木聚糖酶和10％-25％甘露聚糖酶混合制得。
优选地，复苏后的酵母菌的接种质量百分比为10％-20％；复苏后的酵母菌的制备方法为：将酵母菌扩大培养，传代至第三代-第五代，得到复苏后的酵母菌。
进一步优选地，酵母菌为产朊假丝酵母；产朊假丝酵母的含菌量≥1.0×108CFU/g。
本发明还公开了上述制备方法制得的挤压膨化苹果渣发酵饲料，该挤压膨化苹果渣发酵饲料的蛋白质质量百分含量为19.6％-23.3％。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种挤压膨化苹果渣发酵饲料的制备方法，利用挤压膨化技术对苹果渣进行改性处理，得到挤压膨化苹果渣，使苹果渣中的纤维素、半纤维素空间结构被打开，吸水性得到大幅提升，促进水不溶性膳食纤维向水溶性膳食纤维转化，极易通过酶制剂作用降解为单糖，酵母菌利用单糖迅速大量繁殖，从而提高苹果渣饲料中的菌体蛋白含量，解决了苹果渣不易生产制备高蛋白饲料难题。将挤压膨化苹果渣、尿素和麸皮混合均匀，加入复合酶制剂和水，搅拌均匀后，接种复苏后的酵母菌，发酵后，烘干，粉碎，得到挤压膨化苹果渣发酵饲料。该方法解决了现有技术中苹果渣蛋白质含量低、纤维素类物质含量高的特点，和苹果渣中营养物质不易被微生物利用的问题。采用菌酶协同发酵挤压膨化苹果渣，一是对苹果渣进行挤压膨化，挤压膨化可以改变苹果渣的理化特性和空间结构，进而促进酶解效率；二是通过复合酶制剂充分酶解苹果渣的纤维素、半纤维素等大分子物质，产生葡萄糖等小分子物质，为酵母菌提供营养物质；三是接种酵母菌，酵母菌具有较高的蛋白质和维生素B，易生长，菌体蛋白含量高，能为饲料提供丰富的营养物质。本发明绿色安全、操作简易、成本低廉，针对目前苹果加工业中苹果渣排放量大、易造成环境污染、苹果渣综合利用率低的现状，提高了废弃苹果渣的利用率，又可提高膨化苹果渣饲料中的蛋白质含量，可以提升养殖效益。
本发明还公开了上述制备方法制得的一种挤压膨化苹果渣发酵饲料，该挤压膨化苹果渣发酵饲料的蛋白质质量百分含量为19.6％-23.3％。苹果渣经挤压膨化后，其理化性质和空间结构受到改变，吸水性得到极大提升，加入酶制剂和适量水混合均匀后，苹果渣中的多种营养成分充分与水和酶制剂接触，大分子物质降解为易被酵母菌吸收的小分子物质，从而为酵母菌提供丰富的营养条件和良好的生长环境，酵母菌的生长极大地提高了苹果渣中菌体蛋白的含量，解决了苹果渣蛋白质含量低、利用率不高的现实问题。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面对本发明做进一步详细描述：
本发明提供了一种挤压膨化苹果渣发酵饲料的制备方法，包括以下步骤：
1)将干燥苹果渣经粉碎机粉碎后过筛，过60目筛，经挤压膨化机膨化后即得挤压膨化苹果渣；
2)将尿素、麸皮和步骤1)得到的挤压膨化苹果渣按适当比例组成培养基；
3)将步骤2)所得培养基与水和复合酶制剂混合均匀，得到混合培养基；
4)复苏冻存的酵母菌，将酵母菌扩大培养，传代至代数为第三代-第五代时，得到活力较为稳定的酵母菌，准备接种；
5)向步骤3)所得的混合培养基中加适量的水搅拌均匀，接种步骤4)得到的复苏后的酵母菌；
6)接种后，在25-35℃发酵5-15天；
7)将步骤6)所得发酵后的饲料置于烘箱烘干，再经粉碎机粉碎后过60目筛，即得挤压膨化苹果渣发酵饲料。
步骤1)中，苹果渣的挤压膨化工艺为：物料粒度为40-80目筛，加水量为挤压膨化苹果渣质量的30％-70％，螺杆转速为400-800r/min。
步骤2)中，发酵原料中各组分质量百分比依次为挤压膨化苹果渣50％-80％，尿素10％-30％，麸皮10％-30％。
步骤3)中，复合酶制剂为纤维素酶、木聚糖酶和甘露聚糖酶的混合物。
步骤3)中，复合酶制剂中，各组分的质量百分含量为：纤维素酶50％-70％，木聚糖酶10％-25％，甘露聚糖酶10％-25％。
步骤4)中，菌种接种质量百分比为10％-20％。
步骤5)中，酵母菌为产朊假丝酵母(CGMCC2.2878)。
步骤5)中，产朊假丝酵母的含菌量≥1.0×108CFU/g.
