一種甘薯渣型發(fā)酵飼料及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明利用種植甘薯密集地區(qū)豐富的甘薯渣資源，通過產(chǎn)朊假絲酵母等菌種的發(fā)酵技術制備甘薯渣型發(fā)酵飼料。本發(fā)明針對現(xiàn)有的發(fā)酵甘薯渣的工藝進行了改良，明確了生產(chǎn)參數(shù)，減少了生產(chǎn)環(huán)節(jié)并獲得了更高飼用價值的發(fā)酵甘薯渣。
【專利說明】一種甘薯渣型發(fā)酵飼料及其生產(chǎn)方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明利用種植甘薯密集地區(qū)豐富的甘薯渣資源，通過產(chǎn)朊假絲酵母等菌種的發(fā)酵技術制備甘薯渣型發(fā)酵飼料。本發(fā)明針對現(xiàn)有的發(fā)酵甘薯渣的工藝進行了改良，明確了生產(chǎn)參數(shù)，減少了生產(chǎn)環(huán)節(jié)并獲得了更高飼用價值的發(fā)酵甘薯渣。

【背景技術】
[0002]甘薯屬旋花科，一年生或多年生蔓生草本。又名山芋、紅芋、番薯、紅薯、白薯、白芋、地瓜、紅苕等，因地區(qū)不同而有不同的名稱，是重要的蔬菜來源，塊根可作糧食、飼料和工業(yè)原料，作用廣泛。2012年，我國甘薯的種植面積約占全世界的70%，年產(chǎn)量在1400萬噸以上，占全世界總產(chǎn)量的80%，種植面積和產(chǎn)量位居世界第一，是僅次于水稻、小麥、玉米的主要糧食作物。
[0003]甘薯渣是甘薯提取淀粉過程中的副產(chǎn)品，水分含量高，不易運輸和儲存，極易受微生物污染導致腐敗變質(zhì)，通常被當作廢棄物丟棄或作為飼料加以簡單利用，造成資源的浪費和環(huán)境的污染。如何開發(fā)和利用甘薯渣資源已成為當前我國淀粉行業(yè)迫切需要解決的難題。目前，大多數(shù)廠家對薯渣的利用僅局限于直接用作飼料，僅少數(shù)廠家烘干制成干飼料，但由于烘干能耗使得飼料成本過高，生產(chǎn)難以長期維持。高纖維低蛋白的特點易導致適口性差，營養(yǎng)價值和消化利用率都很低，不能滿足家畜對營養(yǎng)的均衡需求，過多飼喂畜禽還會導致發(fā)育不良和疾病，且鮮薯渣含水量達80 %以上，如不及時處理，極易腐敗變質(zhì)，污染環(huán)境。生物技術的發(fā)展，為甘薯渣發(fā)酵生產(chǎn)單細胞蛋白飼料的深入研究和開發(fā)奠定了堅實的基礎，這種方法是現(xiàn)在利用和研究甘薯渣的熱點及趨勢。甘薯渣中蛋白含量約在3.10%?
5.26%,利用微生物對甘薯渣發(fā)酵可以生成單細胞蛋白，有效地提高蛋白含量和飼用價值。通過微生物發(fā)酵將甘薯渣中的淀粉和部分纖維素轉(zhuǎn)化為菌體蛋白，不僅可以節(jié)約糧食，還可在很大程度上緩解我國飼料蛋白不足的問題。
[0004]中國專利CN201410039421介紹了一種甘薯渣發(fā)酵飼料及其制備方法。以甘薯薯渣75?80%和小麥麩皮20?25%為原輔料，在此原輔料基礎上加入試劑:尿素0.75?1.5%、硫酸銨0.75?1.5%、磷酸二氫鉀0.5?0.7%和硫酸鎂0.4?0.6%，混合得到發(fā)酵底物?？莶菅挎邨U菌、扣囊復膜孢酵母、綠色木霉和植物乳桿菌經(jīng)擴繁得到的菌液混合成組合發(fā)酵菌種菌液，好氧發(fā)酵制備而成；發(fā)酵底物與組合發(fā)酵菌種菌液的重量比為1: 1?
