專利名稱：一種同步固體發(fā)酵和酶解制備發(fā)酵豆粕的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文涉及一種同步固體發(fā)酵和酶解制備發(fā)酵豆柏的新工藝，是一種利用生物技術(shù)改進(jìn)豆柏飼用價值的生產(chǎn)方法，屬于飼料生產(chǎn)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
蛋白質(zhì)原料是飼料工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，我國蛋白質(zhì)原料的緊缺和價格高漲已經(jīng)成為發(fā)展畜牧業(yè)和水產(chǎn)業(yè)的瓶頸之一。目前，隨著人們生活水平的提高和對生活質(zhì)量的重視，對肉、蛋、奶的需求日益增多，糧食和詞料生廣面臨嚴(yán)峻考驗，詞料蛋白質(zhì)資源匱乏。提聞糧食向畜牧產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化效率和飼料的利用率，拓寬飼料資源，開發(fā)非常規(guī)飼料己迫在眉睫。而緩解矛盾的重要策略就是針對現(xiàn)有蛋白源，提高其利用率，盡可能地挖掘飼料的可利用營養(yǎng)成分，從根本上解決飼料原料供應(yīng)緊張的局面。 豆柏是植物油柏飼料產(chǎn)品中產(chǎn)量最大，用途最廣的一種，在世界蛋白質(zhì)原料供應(yīng)市場上，其占有絕對優(yōu)勢。作為為一種高蛋白質(zhì)，并且含有多種氨基酸，豆柏是制作畜禽、水產(chǎn)飼料的主要原料。但是豆柏所含的蛋白質(zhì)大都是44KD以上的大分子，動物對其利用率低。若要使豆柏廣泛的應(yīng)用于飼料養(yǎng)殖業(yè)，必須將豆柏中的大分子蛋白降解為小分子肽和氨基酸，提高其利用率。此外，豆柏中含有大量的抗?fàn)I養(yǎng)因子物質(zhì)，如胰蛋白酶抑制劑、大豆抗原蛋白、尿酸、植酸、植物凝集素、NSP等，影響動物對飼料營養(yǎng)的消化吸收，導(dǎo)致動物生產(chǎn)性能低下，特別是對幼齡畜禽動物和水產(chǎn)動物，而且會影響到動物的免疫機(jī)能，給下游的養(yǎng)殖產(chǎn)品帶來食品不安全隱患。因此目前研究豆柏飼用價值提升成為業(yè)界內(nèi)的焦點。與其他提高利用率的方法相比，發(fā)酵法更方便、快捷、安全、經(jīng)濟(jì)。發(fā)酵過程中，活性微生物菌體直接參與生化代謝，作用于大分子蛋白；活性微生物菌體的生化代謝可以修飾某些功能基團(tuán)，還可以合成、分泌附加的小肽物質(zhì)；通過微生物的代謝、發(fā)酵可以合成許多復(fù)雜的初級代謝產(chǎn)物和次級代謝產(chǎn)物。但是目前發(fā)酵法提高豆柏的飼用價值尚存在許多不足，而且產(chǎn)品品質(zhì)也有待進(jìn)一步提升，因此研究高效的提升豆柏飼用價值的新工藝新方法成為高值化利用豆柏，促進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種同步固體發(fā)酵和酶解制備發(fā)酵豆柏的生產(chǎn)工藝，以解決豆柏用于飼料生產(chǎn)存在的營養(yǎng)缺陷，提升豆柏的飼用價值。本發(fā)明提供的一種同步固體發(fā)酵和酶解制備發(fā)酵豆柏的生產(chǎn)工藝，主要內(nèi)容是通過外源性添加蛋白酶和微生物分泌復(fù)合酶系的酶解作用將豆柏中大分子蛋白降解為更易于動物吸收的小分子蛋白、多肽、小肽等；同時，通過微生物發(fā)酵去除豆柏中的抗?fàn)I養(yǎng)因子物質(zhì)，提高發(fā)酵豆柏中的有機(jī)酸和微生態(tài)含量，從而提高豆柏的飼用價值。本發(fā)明提供的一種同步固體發(fā)酵和酶解制備發(fā)酵豆柏的生產(chǎn)工藝，其技術(shù)方案是豆柏酶解和微生物厭氧固態(tài)發(fā)酵同步協(xié)同作用，更好的提升豆柏的飼用價值。本發(fā)明提供的一種同步固體發(fā)酵和酶解制備發(fā)酵豆柏的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟
(I)種子制備以麩皮豆柏制備種子培養(yǎng)基，接入菌種，在30 37°C下培養(yǎng)48h。(2)發(fā)酵物料配比以豆柏質(zhì)量為參照，按照以下比例配比發(fā)酵物料
蛋白酶3% 5%
糖蜜2% 4%
乙酸O. 1% O. 5%
(3)物料混合將種子以3%的接種量與發(fā)酵原料混合，要求物料混合均勻度大于95% ；在混合過程中調(diào)整物料含水量至10% 12%。

(4)厭氧發(fā)酵采用堆積固態(tài)發(fā)酵工藝，發(fā)酵溫度控制在32°C 37°C，發(fā)酵48h 60h后結(jié)束發(fā)酵。(5)將發(fā)酵后的原料干燥粉碎，制得發(fā)酵酶解豆柏產(chǎn)品。上述的同步固體發(fā)酵和酶解法制備發(fā)酵豆柏的生產(chǎn)工藝中，其步驟(I)所述的種子培養(yǎng)基中麩皮與豆柏的比例為6:4。上述的同步固體發(fā)酵和酶解法制備發(fā)酵豆柏的生產(chǎn)工藝中，發(fā)酵物料無需滅菌。上述的同步固體發(fā)酵和酶解法制備發(fā)酵豆柏的生產(chǎn)工藝中，在步驟(4)中發(fā)酵原料溫度上升時，通入過濾冷風(fēng)控制發(fā)酵溫度。本發(fā)明采用的菌種為山東六和農(nóng)牧科技園有限公司生產(chǎn)銷售的KDl商品菌種，種子培養(yǎng)基為麩皮培養(yǎng)基。本發(fā)明采用的蛋白酶為青島康地恩生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)銷售的飼用蛋白酶。經(jīng)測定，本發(fā)明通過同步固體發(fā)酵和酶解法制備得到的發(fā)酵豆柏中中性蛋白酶彡1600U/g，酸性蛋白酶> 600U/g，纖維素酶> 450U/g，果膠酶> 3800U/g，木聚糖酶彡2000U/g, α -半乳糖苷酶彡100U/g ;粗蛋白含量彡55%,可溶性蛋白含量彡30%，抗原蛋白降解率> 85%,胰蛋白酶抑制劑降解率> 90%,尿酶活性抑制劑降解率> 90%,有機(jī)酸含量彡5%。上述指標(biāo)測定采用的檢測方法為發(fā)酵豆柏中纖維素酶、果膠酶、木聚糖酶、α -半乳糖苷酶的檢測方法為山東六和農(nóng)牧科技園有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SH002-2012 ;中性蛋白酶、酸性蛋白酶的檢測方法為輕工部標(biāo)準(zhǔn)QB/T1803;尿素酶活性檢測方法為國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T8622-88;胰蛋白酶抑制劑的檢測方法為國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 21498-2008 ;可溶性蛋白含量的檢測方法為國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1205-2006，粗蛋白含量檢測方法為國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T18868-2002，有機(jī)酸含量檢測方法為國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T22142-2008。本發(fā)明通過同步固體發(fā)酵和酶解法制備得到的發(fā)酵豆柏中富含多種消化酶，并降解了豆柏中大部分抗原蛋白和低聚糖等抗?fàn)I養(yǎng)因子，提高了粗蛋白特別是可溶性蛋白的含量，并賦予一定量的有機(jī)酸和特殊風(fēng)味，應(yīng)用到飼料中很好的解決了禽畜養(yǎng)殖中消化不良、腹瀉、肌體抗病能力弱等問題，提高了飼料利用率，降低了養(yǎng)殖成本，同時能夠避免因為疾病帶來的損耗和損失，提高蛋奶肉的品質(zhì)；同時，本發(fā)明制備的發(fā)酵豆柏應(yīng)用到水產(chǎn)飼料中，提高了飼料中豆柏的添加量，能夠部分替代魚粉等應(yīng)用，有利于減緩我國目前魚粉資源日益枯竭與因水產(chǎn)飼料業(yè)快速發(fā)展帶來的日益增加的魚粉需求之間的矛盾，促進(jìn)水產(chǎn)飼料業(yè)及水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，有利于改善養(yǎng)殖環(huán)境和生態(tài)環(huán)境。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明
