一種高賴氨酸發酵脫毒棉粕的製備方法
2023-07-17 20:54:06
專利名稱：一種高賴氨酸發酵脫毒棉粕的製備方法
技術領域：
本發明涉及ー種發酵棉柏的製備方法，具體的說，是ー種具有高賴氨酸的發酵脫毒棉柏的製備方法，屬於飼料製備技術領域。
背景技術：
隨著人民生活水平的提升，肉類消費量與日俱增，這在一定程度上推動了我國的養殖業的蓬勃發展。然而，在我國，蛋白質飼料資源嚴重匱乏，並將成為長期制約我國畜牧業發展的瓶頸。研究發現，棉柏中含有豐富的蛋白質，可以作為ー種良好的蛋白質飼料源，但同時棉柏中也含有對畜禽有毒害作用的游離棉酚，棉酚中毒表現為食慾減退，體重下降，全身水腫，虛弱，呼吸困難，血紅蛋白尿，出血性腸炎，肺水腫，肝臟和心肌變形壞死，當日糧中的游離棉酚濃度高於100mg/kg時，可導致公雞睪丸嚴重損傷，抑制成熟的卵泡分泌雌ニ 醇和孕酮，造成卵巣萎縮，卵子破裂，嚴重者可喪失排卵功能而失去繁殖能力。研究適宜的脫毒方法脫除或鈍化棉籽餅柏中的游離棉酚，使之變成優質蛋白質飼料，對飼料エ業的發展具有重大的現實意義。經過多年的摸索與實踐，生產中出現了多種行之有效的游離棉酚脫毒方法，如有機溶劑浸提、硫酸亞鐵處理、氫氧化鈣處理以及微生物發酵等方法。這些方法在棉籽餅柏脫毒方面起到了重要作用，但有機溶劑浸提法存在有機溶劑殘留問題，對動物有潛在的危害；硫酸亞鐵處理影響飼料品質和降低採食量氫氧化鈣處理脫毒效率相對較低。微生物發酵法是ー種有發展前景的方法，該法不但能脫除棉籽餅柏中的棉酚，而且還可以提高棉籽餅柏的蛋白質含量，發酵底物中存留許多酶類(微生物分泌，如纖維素酶、澱粉酶、蛋白酶和脂解酶)、維生素、胺基酸以及ー些促生長因子，因而受到了廣泛重視。與此同時，經過脫毒的棉柏可作為安全的蛋白源，但它的營養成分，特別是胺基酸配比的不均衡，如它具有高含量的精氨酸，這對哺乳期及幼齡的動物有益，然而，賴氨酸、蛋氨酸不足等是它的一大缺點。若將其作為飼料単獨飼餵時，須另行添加賴氨酸等，否則可能導致動物生長遲緩甚至發育不良。此外，在賴氨酸的生產中，一般以黃色短桿菌、棒狀桿菌為主要生產用菌，也有報導利用酵母菌等可產賴氨酸，但利用酵母菌生產高賴氨酸脫毒棉柏的鮮見有報導。
發明內容
針對上述問題，本發明公開ー種同時解決棉柏脫毒和提高棉柏中營養物質，特別是賴氨酸含量的微生物發酵方法。本發明的技術方案是這樣的該高賴氨酸發酵脫毒棉柏的製備方法，依次包括下述步驟
I)菌種的活化
a、將熱帶假絲酵母菌、產朊假絲酵母菌和釀酒酵母分別接種至酵母菌培養基，置於培養箱，30 37°C下，培養24 36 h，製得熱帶假絲酵母菌一級菌種、產朊假絲酵母菌ー級菌種和釀酒酵母一級菌種；
b、將乳桿菌接種盛有液體乳桿菌培養基中，於30 37°C下，靜置培養24 48 h，製得乳桿菌ー級菌種；
2)生產用種的製備
a、將步驟I)中製備的製得熱帶假絲酵母菌一級菌種、產朊假絲酵母菌一級菌種和釀酒酵母一級菌種分別接種至固體培養基中，於30 37°C，培養48 72 h，製得熱帶假絲酵母菌ニ級菌種、產朊假絲酵母菌ニ級菌種、釀酒酵母菌ニ級菌種；
b、將步驟I)中製備的乳桿菌ー級菌種接種乳桿菌液體培養基中，在30 37°C，靜置培養48 72 h，製得的乳桿菌ニ級菌種；
