一種食用菌菌糠飼料製備工藝的製作方法

2023-11-05 21:19:02

一種食用菌菌糠飼料製備工藝的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種食用菌菌糠飼料及其製備方法。本發明食用菌菌糠飼料的製備方法為：首先採用複合酶降解菌糠有效成分，然後採用食品級微生物對菌糠酶解產物進行發酵，進一步降解菌糠有效成分並釋放具有功能性的次生代謝產物，發酵產物經烘乾或噴霧乾燥得到具有濃鬱食用菌特徵風味、營養成分易吸收、並具有抗氧化活性及抑菌性的食用菌菌糠飼料。本發明採用綠色生物技術首先採用複合酶將菌糠原料中的有效成分降解成具體功能特性更強的多糖、寡糖、蛋白肽等，然後結合微生物混合發酵進一步產生有益的次生代謝產物，提高發酵產品的抗氧化活性及抑菌性，從而提高產品的附加值。本發明突破了常規的菌糠飼料加工工藝，將生物酶解與生物發酵有機結合起來，解決了菌糠飼料加工工藝（直接混料使用或常規單純發酵）中菌糠利用率低、營養價值不能有效利用、功能性差等缺點，顯著提高了食用菌菌糠在動物飼料領域的經濟價值。
【專利說明】一種食用菌菌糠飼料製備工藝

【技術領域】
[0001]本發明屬於菌糠飼料開發【技術領域】，更具體的說是涉及一種食用菌菌糠飼料的製備工藝。

【背景技術】
[0002]我國是食用菌生產大國，食用菌產量佔全球的75%以上，食用菌栽培採菇後，會產生大量食用菌菌糠。如果直接棄用會導致嚴重環境汙染。食用菌菌糠的主要成分為菌絲殘體以及被食用菌分解的纖維素、半纖維素和木質素等，其還含有豐富的多糖、胺基酸及鐵、鈣、鋅、鎂等微量元素與其他代謝產物。已用於肥料和飼料開發。然而，由於菌糠粗纖維含量過高，導致了其直接飼用性能較差，嚴重製約了動物對營養物質的消化吸收率和適口性，通常不能直接作為畜禽飼料。目前食用菌菌糠飼料加工工藝主要包括傳統的組分添加或後續直接的固體或液體發酵。


