一種混菌多步發(fā)酵制備麩皮蛋白飼料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種混菌多步發(fā)酵制備麩皮蛋白飼料的方法，屬于飼料加工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]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)成為制約畜牧業(yè)發(fā)展的瓶頸。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、水產(chǎn)品的需求日益增多，糧食和飼料生產(chǎn)面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)，飼料蛋白資源將日益匱乏，因此提高糧食向畜牧產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化效率和飼料的利用率，拓展飼料資源，開發(fā)非常規(guī)飼料已迫在眉睫。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，從根本上緩解飼料原料供應(yīng)緊張的局面。
[0003]以玉米秸桿、麩皮、酒糟等為代表的農(nóng)業(yè)固體廢棄物和農(nóng)產(chǎn)品加工副產(chǎn)物，資源豐富，價格低廉，是傳統(tǒng)的飼料原料，但是，這類飼料原料粗纖維含量較高，營養(yǎng)價值偏低，不適于現(xiàn)代高效畜牧業(yè)的發(fā)展。利用固體發(fā)酵過程中的微生物代謝作用，可以有效降低原料中粗纖維，提高蛋白質(zhì)等營養(yǎng)組分的含量；另一方面，由于微生物生長過程中產(chǎn)生大量的維生素、氨基酸等生物活性物質(zhì)，因此發(fā)酵飼料的營養(yǎng)價值顯著提高；也可以通過在飼料發(fā)酵過程中添加益生菌，改善動物胃腸的微生態(tài)，提高機(jī)體的免疫能力；通常的飼料固體發(fā)酵中會加入酵母菌，以增加菌體蛋白含量，同時可以使發(fā)酵飼料具有濃郁的醇香，改善飼料的適口性，增加動物采食量，提高生產(chǎn)能力。
[0004]麩皮中除了含有較多的糖類物質(zhì)外，還有較為豐富的蛋白質(zhì)，其含量在14%以上，且麩皮蛋白的營養(yǎng)價值和生理價值均優(yōu)于小麥蛋白。這是因?yàn)樗哂休^高的賴氨酸含量及人體必需的多種氨基酸。我國小麥麩皮資源豐富，全世界年加工麩皮量2?3億噸，我國年加工麩皮量2000萬噸以上，但目前國內(nèi)基本上將麩皮直接應(yīng)用于飼料工業(yè)，很少用于深加工和再利用，因此經(jīng)濟(jì)價值不高。目前有關(guān)麥麩蛋白高值化應(yīng)用于飼料工業(yè)亟需先進(jìn)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針上述問題，利用微生物發(fā)酵技術(shù)，提供一種利用復(fù)合微生物多步發(fā)酵制備營養(yǎng)價值高、適口性好的麩皮蛋白飼料，從而提高麩皮的飼用營養(yǎng)價值和飼用品質(zhì)。
[0006]本發(fā)明上述目的是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明提供一種混菌多步發(fā)酵制備麩皮蛋白飼料的方法，其特征在于具體包括以下步驟:
(1)預(yù)處理:選取無霉變的麩皮，粉碎過40目篩，調(diào)整麩皮含水量12?18%；
(2)酶解:添加麩皮質(zhì)量比的5?8%α-淀粉酶、2?3%蛋白酶、3?5%纖維素酶、2?3%木聚糖酶，混合均勻，酶解6?12h，酶解溫度控制在40?50°C ；
