CN1537445A

CN1537445A - 一种血粉饲用蛋白的生产方法

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Publication number: CN1537445A
Application number: CNA031248500A
Authority: CN
Inventors: 夏立秋; 陈宇; 莫湘涛; 谢伟岸; 付祖姣; 程海娜
Original assignee: Hunan Normal University
Current assignee: Hunan Normal University
Priority date: 2003-09-22
Filing date: 2003-09-22
Publication date: 2004-10-20
Anticipated expiration: 2023-09-22
Also published as: CN1224326C

Abstract

本发明涉及用混合菌株一次发酵生产血粉蛋白。经活化培养的米曲霉AS100、AS102芽孢杆菌Asp007与酵母菌Y113分别以5～4∶3～4∶1∶1的比例，以0.5％接种量接入米糠种曲培养中制成种曲，经活化的种曲，以0.5％接种量接入血粉、米糠、菜粕、豆粕与羽毛粉的血粉发酵培养基中发酵48℃小时后干燥制成血粉蛋白。用本发明方法生产的血粉饲用蛋白不仅工艺简单，而且血粉酶解更完全、营养更丰富、更易被消化吸收。

Description

一种血粉饲用蛋白的生产方法

技术领域本发明涉及以畜血为原料生产饲料，具体涉及用微生物酶解血粉。

背景技术猪血是一种高蛋白营养品，新鲜猪血含蛋白量达18.9％，高于猪肉(9.5％)、鸡蛋(12.7％)、牛奶(3.2％)等所含的蛋白量，特别是猪血干血粉含蛋白量达82.8％。猪血蛋白由18种氨基酸组成，各氨基酸基本成比例，其中8种必需氨基酸占氨基酸总量的36％以上，此外，还含有多种微量元素及维生素。但由于猪血带有特殊的腥味，适口性差，一直以来都不受家禽牲畜所喜爱.而且由于猪血蛋白质分子量大，并呈卷曲状排列，在体内消化时肽链难于断裂，很多微量元素均以结合态存在，这些因素造成血粉的消化吸收率仅20％左右，都未被充分利用，浪费很大。

目前，在很多发达国家，对猪血的利用率不超过10％，而欧洲有些国家生产上对猪血的利用，对其利用率已达50％以上。我国是个养猪大国，有丰富的血源。据统计，我国每年出栏牲猪约3亿头，以每屠宰一头猪采血2～2.5kg，每年猪血总量可达50～60万吨，这是一类很大的蛋白质资源。然而我国除将它用于生产血豆腐和血肠外，极少一部分被加工成血粉与酶解血粉作为饲料添加剂及用于生化制药，大部分猪血资源白白流失，其他畜血资源利用更少，这不仅是对资源的浪费，同时也对环境造成一定的污染。

如何更好地开发猪血和其他畜血资源，使其丰富的营养得到更充分的利用，同时最大限度地减少对环境的污染，是国内众多专家关注的焦点。目前国内对血粉的研究较多，血粉的传统利用方法有蒸煮法、热变性处理法及喷雾干燥法等，较为现代的方法有酸水解法、酶解法和发酵法。传统的血粉处理方法在一定程度上可提高血粉的消化利用率，但无法克服血粉本身所固有的血腥味，造成其适口性仍很差；酸水解法是利用酸来水解畜血蛋白，提高了血粉的消化率，但是却破坏了血粉中的一种必需氨基酸——色氨酸；酶解法是用蛋白酶类水解血粉，使其变成易吸收的多肽和氨基酸，它能够很好地提高血粉的消化率，但成本太高，不适合血粉大批量的利用；发酵法是将特定的微生物菌种接入血粉与透气性好的辅料(如米糠、豆饼粉、菜粕等)组成的混合原料中，让菌种在堆积原料中自然发酵产酶而达到水解血粉的目的。这种方法所需设备简单、成本低，且能很好的解决血粉的血腥味，还增加了发酵所特有的酱香味，大大提高了血粉的适口性。现有的二次发酵法和单菌一次发酵法能明显地改善血粉的血腥味、提高血粉的适口性和消化率，对于传统的血粉处理方法来说，是一个较大的跨越。但是单菌一次发酵降解血粉原料不完全，而二次发酵对于工业生产来讲，接种两次造成工艺太麻烦，研究一种工艺简单，而且血粉原料降解完全的发酵方法生产血粉蛋白饲料则是需要解决的问题。