3)發酵底物的製備 稱取下述質量百分比的原料棉柏60 80%、豆柏10 20%、玉米粉5 15%、糖蜜3 5%、磷酸ニ氫鉀0. 30 0. 45%、碳酸鈣0. 3 0. 45%、酸性木聚糖酶0. 05 0. 10%、植酸酶0. 05 0. 30%混合製得發酵底物；
4)發酵底物接種
將步驟2)中的製備的熱帶假絲酵母菌ニ級菌種、產朊假絲酵母菌ニ級菌種和釀酒酵母ニ級菌種以重量比為3:1:1混合均勻後，以2 5%的接種量接種至步驟3)所得的發酵底物中；乳桿菌ニ級菌種以0. 4 1%的接種量接種至步驟3)所得的發酵底物中，調節含水量至45 60%，攪拌均勻，發酵2 6天後，乾燥即得。進ー步的，上述的ー種高賴氨酸發酵脫毒棉柏的製備方法，其中，所述的酵母菌培養基中各成分的濃度為蛋白腖4. 5 5. 5g/L,酵母膏12 15g/L,氯化鈉3 5g/L,葡萄糖 9 llg/L。進ー步的，上述的ー種高賴氨酸發酵脫毒棉柏的製備方法，其中，所述的酵母菌培養基pH為6. 5 7. 5。進ー步的，上述的ー種高賴氨酸發酵脫毒棉柏的製備方法，其中，所述的乳桿菌培養基中各成分的濃度為蛋白腖3 5g/L,葡萄糖3 5 g/L,氯化鈉2 3 g/L,磷酸ニ氫鉀2 3 g/L,磷酸氫ニ鉀2 3g/L，澱粉I. 5 2 g/L,氯化鎂0. 2 g/L,硫酸鈣0. 05g/L。進ー步的，上述的ー種高賴氨酸發酵脫毒棉柏的製備方法，其中，所述的固體培養基幹料由下述重量分的原料組成豆柏55 70%，棉柏25 35%，玉米粉3 10%，糖蜜3 5%，硫酸鎂0. 03 0. 05% ;含水量為40 45%。進ー步的，上述的ー種高賴氨酸發酵脫毒棉柏的製備方法，其中，所述的酸性木聚糖酶的酶活力為50，0001 U/g ;所述的植酸酶活力為5，000IU/g。與現有技術相比，本發明具有以下特點
1、本發明採用特定的微生物發酵和酶製劑相結合，有效地解決了棉柏脫毒和棉柏中賴氨酸含量不足的兩個關鍵問題；
2、在棉柏脫毒的整個過程中，既沒有添加過多的化學試劑，又保留了原料本身的營養物質，而達到理想的脫毒效果。(脫毒後，棉酚含量降低至0. 028%，低於至國家規定的飼用安全標準0. 04%)；
3、熱帶假絲酵母和乳桿菌的使用，為棉柏的脫毒提供了有效保障；產朊假絲酵母和釀酒酵母在發酵過程中提高了賴氨酸的含量。此外，各酵母菌為動物提供必要的菌體蛋白外，釀酒酵母以獨特的香味提高了棉柏的適ロ性；乳酸菌發酵過程中分泌的乳酸對動物的消化和吸收提供幫助。4、添加了酸性蛋白酶和酸性木聚糖酶，加快了發酵的速度，提高了發酵效率，同時也去除了棉柏中ー些不良營養因子，如植酸等。5、所得的成品中蛋白含量可提高9. 01 15. 80%，賴氨酸含量可增加至3. 26% (增加100%以上)。6、生產過程綠色環保，最後成品用途廣，可作為畜禽及水產動物的飼料。
具體實施方式
下面結合具體實施方式
，對本發明做進ー步的詳細說明，但不構成對本發明的任何限制。實施例I
ー種高賴氨酸發酵脫毒棉柏的製備方法，包括下述步驟
I)菌種的活化
a、將熱帶假絲酵母菌、產朊假絲酵母菌、釀酒酵母菌菌體分別接種至盛有酵母液體菌培養基的三角瓶中，於30°C，振蕩培養36 h，直至各種菌液濃度為IO8 IO9 cfu/mL ；
其中
酵母菌種子培養基中各成分的濃度為蛋白腖4. 55g/L,酵母膏14g/L,氯化鈉3. 5g/L,葡萄糖9g/L，pH值為7.0。乳桿菌種子培養基中各成分的濃度為蛋白腖4. 5g/L,葡萄糖3. 5 g/L,氯化鈉
