專利名稱：豆粕發(fā)酵工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及植物蛋白發(fā)酵技術(shù)，特別涉及一種豆粕發(fā)酵工藝。
背景技術(shù)：
在我國，飼用動物蛋白相對缺乏，大多依賴于進口。飼用動物蛋白不僅價格較高， 而且長期采食魚粉、骨粉等動物蛋白飼料，極易引起動物傳染性疾病。并且，許多國家已經(jīng)禁止在動物飼料中添加魚粉、骨粉等動物蛋白。為此，人們開始關(guān)注可代替性的植物性蛋白。豆粕是大豆經(jīng)過提取油脂后，剩余的副產(chǎn)物，因其含有豐富的蛋白質(zhì)、必需氨基酸及多種礦物質(zhì)營養(yǎng)成分，被廣泛應(yīng)用在飼料行業(yè)。但在油脂提取加工過程中，所得的豆粕往往經(jīng)過高溫處理，造成蛋白質(zhì)變性嚴重，溶解性很差，不利于動物的消化吸收。同時，豆粕中還含有許多抗營養(yǎng)因子物質(zhì)，如胰蛋白酶抑制劑、大豆凝血素、致甲狀腺腫素、脲酶和抗維生素等熱不穩(wěn)定性的抗營養(yǎng)因子，植酸、低聚寡糖和大豆球蛋白等熱穩(wěn)定性的抗營養(yǎng)因子， 因此，未經(jīng)處理的豆粕直接被動物飼用，極易引起腹瀉和腸道過敏等問題，尤其是對腸道功能還不健全的幼小動物。這些特性極大的影響了豆粕的飼用價值。利用發(fā)酵技術(shù)，對豆粕進行處理，能夠很好的消除豆粕中熱不穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性抗營養(yǎng)因子，并能很好的降解大分子蛋白質(zhì)，提高動物對飼料的消化吸收率。目前，豆粕發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)多采用原始的坑堆發(fā)酵工藝，其發(fā)酵工藝和成品品質(zhì)存在許多不足
(1)采用水泥池進行豆粕發(fā)酵，發(fā)酵過程中物料的溫度難以控制，即使配備翻料設(shè)備， 也會由于翻轉(zhuǎn)不均勻，造成不同位置物料發(fā)酵程度不一致，發(fā)酵品質(zhì)不均勻，動物食用后營養(yǎng)成份的吸收率會降低，同時環(huán)境溫度和濕度也隨著季節(jié)的不同而變化，這一點對發(fā)酵產(chǎn)品的品質(zhì)穩(wěn)定性影響很大；
(2)發(fā)酵后的物料粘性較大，易結(jié)團或呈塊狀，采用普通的打散裝置，很難將粘性結(jié)團的物料徹底打散，這樣在后續(xù)干燥過程中，結(jié)團物料內(nèi)部水分發(fā)揮不出來，而表層物料由于過度烘干而發(fā)生焦糊化，直接影響發(fā)酵后成品的品質(zhì)，打散的程度越不徹底，這種現(xiàn)象就會越嚴重；
(3)目前的干燥設(shè)備多采用氣流式(振動流化床、脈沖流化床等)，烘干溫度較高，一般在180 200°C，烘干時間相對較長，這樣對發(fā)酵后物料中的有益微生物、熱敏物質(zhì)以及營養(yǎng)成分有著很大的破壞力；
(4)現(xiàn)有的發(fā)酵工藝中，沒有對干燥后的物料進行及時有效的冷卻，一方面造成粉碎效率低下，另一方面，造成了物料粉碎打包后，仍然會在包裝袋中發(fā)生結(jié)塊現(xiàn)象，而影響物料的品質(zhì)和貯存期限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種豆粕發(fā)酵工藝，使發(fā)酵后的物料品質(zhì)均勻，提高動物對飼料的吸收率，縮短發(fā)酵時間，并且便于貯存。針對上述目的，本發(fā)明提供一種豆粕發(fā)酵工藝，包括如下步驟 原料清理去除豆粕原料中的石、鐵等雜質(zhì)；