(3)配制固體培養(yǎng)基:向酶解后的麩皮中加入麩皮質(zhì)量比5?8%糖蜜、2?3%玉米漿、2?3%硝酸銨、I?1.5%硫酸銨、0.1?0.2%磷酸二氫鉀，調(diào)整培養(yǎng)基含水量30?40% ； (4)曲霉活化:取新鮮麩皮，用60目篩子篩去細(xì)粉，按麩皮:水=1:1.0?1.3比例加入水，拌勻至無干粉又無結(jié)團(tuán)現(xiàn)象。拌勻后，分裝入2000mL三角瓶中，每只2000mL三角瓶裝濕麩皮約100g，在0.1MPa表壓下滅菌40?60min，冷卻至35°C，每一個三角瓶中接入1-2環(huán)已活化好的斜面里氏木霉、黑曲霉sp-1孢子，培養(yǎng)基品溫控制在35±1°C.每隔12h搖瓶一次，孢子長出后停止制備孢子懸浮液；
(5)一步發(fā)酵:將里氏木霉、黑曲霉按3?5%、2?3%的比例接種到混合配料中，拌勻35?40 °C培養(yǎng)，通風(fēng)培養(yǎng)12?18h，定期攪拌；
(6)產(chǎn)朊假絲酵母、釀酒酵母活化:將產(chǎn)朊假絲酵母、釀酒酵母分別接到Y(jié)ro培養(yǎng)基中，30°C，180r/min轉(zhuǎn)速下恒溫?fù)u瓶24小時；然后以1:100比例，將種子液接到Y(jié)I3D培養(yǎng)基中，得到釀酒酵母和產(chǎn)朊假絲酵母液體種子；
(7)枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌活化:采用LB培養(yǎng)基在28?32°C條件下培養(yǎng)24h，制得液體種子；
(8)二步發(fā)酵:將產(chǎn)朊假絲酵母、釀酒酵母、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌按2?3%、3?5%、1?2%、2?3%接種比例接種至培養(yǎng)基，28°C左右通風(fēng)培養(yǎng)18?24h，定期攪拌；
(9)三步發(fā)酵:將固體乳酸菌粉按2?4%的接種比例接種至培養(yǎng)基，26?35°C厭氧培養(yǎng)16?24h ；
(10)干燥:發(fā)酵結(jié)束后低溫通風(fēng)干燥；
(11)粉碎:將干燥后的發(fā)酵麩皮粉碎即得成品。
[0007]上述步驟(3)中固體培養(yǎng)基無需滅菌。
[0008]本發(fā)明提供一種混菌多步發(fā)酵制備麩皮蛋白飼料的方法，極大的提升了麩皮的飼用營養(yǎng)價值:產(chǎn)品金黃色，有淡淡的乳酸味，適口性好，發(fā)酵麩皮中粗蛋白含量由發(fā)酵前的14.4%提升到發(fā)酵后的19.05% ;測定發(fā)酵前后麩皮中游離氨基酸含量達(dá)到最高的22.74% ；測定發(fā)酵麩皮蛋白質(zhì)組成，小肽含量由發(fā)酵前的3.56%提升到發(fā)酵后的18.29% ;發(fā)酵麩皮中乳酸含量達(dá)到8.2g/kg ;此外，發(fā)酵麩皮中含有大量的有益活菌、多種維生素、酶等營養(yǎng)成分。
[0009]本發(fā)明提供一種混菌多步發(fā)酵制備麩皮蛋白飼料的方法，按照基礎(chǔ)日糧配方(麩皮11%、玉米65%、豆柏20%、預(yù)混料4%，對照組麩皮采用普通麩皮)應(yīng)用于育肥豬生產(chǎn)，采食量增加5.8%，料重比下降了 9.1%，日均增重提高了 11.2%，且與對照組比較無需使用抗生素，取得了預(yù)料不到的技術(shù)效果。