2.5g/L，磷酸ニ氫鉀2. 5g/L，磷酸氫ニ鉀2. 5 g/L,澱粉I. 8 g/L,氯化鎂0. 2 g/L,硫酸鈣0.05g/L。b、用移液器吸取100ML液體乳桿菌菌體至盛有200mL液體乳桿菌培養基的250mL三角瓶中，三角瓶用矽膠塞密封，在30°C，靜置培養60 h，至菌液濃度為IO8 109cfu/mL。2)生產種的製備
a、將步驟I)中製備的熱帶假絲酵母菌、產朊假絲酵母菌、釀酒酵母菌以質量分數2%的接種量，分別接種至盛有5kg固體培養基中，於30°C，培養72 h，製得熱帶假絲酵母菌、產朊假絲酵母菌、釀酒酵母菌生產種；
b、將步驟I)中製備的IOOmL乳桿菌以體積分數1%接種至盛有乳桿菌液體培養基中，在30°C，靜置培養60 h，製得的乳桿菌生產種。其中，稱取下述重量分數的原料豆柏55%，棉柏30%，玉米粉10%，糖蜜4. 95%，硫酸鎂0. 05%,混合均勻後，再調節水分至42%。3)發酵底物的製備
稱取下述質量百分比的原料棉柏75%、豆柏15. 5%、玉米粉5%、糖蜜4%、磷酸ニ氫鉀0. 38%、80，000U/g酸性木聚糖酶0. 08%、5，000U/g植酸酶0. 05%作為發酵底物；
4)發酵底物接種
將步驟2)中的製備的假絲酵母菌、產朊假絲酵母菌、釀酒酵母菌生產種以重量比為3:1:1混合均勻後，取固體混合菌20kg和液體乳酸桿菌生產種4. 5kg接種至0. 53T步驟
3)所得的發酵底物中，再加入0. 45T的水，使發酵底物含水量至45%，混合均勻，堆垛高度在0.6^0. 8米，在30°C左右發酵4天後，冷風乾燥後即得成品飼料。隨機取樣，測定其理化指標蛋白46. 22% (與發酵前相比，提高了 15. 38%)，賴氨酸含量2. 91%，游離酚含量0. 019%。實施例2
ー種高賴氨酸發酵脫毒棉柏的製備方法，包括下述步驟
I)菌種的活化
a、將熱帶假絲酵母菌、產朊假絲酵母菌、釀酒酵母菌菌體分別接種至盛有酵母液體 菌培養基的三角瓶中，於30°C，振蕩培養40 h，直至各種菌液濃度為IO8 IO9 cfu/mL ；
其中
酵母菌種子培養基中各成分的濃度為蛋白腖4. 5g/L,酵母膏14g/L,氯化鈉5g/L,葡萄糖10g/L，pH值為7. O0乳桿菌種子培養基中各成分的濃度為蛋白4 g/L,葡萄糖4 g/L,氯化鈉2g/L,磷酸ニ氫鉀2g/L，磷酸氫ニ鉀2 g/L，澱粉I. 5 g/L，氯化鎂0. 2 g/L，硫酸鈣0. 05g/L。b、用移液器吸取100ML液體乳桿菌菌體至盛有200mL液體乳桿菌培養基的250mL三角瓶中，三角瓶用矽膠塞密封，在35°C，靜置培養48 h，至菌液濃度為IO8 109cfu/mL。2)生產種的製備
a、將步驟I)中製備的熱帶假絲酵母菌、產朊假絲酵母菌、釀酒酵母菌以質量分數2%的接種量，分別接種至盛有5kg固體培養基中，於30°C，培養48 h，製得熱帶假絲酵母菌、產朊假絲酵母菌、釀酒酵母菌生產種；
b、將步驟I)中製備的IOOmL乳桿菌以體積分數1%接種至盛有乳桿菌液體培養基中，在35°C，靜置培養48 h，製得的乳桿菌生產種。其中，稱取下述重量分數的原料豆柏60%，棉柏30%，玉米粉6%，糖蜜3. 95%，硫酸鎂0. 05%,混合均勻後，再調節水分至43%。3)發酵底物的製備
