羽毛製品及其加工工藝和用途的製作方法

2024-02-19 05:32:15

專利名稱：：羽毛製品及其加工工藝和用途的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種羽毛製品，尤其是一種通過復配、酶解、發酵等方法加工的羽毛製品及其加工工藝。
背景技術：
：現代養殖業相當發達，因而也伴生出大量廢物需要處理，其中有一部分是動物的羽毛和毛髮。雖然天然狀態的毛髮羽毛不能直接被動物消化，但經過加工處理可以製得羽毛粉，已被作為一種動物性蛋白質飼料應用到動物飼料中。，羽毛粉是由毛髮、羽毛及抽絨剩下的羽毛梗經加工而成。羽毛粉蛋白質含量一般在80%-86%，含硫胺基酸中的胱氨酸的含量為2.93%,居所有天然飼料之首，纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸的含量分別約為7.23%、6.78%、4.2％，高於其他動物性蛋白質，但賴氨酸、蛋氨酸和色氨酸的含量相對缺乏。蛋白中85%~90%是角蛋白質，為e—螺旋結構，其側鏈間的交鏈加固了這種結構，屬於硬蛋白質類，其結構中肽與肽之間由雙硫鍵(-S-S-)和硫氫鍵相連，具有很大的穩定性，畜、禽體內酶基本無法分解，因此不經處理的羽毛粉消化率低(30%-32%)。目前，已有數種方法被用來打開角蛋白分子鏈間的氫鍵，如用蒸汽和一定的壓力來水解羽毛以增加其可利用性，以及用強酸強鹼進行處理，但成效有限。專利號為02156489.2名稱為《一種羽毛粉的加工處理方法》的中國發明專利，公開了一種利用氧化還原法打開羽毛粉中角質蛋白質分子鏈間氫鍵的羽毛粉加工處理方法，其用弱鹼性和弱酸性鹽作為氧化還原劑，酵母菌作為催化劑，與羽毛粉中角質蛋白分子鏈間的二硫鍵上的氫和硫發生氧化還原置換反應，使二硫鍵得到破解，然後再通過膨化機械加工處理羽毛粉。這樣做有一定作用，但並不能很好的解決羽毛粉蛋白質品質差、胺基酸不平衡和利用率低等問題，通常還存在異味，影響適口性。同時，加工過程中引入了酸鹼等化工原料，胃產生傷害，也會對環境造成新的汙染。因此，採用何種方法如何處理羽毛,提高羽毛蛋白質利用率，改善其適口性，廣為關注的一個問題。殘留在產品中的酸鹼會對動物的以便改善羽毛品質、去除惡臭，降低飼料生產成本，便成為人們
發明內容本發明所要解決的技術問題是提供一種羽毛加工工藝及其製品，以提高羽毛的胃蛋白酶消化率，調節其胺基酸平衡，提高羽毛中蛋白質的品質與利用率，改善適口性，降低飼料生產成本。為解決上述技術問題，本發明的羽毛製品加工工藝，其採取的技術方案是用活化的H菌發酵鮮血羽毛，經酶解、水解處理，再與複合微生物厭氧發酵，製得成品。上述羽毛製品加工工藝，其特徵在於所述鮮血羽毛，是適當比例的鮮血與羽毛的混合物或者帶有鮮血的羽毛。所述羽毛製品加工工藝，其包括下列步驟a、H菌活化將麩皮、水解羽毛粉和H菌按比例混勻，加水至含水量45%，好氧發酵2天。b、H菌發酵把上一步驟所得原料均勻加入1500倍H菌重量的鮮血羽毛中，堆置3天進行菌解。c、將上述菌解好的羽毛，輸送到水解罐中；投料約一半後加還原劑，再加複合酶原酶，還原劑、複合酶原酶與步驟a中H菌的重量相同；先在40-45。