實施例I:
該同步固體發(fā)酵和酶解法制備發(fā)酵豆柏工藝主要采用的設(shè)備有粉碎機(jī)、混合機(jī)、輸送帶、配料秤、種子培養(yǎng)罐、發(fā)酵罐、干燥機(jī)等以及其它配套設(shè)備。該工藝的具體步驟為
(I)種子制備以麩皮豆柏制備種子培養(yǎng)基，接入KDl商品菌種菌種，在30 37°C下培養(yǎng)48h，其中種子培養(yǎng)基中麩皮與豆柏的比例為6:4。(2)發(fā)酵物料配比以豆柏質(zhì)量為參照，按照以下比例配比發(fā)酵物料蛋白酶5% ；糖蜜4% ；乙酸O. 5% ； (3)物料混合將種子以3%的接種量與發(fā)酵原料混合，要求物料混合均勻度大于95% ；在混合過程中調(diào)整物料含水量至10% 12%。(4)厭氧發(fā)酵采用堆積固態(tài)發(fā)酵工藝，發(fā)酵溫度控制在32°C 37°C，發(fā)酵60h后結(jié)束發(fā)酵，其中如果發(fā)酵原料溫度上升時，通入過濾冷風(fēng)控制發(fā)酵溫度；
(5 )將發(fā)酵后的原料干燥粉碎，制得發(fā)酵酶解豆柏產(chǎn)品。檢測產(chǎn)品指標(biāo)中性蛋白酶彡1800U/g，酸性蛋白酶彡800U/g，纖維素酶彡650U/g，果膠酶> 4200U/g，木聚糖酶> 2600U/g, α -半乳糖苷酶> 200U/g ;粗蛋白含量> 56%,可溶性蛋白含量> 36%，抗原蛋白降解率> 95%,胰蛋白酶抑制劑降解率> 98%，尿酶活性抑制劑降解率彡98%，有機(jī)酸含量彡5%。此時，產(chǎn)品主要用于水產(chǎn)飼料。實施例2
該同步固體發(fā)酵和酶解法制備發(fā)酵豆柏工藝主要采用的設(shè)備有粉碎機(jī)、混合機(jī)、輸送帶、配料秤、種子培養(yǎng)罐、發(fā)酵罐、干燥機(jī)等以及其它配套設(shè)備。該工藝的具體步驟為
(I)種子制備以麩皮豆柏制備種子培養(yǎng)基，接入KDl商品菌種菌種，在30 37°C下培養(yǎng)48h，其中種子培養(yǎng)基中麩皮與豆柏的比例為6:4。(2)發(fā)酵物料配比以豆柏質(zhì)量為參照，按照以下比例配比發(fā)酵物料蛋白酶4% ；糖蜜3% ；乙酸O. 2% ；
(3)物料混合將種子以3%的接種量與發(fā)酵原料混合，要求物料混合均勻度大于95% ；在混合過程中調(diào)整物料含水量至10% 12%。(4)厭氧發(fā)酵采用堆積固態(tài)發(fā)酵工藝，發(fā)酵溫度控制在32°C 37°C，發(fā)酵54h后結(jié)束發(fā)酵，其中如果發(fā)酵原料溫度上升時，通入過濾冷風(fēng)控制發(fā)酵溫度；
(5 )將發(fā)酵后的原料干燥粉碎，制得發(fā)酵酶解豆柏產(chǎn)品。檢測產(chǎn)品指標(biāo)中性蛋白酶彡1700U/g，酸性蛋白酶彡700U/g，纖維素酶彡550U/g，果膠酶> 4000U/g，木聚糖酶> 2500U/g, α -半乳糖苷酶> 150U/g ;粗蛋白含量> 55%,可溶性蛋白含量> 33%，抗原蛋白降解率> 90%,胰蛋白酶抑制劑降解率> 96%，尿酶活性抑制劑降解率彡96%，有機(jī)酸含量彡5%。此時，產(chǎn)品主要用于幼齡禽畜飼料。實施例3
該同步固體發(fā)酵和酶解法制備發(fā)酵豆柏工藝主要采用的設(shè)備有粉碎機(jī)、混合機(jī)、輸送帶、配料秤、種子培養(yǎng)罐、發(fā)酵罐、干燥機(jī)等以及其它配套設(shè)備。該工藝的具體步驟為
(I)種子制備以麩皮豆柏制備種子培養(yǎng)基，接入KDl商品菌種菌種，在30 37°C下培養(yǎng)48h，其中種子培養(yǎng)基中麩皮與豆柏的比例為6:4。
(2)發(fā)酵物料配比以豆柏質(zhì)量為參照，按照以下比例配比發(fā)酵物料蛋白酶3% ；糖蜜2% ；乙酸O. 4% ；