稱取下述質量百分比的原料棉柏75%、豆柏15. 5%、玉米粉5%、糖蜜4%、磷酸ニ氫鉀
0.38%、80，000U/g酸性木聚糖酶0. 08%、5，000U/g植酸酶0. 05%作為發酵底物；
4)發酵底物接種
將步驟2)中的製備的假絲酵母菌、產朊假絲酵母菌、釀酒酵母菌生產種以重量比為3:1:1混合均勻後，取固體混合菌30kg和液體乳酸桿菌生產種5kg接種至0. 465T步驟3)所得的發酵底物中，再加入0. 5T的水，使發酵底物含水量至50%，混合均勻，堆垛高度在0. 7米，在30°C左右發酵3天後，冷風乾燥後即得成品飼料。隨機取樣，測定其理化指標蛋白47. 68% (與發酵前相比，提高了 16. 29%)，賴氨酸含量3. 01%,游離酚含量0. 022%。實施例3
ー種高賴氨酸發酵脫毒棉柏的製備方法，包括下述步驟
I)菌種的活化
a、將熱帶假絲酵母菌、產朊假絲酵母菌、釀酒酵母菌菌體分別接種至盛有酵母液體菌培養基的三角瓶中，於37°C，振蕩培養，直至各種菌液濃度為IO8 IO9 cfu/mL ；
其中酵母菌種子培養基中各成分的濃度為蛋白腖5. 5g/L,酵母膏15g/L,氯化鈉5g/L,葡萄糖10g/L，pH值為7. O0乳桿菌種子培養基中各成分的濃度為蛋白5g/L,葡萄糖5 g/L,氯化鈉3g/L,磷酸ニ氫鉀3g/L，磷酸氫ニ鉀3 g/L,澱粉2g/L，氯化鎂0. 2 g/L,硫酸鈣0. 05g/L。b、用移液器吸取100ML液體乳桿菌菌體至盛有200mL液體乳桿菌培養基的250mL三角瓶中，三角瓶用矽膠塞密封，在37°C，靜置培養，至菌液濃度為IO8 109cfu/mL。2)生產種的製備
a、將步驟I)中製備的熱帶假絲酵母菌、產朊假絲酵母菌、釀酒酵母菌以質量分數2%的接種量，分別接種至盛有5kg固體培養基中，於30°C，培養72 h，製得熱帶假絲酵母菌、產朊假絲酵母菌、釀酒酵母菌生產種； b、將步驟I)中製備的IOOmL乳桿菌以體積分數1%接種至盛有乳桿菌液體培養基中，在30°C，靜置培養60 h，製得的乳桿菌生產種。其中，稱取下述重量分數的原料豆柏65%，棉柏25%，玉米粉5. 5%，糖蜜4. 45%，硫酸鎂0. 05%,混合均勻後，再調節水分至40%。3)發酵底物的製備
稱取下述質量百分比的原料棉柏80%、豆柏10%、玉米粉5%、糖蜜4. 5%、磷酸ニ氫鉀
0.3%, 80, 000U/g酸性木聚糖酶0. 08%、5，000U/g植酸酶0. 12%作為發酵底物；
4)發酵底物接種
將步驟2)中的製備的假絲酵母菌、產朊假絲酵母菌、釀酒酵母菌生產種以重量比為3:1:1混合均勻後，取固體混合菌30kg和液體乳酸桿菌生產種5kg接種至0. 415T步驟3)所得的發酵底物中，再加入0. 55T的水，使發酵底物含水量至55%，混合均勻，堆垛高度在0. 6米，在30°C左右發酵4天後，冷風乾燥後即得成品飼料。隨機取樣，測定其理化指標蛋白47. 262% (與發酵前相比，提高了 15. 32%)，賴氨酸含量3. 18%，游離酚含量0. 022%。
權利要求