【發明內容】

[0003]針對目前菌糠飼料中菌糠利用率低、菌糠有效成分利用不充分等缺陷，本發明提供了一種能大規模使用菌糠做為原材料，同時能夠充分挖掘其營養價值的菌糠飼料添加劑的製備工藝。
[0004]本發明所提供的食用菌菌糠飼料製備工藝，是以菌糠為原料，先採用複合酶對其有效成分(蛋白質、多糖等)進行提取，再接種益生菌對菌糠酶解產物進行發酵，發酵結束後經濃縮乾燥，得到富含益生菌的食用菌菌糠飼料。
[0005]具體來講包括以下步驟:
1)原料預處理:
採用刀片式研磨儀對新鮮菌糠進行粗粉碎後，加入菌糠溼重25-35%的水，再採用膠體磨進行精細打漿研磨至60-120目或直接用於酶解；或者採用晾乾的菌糠，除雜、除塵後採用超微粉碎機粉碎至60-120目，按1:10-1:20 0?Λ)的比例加水，用於酶解；
2)酶解:
將I)所得的菌糠漿液升溫至40-50°C，調節pH 4.0-6.0，加入乾重1_2%的單酶或複合酶，攪拌酶解3-6小時。然後升溫至110°C保溫lOmin，冷卻至30°C。
[0006]3)發酵:
將酶解結束後的酶解液調節PH值，按酶解液體積2-5%接入發酵菌種子液進行發酵。
[0007]4)濃縮乾燥:
發酵結束後，發酵液先經真空濃縮儀濃縮，控制溫度40-60°C，壓力0.6-0.8MPa，上清液濃縮15-20倍，得到濃縮液；再經噴霧乾燥(噴霧乾燥條件為:進口溫度180°C，出口溫度1(TC)或熱風乾燥(熱風乾燥條件為:熱風溫度80°C)，得到富含益生菌的食用菌菌糠飼料。
[0008]在上述食用菌菌糠飼料的製備工藝中， 所述步驟I)中所用菌糠包括蛹蟲草菌糠、茶樹菇菌糠、平菇菌糠、香菇菌糠、白玉菇菌糠等，菌糠主要成分為大米、棉籽殼、玉米芯和木屑。
[0009]所述步驟2)中所用的單酶或複合酶包括纖維素酶、幾丁質酶、木瓜蛋白酶等，其主要功能是將菌糠原料中的纖維素、半纖維素、幾丁質以及植物蛋白等抽提出來並降解成可溶性多糖、寡糖及小分子肽；本發明所用的纖維素酶、幾丁質酶、木瓜蛋白酶均為市售產品O
[0010]所述步驟3)中所用菌種可為枯草芽孢桿菌、納豆芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、穀氨酸棒桿菌、戊糖片球菌、植物乳桿菌中的一種或幾種。
[0011]所述步驟3)中以植物乳桿菌、戊糖片球菌為例，其種子液的製備方法為:從斜面平板中接種植物乳桿菌或戊糖片球菌到種子培養基(種子培養基成分為:蛋白腖10g/L，酵母膏5g/L，牛肉膏10 g/L，葡萄糖20g/L，乙酸鈉5g/L，檸檬酸三銨2g/L，磷酸氫二銨2g/L，七水硫酸鎂0.58g/L，七水硫酸錳0.19g/L，吐溫80 lmL/L，pH 6.0)中，37°C條件下靜置培養12小時，然後轉接至新鮮種子培養基中，37°C條件下靜置培養6h，得到植物乳桿菌或戊糖片球菌種子液。
[0012]本發明提供了一種食用菌菌糠的製備方法:先採用生物酶解降解菌糠有效成分，然後接入益生菌對菌糠酶解產物進行生物發酵，進一步降解菌糠有效成分並釋放具有功能性的次生代謝產物，發酵產物經烘乾或噴霧乾燥得到粗纖維含量低、營養成分易吸收、並具有抗氧化活性、免疫活性的菌糠飼料。本發明突破了常規的菌糠飼料加工工藝，將生物酶解與生物發酵有機結合起來，解決了菌糠飼料加工工藝(直接混料使用或常規單純發酵)中菌糠利用率低、營養價值不能有效利用、功能性差等缺點，顯著提高了食用菌菌糠在動物飼料領域的經濟價值。
[0013]下面結合具體實施例對本發明做進一步詳細說明。
[0014]