1.2 ;四個菌液體積比為1?3: 1?3: 1?3: 1?3。
[0005]固態(tài)發(fā)酵是微生物在沒有或基本沒有游離水的固態(tài)基質(zhì)上的發(fā)酵方式，固態(tài)基質(zhì)中氣、液、固三相并存，即多孔性的固態(tài)基質(zhì)中含有水和水不溶性物質(zhì)。與液態(tài)發(fā)酵相比，固態(tài)發(fā)酵有以下優(yōu)點:1、水分活度低，基質(zhì)水不溶性高，微生物易生長，酶活力高，酶系豐富；
2、發(fā)酵過程粗放，不需嚴格無菌條件；3、設備構(gòu)造簡單、投資少、能耗低、易操作；4、后處理簡便、污染少，基本無廢水排放。
[0006]甘薯渣粗纖維含量較高，在甘薯渣資源豐富的地區(qū)，其處理也較為困難。通過發(fā)酵制作飼料，提高了甘薯渣的利用價值，也減少了對環(huán)境的污染，提高了經(jīng)濟效益。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]現(xiàn)有技術只提供了生產(chǎn)工藝的一個參考范圍，詳細指標不明確，產(chǎn)品品質(zhì)也有待提高。本發(fā)明旨在已有技術的基礎上，明確并優(yōu)化生產(chǎn)工藝中的發(fā)酵參數(shù)，包括發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間、pH、接種量、料水比、培養(yǎng)基成分，從而使得產(chǎn)品中蛋白和氨基酸含量進一步提聞。
[0008]在菌種的選擇上，本發(fā)明選用了山東圣琪生物有限公司生產(chǎn)的高活性干酵母，將干酵母直接添加到發(fā)酵培養(yǎng)基中，省去了現(xiàn)有技術方案中的菌種保存、擴繁環(huán)節(jié)，減少了生產(chǎn)工藝、提高了生產(chǎn)效率。
[0009]現(xiàn)有技術法案中，發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)高溫干燥，使得發(fā)酵微生物失活，降低了發(fā)酵產(chǎn)品的功效。本發(fā)明采用低溫干燥技術，保留了發(fā)酵產(chǎn)品中對動物有益的酵母菌，從而大大提高了產(chǎn)品的價值。
[0010]在本發(fā)明的一個實施方案中，涉及一種制備甘薯渣型發(fā)酵飼料的方法，其包括以下步驟:
[0011](1)將包含甘薯渣的原輔料制備為發(fā)酵培養(yǎng)基；
[0012](2)對所述發(fā)酵培養(yǎng)基進行滅菌；
[0013](3)將滅菌后的發(fā)酵培養(yǎng)基與活性干酵母混合均勻；
[0014](4)固態(tài)發(fā)酵；以及
[0015](5)干燥得到所述發(fā)酵飼料。
[0016]在本發(fā)明的一個實施方案中，步驟⑴中所述甘薯渣水分小于10%。
[0017]在本發(fā)明的一個實施方案中，步驟(1)中所述發(fā)酵培養(yǎng)基組成成分包括甘薯渣70%至90%、麩皮5%至20%、尿素1%至5%、硫酸銨1%至5%、磷酸二氫鉀0.1%至1%、硫酸鎂0.1%至1%，其中料水比1: 1至1: 3，且pH = 5至7。在本發(fā)明的一個實施方案中，甘薯渣含量可為70%、75%、80%、85%、90%，麩皮含量可為5 %、7 %、10 %、12 %、15%、15.4%、17%、20%，尿素含量可為1 %、2 %、3 %、4 %、5 %，硫酸銨含量可為1%、1.5%、2%、3%、4%、5%，磷酸二氫鉀含量可為 0.1%,0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1 %，硫酸鎂含量可為0.1%,0.3%,0.5%,0.7%、0.9%、1%。在本發(fā)明的一個實施方案中，料水比可為1: 1、1: 1.5,1: 2、1: 2.5,1: 3。在本發(fā)明的一個實施方案中，pH可為5、5.5、
6、6.5、7。在本發(fā)明的一個實施方案中，優(yōu)選地，步驟(1)中所述發(fā)酵培養(yǎng)基組成成分包括甘薯渣80 %、麩皮15.4%、尿素2 %、硫酸銨1.5%、磷酸二氫鉀0.6 %、硫酸鎂0.5%，其中料水比1: 1.5，且pH = 6。
[0018]在本發(fā)明的一個實施方案中，步驟(2)中所述滅菌在105°C至130°C下進行。在本發(fā)明的一個實施方案中，優(yōu)選地，所述發(fā)酵培養(yǎng)基在120°C下進行。在本發(fā)明的一個實施方案中，滅菌時間為10至30分鐘，優(yōu)選為15分鐘。