C溫度下酶解40分鐘，然後在15-25分鐘內升溫至125。C，2.5個大氣壓保持20分鐘後，迅速降壓；保溫10(TC烘乾，水分在40%左右時出料。d、出料後，待溫度降到50。C以下，加入0.5%重量份的複合微生物，混合均勻並調節水分至45%左右；在20-3(TC溫度下厭氧發酵4-7天，然後晾乾或烘乾。上述羽毛製品加工工藝，其a步驟中麩皮、水解羽毛粉和H菌的重量比為20:10:1。上述羽毛製品加工工藝，其b步驟中所述鮮血羽毛，其鮮血與羽毛的重量相同。上述的羽毛製品加工工藝，也可以用於對純羽毛進行加工，即用純羽毛代替鮮血羽毛作原料，其餘用料及生產工藝均相同。一種羽毛製品，用上述工藝方法製得。將上述羽毛製品應用於製造動物飼料。將上述羽毛製品用來飼餵南美白對蟲下。將上述羽毛製品用來飼餵鯉。本發明採用酶解、發酵的方法處理羽毛，並將鮮羽毛和鮮血合理配伍，除蛋氨酸外其餘必需胺基酸均可獲得營養互補，其能夠改善羽毛粉品質，去除羽毛粉的惡臭，改善適口性，試驗結果表明本發明所述加工工藝及應用該工藝生產的羽毛製品，可以提高羽毛的胃蛋白酶消化率，調節胺基酸平衡，提高羽毛中蛋白質的品質與利用率，提高經濟效益，降低飼料生產成本。採用本發明的加工工藝處理得到的產品，可以廣泛應用於各種動物飼料中，尤其是用來飼餵南美白對蝦和鯉，具有良好的社會效益和經濟效益。本發明所使用的設備均為本行業慣常使用的設備。本發明所涉及原料的來源1、羽毛，鮮血，水解羽毛粉，鮮血羽毛，均由山東平邑羽毛粉廠提供，市售。2、麩皮，H菌(2xl0'。株/克)，複合酶原酶(木聚糖酶》100000U/g,酸性蛋白酶》4000U/g)，還原劑(焦亞硫酸鈉)，複合微生物(商品名綠源生)，均由六和農牧科技園提供，市售。本發明所述加工工藝簡述用活化的H菌先發酵羽毛或鮮血羽毛，經酶解，水解，再與複合微生物厭氧發酵。加工流程可表述為菌種活化一羽毛菌解一加鮮血混合酶解一蒸煮一水解一酶解一晾曬一厭氧發酵一晾曬一烘乾一過篩一檢驗一合格一包裝一成品。本發明涉及的檢驗或測定方法1、消化率測定參照GB/T17811-1999胃蛋白酶法測定。2、胺基酸組分測定由中國農業大學飼料分析中心測定。3、羽毛製品對南美白對蝦生長性能的影響用5%的發酵鮮血羽毛粉替代等量的血球蛋白粉和水解羽毛粉的復混粉(重量份為2:3)詞餵南美白對蝦，試驗共進行39天。下面結合附圖與實施例對本發明進一步詳細說明。圖1為不同處理方法對羽毛消化率的影響；圖2為不同處理方法對羽毛粉蛋氨酸和賴氨酸含量的影響。具體實施方式實施例11、用40kg麩皮，20kg水解羽毛粉加2kgH菌(2xl(T株/克)混勻，加水至含水量45%，好氧發酵2天，活化H菌。2、把上述活化好的H菌均勻加入1500kg羽毛和1500kg鮮血中，罐外堆置3天進行菌解。3、將上述菌解好的羽毛，輸送到水解罐中；投料約一半後加還原劑2kg，再加複合酶原酶2kg;先在4(TC溫度下酶解40分鐘，然後用25分鐘時間升溫至125。C，2.5個大氣壓保持20分鐘，然後迅速降壓；保溫IOO。C烘乾2小時出料，此時水分在40%左右。4、出料後，待溫度降到5(TC以下，加入O.5%複合微生物綠源生混合均勻並調節水分至45%左右，3(TC溫度下厭氧發酵4天，然後晾乾或烘乾。