CN1826941A - 啤酒糟生物改性生产饲料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及啤酒糟生物改性生产饲料的方法，包括下述步骤：1)备料：以啤酒糟为原料，饼粕为辅料；2)原、辅料混合与接种：a.按原料干重比例加入辅料饼粕；b.按原料干重的比例加入枯草芽孢杆菌与酵母；c.添加高活性木聚糖酶，高活性β－葡聚酶，d.将饼粕以及发酵菌株和酶进行预混，然后再与啤酒糟混合均匀，调整混合料含水量；3)发酵；4)将发酵后的物料进行干燥，然后加工成产品。本发明优点是：明显提高啤酒糟营养价值，尤其是使蛋白质含量增加，氨基酸组成趋于合理，粗纤维的含量下降，戊聚糖、葡聚糖含量降低。基本消除啤酒糟中的抗营养因子，改善发酵时物料的含水量和通气散热功能，保障发酵的顺利进行。
Description
技术领域
本发明涉及啤酒糟生物改性生产饲料的方法
背景技术
啤酒糟是啤酒生产的最大的副产物。目前啤酒糟的去向主要是用于饲料养殖业，但仅仅是简单的循环利用。从整个啤酒行业来看，大部分啤酒糟是直接鲜喂，小部分是干燥后再使用。新鲜啤酒糟含水量大，容易腐败变质，也不便运输保藏，其物理状态、不稳定的成分也限制了在工业饲料中的应用。啤酒糟的鲜喂不仅限制了对其有效成分的充分利用，也必定存在啤酒糟对环境的污染，啤酒生产企业从啤酒糟获得的经济效益也很有限。可以说，鲜喂是对啤酒糟原始粗放的使用，在某种意义上，是对资源的一种浪费。干燥后的啤酒糟，便于运输、储藏，成分比较稳定，能够用于工业饲料的配方生产，还能减少污染。开展了啤酒糟干燥的企业还能从中获得稳定的经济收益。这是啤酒糟利用方式的进步，但也是一种简单的循环利用，是一种基本没有多少增值的原料状态的开发利用。从营养上分析，啤酒糟不是理想的饲料蛋白源，存在非淀粉多糖含量高，氨基酸组成不平衡等缺陷。还有一种工艺是从啤酒糟中提取如蛋白质等有效物质，但效率较低，成本高，余下的物质仍存在综合利用困难，弃之又不利环境保护。将啤酒糟通过改性作为饲料蛋白质等有效营养来源，无论是对资源综合利用，还是有效防止环境污染都具有重要的意义。
发明内容
本发的目的在于：1)、将啤酒糟进行生物技术处理，突破啤酒糟自身的营养上的不足，明显提高其营养价值，尤其是使蛋白质含量增加，氨基酸组成趋于合理，粗纤维的含量下降，戊聚糖、葡聚糖含量降低。
2)、使得啤酒糟的营养结构发生改变，适口性和利用率得到提高，经济价值增加。3)、啤酒糟的生物改性主要是通过微生物发酵产生的酶对啤酒糟的成分进行改性，发酵过程中产生的热，还能带走一部分水分，便于干燥处理。
另外，当按优选的方案实施，本发明还可以综合利用啤酒糟生产中废水废料，最大限度地减少啤酒生产和啤酒糟压榨中产生的废水废料对环境产生的污染，获得综合的经济效益和社会效益。
为实现本发明目的所采用的技术方案是：所述一种啤酒糟生物改性生产饲料的方法，它包括下述步骤：
1)、备料：以啤酒糟为原料，饼粕为辅料；优选辅料为棉粕，还可选为菜粕、豆粕或其组合
2)、原、辅料混合与接种：a、按原料干重的10-40％、优选为15-35％加入辅料饼粕；b、按原料干重的0.1-2％、优选为1-1..5％加入枯草芽孢杆菌与酵母，加入枯草芽孢杆菌与酵母质量比为8-6∶2、优选为6-4∶2；c、按干料计每克啤酒糟原料添加高活性木聚糖酶100-150单位，高活性β-葡聚酶150-2000单位，还可以加入纤维素酶50-100单位；d、将饼粕以及发酵菌株和酶进行预混，然后再与啤酒糟混合均匀，调整混合料含水量可以是加水或/和添加干原料或/和添加辅料，混合料含水量控制在40-60％；
3)、发酵：将混合料进行发酵，发酵温度20-48℃、优选为30-45℃；发酵周期40-72小时、优选为55-65小时；
4)、干燥、加工：将发酵后的物料井行干燥至含水量小于15％，然后加工成产品。
上述的原料为啤酒糟经脱水后含水量为50-70％、优选为55-65％的含水啤酒糟。