(2)菌液活化將枯草芽孢桿菌、乳酸乳桿菌、假絲酵母、納豆芽孢桿菌和戴氏酵母菌制劑分別活化，活化后各菌液的活菌數(shù)分別為
枯草芽孢桿菌10 12億CFU/g， 乳酸乳桿菌2. 5 3. 0億CFU/g, 假絲酵母3. 0 3. 5億CFU/g, 納豆芽孢桿菌2 3億CFU/g， 戴氏酵母2 4億CFU/g;
(3)混合接種將步驟(2)中活化后的各種菌液與酸性蛋白酶按下列質(zhì)量比混合制成復(fù)合液，其中酸性蛋白酶的酶活> 650U/g
草芽孢桿菌；34 42%， 乳酸乳桿菌16 22%， 假絲酵母16 22%， 納豆芽孢桿菌8 10%， 戴氏酵母菌按0 10%， 酸性蛋白酶7 8%，
在豆粕原料中加入豆粕原料質(zhì)量40 50%的水，再加入豆粕原料質(zhì)量6 6. 5%的上述復(fù)合液，并充分混合；
(4)發(fā)酵將混合接種好的物料輸送至發(fā)酵倉中，發(fā)酵倉的溫度控制在30 45°C之間， 在發(fā)酵過程中每隔10 16小時對發(fā)酵倉中的物料進行通氣、攪拌，使物料發(fā)酵均勻，當物料的PH值達到4. 5 5時停止發(fā)酵；
(5)低溫膨化發(fā)酵后的物料轉(zhuǎn)入膨化裝置進行膨化處理，膨化溫度85 100°C，膨化后，粘性結(jié)團的物料被均勻打散；
(6)真空干燥膨化后的物料轉(zhuǎn)入真空干燥裝置內(nèi)進行低溫真空干燥，干燥溫度為 40 55°C，真空度為0. 06 0. ImPa，干燥后物料的含水量低于13% ；
(7)冷卻干燥后的物料轉(zhuǎn)入到滾筒冷卻器內(nèi)冷卻到高于室溫0 5°C；
(8)粉碎選用不同孔徑的粉碎機篩板，將物料粉碎成不同的粒度；
(9)篩分和打包將粉碎后的物料按不同粒度分級包裝。采用上述豆粕發(fā)酵工藝，與現(xiàn)有技術(shù)相比取得如下有益效果
1.發(fā)酵過程在發(fā)酵倉中完成，它能夠很好的保證物料發(fā)酵過程中微生物生長所需的溫度、濕度等環(huán)境條件，定時加氣和攪拌保證了倉內(nèi)所有的物料被均勻徹底發(fā)酵，保證發(fā)酵品質(zhì)；同時，采用發(fā)酵倉，也方便發(fā)酵后清理倉內(nèi)物料殘留，防止交叉污染，并且從工藝布置上，發(fā)酵后的物料可以比較方便的被機械化輸送至后序工段，節(jié)省了大量的勞動力。2.發(fā)酵后物料的水份含量在45%以上，粘性很大，用普通的粉碎裝置很難將此粘性結(jié)團物料打散，而且物料還會大量粘結(jié)在粉碎裝置導(dǎo)致設(shè)備故障。發(fā)酵后的物料進行低溫膨化處理，能夠有效的將發(fā)酵后粘性結(jié)團的物料進行完全打散，使其呈均勻分布的小顆粒狀，同時利用膨化閃蒸原理，還可將物料的水分降低5% 8%，此膨化過程與現(xiàn)有技術(shù)中的高溫膨化加工不同，現(xiàn)有技術(shù)中的膨化需要在130 - 