實施例21、用20kg麩皮，10kg水解羽毛粉加lkgH菌混勻，加水至含水量45%，好氧發酵2天，活化H菌。2、把活化好的H菌均勻加入750kg羽毛和750kg鮮血中，罐外堆置3天進行菌解。3、將菌解好的羽毛，輸送到水解罐中；投料約一半後加還原劑lkg，再加複合酶原酶lkg;先在43X:溫度下酶解40分鐘，然後在20分鐘左右升溫至125r，2.5個大氣壓保持20分鐘，然後迅速降壓；保溫IO(TC烘乾2小時出料，此時水分在40%左右。4、出料後，待溫度降到5(TC以下，加入0.5%複合微生物綠源生混合均勻並調節水分至45%左右，25'C溫度下厭氧發酵5天，然後晾乾或烘乾。實施例31、用40kg麩皮，20kg水解羽毛粉加2kgH菌(2xlO'M乙/g)混勻，加水至含水量45%，好氧發酵2天，活化H菌。2、把上述活化好的H菌均勻加入1500kg羽毛和1500kg鮮血中，罐外堆置3天進行菌解。3、將上述菌解好的羽毛，輸送到水解罐中；投料約一半後加還原劑2kg，再加複合酶原酶2kg;先在45。C溫度下酶解40分鐘，然後用15分鐘升溫至125X:，2.5個大氣壓保持20分鐘，然後迅速降壓；保溫100。C烘乾2小時出料，此時水分在40%左右。4、出料後，待溫度降到5(TC以下，加入0.5%複合微生物綠源生混合均勻並調節水分至45%左右，2CTC溫度下厭氧發酵7天，然後晾乾或烘乾。實施例41、用20kg麩皮，10kg水解羽毛粉加lkgH菌混勻，加水至含水量45%，好氧發酵2天，活化H菌。2、把活化好的H菌均勻加入1500kg羽毛中，罐外堆置3天進行菌解。3、將菌解好的羽毛，輸送到水解罐中；投料約一半後加還原劑lkg，再加複合酶原酶lkg;先在43'C溫度下酶解40分鐘，然後在20分鐘左右升溫至125"C，2.5個大氣壓保持20分鐘，然後迅速降壓；保溫10(TC烘乾2小時出料，此時水分在40%左右。4、出料後，待溫度降到50'C以下，加入0.5%複合微生物綠源生混合均勻並調節水分至45%左右，25'C溫度下厭氧發酵5天，然後晾乾或烘乾。羽毛製品養分測定結果本發明羽毛製品成品養分測定結果見下表。乾物質粗蛋白(％)水解羽毛8880本發明羽毛製品89.581.01表1羽毛製品與水解羽毛養分對照表胃蛋白酶消化率本發明的加工工藝對羽毛製品消化率的影響見下列圖表。處理胃蛋白酶消化率(％)未經任何處理的羽毛粉和血齡52.92物水解羽毛57.2本發明羽毛製品72.75表2不同處理方法對羽毛粉消化率的影響圖1中，處理l，是指未經任何處理的羽毛粉和血粉混合物；處理2，是指水解羽毛；處理3，是指本發明的羽毛製品。由表2和圖1可知與未經任何處理的羽毛粉組進行對照，水解羽毛組和本發明的羽毛製品組的消化率分別提高了8.09%、37.47%,本發明的羽毛製品組的消化率與水解羽毛粉組相比提高了27.19%，可見經過本發明的工藝方法處理得到的羽毛製品效果最好。也就是說，經過處理的羽毛胃蛋白酶體外消化率明顯優於未經處理的羽毛粉，而且本發明的羽毛製品消化率比水解的羽毛消化率高，這主要是因為羽毛或鮮血羽毛經過菌解、水解、酶解、發酵後游離胺基酸和短肽增多，從而有利於羽毛粉的消化。組成氨基黢含量本發明加工工藝對羽毛製品組成胺基酸含量的影響見表3和圖2。