发明内容本发明旨在利用多株强力产酶的菌株混合一次发酵血粉的方法解决现有两种发酵方法存在的问题。

上述发明目的是通过以下技术方案实现的。血粉饲用蛋白的生产方法，包括菌种的活化、种曲制备与血粉发酵，(1)菌种活化培养：将筛选出的高产蛋白酶的米曲霉(Aspergillusoryzae)AS100、AS102，芽孢杆菌(Bacillus sp.)Asp007与酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)Y113的保藏菌株分别接种在经121℃灭菌30分钟的常规固体活化培养基上，在28℃～37℃温度条件下静置培养1-3d，(2)种曲制备：经活化培养的菌种米曲霉AS100、AS102，芽孢杆菌Asp007与酵母菌Y113依次按5～4∶3～4∶1∶1的比例，以0.5％接种量接入经灭菌的、米糠与水为3∶1质量比的种曲培养基中，在30℃温度下培养48～72小时，制成一级种曲；用一级种曲以0.5％接种量接入经灭菌的、米糠与水为3∶1质量比的培养基中，30℃温度下培养48～72小时，制成二级种曲；(3)血粉发酵：①种曲活化：将二级种曲，加入温水，再加入0.4％蔗糖和0.08％尿素，在30℃温度条件下活化2小时，②以0.5％接种量将经活化的种曲加入到血粉发酵培养基中，并加水至含水量30％～35％，混匀，在透气容器中发酵48小时，中间翻料一次，发酵温度控制在55℃，血粉发酵培养基：血粉52％，米糠10％，菜粕22％，豆粕6％，羽毛粉10％，(4)干燥：发酵结束，将原料在90～100℃温度下烘干2小时后冷却装袋。

下面进一步详述血粉饲用蛋白的生产方法。酶解血粉的研究包括优化菌株的组合选育与血粉发酵两部分。

(1)优化菌株的组合选育

①菌种选育

要求菌种具有能利用碳水化合物、蛋白质等大分子物质进行生长繁殖，对血液蛋白有较强的分解能力，遗传性能较稳定，具有较强的抗杂菌能力。本项发明筛选高产蛋白酶的霉菌、细菌、酵母菌，经过稀释、分离纯化、初筛、复筛等一系列的过程，初步获得高产蛋白酶的米曲霉(Aspergillus oryzae)AS100、AS102两株(国家菌种保藏号：CCTCC，NO：M203022、M2.3023)、芽孢杆菌(Bacillus sp.)Asp007一株(国家菌种保藏号：CCTCC，NO：M203024)、酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)Y113一株(国家菌种保藏号：CCTCC，NO：M203025)。

②菌种优化组合

以米曲霉AS100为主发酵菌株，配以细菌、酵母菌混合培养，检测其蛋白酶活性，选出最佳的产酶组合菌株AS100+AS102+Asp007+Y113。此组合蛋白酶活较高，且有助于血粉味道和适口性的提高，促进血粉的消化。由于配方含有AS100与AS102菌株，故用它来发酵血粉，必可产生大量的蛋白酶来降解血粉原料中难以吸收利用的大分子蛋白，而生成很多易被消化吸收的小分子蛋白、多肽及游离氨基酸，还可产生为数不少的糖化酶、淀粉酶、纤维素酶、果胶酶来降解血粉原料中的配料如羽毛粉等中的高分子物质，以及足量的植酸酶来水解原料中的植酸钙、植酸磷等，使得磷、钙等无机元素游离出来而得以利用，大大提高了血粉的消化吸收率。故以此配方作为血粉发酵的优化组合菌株。