180°C進行，其目的在于一方面使物料充分熟化，另一方面使物料中的水份在出料時瞬間快速蒸發(fā)，物料迅速膨脹定型；而本發(fā)明的膨化過程是低溫膨化，沒有大量的水份蒸發(fā)，也不會使物料充分熟化定型，反而可以使物料變得松散，經(jīng)過膨化處理后，松散的物料有助于提高后序烘干設(shè)備的烘干效率，提高熱能的利用率，還可以有效避免干燥過程中物料的表層或者局部受熱不均，發(fā)生焦糊現(xiàn)象； 此外，物料含水率有所降低，能夠減輕后序烘干設(shè)備的壓力，此外，膨化溫度控制在85 100°C進行，遠遠低于正常飼料的膨化溫度(一般130 180°C)，也很好的保證了發(fā)酵后物料中的有益微生物不因高溫膨化而受損，從而保證發(fā)酵后的產(chǎn)品品質(zhì)，動物攝入上述有益的微生物后，可以與動物體內(nèi)的腸道菌群協(xié)同作用，幫助動物消化，使其生長健康、迅速。3.采用低溫真空干燥裝置對膨化后的發(fā)酵物料進行干燥處理，干燥過程中，物料溫度控制在4(T55 °C之間，此溫度遠遠低于一般常壓干燥工藝干燥溫度，較低的干燥溫度有利于保留發(fā)酵后物料中的有益微生物及各種營養(yǎng)成分而不被高溫破壞。4.干燥后的物料添加了冷卻工序，利用滾筒冷卻器將物料冷卻到溫度高于室溫 (T5°C，同時含水量低于11%。物料溫度和含水量降低后不僅有利于提高后序的粉碎效率，還能保證成品在包裝之后，不在包裝袋中發(fā)生結(jié)塊，從而保證成本飼料貯存品質(zhì)和延長貯存期限。5.本發(fā)酵工藝采用優(yōu)質(zhì)多菌種協(xié)同發(fā)酵，利用微生物豐富的酶系，將植物大分子蛋白降解為小肽，并將植物蛋白中的抗營養(yǎng)物質(zhì)如胰蛋白酶抑制因子、脲酶、血凝素、抗原蛋白等徹底分解，植物細胞壁100%破裂，蛋白質(zhì)消化率大于95%，顯著改善了適口性和消化率，并且多菌種協(xié)同發(fā)酵也有效縮短了發(fā)酵時間。該工藝可用于動物營養(yǎng)飼料的加工，特別適用于斷奶后幼小動物消化吸收。為確保物料發(fā)酵均勻，上述發(fā)酵工藝的發(fā)酵倉內(nèi)設(shè)有空氣添加裝置、物料攪拌裝置和物料輸送裝置，可以實現(xiàn)定時對發(fā)酵倉內(nèi)的物料通氣和攪拌，并方便對發(fā)酵后物料的輸送和清理。為確保物料被均勻混合接種，上述發(fā)酵工藝的混合接種步驟在混合機中進行，采用定量泵將復(fù)合液定量添加到混合機內(nèi)的物料中，充分的混合后物料的均勻度CV ^ 10%。為保證物料低溫真空干燥后的營養(yǎng)成分不被破壞，保持規(guī)定的真空度，所采用的真空干燥裝置包括真空干燥罐，真空干燥罐上連接有水環(huán)真空系統(tǒng)，所述真空干燥罐的進出料口設(shè)有電動真空蝶閥。為進一步保證物料被均勻發(fā)酵，發(fā)酵時每隔12小時通氣、攪拌一次。
具體實施例方式實施例1
本實施例按如下工藝步驟實施
(1)原料清理，豆粕原料經(jīng)過提升機提升后，依次經(jīng)過初清篩、永磁桶處理，去除豆粕原料中的石、鐵等雜質(zhì)，處理后的豆粕原料被直接輸送到原料倉；
(2)菌液活化將枯草芽孢桿菌、乳酸乳桿菌、假絲酵母、納豆芽孢桿菌和戴氏酵母菌制劑分別活化，活化后各菌液的活菌數(shù)分別為
枯草芽孢桿菌10 12億CFU/g，乳酸乳桿菌2. 5 3. 0億CFU/g， 假絲酵母3. 0 3. 5億CFU/g, 納豆芽孢桿菌2 3億CFU/g， 戴氏酵母2 4億CFU/g;