tableseeoriginaldocumentpage8蘇氨酸3.583，563.45f絲氨酸6.卯7.246.72穀氨酸8.658.838.28s氨函5.805.285.654.566.564.25丙氨酸3.843.563.79胱氨酸一3234.2.901纈氨酸5.435.745.01蛋氨酸0.830.460.62異亮氨3.464.403.29酸亮氨函6.937.456.86酪氨酸2.292.532.10苯丙氨3.853.943.75酸'賴氨酸3.021.722.72組氨酸1.630.651.48精氨酸5.003.574.80色氨酸///合計74.3175.6270.88表3為不同處理方法對羽毛組成胺基酸含量的影響的對照表表3和圖2中，處理1，指未經任何處理的羽毛粉和血粉混合物；處理2，指水解羽毛；處理3，指本發明的羽毛製品。如表3和圖2所示鮮羽毛和鮮血合理配伍，可改善胺基酸結構，提高蛋氨酸和賴氨酸含量，調節胺基酸平衡，處理1和處理3的胺基酸組成明顯優於處理2組。其中本發明的鮮血羽毛製品組蛋氨酸和賴氨酸含量與水解羽毛組相比，分別提高了34.78%和58.13%。在生產中水解羽毛粉常因蛋白質生物學價值低，適口性差，胺基酸組成不平衡，而被限量利用。在水解羽毛粉的胺基酸含量方面，賴氨酸、蛋氨酸、色氨酸、組氨酸明顯低於鯡魚粉，但胱氨酸、精氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、甘氨酸、酪氨酸均高於鯡魚粉。上面的圖表可以說明羽毛粉和血粉合理配伍，除蛋氨酸外其餘必需胺基酸均可獲得營養互補，若補加蛋氨酸即可達到更好的詞餵效果。在單胃動物飼料中羽毛製品的添加量不應過高，控制在5%7%比較合適。研究表明蛋、肉雞日糧中羽毛製品的添加量以4%為宜；生長豬日糧中，以3%5%為宜；魚飼料中推薦量一般以3%10%較好；奶牛用量應控制在5%以下。本發明的羽毛製品，經過水解、酶解、發酵等加工工藝，明顯改善了蛋氨酸和賴氨酸等必需胺基酸的含量，這對於提高胺基酸的利用率有重要的意義。尤其是本發明的鮮血羽毛製品，胺基酸結構得到平衡，可改善羽毛製品的品質。從數據結果分析可以看出，本發明的羽毛製品比水解羽毛粉品質好，具有很好的應用前景。實施例5鮮血羽毛製品用於飼餵南美白對蝦tableseeoriginaldocumentpage10表4飼餵南美白對蝦效果對照表用本發明鮮血羽毛製品完全替代等量的組成比例2:3的血球蛋白粉和水解羽毛粉組合物，在基礎飼料中按5%添加，飼餵南美白對蟲下進行對照試驗，試驗共進行39天。其中，試驗組平均增重率為1030.0%，對照組為1050.8%。初重(g)終重(g)日增重(g)對照組0.05750.6584890.01541±0.000680539試驗組0.05750.6402960.014943±0.001269092表5羽毛製品對南美白對蝦日增重的影響由表5可以看出，對照組和試驗組日增重差異不顯著，說明本發明的羽毛製品與組成比例2:3的血球蛋白粉和水解羽毛粉組合物具有相同的增重效果，可以替代添加，從而節省成本，提高養殖效益。血球蛋白粉，按5000元/噸，羽毛粉2300元/噸，2:3添加，成本是3380元/噸，本發明的羽毛製品其生產成本在2500元左右，利潤空間比較大。