(3)物料混合將種子以3%的接種量與發(fā)酵原料混合，要求物料混合均勻度大于95% ；在混合過程中調(diào)整物料含水量至10% 12%。(4)厭氧發(fā)酵采用堆積固態(tài)發(fā)酵工藝，發(fā)酵溫度控制在32°C 37°C，發(fā)酵48h后結(jié)束發(fā)酵，其中如果發(fā)酵原料溫度上升時，通入過濾冷風(fēng)控制發(fā)酵溫度；
(5 )將發(fā)酵后的原料干燥粉碎，制得發(fā)酵酶解豆柏產(chǎn)品。檢測產(chǎn)品指標(biāo)中性蛋白酶彡1600U/g，酸性蛋白酶彡600U/g，纖維素酶彡450U/ g，果膠酶> 3800U/g，木聚糖酶> 2000U/g, α -半乳糖苷酶> 100U/g ;粗蛋白含量> 55%,可溶性蛋白含量> 30%，抗原蛋白降解率> 85%,胰蛋白酶抑制劑降解率> 90%，尿酶活性抑制劑降解率彡90%，有機(jī)酸含量彡5%。。此時，產(chǎn)品主要用于普通禽畜飼料。
權(quán)利要求
1.一種同步固體發(fā)酵和酶解制備發(fā)酵豆柏的生產(chǎn)工藝，其特征在于通過微生物固體發(fā)酵和酶解的同步協(xié)同作用制備發(fā)酵豆柏，提高豆柏的飼用營養(yǎng)價值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用同步固體發(fā)酵和酶解制備發(fā)酵豆柏的生產(chǎn)工藝，包括以下內(nèi)容 (1)種子制備以麩皮豆柏制備種子培養(yǎng)基，接入KDl商品菌種菌種，在30 37°C下培養(yǎng)48h，其中種子培養(yǎng)基中麩皮與豆柏的比例為6:4 ; (2)發(fā)酵物料配比以豆柏質(zhì)量為參照，按照以下比例配比發(fā)酵物料蛋白酶3% 5%；糖蜜2% 4% ；乙酸O. 1% O. 5% ； (3)物料混合將種子以3%的接種量與發(fā)酵原料混合，要求物料混合均勻度大于95%；在混合過程中調(diào)整物料含水量至10% 12% ； (4)厭氧發(fā)酵采用堆積固態(tài)發(fā)酵工藝，發(fā)酵溫度控制在32°C 37°C，其中如果發(fā)酵原料溫度上升時，通入過濾冷風(fēng)控制發(fā)酵溫度，發(fā)酵48h 60h后結(jié)束發(fā)酵； (5)將發(fā)酵后的原料干燥粉碎，制得發(fā)酵酶解豆柏產(chǎn)品。
3.根據(jù)權(quán)利2所述一種同步固體發(fā)酵和酶解制備發(fā)酵豆柏的生產(chǎn)工藝，其特征在于發(fā)酵培養(yǎng)基無需滅菌，有效的保護(hù)了蛋白酶活性，提高了發(fā)酵豆柏產(chǎn)品中益生菌含量。
4.根據(jù)權(quán)利2所述一種同步固體發(fā)酵和酶解制備發(fā)酵豆柏的生產(chǎn)工藝，其特征在于產(chǎn)品可用于畜禽飼料、水產(chǎn)飼料，其中應(yīng)用于水產(chǎn)飼料可部分替代魚粉的使用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種同步固體發(fā)酵和酶解制備發(fā)酵豆粕的新工藝，該工藝主要是通過益生菌發(fā)酵和蛋白酶酶解同步作用提高豆粕的飼用價值，主要包括以下內(nèi)容過外源性添加蛋白酶和微生物分泌復(fù)合酶系的酶解作用將豆粕中大分子蛋白降解為更易于動物吸收的小分子蛋白、多肽、小肽等；同時，通過微生物發(fā)酵去除豆粕中的抗?fàn)I養(yǎng)因子物質(zhì)，提高發(fā)酵豆粕中的有機(jī)酸和微生態(tài)含量，從而提高豆粕的飼用價值。本發(fā)明制得的發(fā)酵豆粕富含多種消化酶，降解了大部分抗?fàn)I養(yǎng)因子，提高了可溶性蛋白的含量，并賦予一定量的有機(jī)酸和特殊風(fēng)味，飼用價值高，可應(yīng)用于畜禽飼料和水產(chǎn)飼料，其中用于水產(chǎn)飼料可部分替代魚粉的應(yīng)用。
文檔編號A23K1/14GK102763768SQ20121027345
公開日2012年11月7日 申請日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月3日
發(fā)明者于俊堯, 周生飛, 柳紅艷, 董書閣, 蔡冬梅, 許長國, 馬立周 申請人:山東和實集團(tuán)有限公司