(3)混合接種從原料倉中稱取1000Kg豆粕原料，加水450 Kg投放到混合機中混合均勻，將步驟(2)中活化后的各種菌液與酸性蛋白酶按下列質(zhì)量比配成復(fù)合液枯草芽孢桿菌41%，乳酸乳桿菌21%，假絲酵母20%，納豆芽孢桿菌10%，酸性蛋白酶8%，其中酸性蛋白酶的酶活> 650U/g，用定量泵量取上述復(fù)合液6Kg添加到豆粕與水的混合物料中進行充分混合，混合后豆粕的含水量在35 50%之間，均勻度CV ^ 10% ；
(4)發(fā)酵將混合接種好的物料輸送至發(fā)酵倉中，進行恒溫恒濕發(fā)酵，發(fā)酵倉的溫度控制在30 45°C之間，在發(fā)酵過程中每隔16小時對發(fā)酵倉中的物料進行通氣、攪拌，使物料發(fā)酵均勻，當物料的PH值達到4. 8時停止發(fā)酵，總體發(fā)酵時間約為50小時；
(5)低溫膨化發(fā)酵后的物料轉(zhuǎn)入膨化裝置進行膨化處理，膨化溫度85 100°C，膨化后，粘性結(jié)團的物料被均勻打散，同時物料的水份含量降低6% 10% ；
(6 )真空干燥膨化后的物料經(jīng)輸送裝置轉(zhuǎn)入真空干燥罐內(nèi)進行低溫真空干燥，干燥溫度為40 50°C，真空度為0. 06 0. ImPa，干燥后物料的含水量低于13% ；
(7)冷卻干燥后的物料被直接輸送到滾筒冷卻器內(nèi)進行冷卻，冷卻器內(nèi)的風量及轉(zhuǎn)速可根據(jù)物料的冷卻溫度進行調(diào)節(jié)，物料溫度被冷卻至略高于室溫0 5°C，同時，冷卻后物料的水分含量低于11%;
(8)粉碎將冷卻后的物料進行粉碎，通過更換粉碎機篩板，將物料粉碎成不同的粒
度；
(9)篩分和打包將粉碎后的物料按不同粒度分級包裝。
對包裝前的飼料成品的測量結(jié)果如下
檢測結(jié)果1
檢測項目豆粕原料發(fā)酵后豆粕顏色淡黃淡黃氣味淡淡豆香味醋和酒香味粗蛋白(％)43. 552. 62賴氨酸(％)2. 673. 55蛋氨酸(％)0. 711. 34小肽(< 3000Da%)56. 7089. 21pH6. 854. 8脲酶活性(U)0. 350. 11乳酸含量(％)無0. 032
備注以上物質(zhì)含量均以干物質(zhì)計算。
實施例2
與實施例1不同之處在于復(fù)合液的復(fù)合比例為枯草芽孢桿菌38%、乳酸乳桿菌18%、假絲酵母18%、納豆芽孢桿菌9%、戴氏酵母10%和酸性蛋白酶7% ；上述復(fù)合液的用量為6. 5Kg ； 發(fā)酵中，每隔約IOh通氣并攪拌一次，發(fā)酵到pH為4. 8左右時，停止發(fā)酵，總體發(fā)酵時間約為38小時。對包裝前的飼料成品的測量結(jié)果如下 檢測結(jié)果2
權(quán)利要求
1.一種豆粕發(fā)酵工藝，其特征在于，包括下述步驟(1)原料清理去除豆粕原料中的石、鐵等雜質(zhì)；(2)菌液活化將枯草芽孢桿菌、乳酸乳桿菌、假絲酵母、納豆芽孢桿菌和戴氏酵母菌制劑分別活化，活化后各菌液的活菌數(shù)分別為枯草芽孢桿菌10 12億CFU/g， 乳酸乳桿菌2. 5 3. 0億CFU/g, 假絲酵母3. 0 3. 5億CFU/g, 納豆芽孢桿菌2 3億CFU/g， 戴氏酵母2 4億CFU/g;(3)混合接種將步驟(2)中活化后的各種菌液與酸性蛋白酶按下列質(zhì)量比混合制成復(fù)合液，其中酸性蛋白酶的酶活> 650U/g 枯草芽孢桿菌；34 42%， 乳酸乳桿菌16 22%， 假絲酵母16 22%， 納豆芽孢桿菌8 10%， 戴氏酵母菌按0 10%， 酸性蛋白酶7 8%，在豆粕原料中加入豆粕原料質(zhì)量40 50%的水，再加入豆粕原料質(zhì)量6. 