[0010]本發(fā)明提供一種混菌多步發(fā)酵制備麩皮蛋白飼料的方法，其優(yōu)點(diǎn)在于:(I)通過麩皮復(fù)合酶解處理，將微生物不易利用的纖維素、木聚糖等降解為還原糖，還原糖含量提高為微生物的生長繁殖提供了充足的碳源；(2)黑曲霉和里氏木霉是目前已知降解纖維作用最顯著的菌株，霉菌與酵母菌混合培養(yǎng)的互惠共生關(guān)系使麩皮蛋白含量有較大提高，酵母菌不僅可以起去阻遏作用，而且對真菌的生長有正效，分析原因里氏木霉、黑曲霉等霉菌同化淀粉和纖維素的能力強(qiáng)，可將麩皮的結(jié)構(gòu)性碳水化合物降解為酵母可利用的單糖、雙糖等單糖類物質(zhì)，使酵母得以良好的生長；此外，在多菌混合發(fā)酵中，酶促作用生成的糖立即被發(fā)酵糖的微生物所利用，這樣就維持了降解物的濃度，消除了酶合成作用受到的降解物的阻遏作用，也解除了反應(yīng)終產(chǎn)物對酶的反饋抑制，縮短了發(fā)酵過程；(3)采用多菌混菌發(fā)酵，組合菌株發(fā)酵增加了發(fā)酵中的許多基因功能，通過不同代謝能力的組合，完成單個菌種難以完成的復(fù)雜代謝作用，通過微生物之間的互惠和偏利提高生產(chǎn)效率，釀酒酵母和產(chǎn)朊假絲酵母的存在促進(jìn)了霉菌的降解作用，酵母的大量繁殖增加了產(chǎn)品中的菌體蛋白，枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌提高了產(chǎn)品中益生菌含量，提高了產(chǎn)品的功效；乳酸菌產(chǎn)生乳酸等則可改善發(fā)酵麩皮的適口性。協(xié)同發(fā)酵形式對各種原料的有效轉(zhuǎn)化、蛋白飼料的品質(zhì)提高起到了重要的積極作用；(4)采用多步發(fā)酵，發(fā)酵菌株對溫度、pH、通氧等要求不同，不同的反應(yīng)控制條件，提高了菌體的生長速率，縮短了發(fā)酵時間，提升了發(fā)酵效果；(5)發(fā)酵過程中無需滅菌，避免了因滅菌過程中高溫引起的氨基酸和碳水化合物反應(yīng)從而導(dǎo)致蛋白消化率下降的問題；(6)產(chǎn)品中富含益生菌、維生素、酶及氨基酸、短肽、優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)等營養(yǎng)成分，具有促進(jìn)生長發(fā)育、提高飼料利用率、增強(qiáng)免疫力、改進(jìn)腸道微生態(tài)、防止疾病、減少環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)；(7)采用固態(tài)發(fā)酵，生產(chǎn)工藝簡單，能耗低、無環(huán)境污染、投資小、易于規(guī)模化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例1:
一種混菌多步發(fā)酵制備麩皮蛋白飼料的方法，具體制備步驟如下:
(1)預(yù)處理:選取無霉變的麩皮，粉碎過40目篩，調(diào)整麩皮含水量16%左右；
(2)酶解:添加麩皮質(zhì)量比的7%α -淀粉酶、2.5%蛋白酶、4%纖維素酶、2.5%木聚糖酶，混合均勻，酶解9h，酶解溫度控制在40?50°C ；
(3)配制固體培養(yǎng)基:向酶解后的麩皮中加入麩皮質(zhì)量比6.5%糖蜜、2.5%玉米漿、2.5%硝酸銨、1.2%硫酸銨、0.15%磷酸二氫鉀，調(diào)整培養(yǎng)基含水量30?40% ；
(4)曲霉活化:取新鮮麩皮，用60目篩子篩去細(xì)粉，按麩皮:水=1:1.2比例加入水，拌勻至無干粉又無結(jié)團(tuán)現(xiàn)象。拌勻后，分裝入2000mL三角瓶中，每只2000mL三角瓶裝濕麩皮約100g，在0.1MPa表壓下滅菌40?60min，冷卻至35°C，每一個三角瓶中接入1-2環(huán)已活化好的斜面里氏木霉、黑曲霉sp-1孢子，培養(yǎng)基品溫控制在35±1°C.每隔12h搖瓶一次，孢子長出后停止制備孢子懸浮液；
(5)一步發(fā)酵:將里氏木霉、黑曲霉按4%、2.5%的比例接種到混合配料中，拌勻35?40 °C培養(yǎng)，通風(fēng)培養(yǎng)16h，定期攪拌；
(6)產(chǎn)朊假絲酵母、釀酒酵母