上述的原料为新鲜啤酒糟经脱水后含水量为50-68的含水啤酒糟，新鲜啤酒糟可以是糖化出锅的啤酒糟，在出锅后即进行脱水处理。
上述枯草芽孢杆菌每克活菌数大于100亿，酵母活细胞数大于20亿。
上述的加工是加工成粉状，它是将经干燥后的物料粉碎，再过小于20目的筛。
本发明的原理和技术效果：通过与现有技术研究方向、技术方案和效果进行比较，本发明的发明点十分突出，具有显著的进步意义：
1、本发明方法的初始原料营养组份与相近似的豆粕的比较：啤酒糟含蛋白质24％-28％，与饲料常用蛋白质原料(豆粕、棉菜粕等含蛋白质38％-45％)相比，蛋白质偏低，相近研究都是围绕解决这一问题，试图通过生物发酵以提高啤酒糟的蛋白质含量来增加啤酒糟的营养和附加值，但都没有考虑改善啤酒糟蛋白质的氨基酸组成。
表1啤酒糟与豆粕蛋白质及几种主要氨基酸含量的比较
| 粗蛋白 | 粗纤维 | 赖氨基 | 蛋氨基 | 亮氨基 | 精氨酸 | |
| 啤酒糟 | 26 | 16 | 0.9(3.6％) | 0.57 | 1.08(4.1％) | 1.52 |
| 豆粕 | 43 | 7 | 2.9(6.7％) | 0.65 | 2.95(6.9％) | 2.65 |
从上表可以看出，啤酒糟中赖氨酸、亮氨酸等必须氨基酸与豆粕相比，含量不足，比例不平衡，占总蛋白质的比例分别为3.6％和4.1％，大大低于豆粕中的6.7％和6.9％。本发明使用了与啤酒糟氨基酸组成有一定互补作用且价格低廉的棉粕饼粕为发酵辅料，能够较大程度改善产品的氨基酸组成。是本发明的主要发明点之一。
2、啤酒糟自身的营养缺陷表现在下列几个方面：1)啤酒糟含有很高的β-葡聚糖(35.3％)和戊聚糖(24.5％)，它们在结构上一般具有较多分支，在水中表现出较大的膨胀系数和较高的粘性，由于单胃动不能分解利用，当它们随饲料进入肠胃时，在食糜中产生高的粘性，阻碍消化酶与饲料成分的有效结合，也减缓营养物质向肠壁的移动和吸收，产生显著的抗营养作用。因此，在实际生产中，当啤酒糟的添加量达到一定的比例时，动物的生产生长速度明显下降，甚至是负增长。2)啤酒糟含较高的粗纤维(16-17％)，粗纤维粗蛋白之比为1∶1.6，比豆粕的1∶6.5高4倍，高的纤维含量同样阻碍对营养的消化吸收，这也是为什么啤酒糟的氨基酸平均消化吸收率仅为60-65％，大大低于豆粕的80-85％的缘故。
表2啤酒糟的化学组成
| 处理号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 淀粉 | 4.9 | 5.1 | 4.8 | 4.9 |
| 粗脂肪 | 4.1 | 4.1 | 4.2 | 4.1 |
| 粗蛋白 | 27.6 | 28.0 | 27.5 | 27.7 |
| 灰分 | 2.2 | 2.1 | 2.4 | 2.2 |
| 总膳食纤维 | 58.7 | 59.2 | 58.0 | 58.6 |
| 可溶性膳食纤维 | 23.0 | 23.8 | 24.4 | 23.7 |
| 不可溶性膳食纤维 | 35.3 | 34.9 | 35.5 | 35.2 |
| β-葡聚糖 | 30.6 | 29.9 | 30.7 | 30.4 |
| 总戊聚糖 | 24.5 | 24.1 | 24.9 | 24.5 |
| 可溶性戊聚糖 | 13.6 | 13.3 | 13.5 | 13.5 |
啤酒糟中高含量的β-葡聚糖、戊聚糖和粗纤维都是影响营养吸收的有害因子。其它研究在进行生物发酵时，都没有考虑如何消除这些抗营养因子。本发明的技术在发酵时，加入了针对性的β-葡聚糖酶、戊聚糖酶和纤维素酶，能够基本消除啤酒糟中的抗营养因子。这是本发明的另一个发明点。
3、新鲜啤酒糟含水量在80％左右，通过脱水机脱水后，含水量仍然在60％左右，这一含水量的物料进行发酵，由于通气散热效果差，很容易导致发酵失败。本发明添加了部分饼粕为辅助原料，除了与啤酒糟的氨基酸互补，改善产品的氨基酸组成外，另一个作用是可以改善发酵时物料的含水量和通气散热功能，保障发酵的顺利进行。这是本发明第三个发明点。