③优化组合菌株的表观性能研究

各菌株通过观察、培养以及生理生化测定，初步鉴定菌种属性。通过平板上菌落的特点及镜检，发现AS100、AS102的菌落初期为白色，质地舒松，继而变成黄褐色，后转为淡绿色，AS100反面黄色，AS102反面无色，AS100、AS102的分生孢子头大多呈球形至放射状，少数为疏松柱状，培养后期有白色闭囊壳产生，分生孢子梗光滑，分生孢子呈球形或近球形、光滑，根据张纪忠的《微生物分类学》，初步鉴定为真菌门、半知菌亚门、丝孢纲、丝孢目、丛梗孢科、曲霉属、黄曲霉群中的米曲霉种；Y113的营养细胞呈球形或卵形，在麦芽汁平板上的菌落软而湿润、乳酪色、有光泽、中有突起，边缘整齐，无性繁殖为多边芽殖，产子囊孢子，形态各异，每个子囊生成1～4个球形子囊孢子，子囊成熟时不破裂，能产蛋白酶、糖化酶，初步鉴定为子囊菌亚门中酵母菌科、酵母菌亚科、酵母菌属；Asp007为好氧、运动的革兰氏阳性芽孢杆菌，芽孢端生。

(2)血粉发酵

①菌种活化，将保藏的血粉发酵菌划线接种于固体培养基斜面上，接种前将装有培养基的试管在121℃条件下灭菌30分钟，接种后在28～37℃条件下培养1～3d，以0.5％的接种量用于种曲接种。

②种曲制备，将米糠培养基装入三角瓶中，在121℃条件下灭菌30分钟，将组合菌AS100、AS102、Asp007、Y113按5～4∶3～4∶1∶1的比例接种，在30℃培养48～72小时，然后将灭过菌的米糠培养基装入白色搪瓷盘(22.5cm×15cm×4.5cm)，培养基高度为2～2.5cm高左右，接着将一级种曲接入其中，并盖上6层无菌纱布，30℃培养48～72小时，即为二级种曲。

③血粉发酵，将种曲加温水，然后加入0.4％的蔗糖，加入0.08％的尿素，30℃活化2小时，然后以0.5％的接种量加入血粉发酵培养基中，含水量为30～35％，混匀，装箱，盖上纱布，于30℃开始发酵，后逐渐升温至55℃发酵48小时，中间翻料一次。

④干燥，发酵结束后，将原料放在90-100℃下烘干2小时，冷却后装袋。

上述灭菌采用高压蒸汽灭菌，即在121℃，压力0.5～1.0kg/cm²条件下灭菌30分钟，米糠培养基：米糠∶水＝3∶1；血粉发酵培养基：血粉52％，米糠10％菜粕22％，豆粕6％，羽毛粉10％；固体活化培养基AS100、AS102为查氏培养基，Asp007用牛肉膏蛋白胨培养基，Y113用麦芽汁培养基。

发酵血粉工艺生产流程见图1。

⑤产品理化性质的检测，本产品经本研究室和湖南省产品质量监督检验所检测，均达到该产品应达到的质量标准、卫生标准，各类氨基酸含量和平衡度达到和超过同类产品的指标。粗蛋白质含量超过国内所有发酵血粉以及进口鱼粉(秘鲁鱼粉等)，饲料蛋白含量达69％，超过进口鱼粉的蛋白含量，与未酶解血粉比较，游离氨基酸含量比原材料高出75％，且富含必需氨基酸。在总氨基酸中，必需氨基酸由原来的36％提高到38.9％，且亮氨酸与异亮氨酸的比例也大有改善，由原血粉中的11∶1降至8∶1。粗脂肪、粗纤维含量大大降低，有效磷、钙的含量在原产品的基础上也有所提高，发酵血粉富含无机元素和维生素，尤其是Fe、Mg、Zn和V_D3、烟酸的含量比较高。铁的含量为516.1mg/kg。

本发明与现有发酵法生产饲料蛋白相比具有以下优点：

①饲料营养丰富：发酵酶解血粉由兼产多种酶的菌种组合发酵，血粉酶解更完全、更充分，不仅富含蛋白质，而且含有氨基酸、维生素、矿质元素等。

②饲料的消化吸收率提高：微生物菌种在发酵过程中分泌大量的蛋白酶、淀粉酶、糖化酶、纤维素酶、植酸酶和果胶酶，可将血粉原料中占绝对优势的大分子蛋白质降解成小分子蛋白质、多肽和游离氨基酸，还可降解血粉原料中的纤维类物质(羽毛粉和豆粕、菜粕等含有的)，植酸酶还可将血粉原料中的植酸钙、植酸磷等水解成无机钙、磷等，大大提高了血粉中营养成分包括无机离子的消化吸收率。而且，血粉在发酵过程中还会积累很多的发酵副产物，为其增添更多的优势，如促生长因子，可促进家禽畜的生长，提高动物的抗逆防病能力、性功能和繁殖能力；酵母菌经过发酵还会产生一些酯类物质，大大改善了血粉的味道，提高了其适口性(见表1与表4、表3与表5)。