[0019]在本發(fā)明的一個實施方案中，步驟(4)中所述發(fā)酵在25°C至35°C下進行，優(yōu)選在28°C至32°C下進行。在本發(fā)明的一個實施方案中，發(fā)酵時間為24至48小時，優(yōu)選為36小時。
[0020]在本發(fā)明的一個實施方案中，步驟(5)中所述干燥在15°C至45°C下進行，優(yōu)選在25°C至35°C下進行。
[0021]在本發(fā)明的一個實施方案中，還包括測定所得發(fā)酵飼料之指標的步驟，所述指標包括粗蛋白、粗纖維、氨基酸、淀粉的含量。
[0022]在本發(fā)明的一個實施方案中，還涉及由以上方法制得的甘薯渣型發(fā)酵飼料。
[0023]在本發(fā)明的一個實施方案中，本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)工藝，使獲得的發(fā)酵甘薯渣產(chǎn)品蛋白含量更高，纖維素利用率更高。具體涉及到發(fā)酵工藝中的發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間、pH、接種量、料水比、培養(yǎng)基成分，包括以下幾個步驟:(1)甘薯渣干燥粉碎；(2)發(fā)酵培養(yǎng)基混料；
(3)滅菌；⑷接種；(5)固態(tài)發(fā)酵；(6)烘干；(7)指標測定。
[0024]在步驟(1)中，優(yōu)選山東圣琪生物有限公司生產(chǎn)淀粉產(chǎn)生的新鮮甘薯渣，儲存時間不超過2小時。90°C烘干至水分小于10%，粉碎后過60目篩。
[0025]在步驟(2)中，發(fā)酵培養(yǎng)基組成成分包括甘薯渣80%、麩皮15.4%、尿素2%、硫酸銨1.5%、磷酸二氫鉀0.6%、硫酸鎂0.5%。料水比1: 1.5、pH = 6。
[0026]在步驟(3)中，發(fā)酵培養(yǎng)基在120°C下滅菌15分鐘。
[0027]在步驟(4)中，選擇山東圣琪生物有限公司生產(chǎn)的活性干酵母。
[0028]在步驟(5)中，溫度控制在30°C，上下不超過2°C，發(fā)酵36小時。
[0029]在步驟￠)中，采用低溫干燥技術，使發(fā)酵產(chǎn)品中的酵母菌得以保存。
[0030]在步驟(7)中，測定發(fā)酵產(chǎn)品的指標包括:粗蛋白、粗纖維、氨基酸、淀粉的含量。
[0031]經(jīng)本發(fā)明中的技術方案優(yōu)化后，生產(chǎn)工藝各項參數(shù)得到明確，同時減少了生產(chǎn)步驟，改變了后期的生產(chǎn)工藝，因此產(chǎn)品的各項指標均得到提高，同時減少生產(chǎn)步驟，降低了成本，提高了效率，而且使得產(chǎn)品比現(xiàn)有產(chǎn)品增加了益生菌的成分，大大提高了產(chǎn)品的價值。
[0032]本發(fā)明所設計的飼料配方使用充足、廉價的甘薯渣作為原料，部分替代飼料中用量較大的麩皮原料，降低了生產(chǎn)成本。
[0033]甘薯渣在發(fā)酵過程中產(chǎn)生活性肽、氨基酸、核酸、免疫多糖等營養(yǎng)物質(zhì)和某些生長因子，對動物的免疫器官起到重要的刺激作用，可以平衡和抑制腸道有害微生物，調(diào)節(jié)和改善微生態(tài)平衡。發(fā)酵薯渣采用天然的原料經(jīng)綠色發(fā)酵而成，可以替代抗生素的使用，提高了飼料的安全性。
[0034]甘薯渣發(fā)酵過程中產(chǎn)生了大量有機酸化劑，如乳酸等，不僅可以有效抑制有害病菌，而且還可以有效激活胃蛋白酶、胰蛋白酶、腸蛋白酶和其他各種淀粉消化酶的活性，非常有利于動物免疫系統(tǒng)的完善。發(fā)酵產(chǎn)生了大量小分子活性營養(yǎng)成分，特別有利于動物的抗應激，例如前述發(fā)酵所產(chǎn)生的乳酸(特別是糞腸球菌所產(chǎn)生的L-型乳酸)、小肽、氨基酸、特殊維生素營養(yǎng)、單糖、免疫物質(zhì)等，可以快速解除動物應激，最大限度地減少應激狀態(tài)。
[0035]本發(fā)明所設計的發(fā)酵飼料在實際操作中，可以根據(jù)當?shù)卦锨闆r、養(yǎng)殖的動物品種作適當?shù)恼{(diào)整。
[0036]本發(fā)明所述的甘薯渣可以用木薯渣、馬鈴薯渣代替，根據(jù)其飼料成分和營養(yǎng)價值，對發(fā)酵原輔料和飼料原料比例進行調(diào)整。