實施例6鮮血羽毛製品代替魚粉詞養鯉在鯉的基礎飼料中添加不同比例的鮮血羽毛製品取代相應量魚粉，製成直徑4mm的顆粒。與魚粉的比例分別是0%:100%(對照，第5組)，25%:75%(第4組)，50%:50%(第3組)，75%:25%(第2組)，100%:0%(第l組)。每個梯度設三個平行組。1、鯉攝食含不同數量鮮血羽毛製品時的生長和飼料利用率在第一階段，鯉攝食不同飼料時生長速度差異不顯著(P>0.05)，SGR變化在1.04%-1.43%，見表6。對照組魚詞料係數反而高於試驗組的魚(實驗前期魚搶食能力弱)。第二階段，對照組魚和攝食含100.0%、75.0%和50.0%魚粉，即添加0.0%、25.0%和50.0%鮮血羽毛製品的魚，SGR顯著高於(P<0.05)攝食添加75.0%和100.0%鮮血羽毛製品的魚，飼料係數顯著低於(P<0.05)攝食添加75.0%和100.0%鮮血羽毛製品的魚，表明鮮血羽毛製品的添加量不能高於50%，見表7和表8。表中標有不同數字的同一行的平均值間差異顯著(屍<0.05)，注n=20.，即每組20尾魚進行對比。tableseeoriginaldocumentpage11表6鯉攝食不同飼料時第一階段(7月21日一8月20日)的生長速tableseeoriginaldocumentpage12平尾」時每^每重始每s-束均^均增起均重一結平尾平尾；g組魚(P<0.05)見表9。鯉攝食含100%魚粉的詞料時，澱粉酶的活性顯著高於攝食添加鮮血羽毛製品飼料的魚(屍0.05)。攝食添加鮮血羽毛製品飼料的魚的蛋白酶活性均隨著鮮血羽毛製品添加量的增加而升高。鯉攝食鮮血羽毛製品添加量達75.0%和100%的飼料時，腸道中蛋白酶的活性顯著低於添加0%、25%和50%鮮血羽毛製品詞料的魚(/><0.05)。總之，攝食添加鮮血羽毛製品飼料的魚腸道中脂肪酶和澱粉酶活性較低，蛋白酶活性較高。tableseeoriginaldocumentpage13表9鯉攝食含不同數量鮮血羽毛製品飼料時腸道消化酶的活性3、鮮血羽毛製品對鯉血液中免疫指標的影響鯉血液中Y球蛋白含量和SOD的活性隨飼料中魚粉含量的增加而增加(4、5組除外)，但飼料中添加魚粉組的魚之間差異不顯著(屍>0.05)，而顯著高於未添加魚粉組的魚(P0.05)，見表IO。表IO鯉攝食含不同數量鮮血羽毛製品飼料時血液中的免疫指標tableseeoriginaldocumentpage134、鮮血羽毛製品對鯉肌肉常規營養成分的影響鯉攝食不含鮮血羽毛製品的詞料時，肌肉中的水分含量顯著高於攝食含鮮血羽毛製品的飼料時(屍<0.05)，見表ll;添加鮮血羽毛製品飼料組中，鯉肌肉中的水分含量差異不顯著(P〉0.05)。3、4、5組魚肌肉中的粗蛋白含量顯著高於鮮血羽毛製品含量高的1、2組魚(戶0.05)。表11鯉攝食含不同數量鮮血羽毛製品飼料時肌肉的化學成分(％)tableseeoriginaldocumentpage14鯉攝食不同飼料時從生長速度，詞料係數，SGR來看，添加5%的鮮血羽毛製品效果最好，從鯉腸道脂肪酶，澱粉酶，蛋白酶的活性檢測來看，攝食添加鮮血羽毛製品詞料的魚腸道中脂肪酶和澱粉酶活性較低，蛋白酶活性較高。