4、发酵菌株选择上，本发明以细菌为主、酵母为辅，与现有技术使用真菌存在较大区别。这是本发明的第四个发明点。
附图说明
图1是本发明的工艺路线图。
具体实施方式
结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但本发明不受这些实施例限制。
实施例1、啤酒糟生物改性生产饲料的方法其步骤为：
1)、备料：准备原料为400公斤含水量为60％的新解啤酒糟(干啤酒糟为160公斤)，经脱水含水量为50％、即为320公斤的含水啤酒糟，辅料为棉粕；
2)、原、辅料混合与接种：a、按原料干重的30％、即48公斤加入辅料棉粕；b、按原料干重的1..5％加入枯草芽孢杆菌和酵母，加入枯草芽孢杆菌与酵母质量比为7∶2；c、按干料计每克啤酒糟原料添加高活性木聚糖酶130单位，高活性β-葡聚酶1500单位，纤维素酶80单位；d、将棉粕以及发酵菌株和酶进行预混，然后再与啤酒糟混合均匀，调整混合料含水量是添加水，混合料含水量控制在50％；
3)、发酵：发酵温度45℃；发酵周期60小时；
4)、干燥、加工：干燥至物料含水量10％，最后加工为粉状是将经干燥后的物料粉碎，再过25目的筛而成。
实施例2、啤酒糟生物改性生产饲料的方法其步骤为：
1)、备料：原料为200公斤干啤酒糟，辅料为菜粕；
2)、原、辅料混合与接种：a、按原料干重的10％、即20公斤加入辅料菜粕；b、按原料干重的0.1％加入枯草芽孢杆菌和酵母，加入枯草芽孢杆菌与酵母质量比为8∶2；c、按干料计每克啤酒糟原料添加高活性木聚糖酶100单位，高活性β-葡聚酶150单位，纤维素酶50单位；d、将菜粕以及发酵菌株和酶进行预混，然后再与啤酒糟混合均匀，调整混合料含水量是啤酒生产中排出的少量废水，主要是用含水啤酒糟的脱出水，混合料含水量控制在40％；
3)、发酵：发酵温度20℃；发酵周期72小时；
4)、干燥、加工：干燥至物料含水量为5％，最后加工为粉状是将经干燥后的物料粉碎，再过20目的筛而成。
实施例3、啤酒糟生物改性生产饲料的方法其步骤为：
1)、备料：原料为1500公斤含水量为80％的啤酒糟(干啤酒糟为300公斤)，脱水至含水量为70％、即为1000公斤的含水啤酒糟，辅料为棉粕和豆粕；
2)、原、辅料混合与接种：a、按原料干重的40％、即120公斤加入辅料棉粕和豆粕；b、按原料干重的2％加入枯草芽孢杆菌和酵母，加入枯草芽孢杆菌和酵母质量比为6∶2；c、按干料计每克啤酒糟原料添加高活性木聚糖酶150单位，高活性β-葡聚酶2000单位，纤维素酶100单位；d、将棉粕和豆粕以及发酵菌株和酶进行预混，然后再与啤酒糟混合均匀，调整混合料含水量是添加干啤酒糟或/和水，混合料含水量控制在60％；
3)、发酵：发酵温度48℃；发酵周期40小时；
4)、干燥、加工：干燥至物料含水量15％，最后加工为颗粒状。
与上述实施例不同的还有下述实施例：
1、原料为新鲜啤酒糟经脱水后含水量为50-68的含水啤酒糟，新鲜啤酒糟是糖化出锅的啤酒糟，在出锅后即进行脱水处理。
2、原料为脱水后含水量为55-65％的含水啤酒糟；原、辅料混合时，其中是按原料干重的15-35％加入辅料棉粕和菜粕。
3、按原料干重的1-1..5％加入枯草芽孢杆菌和酵母，加入枯草芽孢杆菌与酵母质量比为6-4∶2；枯草芽孢杆菌每克活菌数大于100亿，酵母活细胞数大于20亿。
4、发酵温度30-45℃，发酵周期55-65小时。
Claims (10)
1、一种啤酒糟生物改性生产饲料的方法，其特征在于，它包括下述步骤：
1)、备料：以啤酒糟为原料，饼粕为辅料；
2)、原、辅料混合与接种：a、按原料干重的10-40％加入辅料饼粕；b、按原料干重的0.1-2％加入枯草芽孢杆菌与酵母，加入枯草芽孢杆菌与酵母质量比为8-6∶2；c、按干料计每克啤酒糟原料添加高活性木聚糖酶100-150单位，高活性β-葡聚酶150-2000单位，将饼粕以及发酵菌株和酶进行预混，然后再与啤酒糟混合均匀，调整混合料含水量可以是加水或/和添加干原料或/和添加辅料，混合料含水量控制在40-60％；
