專利名稱：：同步混菌發(fā)酵法對菜籽粕進行脫毒和菜籽蛋白改性的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種發(fā)酵法脫除菜籽粕中的毒性物質(zhì)，同時對菜籽蛋白進行水解改性的工藝，特別涉及一種同步混菌發(fā)酵法對菜籽粕進行脫毒和菜籽蛋白改性的工藝
背景技術(shù)：
：油菜籽是我國第一大油料作物，我國每年經(jīng)制油后所產(chǎn)生的菜籽粕高達600700萬噸。菜籽粕中含有豐富的菜籽蛋白(37—40%w/w)，其蛋白效價為33.5，比大豆蛋白還高，是一種優(yōu)良的蛋白質(zhì)。因此，菜籽粕作為我國一種價格低廉，來源充足的優(yōu)質(zhì)蛋白資源，值得大力地開發(fā)利用。但開發(fā)利用受到兩個瓶頸性問題的制約瓶頸一，菜籽粕有毒。菜籽粕中含有毒源性成分硫甙(硫代葡萄糖甙，也稱芥子甙)，其在芥子酶的作用下，會被分解為異硫氰酸酯、噁唑烷硫酮和腈類等對人畜有害的毒性化合物。瓶頸二，菜籽蛋白直接消化利用率低。菜籽粕中還混合含有植酸、單寧、芥子堿等抗營養(yǎng)因子，同時由于制油加工時不脫除皮殼而造成菜籽粕粗纖維含量較高，這些都會造成對菜籽蛋白的直接消化利用率低，適口性差等問題，嚴重影響了菜籽粕作為飼料的利用價值。因此，有效消除菜籽粕中的毒性成分和抗營養(yǎng)因子，充分高效利用菜籽蛋白，使菜籽粕成為廉價易得的優(yōu)質(zhì)蛋白新來源，將會是我國在當前和今后幾十年都迫切需要解決的重大課題。菜籽餅脫毒和菜籽蛋白的高效利用是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，僅用簡單的物理或化學(xué)方法很難達到預(yù)期的效果。如果僅用單一的微生物菌種難以解決降解菜籽粕粗蛋白和脫毒問題。利用微生物數(shù)量大、酶系復(fù)雜的特點進行菜籽餅粕的發(fā)酵，不僅可以分解硫甙及其產(chǎn)物脫毒，菜籽餅粕的其它抗營養(yǎng)因子也能被微生物分解，如植酸、單寧、纖維素等，大大地改善了菜籽餅的口感，提高了菜籽餅營養(yǎng)成分的利用率。同時，利用微生物蛋白酶系降解菜籽蛋白生成菜籽多肽，可進一步提高菜籽蛋白的營養(yǎng)價值和功能活性。因此，利用微生物對菜籽餅粕進行發(fā)酵，從而達到脫毒、消除抗營養(yǎng)因子和提高菜籽蛋白利用率的效果，被認為是今后菜籽粕高效開發(fā)利用技術(shù)的主要發(fā)展趨勢。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種同步混菌發(fā)酵法對菜籽粕進行脫毒和菜籽蛋白改性的工藝，生產(chǎn)質(zhì)優(yōu)價廉、安全營養(yǎng)的新型詞枓蛋白源。本發(fā)明采用多菌種混合發(fā)酵，可在一步發(fā)酵過程中利用微生物的復(fù)雜酶系，將硫甙及其中間產(chǎn)物徹底分解脫除的同時，將菜籽蛋白部分水解為更易吸收和更具生物活性的寡肽。本發(fā)明工藝步驟是a、菜籽粕混料滅菌預(yù)處理，按菜籽粕原料重量的百分比計加入510%的麩皮，混勻后經(jīng)12rC，20min高壓滅菌。b、在原料中加入經(jīng)滅菌的營養(yǎng)液，營養(yǎng)液的成分濃度為，硝酸鈉0.1%，磷酸氫二鉀0.1%，蔗糖2%，硫酸銨0.5%。將菜籽粕的含水量控制在60%左右。c、接種復(fù)合發(fā)酵菌株，所述發(fā)酵菌種為白地霉，酵母菌，黑曲霉，米曲霉，枯草芽胞桿菌五種菌復(fù)配混合而成，其中白地霉，酵母菌，黑曲霉本身能分泌芥子酶和有關(guān)酶系，能夠水解復(fù)雜多變的硫甙及其中間產(chǎn)物，主要作為脫毒菌株；米曲霉和枯草芽孢桿菌能產(chǎn)豐富的蛋白酶，可將蛋白質(zhì)部分水解成為更易吸收并具有一定生物活性的寡肽，主要作為菜籽蛋白改性菌種。接種量按含有菌種的培養(yǎng)基重量占菜籽粕原料重量的百分比計均為1°/。。d、多元混菌發(fā)酵，所述的發(fā)酵是固態(tài)發(fā)酵，菜籽粕在發(fā)酵容器內(nèi)堆積厚度為35cm，容器密閉。發(fā)酵溫度為30±5°C，發(fā)酵時間23天。