通過鯉血液中Y球蛋白含量和SOD的活性的檢測，溶菌酶活性隨詞料中魚粉含量的增加而降低，但是差異不顯著，即添加鮮血羽毛製品不會影響免疫力。鯉攝食不含鮮血羽毛製品的飼料時，肌肉中的水分含量顯著高於攝食含鮮血羽毛製品的詞料；添加鮮血羽毛製品飼料時，鯉肌肉中的水分含量明顯降低，添加鮮血羽毛製品對生長沒有顯著影響，但鮮血羽毛製品含量高時，肌肉中蛋白含量可能會降低；添加鮮血羽毛製品對魚肌肉中粗脂肪和粗灰分影響不大。用本發明的鮮血羽毛製品替代50%的魚粉添加到水產飼料中，能明顯促進魚的生長速度，降低飼料係數，降低生產成本。綜合以上實施例可以看出，本發明的羽毛製品，經過酶解、發酵和水解等工藝處理後，無論從檢測指標還是養殖實驗結果來看，完全可以作為一種高蛋白原料以適當比例添加到飼料中，降低生產成本，提高羽毛中蛋白質的利用率。權利要求1、一種羽毛製品加工工藝，其特徵在於用活化的H菌發酵鮮血羽毛，經酶解，水解處理，再與複合微生物厭氧發酵，製得成品。2、根據權利要求1所述的羽毛粉加工工藝，其特徵在於所述鮮血羽毛，是適當比例的鮮血與羽毛的混合物或者帶有鮮血的羽毛。3、根據權利要求2所述的羽毛粉加工工藝，其包括下列步驟a、H菌活化將麩皮、水解羽毛粉和H菌按比例混勻，加水至含水量45%，好氧發酵2天；b、H菌發酵把上一步驟所得原料均勻加入1500倍H菌重量的鮮血羽毛中，堆置3天進行菌解；C、將上述菌解好的羽毛，輸送到水解罐中；投料約一半後加還原劑，再加複合酶原酶，還原劑、複合酶原酶與步驟a中H菌的重量相同；先在40-45'C溫度下酶解40分鐘，然後在15-25分鐘內升溫至125°C，2.5個大氣壓保持20分鐘後，迅速降壓；保溫100'C烘千，水分在40%左右時出料；d、出料後，待溫度降到5CTC以下，加入0.5%重量份的複合微生物，混合均勻並調節水分至45%左右；在20-30'C溫度下厭氧發酵4-7天，然後晾乾或烘乾。4、根據權利要求3所述羽毛粉加工工藝，其特徵在於其a步驟中麩皮、水解羽毛粉和H菌的重量比為20:10:1。5、根據權利要求4所述羽毛粉加工工藝，其特徵在於其b步驟中所述鮮血羽毛，鮮血與羽毛的重量相同。6、將權利要求1至5任一項所述的加工工藝用於加工純羽毛。7、一種羽毛製品，其特徵在於應用權利要求i至6任一項所述的加工工藝及其涉及的原料製得。8、將權利要求7所述的羽毛粉應用於製造動物飼料。9、將權利要求7所述的羽毛粉用來飼餵南美白對蝦。10、將權利要求7所述的羽毛粉用來飼餵鯉。全文摘要本發明公開了一種羽毛製品及其加工工藝，其特徵在於用活化的H菌發酵純羽毛或者鮮血羽毛，然後經酶解、水解，再與複合微生物厭氧發酵，製得成品。應用本發明的加工工藝生產的羽毛製品，其蛋氨酸和賴氨酸等必需胺基酸的含量明顯改善，提高了羽毛蛋白質中胺基酸的利用率。尤其是本發明的鮮血羽毛製品，其胺基酸結構得到平衡，改善了羽毛製品的品質。無論從檢測指標還是養殖實驗結果來看，均可以降低飼料、養殖生產成本，提高羽毛中蛋白質的利用率。文檔編號C12P21/06GK101285086SQ20071011642公開日2008年10月15日申請日期2007年12月29日優先權日2007年12月29日發明者劉魯民,周英俊,彭虹旎,郝榮耀,陳亮珍申請人:青島康地恩生物科技有限公司