本发明公开了一种挤压膨化苹果渣发酵饲料的制备方法，该方法针对现有技术中苹果渣中蛋白质含量低、纤维素类物质含量高，不易被微生物利用的问题，采用菌酶协同发酵挤压膨化苹果渣。一是对苹果渣进行挤压膨化，挤压膨化可以改变苹果渣的结构，进而促进酶解效率；二是通过纤维素酶、木聚糖酶和甘露糖酶的复配使复合酶制剂能够充分酶解苹果渣的纤维素、半纤维素等大分子物质，产生葡萄糖等小分子物质，为产朊假丝酵母提供营养物质；三是接种产朊假丝酵母，产朊假丝酵母具有较高的蛋白质和维生素B，易生长，菌体蛋白含量高，能为饲料提供丰富的营养物质。本发明绿色安全、操作简易、成本低廉，针对目前苹果加工业中苹果渣排放量大、易造成环境污染、没有综合利用苹果渣的现状提高废弃苹果渣的利用率，又可提高膨化苹果渣饲料中的蛋白质含量，可以提高养殖效益。
实施例1
一种挤压膨化苹果渣发酵饲料的制备方法，包括：
将干燥苹果渣进行粉碎后，调整挤压膨化工艺为物料粒度为80目筛，加水量为苹果渣质量的60％，螺杆转速为600r/min。取挤压膨化苹果渣70％、尿素20％、麸皮10％与复合酶制剂混合均匀(复合酶制剂按质量百分比由70％纤维素酶、20％木聚糖酶和10％甘露聚糖酶组成)，再加入适当的水混合搅拌均匀后，将酵母菌扩大培养，传代至第三代，得到复苏后的酵母菌，接种复苏后的酵母菌(酵母菌为产朊假丝酵母，产朊假丝酵母的含菌量为≥1.0×108CFU/g，接种质量百分比为15％)进行发酵，发酵温度为28℃，发酵天数为12天，成型后经烘箱烘干后粉碎，即得挤压膨化苹果渣发酵饲料。采用凯氏定氮法测得挤压膨化苹果渣发酵饲料中蛋白质含量为22.5％，较挤压膨化苹果渣未发酵培养基的蛋白质质量百分含量增加了11.4％。
实施例2
一种挤压膨化苹果渣发酵饲料的制备方法，包括：
将干燥苹果渣进行粉碎后，调整挤压膨化工艺为物料粒度为60目筛，加水量为苹果渣质量的50％，螺杆转速为500r/min。取挤压膨化苹果渣60％、尿素20％、麸皮20％与复合酶制剂混合均匀(复合酶制剂按质量百分比由70％纤维素酶、15％木聚糖酶和15％甘露聚糖酶组成)，再加入适当的水混合搅拌均匀后，将酵母菌扩大培养，传代至第三代，得到复苏后的酵母菌，接种复苏后的酵母菌(酵母菌为产朊假丝酵母，产朊假丝酵母的含菌量为≥1.0×108CFU/g，接种质量百分比为10％)进行发酵，发酵温度为28℃，发酵天数为9天，成型后经烘箱烘干后粉碎，即得挤压膨化苹果渣发酵饲料。采用凯氏定氮法测得挤压膨化苹果渣发酵饲料中蛋白质含量为20.7％，较挤压膨化苹果渣未发酵培养基的蛋白质质量百分含量增加了9.6％。
实施例3
一种挤压膨化苹果渣发酵饲料的制备方法，包括：
将干燥苹果渣进行粉碎后，调整挤压膨化工艺为物料粒度为40目筛，加水量为苹果渣质量的50％，螺杆转速为500r/min。取挤压膨化苹果渣60％、尿素20％、麸皮20％与复合酶制剂混合均匀(复合酶制剂按质量百分比由70％纤维素酶、15％木聚糖酶和15％甘露聚糖酶组成)，再加入适当的水混合搅拌均匀后，将酵母菌扩大培养，传代至第三代，得到复苏后的酵母菌，接种复苏后的酵母菌(酵母菌为产朊假丝酵母，产朊假丝酵母的含菌量为≥1.0×108CFU/g，接种质量百分比为10％)进行发酵，发酵温度为30℃，发酵天数为9天，成型后经烘箱烘干后粉碎，即得挤压膨化苹果渣发酵饲料。采用凯氏定氮法测得挤压膨化苹果渣发酵饲料中蛋白质含量为19.6％，较挤压膨化苹果渣未发酵培养基的蛋白质质量百分含量增加了8.5％。
实施例4
一种挤压膨化苹果渣发酵饲料的制备方法，包括：
将干燥苹果渣进行粉碎后，调整挤压膨化工艺为物料粒度为80目筛，加水量为苹果渣质量的70％，螺杆转速为600r/min。取挤压膨化苹果渣70％、尿素20％、麸皮10％与复合酶制剂混合均匀(复合酶制剂按质量百分比由70％纤维素酶、20％木聚糖酶和10％甘露聚糖酶组成)，再加入适当的水混合搅拌均匀后，将酵母菌扩大培养，传代至第四代，得到复苏后的酵母菌，接种复苏后的酵母菌(酵母菌为产朊假丝酵母，产朊假丝酵母的含菌量为≥1.5×108CFU/g，接种质量百分比为20％)进行发酵，发酵温度为30℃，发酵天数为13天，成型后经烘箱烘干后粉碎，即得挤压膨化苹果渣发酵饲料。采用凯氏定氮法测得挤压膨化苹果渣发酵饲料中蛋白质含量为23.3％，较挤压膨化苹果渣未发酵培养基的蛋白质质量百分含量增加了12.2％。