e、成品后加工，將發(fā)酵好的菜籽粕508(TC熱風(fēng)干燥，粉碎后包裝。本發(fā)明的優(yōu)點是1、利用微生物數(shù)量大、酶系復(fù)雜的特點進行菜籽餅粕的發(fā)酵，不僅可以分解硫甙及其產(chǎn)物脫毒，菜籽餅粕的其它抗營養(yǎng)因子也能被微生物分解，如植酸、單寧、纖維素等，大大地改善了菜籽餅的口感，提高了菜籽餅營養(yǎng)成分的利用率。2、利用微生物蛋白酶系降解菜籽蛋白生成菜籽多肽，可進一步提高菜籽蛋白的營養(yǎng)價值和功能活性。3、微生物利用自身代謝作用，可以在發(fā)酵豆粕過程中產(chǎn)生香味物質(zhì)或香味的前體物質(zhì)，^為飼料具有顯著的誘食性。具體實施方施操作步驟如下1、準備菜籽粕原料菜籽粕原料來源于糧、油食品加工企業(yè)，在工業(yè)生產(chǎn)中，盡可能對不同批次原料的營養(yǎng)成分和毒性物質(zhì)進行抽査測定，以便選擇合理經(jīng)濟的工藝參數(shù)，如硫甙含量高的原料發(fā)酵時間應(yīng)相應(yīng)延長。菜籽粕混料滅菌預(yù)處理，按菜籽粕原料重量的百分比計加入510%的麩皮，混勻后經(jīng)12rC，20min高壓滅菌。2、在原料中加入經(jīng)滅菌的營養(yǎng)液，營養(yǎng)液的成分濃度為，硝酸鈉0.1%，磷酸氫二鉀O.1%，蔗糖2%，硫酸銨0.5%。營養(yǎng)液與原料混合均勻，原料置于發(fā)酵池中，將菜籽粕的含水量控制在60%左右。3、接種復(fù)合發(fā)酵菌株，所述發(fā)酵菌種為白地霉，酵母菌，黑曲霉，米曲霉，枯草芽胞桿菌五種菌復(fù)配混合而成，其中白地霉，酵母菌，黑曲霉本身能分泌芥子酶和有關(guān)酶系，能夠水解復(fù)雜多變的硫甙及其中間產(chǎn)物，主要作為脫毒菌株；米曲霉和枯草芽孢桿菌能產(chǎn)豐富的蛋白酶，可將蛋白質(zhì)部分水解成為更易吸收并具有一定生物活性的寡肽，主要作為菜籽蛋白改性菌種。在接入發(fā)酵菌種前，各菌種分別進行擴大培養(yǎng)。其中白地霉，酵母菌，黑曲霉，米曲霉的培養(yǎng)基為察氏(Czapek)培養(yǎng)基，培養(yǎng)條件為28—30°C，4854h;枯草芽孢桿菌的培養(yǎng)基為牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，培養(yǎng)條件為32—35'C，2436h。接種量按含有菌種的培養(yǎng)基重量占菜籽粕原料重量的百分比計均為1%。多元混菌發(fā)酵，所述的發(fā)酵是固態(tài)發(fā)酵，菜籽粕在發(fā)酵容器內(nèi)堆積厚度為35cm，容器密閉。發(fā)酵溫度為30±5°C，發(fā)酵時間23天。不通風(fēng)發(fā)酵時，發(fā)酵全^:程溫度自然升降，發(fā)酵時間適當長些，當環(huán)境溫度過高或過低時，因采取通風(fēng)降溫、翻壟或升溫保溫等相應(yīng)措施。1、成品后加工，其工藝包括烘干-粉碎-檢驗-包裝；產(chǎn)品可以是粉狀物，也可以制粒。本發(fā)明產(chǎn)品利用對人類和動物無致病作用的微生物對菜籽粕進行發(fā)酵處理。發(fā)酵后，經(jīng)烘干粉碎即可得到產(chǎn)品，整個工藝過程為全進(原料)全出(產(chǎn)品)式，是零排放、全轉(zhuǎn)化的清潔生產(chǎn)，不存在"三廢"排放和環(huán)保問題本發(fā)明所用菌種具體描述如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>按本發(fā)明工藝所獲得的產(chǎn)品是一種新型飼料蛋白源一脫毒改性菜籽粕，其去除了菜籽粕中原有的毒性成分和抗營養(yǎng)因子，并將菜籽蛋白水解成更具營養(yǎng)價值和生物活性的寡肽。其產(chǎn)品質(zhì)量指標如下外觀棕黃色粉末；氣味酒曲香味；粗蛋白含量52±2%;粗纖維含量8±1%;水分10±1%;灰分6±0.5%;硫武總量<lumol/g;蛋白氮中酸溶性多肽氮所占比例65±5%營養(yǎng)實驗1、目的驗證不同比例的本發(fā)明產(chǎn)品替代豆粕后，對雛雞的生長性能是否有影響，以及替代豆粕的可能性和合適比例。