[0037]需要指出的是，本文中只是結(jié)合各個具體實施方案對本發(fā)明的技術特征進行了描述，然而這些技術特征并不限于這些具體實施方案。除非特別指出，否則本發(fā)明還包括所有上述技術特征在各種實施方案中的任意組合。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1是制備本發(fā)明甘薯渣型發(fā)酵飼料的工藝流程圖。

【具體實施方式】
[0039]以下結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。然而這些實施例僅僅是為了解釋本發(fā)明的技術方案，它們并不能理解為限制本發(fā)明的保護范圍。
[0040]實施例:
[0041]除非特別指出，否則以下實施例按照本領域技術人員已知的常規(guī)方法進行，所用試劑使用本領域在相應分析和制備中常用級別的試劑。
[0042]在本實施例中，制備了一種甘薯渣型發(fā)酵飼料，具體制備方法如下:
[0043]1.材料選擇
[0044]本實施例中所使用的甘薯渣來自山東圣琪生物有限公司加工甘薯生產(chǎn)淀粉后產(chǎn)生的甘薯渣，儲存時間不超過2小時，90°C烘干至水分小于10%，粉碎后過60目篩。發(fā)酵菌制劑為山東圣琪生物有限公司生產(chǎn)的活性干酵母。
[0045]2.制備步驟
[0046](1)甘薯渣干燥粉碎:選擇山東圣琪生物有限公司生產(chǎn)淀粉產(chǎn)生的新鮮甘薯渣
1.2kg，儲存時間為1.5小時，90°C烘干5小時，粉碎后過60目篩，得甘薯渣粉末803g ；
[0047](2)發(fā)酵培養(yǎng)基混料:將所得甘薯渣粉末與麩皮154g、尿素20g、硫酸銨15g、磷酸二氫鉀6g、硫酸鎂5g混合,加入水1.5kg,攪拌均勻；
[0048](3)滅菌:將所得發(fā)酵培養(yǎng)基在120°C下滅菌15分鐘；
[0049](4)接種:加入山東圣琪生物有限公司生產(chǎn)的活性干酵母10g，攪拌均勻；
[0050](5)固態(tài)發(fā)酵:在30 °C進行固態(tài)發(fā)酵36小時；
[0051](6)烘干:采用常州市快達干燥設備有限公司生產(chǎn)的XSG系列旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機對發(fā)酵產(chǎn)品進行低溫干燥，得到1.15kg甘薯渣型發(fā)酵飼料。
[0052]應理解，在閱讀了本發(fā)明的上述內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種制備甘薯渣型發(fā)酵飼料的方法，其包括以下步驟: (1)將包含甘薯渣的原輔料制備為發(fā)酵培養(yǎng)基； (2)對所述發(fā)酵培養(yǎng)基進行滅菌； (3)將滅菌后的發(fā)酵培養(yǎng)基與活性干酵母混合均勻； (4)固態(tài)發(fā)酵；以及 (5)干燥得到所述發(fā)酵飼料。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中步驟(I)中所述甘薯渣水分小于10%。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中步驟(I)中所述發(fā)酵培養(yǎng)基組成成分包括甘薯渣70%至90%、麩皮5%至20%、尿素I %至5%、硫酸銨I %至5%、磷酸二氫鉀0.1%至1%、硫酸鎂0.1%至1%，其中料水比1:1至1: 3，且pH =5至7。
4.根據(jù)前述權利要求任一項中所述的方法，其中步驟(2)中所述滅菌在105°C至130°C下進行。
5.根據(jù)前述權利要求任一項中所述的方法，其中步驟(4)中所述發(fā)酵在25°C至35°C下進行，優(yōu)選在28°C至32 °C下進行。
6.根據(jù)前述權利要求任一項中所述的方法，其中步驟(5)中所述干燥在15°C至45°C下進行，優(yōu)選在25°C至35 °C下進行。
7.根據(jù)前述權利要求任一項中所述的方法，其中還包括測定所得發(fā)酵飼料之指標的步驟，所述指標包括粗蛋白、粗纖維、氨基酸、淀粉的含量。
8.根據(jù)前述權利要求任一項中所述方法制得的甘薯渣型發(fā)酵飼料。
【文檔編號】A23K1/175GK104431338SQ201410853009
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月31日 優(yōu)先權日:2014年12月31日
【發(fā)明者】劉玉奉, 張 浩, 朱昌雄, 余明華 申請人:山東圣琪生物有限公司