③安全性更高：发酵酶解血粉所使用的菌种是对人畜无毒无害的微生物，在发酵过程中会自然形成菌落优势，抑制其他杂菌的生长，发酵后的成品先经过高温烘干后再包装入袋，密封、阴凉干燥处贮存，避免发酵后产品染菌的可能。

本发明的产酶组合菌株已于2003年4月13日送交中国典型培养物保藏中心(CCTCC)保藏，保藏编号为AS100-CCTCCM203022，AS102-CCTCCM203023，Asp007-CCTCCM203024，Y113-CCTCCM203025。

附图说明

图1为饲用血粉发酵工艺流程图。

具体实施方式：

实施例1：猪血粉饲用蛋白生产

1.菌种活化培养：

AS100、AS102菌采用查氏培养基；

Asp007菌采用牛肉膏蛋白胨培养基；

Y113菌采用麦芽汁培养基。

以上培养基均在121℃条件下灭菌30分钟

将保藏菌种于固体活化培养基上静置培养，AS100、AS102菌30℃培养72小时，Asp007菌37℃培养24小时，Y113菌28℃培养24小时。

2.一级种曲的制备：

种曲培养基：米糠与水以3∶1的质量比混和，然后装入三角瓶中，在121℃条件下灭菌30分钟。

将菌种以AS100∶AS102∶Asp007∶Y113为5∶3∶1∶1比例按0.5％的接种量接入装有一级种曲培养基的三角瓶中，在30℃培养48-72小时，即为一级种曲。

3.二级种曲的制备：

种曲培养基：米糠与水以3∶1的质量比混和，然后装入三角瓶中，在121℃条件下灭菌30分钟。然后将灭过菌的米糠培养基装入白色搪瓷盘(22.5cm×15cm×4.5cm)，培养基高度为2～2.5cm高左右。

将一级种曲按0.5％的接种量接入白色搪瓷盘中，并盖上6层无菌纱布，30℃培养48-72小时，即为二级种曲。

4.血粉发酵

以每箱500斤计：

血粉发酵培养基：血粉260斤，米糠50斤菜粕110斤，豆粕30斤，羽毛粉50斤。

称取5斤的二级种曲，加温水，然后加入2斤蔗糖，加入200克尿素，30℃培养活化2个小时，配制血粉发酵培养基，然后在混料机中以0.5％的接种量接种并加水，使含水量在30～35％，充分混匀，装箱，箱顶盖好透气麻袋，于30℃开始发酵，后逐渐升温至55℃发酵48小时，中间24小时翻料一次。

5.干燥，发酵结束后，将原料放在90-100℃下烘干2小时，冷却后装袋即为成品。

6.成品检验

本产品经本研究室和湖南省产品质量监督检验所检测，均达到该产品应达到的质量标准、卫生标准，各类氨基酸含量和平衡度达到和超过同类产品的指标。粗蛋白质含量超过国内所以发酵血粉以及进口鱼粉(秘鲁鱼粉等)，与未酶解血粉比较，游离氨基酸含量大大增加，且粗脂肪、粗纤维含量大大降低，有效磷、钙的含量在原产品的基础上也有所提高(表1)，亮氨酸与异亮氨酸的比例下降(表2)，且含有丰富的维生素和无机离子。

表1饲用发酵猪血粉的营养成分测定结果(％)

营养成分含量原材料本产品增减率

粗蛋白 71.04 69.0 -2.87

氨基氮 0.40 0.69 +72.5

总游离氨基酸 2.5 4.3125 +72.5

粗纤维 10.51 5.4 -48.6

粗脂肪 4.38 0.80 -81.74

灰分 8.0 8.0 0

Ca 0.4 0.67 +67.5

P 0.34 0.68 +100

表2未发酵猪血粉与发酵猪血粉的氨基酸含量比较(％)