0 6. 5%的上述復(fù)合液，并充分混合；(4)發(fā)酵將混合接種好的物料輸送至發(fā)酵倉中，發(fā)酵倉的溫度控制在30 45°C之間， 在發(fā)酵過程中每隔10 16小時對發(fā)酵倉中的物料進行通氣、攪拌，使物料發(fā)酵均勻，當物料的PH值達到4. 5 5. 0時停止發(fā)酵；(5)低溫膨化發(fā)酵后的物料轉(zhuǎn)入膨化裝置進行膨化處理，膨化溫度85 100°C，膨化后，粘性結(jié)團的物料被均勻打散；(6)真空干燥膨化后的物料轉(zhuǎn)入真空干燥裝置內(nèi)進行低溫真空干燥，干燥溫度為 40 55°C，真空度為0. 06 0. ImPa，干燥后物料的含水量低于13% ；(7)冷卻干燥后的物料轉(zhuǎn)入到滾筒冷卻器內(nèi)冷卻到高于室溫0 5°C；(8)粉碎選用不同孔徑的粉碎機篩板，將物料粉碎成不同的粒度；(9)篩分和打包將粉碎后的物料按不同粒度分級包裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的豆粕發(fā)酵工藝，其特征在于，所述發(fā)酵倉內(nèi)設(shè)有空氣添加裝置、物料攪拌裝置和物料輸送裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的豆粕發(fā)酵工藝，其特征在于，所述混合接種步驟在混合機中進行，采用定量泵將所述復(fù)合液定量添加到混合機內(nèi)的物料中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的豆粕發(fā)酵工藝，其特征在于，所述真空干燥裝置包括真空干燥罐，真空干燥罐上連接有水環(huán)真空系統(tǒng)，所述真空干燥罐的進出料口設(shè)有電動真空蝶閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的豆粕發(fā)酵工藝，其特征在于，發(fā)酵時每隔12小時通氣、攪拌一次。
全文摘要
本發(fā)明涉及植物蛋白發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域的一種豆粕發(fā)酵工藝，主要包括如下步驟原料清理、混合接種、發(fā)酵、膨化、干燥、冷卻、粉碎、篩分和成品打包，本發(fā)明主要特點是物料在發(fā)酵倉中進行發(fā)酵，保證物料發(fā)酵的溫度和濕度環(huán)境，并且在發(fā)酵過程中對物料定時加氣和攪拌，以保證物料被均勻發(fā)酵，同時在發(fā)酵工藝中增加了膨化、真空干燥和冷卻等后續(xù)處理，進一步保證發(fā)酵后物料的營養(yǎng)成分不受損壞，另外，發(fā)酵中采用多菌種復(fù)合菌液對物料進行發(fā)酵，通過多菌種的聯(lián)合協(xié)同作用，可以縮短發(fā)酵時間，采用本發(fā)明的工藝方法發(fā)酵后的物料品質(zhì)均勻，營養(yǎng)價值高，提高動物對飼料的吸收率，并且便于貯存。
文檔編號A23K1/14GK102283316SQ20111028661
公開日2011年12月21日 申請日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者姚正偉, 寧更哲, 張季偉, 李紅軍 申請人:江蘇牧羊集團有限公司