3)、发酵：将混合料进行发酵，发酵温度20-48℃；发酵周期40-72小时；
4)、干燥、加工：将发酵后的物料进行干燥至含水量小于15％，然后加工成产品。
2、根据权利要求1所述的啤酒糟生物改性生产饲料的方法，其特征在于，所述的原料为啤酒糟经脱水后含水量为50-70％的含水啤酒糟；所述辅料饼粕选自棉粕、菜粕、豆粕或其组合。
3、根据权利要求1所述的啤酒糟生物改性生产饲料的方法，其特征在于，所述的原料为新鲜啤酒糟经脱水后含水量为50-68％的含水啤酒糟，新鲜啤酒糟可以是糖化出锅的啤酒糟，在出锅后即进行脱水处理。
4、根据权利要求1所述的啤酒糟生物改性生产饲料的方法，其特征在于，原料为脱水后含水量为55-65％的含水啤酒糟；原、辅料混合时，其中是按原料干重的15-35％加入辅料饼粕。
5、根据权利要求1所述的啤酒糟生物改性生产饲料的方法，其特征在于，按原料干重的1-1..5％加入枯草芽孢杆菌和酵母，加入枯草芽孢杆菌与酵母质量比为6-4∶2；枯草芽孢杆菌每克活菌数大于100亿，酵母活细胞数大于20亿。
6、根据权利要求1所述的啤酒糟生物改性生产饲料的方法，其特征在于，发酵温度30-45℃，发酵周期55-65小时。
7、根据权利要求1或2所述的啤酒糟生物改性生产饲料的方法，其特征在于，其步骤为：
1)、备料：原料为新解啤酒糟轻脱水含水量为50％的含水啤酒糟，辅料为棉粕；
2)、原、辅料混合与接种：a、按原料干重的30％加入辅料棉粕；b、按原料干重的1..5％加入枯草芽孢杆菌和酵母，加入枯草芽孢杆菌与酵母质量比为7∶2；c、按干料计每克啤酒糟原料添加高活性木聚糖酶130单位，高活性β-葡聚酶1500单位，纤维素酶80单位；d、将棉粕以及发酵菌株和酶进行预混，然后再与啤酒糟混合均匀，调整混合料含水量是添加棉粕或/和水，混合料含水量控制在50％；
3)、发酵：发酵温度45℃；发酵周期60小时；
4)、干燥、加工：干燥至物料含水量10％，最后加工为粉状。
8、根据权利要求1所述的啤酒糟生物改性生产饲料的方法，其特征在于，其步骤为：
1)、备料：原料为干啤酒糟，辅料为菜粕
2)、原、辅料混合与接种：a、按原料干重的10％加入辅料菜粕；b、按原料干重的0.1％加入枯草芽孢杆菌和酵母，加入枯草芽孢杆菌与酵母质量比为8∶2；c、按干料计每克啤酒糟原料添加高活性木聚糖酶100单位，高活性β-葡聚酶150单位，纤维素酶50单位；d、将菜粕以及发酵菌株和酶进行预混，然后再与啤酒糟混合均匀，调整混合料含水量是啤酒生产中排出的废水或/和含水啤酒糟的脱出水，混合料含水量控制在40％；
3)、发酵：发酵温度20℃；发酵周期72小时；
4)、干燥、加工：干燥至物料含水量为5％最后加工为粉状。
9、根据权利要求1所述的啤酒糟生物改性生产饲料的方法，其特征在于，其步骤为：
1)、备料：原料为将啤酒糟脱水至70％的含水啤酒糟，辅料为棉粕和豆粕；
2)、原、辅料混合与接种：a、按原料干重的40％加入辅料和豆粕；饼粕；b、按原料干重的2％加入枯草芽孢杆菌和酵母，加入枯草芽孢杆菌和酵母质量比为6∶2；c、按干料计每克啤酒糟原料添加高活性木聚糖酶150单位，高活性β-葡聚酶2000单位，纤维素酶100单位；d、将棉粕和豆粕；饼粕以及发酵菌株和酶进行预混，然后再与啤酒糟混合均匀，调整混合料含水量是添加干啤酒糟或/和水，混合料含水量控制在60％；
3)、发酵：发酵温度48℃；发酵周期40小时；
4)、干燥、加工：干燥至物料含水量15％，最后加工为颗粒状。
10、根据权利要求1所述的啤酒糟生物改性生产饲料的方法，其特征在于，所述的加工是加工成粉状，它是将经干燥后的物料粉碎，再过孔小于20目的筛。
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