氨基酸血粉发酵血粉氨基酸血粉发酵血粉

天冬氨酸 / 8.04 缬氨酸 6.08 3.84

苏氨酸 2.86 2.47 蛋氨酸 0.74 0.58

丝氨酸 / 4.02 异亮氨酸 0.75 1.04

谷氨酸 / 9.58 亮氨酸 8.38 8.47

脯氨酸 / 2.98 酪氨酸 2.55 1.33

甘氨酸 / 3.02 苯丙氨酸 5.23 3.41

丙氨酸 / 4.81 色氨酸 1.11 /

赖氨酸 6.67 3.75 精氨酸 2.99 /

组氨酸 4.40 3.27 胱氨酸 0.98 /

实施例二：牛血粉饲用蛋白生产

1.活化培养基：

AS100、AS102菌采用查氏培养基；

Asp007采用一般细菌培养基；

Y113采用麦芽汁培养基。

以上培养基均在121℃条件下灭菌30分钟

2.一级种曲的制备：

将菌种以AS100∶AS102∶Asp007∶Y113为4∶4∶1∶1比例按0.5％的接种量接入装有一级种曲培养基的三角瓶中，在30℃培养48-72小时，即为一级种曲。

3.二级种曲的制备：

4.血粉发酵

以每箱500斤计：

6.成品检验

本产品经本研究室和湖南省产品质量监督检验所检测，均达到该产品应达到的质量标准、卫生标准，各类氨基酸含量和平衡度达到和超过同类产品的指标。粗蛋白质含量超过国内发酵血粉以及进口鱼粉(秘鲁鱼粉等)，与未酶解血粉比较，游离氨基酸含量大大增加，且粗脂肪、粗纤维含量大大降低(见表3)。

表3发酵牛血粉营养成分测定结果

营养成分含量未发酵血粉发酵血粉增减率(％)

粗蛋白(％) 70 67 -3.45

氨基氮(％) 0.45 0.68 +51.1

粗纤维(％) 11.42 6.13 -46.3

粗脂肪(％) 4.69 1.02 -78.25

灰分(％) 7 6.83 -2.43

表4猪血粉二次发酵营养成分测定结果(％)

营养成分含量原材料二次发酵产品增减率

粗蛋白 48 50 +4.2

氨基氮 0.24 0.34 +41.67

总游离氨基酸 2.1 2.75 +30.95

粗纤维 3.8 2.6 -31.58

粗脂肪 2.1 1.9 -9.5

灰分 8.0 8.0 0

Ca 0.4 0.6 +50

P 0.34 0.5 +41.7

表5牛血粉二次发酵营养成分测定结果

营养成分含量原材料二次发酵血粉增减率(％)

粗蛋白(％) 50 53 +6

氨基氮(％) 0.24 0.35 +45.8

粗纤维(％) 4.1 2.89 -29.5

粗脂肪(％) 2.24 1.98 -11.6

灰分(％) 10 10 0

Claims

1、一种血粉饲用蛋白的生产方法，包括菌种的活化、种曲制备与血粉发酵，其特征在于：

(1)菌种活化培养：将筛选出的高产蛋白酶的米曲霉(Aspergillus oryzae)AS100、AS102，，芽孢杆菌(Bacillus sp.)Asp007与酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)Y113的保藏菌株分别接种在经121℃灭菌30分钟的常规固体活化培养基上，在28℃～37℃温度条件下静置培养1-3d，

(2)种曲制备：经活化培养的菌种米曲霉AS100、AS102，芽孢杆菌Asp007与酵母菌Y113依次按5～4∶3～4∶1∶1的比例，以0.5％接种量接入经灭菌的、米糠与水为3∶1质量比的种曲培养基中，在30℃温度下培养48～72小时，制成一级种曲；用一级种曲以0.5％接种量接入经灭菌的、米糠与水为3∶1质量比的培养基中，30℃温度下培养48～72小时，制成二级种曲；

(3)血粉发酵：

①种曲活化：将二级种曲，加入温水，再加入0.4％蔗糖和0.08％尿素，在30℃温度条件下活化2小时，

②以0.5％接种量将经活化的种曲加入到血粉发酵培养基中，加水至含水量30％～35％，混匀，在透气容器中发酵48小时，中间翻料一次，发酵温度控制在55℃，

血粉发酵培养基为：

血粉 52％

米糠 10％

菜粕 22％

豆粕 6％

羽毛粉 10％

(4)干燥

发酵结束，将原料在90～100℃温度下烘干2小时后冷却装袋。