实施例5
一种挤压膨化苹果渣发酵饲料的制备方法，包括：
将干燥苹果渣进行粉碎后，调整挤压膨化工艺为物料粒度为60目筛，加水量为苹果渣质量的70％，螺杆转速为800r/min。取挤压膨化苹果渣80％、尿素10％、麸皮10％与复合酶制剂混合均匀(复合酶制剂按质量百分比由65％纤维素酶、25％木聚糖酶和10％甘露聚糖酶组成)，再加入适当的水混合搅拌均匀后，将酵母菌扩大培养，传代至第五代，得到复苏后的酵母菌，接种复苏后的酵母菌(酵母菌为产朊假丝酵母，产朊假丝酵母的含菌量为≥1.0×108CFU/g，接种质量百分比为15％)进行发酵，发酵温度为35℃，发酵天数为15天，成型后经烘箱烘干后粉碎，即得挤压膨化苹果渣发酵饲料。采用凯氏定氮法测得挤压膨化苹果渣发酵饲料中蛋白质含量为21.6％，较挤压膨化苹果渣未发酵培养基的蛋白质质量百分含量增加了10.5％。
实施例6
一种挤压膨化苹果渣发酵饲料的制备方法，包括：
将干燥苹果渣进行粉碎后，调整挤压膨化工艺为物料粒度为70目筛，加水量为苹果渣质量的30％，螺杆转速为700r/min。取挤压膨化苹果渣55％、尿素15％、麸皮30％与复合酶制剂混合均匀(复合酶制剂按质量百分比由70％纤维素酶、10％木聚糖酶和20％甘露聚糖酶组成)，再加入适当的水混合搅拌均匀后，将酵母菌扩大培养，传代至第五代，得到复苏后的酵母菌，接种复苏后的酵母菌(酵母菌为产朊假丝酵母，产朊假丝酵母的含菌量为≥1.0×108CFU/g，接种质量百分比为10％)进行发酵，发酵温度为28℃，发酵天数为10天，成型后经烘箱烘干后粉碎，即得挤压膨化苹果渣发酵饲料。采用凯氏定氮法测得挤压膨化苹果渣发酵饲料中蛋白质含量为20.4％，较挤压膨化苹果渣未发酵培养基的蛋白质质量百分含量增加了9.3％。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种挤压膨化苹果渣发酵饲料的制备方法，其特征在于，包括：
将苹果渣挤压膨化得到挤压膨化苹果渣后，将挤压膨化苹果渣、尿素和麸皮混合均匀，加入复合酶制剂和水，搅拌均匀后，接种复苏后的酵母菌，发酵后，烘干，粉碎，得到挤压膨化苹果渣发酵饲料。
2.根据权利要求1所述的一种挤压膨化苹果渣发酵饲料的制备方法，其特征在于，所述挤压膨化苹果渣：尿素：麸皮的质量百分含量比为(50％-80％)：(10％-30％)：(10％-30％)。
3.根据权利要求1所述的一种挤压膨化苹果渣发酵饲料的制备方法，其特征在于，所述发酵的温度为25-35℃，发酵时间为5-15天。
4.根据权利要求1所述的一种挤压膨化苹果渣发酵饲料的制备方法，其特征在于，所述挤压膨化的条件为：将干燥苹果渣粉碎后过筛，经挤压膨化，过60目筛，得到挤压膨化苹果渣。
5.根据权利要求4所述的一种挤压膨化苹果渣发酵饲料的制备方法，其特征在于，所述苹果渣挤压膨化的工艺条件为：控制物料粒度为40-80目筛，加水量为挤压膨化苹果渣质量的30％-70％，螺杆转速为400-800r/min。
6.根据权利要求1所述的一种挤压膨化苹果渣发酵饲料的制备方法，其特征在于，所述复合酶制剂由纤维素酶、木聚糖酶和甘露聚糖酶混合制得。
7.根据权利要求6所述的一种挤压膨化苹果渣发酵饲料的制备方法，其特征在于，所述复合酶制剂由质量百分比为50％-70％的纤维素酶、10％-25％的木聚糖酶和10％-25％甘露聚糖酶混合制得。
8.根据权利要求1所述的一种挤压膨化苹果渣发酵饲料的制备方法，其特征在于，所述复苏后的酵母菌的接种质量百分比为10％-20％；所述复苏后的酵母菌的制备方法为：将酵母菌扩大培养，传代至第三代-第五代，得到复苏后的酵母菌。
9.根据权利要求8所述的一种挤压膨化苹果渣发酵饲料的制备方法，其特征在于，所述酵母菌为产朊假丝酵母；产朊假丝酵母的含菌量≥1.0×108CFU/g。
10.权利要求1-9任意一项制备方法制得的挤压膨化苹果渣发酵饲料，其特征在于，该挤压膨化苹果渣发酵饲料的蛋白质质量百分含量为19.6％-23.3％。
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