【具體實施方式】
[0015]所述百分比濃度如無特別說明均為質量/質量(W/W)百分比濃度、質量/體積(W/V)百分比濃度或體積/體積(V/V)百分比濃度。
[0016]實施例中描述到的各種生物材料的取得途徑僅是提供一種實驗獲取的途徑以達到具體公開的目的，不應成為對本發明生物材料來源的限制。事實上，所用到的生物材料的來源是廣泛的，任何不違反法律和道德倫理能夠獲取的生物材料都可以按照實施例中的提示替換使用。
[0017]纖維素酶、果膠酶、木瓜蛋白酶及幾丁質酶為商業化市售酶。
[0018]實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，實施例將有助於理解本發明，但是本發明的保護範圍不限於下述的實施例。
[0019]實施例1、製備食用菌菌糠飼料
植物乳桿菌和戊糖片球菌均購置中國工業微生物菌種保藏管理中心，植物乳桿菌菌株編號CICC 20764，戊糖片球菌菌株編號CICC 22738。
[0020]植物乳桿菌、戊糖片球菌種子液的製備方法為:從斜面平板中接種植物乳桿菌或戊糖片球菌到種子培養基(種子培養基成分為:蛋白腖10g/L，酵母膏5g/L，牛肉膏10 g/L，葡萄糖20g/L，乙酸鈉5g/L，檸檬酸三銨2g/L，磷酸氫二銨2g/L，七水硫酸鎂0.58g/L，七水硫酸錳0.19g/L，吐溫80 lmL/L, pH 6.0)中，37°C條件下靜置培養12小時，然後轉接至新鮮種子培養基中，37°C條件下靜置培養6h，得到植物乳桿菌或戊糖片球菌種子液。
[0021]本發明所提供的製備食用菌菌糠飼料的方法，包括以下步驟:
1)原料預處理:
將新鮮菌糠先採用刀片式研磨儀進行粗粉碎，研磨過程中加入菌糠溼重20-35%的水，然後再採用膠體磨進行精細打漿研磨至60-120目；
2)酶解:
將打漿研磨的菌糠漿液3kg裝入5L酶解反應釜中，升溫至50°C (40-50°C均可)，調節pH 6.0 (5.0-6.0均可)，然後加入菌糠乾重1-2% (具體為2.0g)的複合酶(纖維素酶:果膠酶:木瓜蛋白酶=2:1:1，質量比)，攪拌酶解3小時(3-6小時均可)；
3)發酵:
將酶解結束後的酶解液倒入5L發酵罐中，升溫至110°C保溫lOmin，冷卻至30°C，然後調節pH 7.5 (7.0-7.5均可)，按酶解液體積2_5%接入植物乳桿菌種子液(具體為lOOmL)，通氣量6L/min，罐壓維持0.05MPa,於200rpm (200-400rpm均可)培養8h (4_8h均可)；然後，將酶解液溫度升溫至37°C，按照酶解液體積2-5%接入戊糖片球菌種子液)繼續發酵至PH降至5.0以下停止發酵；
4)濃縮乾燥:
發酵結束後，發酵液先經真空濃縮儀濃縮，控制溫度40-60°C，壓力0.6-0.8MPa，上清液濃縮15-20倍，得到濃縮液；再經噴霧乾燥(噴霧乾燥條件為:進口溫度180°C，出口溫度1(TC)或熱風乾燥(熱風乾燥條件為:熱風溫度80°C)，得到富含益生菌的食用菌菌糠飼料。
[0022]實施例2、製備食用菌菌糠飼料
植物乳桿菌和戊糖片球菌均可商業購買，本發明中所用的菌株均購置中國工業微生物菌種保藏管理中心，植物乳桿菌菌株編號CICC 20764，戊糖片球菌菌株編號CICC 22738。
[0023]植物乳桿菌、戊糖片球菌種子液的製備方法為:從斜面平板中接種植物乳桿菌或戊糖片球菌到種子培養基(種子培養基成分為:蛋白腖10g/L，酵母膏5g/L，牛肉膏10 g/L，葡萄糖20g/L，乙酸鈉5g/L，檸檬酸三銨2g/L，磷酸氫二銨2g/L，七水硫酸鎂0.58g/L，七水硫酸錳0.19g/L，吐溫80 lmL/L, pH 6.0)中，37°C條件下靜置培養12小時，然後轉接至新鮮種子培養基中，37°C條件下靜置培養6h，得到植物乳桿菌或戊糖片球菌種子液。
[0024]本發明所提供的製備食用菌菌糠飼料的方法，包括以下步驟:
1)原料預處理:
採用晾乾的菌糠，除雜、除塵後採用超微粉碎機粉碎至60-120目(優選為100目)；
2)酶解:
取幹菌糠粉240g，裝入5L的酶解反應釜，加入純水2760mL (兌水10-20倍)，混勻，升溫至40°C (40-50°C均可)，調節pH 5.0 (5.0-6.0均可)，然後加入菌糠乾重1-2% (具體為
2.4g)的複合酶(纖維素酶:果膠酶:木瓜蛋白酶=2:1:1，質量比)，攪拌酶解6小時(3-6小時均可);