1.一種高賴氨酸發酵脫毒棉柏的製備方法，其特徵在於，依次包括下述步驟 1)菌種的活化 a、將熱帶假絲酵母菌、產朊假絲酵母菌和釀酒酵母分別接種至酵母菌培養基，置於培養箱，30 37 °C下，培養24 36 h，製得熱帶假絲酵母菌一級菌種、產朊假絲酵母菌一級菌種和釀酒酵母一級菌種； b、將乳桿菌接種盛有液體乳桿菌培養基中，於30 37°C下，靜置培養24 48 h，製得乳桿菌一級菌種； 2)生產用種的製備 a、將步驟I)中製備的製得熱帶假絲酵母菌一級菌種、產朊假絲酵母菌一級菌種和釀酒酵母一級菌種分別接種至固體培養基中，於30 37°C，培養48 72 h，製得熱帶假絲酵母菌二級菌種、產朊假絲酵母菌二級菌種、釀酒酵母菌二級菌種； b、將步驟I)中製備的乳桿菌一級菌種接種乳桿菌液體培養基中，在30 37°C，靜置培養48 72 h，製得的乳桿菌二級菌種； 3)發酵底物的製備 稱取下述質量百分比的原料棉柏60 80%、豆柏10 20%、玉米粉5 15%、糖蜜3 5%、磷酸二氫鉀0. 30 0. 45%、碳酸鈣0. 3 0. 45%、酸性木聚糖酶0. 05 0. 10%、植酸酶0.05 0. 30%混合製得發酵底物； 4)發酵底物接種 將步驟2)中的製備的熱帶假絲酵母菌二級菌種、產朊假絲酵母菌二級菌種和釀酒酵母二級菌種以重量比為3:1:1混合均勻後，以2 5%的接種量接種至步驟3)所得的發酵底物中；乳桿菌二級菌種以0. 4 1%的接種量接種至步驟3)所得的發酵底物中，調節含水量至45 60%，攪拌均勻，發酵2 6天後，乾燥即得。
2.根據權利要求I所述的一種高賴氨酸發酵脫毒棉柏的製備方法，其特徵在於，所述的酵母菌培養基中各成分的濃度為蛋白腖4. 5 5. 5g/L,酵母膏12 15g/L,氯化鈉3 5g/L,葡萄糖9 llg/Lo
3.根據權利要求I所述的一種高賴氨酸發酵脫毒棉柏的製備方法，其特徵在於，所述的酵母菌培養基pH為6. 5 7. 5。
4.根據權利要求I所述的一種高賴氨酸發酵脫毒棉柏的製備方法，其特徵在於，所述的乳桿菌培養基中各成分的濃度為蛋白腖3 5g/L,葡萄糖3 5 g/L,氯化鈉2 3 g/L，磷酸二氫鉀2 3 g/L，磷酸氫二鉀2 3g/L，澱粉I. 5 2 g/L，氯化鎂0. 2 g/L，硫酸鈣 0. 05g/L。
5.根據權利要求I所述的一種高賴氨酸發酵脫毒棉柏的製備方法，其特徵在於，所述的固體培養基幹料由下述重量分的原料組成豆柏55 70%，棉柏25 35%，玉米粉3 10%，糖蜜3 5%，硫酸鎂0. 03 0. 05% ;含水量為40 45%。
6.根據權利要求I所述的一種高賴氨酸發酵脫毒棉柏的製備方法，其特徵在於，所述的酸性木聚糖酶的酶活力為50，0001 U/g ;所述的植酸酶活力為5，000IU/g。
全文摘要
本發明公開一種高賴氨酸發酵脫毒棉粕的製備方法，旨在提供一種同時解決棉粕脫毒和提高棉粕中營養物質，特別是賴氨酸含量的高賴氨酸發酵脫毒棉粕的製備方法；其技術要點是該方法依次包括下述步驟1)菌種的活化，包括熱帶假絲酵母菌、產朊假絲酵母菌、釀酒酵母分別接種至酵母菌培養基，乳桿菌接種盛有液體乳桿菌培養基中；2)生產用種的製備；3)發酵底物的製備；4)發酵底物接種；屬於飼料製備技術領域。
文檔編號A23K1/14GK102805208SQ201210326850
公開日2012年12月5日 申請日期2012年9月6日 優先權日2012年9月6日
發明者王華榮, 惲輝, 餘忠麗, 趙大偉, 程林春, 李偉霞, 張玲, 耿玉靜 申請人:新疆希普生物科技股份有限公司