2、材料與方法2.1試驗動物與分組設(shè)計試驗選用224羽平均體重為37.5±0.33kg的l日齡健康愛撥益加(ArborAcres,AA)肉雛雞，按完全隨機區(qū)組設(shè)計分為4個處理，每個處理4重復(fù)，每個重復(fù)14羽雞。公母混養(yǎng)。2.2發(fā)酵菜粕。由實驗一的方法制備的發(fā)酵菜粕。2.3試驗日糧試驗日糧參照NRC(1998)推薦的營養(yǎng)標準配制。以玉米-豆粕(菜粕)日糧為基礎(chǔ)。處理I:玉米-豆粕日糧組(對照組)；處理II:在對照組日糧基礎(chǔ)上用5%的發(fā)酵菜粕代替部分豆粕；處理III:在對照組日糧基礎(chǔ)上用10%的發(fā)酵菜粕代替部分豆粕；處理IV:在對照組日糧基礎(chǔ)上用15%的發(fā)酵菜粕代替部分豆粕。各試驗組日糧配方見表l(前期)和表2(后期)。表l肉雞前期Starter(d1-21)試驗日糧組成及營養(yǎng)水平(飼喂基礎(chǔ))<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>'氯化膽堿單獨添加，添加量為0.5g/kg。2為每千克日糧提供維生素A,19，00QIU;維生素D"5，2001仏維生素E,38IU;維生素B①0.022mg;維生素B6，5.6mg;維生素K"3,8mg;核黃素，11.4mg;維生素B,，2。8mg;D-泛酸，22.8mg;煙酸，38mg;生物素，0.15mg;葉酸，0.56mg;錳，140mg;鐵，162mg;銅，20mg;碘，1.2mg;鋅，140mg;硒，0.6mg。表2肉雞后期(d22—42)試驗日糧組成及營養(yǎng)水平(飼喂基礎(chǔ))<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>'氯化膽堿單獨添加，添加量為0,5g/kg。2為每千克日糧提供維生素A，19，000HJ;維生素D"5，200IU;維生素E,38HI;維生素Bu，0.022mg;維生素186，5.6mg;維生素K3，3。8mg;核黃素，11.4mg;維生素B,，2.8mg;D-泛酸，22.8mg;煙酸，38mg;生物素，0.15mg;葉酸，0。56mg;錳，140mg;鐵，162mg;銅，20nig;碘,1.2mg;鋅，140mg;硒,0。6mg。權(quán)利要求1、一種同步混菌發(fā)酵法對菜籽粕進行脫毒和菜籽蛋白改性的工藝，其特征是工藝步驟為a、菜籽粕混料滅菌預(yù)處理，按菜籽粕原料重量的百分比計加入5～10％的麩皮，混勻后經(jīng)121℃，20min高壓滅菌；b、在原料中加入經(jīng)滅菌的營養(yǎng)液，營養(yǎng)液的成分濃度為，硝酸鈉0.1％，磷酸氫二鉀0.1％，蔗糖2％，硫酸銨0.5％，將菜籽粕的含水量控制在60％左右；c、接種復(fù)合發(fā)酵菌株，所述發(fā)酵菌種為白地霉，酵母菌，黑曲霉，米曲霉，枯草芽胞桿菌五種菌復(fù)配混合而成，接種量按含有菌種的培養(yǎng)基重量占菜籽粕原料重量的百分比計均為1％；d、多元混菌發(fā)酵，所述的發(fā)酵是固態(tài)發(fā)酵，菜籽粕在發(fā)酵容器內(nèi)堆積厚度為3～5cm，容器密閉，發(fā)酵溫度為30±5℃，發(fā)酵時間2～3天；e、成品后加工，將發(fā)酵好的菜籽粕50～80℃熱風(fēng)干燥，粉碎后包裝。全文摘要一種同步混菌發(fā)酵法對菜籽粕進行脫毒和菜籽蛋白改性的工藝，其工藝步驟包括a.菜籽粕原料預(yù)處理；b.在原料中加入營養(yǎng)液；c.接入混合菌種；d.多元混菌發(fā)酵；e.成品后加工。本發(fā)明得到的產(chǎn)品為改性菜籽粕，其原有的硫甙等毒性成分被完全脫除，其菜籽蛋白被水解成具有生物活性更易吸收的寡肽類，是一種質(zhì)優(yōu)價廉、營養(yǎng)安全，能替代豆粕、魚粉等的新型飼料蛋白源。整個工藝過程為零排放、全轉(zhuǎn)化的清潔生產(chǎn)。文檔編號A23K1/14GK101297677SQ200810106919公開日2008年11月5日申請日期2008年6月16日優(yōu)先權(quán)日2008年6月16日發(fā)明者勃余,豫陸申請人:南昌大學(xué)