3)發酵: 將酶解結束後的酶解液倒入5L發酵罐中，升溫至110°C保溫lOmin，冷卻至30°C，然後調節pH 7.0 (7.0-7.5均可)，按酶解液體積2-5%接入植物乳桿菌種子液(具體為lOOmL)，通氣量5L/min，罐壓維持0.05MPa,於400rpm(200-400rpm均可)培養4h(4_8h均可);然後，將酶解液溫度升溫至37°C，按照酶解液體積2-5%接入戊糖片球菌種子液(具體為10mL)繼續發酵至PH降至5.0以下停止發酵；
4)濃縮乾燥:
發酵結束，發酵液先經真空濃縮儀濃縮，控制溫度40-60°C，壓力0.6-0.8MPa，上清液濃縮15-20倍，得到濃縮液；再經噴霧乾燥(噴霧乾燥條件為:進口溫度180°C，出口溫度1(TC)或熱風乾燥(熱風乾燥條件為:熱風溫度為80°C)，得到富含益生菌的食用菌菌糠飼料。
[0025]實施案例3、食用菌菌糠飼料的營養成分檢測
採用DNS法測定還原糖含量、採用苯酚硫酸法測定總糖含量，Lowry法測定蛋白含量，胺基酸分析儀測定游離胺基酸含量。
[0026]檢測結果表明本發明食用菌菌糠飼料的營養成分包括:
可溶性總糖30% (質量百分含量)或以上；可溶性總糖是指可溶性菌糠多糖和單糖，具體包括大分子聚糖、葡萄糖等；
可溶性多糖20%或以上；可溶性多糖是指可溶性菌糠多糖，具體包括α-葡聚糖以及分別由甘露糖、半乳糖、葡萄糖、阿拉伯糖和葡萄糖、半乳糖、巖藻糖、阿拉伯糖等構成的雜多糖等；
總蛋白11%或以上；總蛋白是指菌糠中的菌體蛋白。
【權利要求】
1.一種富含益生菌的食用菌菌糠飼料，其營養成分包括: 可溶性總糖30% (質量百分含量)或以上；可溶性總糖是指可溶性菌糠多糖和單糖，具體包括大分子聚糖、葡萄糖等； 可溶性多糖20%或以上；可溶性多糖是指可溶性菌糠多糖，具體包括α-葡聚糖以及分別由甘露糖、半乳糖、葡萄糖、阿拉伯糖和葡萄糖、半乳糖、巖藻糖、阿拉伯糖等構成的雜多糖等； 總蛋白11%或以上；總蛋白是指菌糠中的菌體蛋白。
2.一種製備權利要求1所述食用菌菌糠飼料的方法，是以菌糠為原料，先採用複合酶對菌糠中的有效成分(纖維素、菌體蛋白等)進行降解，再利用食品級微生物對菌糠酶解產物進行發酵，發酵結束後對發酵液進行濃縮乾燥，得到富含益生菌的食用菌菌糠飼料。
3.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵在於:具體來講，可包括以下步驟: 1)原料預處理: 將新鮮菌糠先採用刀片式研磨儀進行粗粉碎，研磨過程中加入菌糠溼重20-35%的水，然後再採用膠體磨進行精細打漿研磨至60-120目或直接用於酶解；或者採用晾乾的菌糠，除雜、除塵後採用超微粉碎機粉碎至60-120目，按1:10-1:20 0?Λ)的比例加水，用於酶解； 2)酶解: 將I)所得的菌糠漿液(幹菌糠粉兌水10-20倍，混勻)升溫至40-50°C，調節pH5.0-6.0，然後加入菌糠乾重1-2%的複合酶(纖維素酶:果膠酶:木瓜蛋白酶=2:1:1，質量比),攪拌酶解3-6小時； 3)發酵: 將酶解結束後的酶解液倒入發酵罐中，升溫至110°c保溫lOmin，冷卻至30°C，然後調節pH 7.0 (7.0-7.5均可)，按酶解液體積2-5%接入植物乳桿菌種子液(具體為10mL)，通氣量5L/min，罐壓維持0.05MPa,於400rpm (200-400rpm均可)培養4h (4_8h均可);然後，將酶解液溫度升溫至37°C，按照酶解液體積2-5%接入戊糖片球菌種子液(具體為10mL)繼續發酵至PH降至5.0以下停止發酵； 4)濃縮乾燥: 發酵結束，發酵液先經真空濃縮儀濃縮，控制溫度40-60°C，壓力0.6-0.8MPa，上清液濃縮15-20倍，得到濃縮液；再經噴霧乾燥(噴霧乾燥條件為:進口溫度180°C，出口溫度1(TC)或熱風乾燥(熱風乾燥條件為:熱風溫度為80°C)，得到富含益生菌的食用菌菌糠飼料。
4.根據權利要求3所述的製備方法，其特徵在於:所述步驟3)中植物乳桿菌和戊糖片球菌種子液的製備方法為:從斜面平板中接種戊糖片球菌到種子培養基(種子培養基成分為:蛋白腖10g/L，酵母膏5g/L，牛肉膏10 g/L，葡萄糖20g/L，乙酸鈉5g/L，檸檬酸三銨2g/L，磷酸氫二銨2g/L，七水硫酸鎂0.58g/L，七水硫酸錳0.19g/L，吐溫80 lmL/L，pH.6.0)中，37°C條件下靜置培養12小時，然後轉接至新鮮種子培養基中，37°C條件下靜置培養6h，得到植物乳桿菌和戊糖片球菌種子液。
【文檔編號】A23K1/14GK104171759SQ201410453364
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年9月9日 優先權日:2014年9月9日
【發明者】曾豔, 張穎, 張麗嬌, 門燕, 孫媛霞 申請人:中國科學院天津工業生物技術研究所