一种发酵豆粕及其生产方法 |
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| 申请号 | CN201610803718.3 | 申请日 | 2016-09-06 | 公开(公告)号 | CN106387311A | 公开(公告)日 | 2017-02-15 |
| 申请人 | 青岛农业大学; | 发明人 | 郝智慧; 高明星; 张瑞丽; 朱佳佳; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 发酵 豆粕 ，其中，相对于100份豆粕，发酵配方包括以下原料：混合菌种、 水 、酶制剂和营养助剂；并公开了制备方法。本发明的有益效果是：本发明生产的发酵豆粕，可将豆粕中大豆球蛋白降解到25mg/g以下、β-伴大豆球蛋白降解到15mg/g以下、低聚糖完全降解、胰蛋白酶抑制因子降解到0.5%以下，乳酸含量在70mg/g以上，使发酵豆粕的品质得到明显改善，采用本发明生产的发酵豆粕饲喂动物有利于 饲料 的消化吸收，提高饲料的消化利用率，可代替鱼粉等动物源性 蛋白质 饲料原料，可全部或部分替代 有机酸 和抗生素，降低饲养成本，提高经济效益。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种发酵豆粕，其特征在于，相对于100份豆粕，发酵配方包括以下原料：混合菌种、水、酶制剂和营养助剂。 |
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| 说明书全文 | 一种发酵豆粕及其生产方法技术领域背景技术[0002] 豆粕是大豆提取豆油后得到的一种副产品，是畜禽最主要的植物性蛋白源之一，营养丰富，但是豆粕中存在抗原蛋白、胰蛋白酶抑制因子、水苏糖、棉籽糖等多种抗营养成分，严重影响了动物对营养物质的消化吸收，同时造成了幼龄畜禽肠道过敏、腹泻甚至死亡等问题。采用微生物发酵技术处理豆粕不仅可以消除豆粕中的抗营养成分，而且可以有效提高豆粕中的抗营养成分。 [0003] 目前，关于固体发酵豆粕处理方式主要有豆粕加水后灭菌或者加热处理后进行发酵，豆粕加水不经加热或灭菌直接好氧发酵，豆粕加水不经加热或灭菌直接厌氧发酵等方式，但是采用上述几种方法处理会额外增加灭菌或者加热生产成本，造成发酵豆粕中杂菌的污染，发酵豆粕粘度大烘干成本增加，厌氧发酵环境好氧菌不能生长造成发酵效果不理想等问题。 [0004] 因此，有必要通过发酵工艺的改进和原料的选择即实现抗营养成分的有效去除又保证发酵豆粕前处理的简单化，以降低生产成本，获得品质良好的发酵豆粕。 发明内容[0005] 为了实现上述发明目的，本发明提供了一种发酵豆粕及其制备方法。 [0006] 其中，相对于100份豆粕，发酵配方包括以下原料：混合菌种、水、酶制剂和营养助剂。 [0007] 其中，所述豆粕为一级豆粕。 [0009] 其中，相对于100份豆粕，所述酶制剂包括以下质量分数的酶：3-3.5份蛋白酶和2-2.5份纤维素酶；所述蛋白酶由70%的中性蛋白酶和30%的酸性蛋白酶组成；所述纤维素酶由 45%葡萄糖内切酶、30%纤维二糖酶和25%β-葡萄糖苷酶组成。 [0011] 另外，本发明还提供了上述发酵豆粕的制备方法，包括以下步骤：（1）制备混合发酵菌液：将各菌种分别置于各自的培养基内进行扩大培养，菌含量在 109 CFU/ml时停止培养得到各菌液，将各种菌液按照配比混合得到混合发酵菌液； （2）制备酶制剂：将所述各种酶按照比例混合得到混合酶制剂； （3）发酵：将豆粕中加入相对于100份豆粕的20份-50份的水混合搅拌均匀，加入混合发酵菌液和混合酶制剂，搅拌均匀，以1/5装料量置于密封的发酵装置中进行固体发酵，发酵温度为20-25℃，发酵时间为5-6天，然后加入营养助剂； （4）后处理：将（3）得到的发酵豆粕在烘干机中以30-40℃烘干至含水量达到10%以下，用粉碎机粉碎，包装。 [0012] 其中，第（1）步中混合菌液的各菌液质量份数为：屎肠球菌2-5份、植物乳杆菌1-3份、干酪乳杆菌3-5份、嗜酸乳杆菌1-3份、蜡样芽孢杆菌1-3份、纳豆芽孢杆菌2-5份、酵母菌2-5份和沼泽红假单胞菌3-5份。 [0013] 在，第（1）步中，各菌种的培养基为：屎肠球菌培养基成分为：相对于1000ml水，含有蛋白胨8-10g、牛肉粉6-8g、酵母粉3- 5g、葡萄糖15-20g、磷酸氢二钾1-2g、柠檬酸氢二铵1-2g、乙酸钠3-5g、硫酸镁0.2-0.4g、硫酸锰0.04-0.06g、吐温-80 0.5-1g、玉米汁2-3g和白菜汁3-4g； 植物乳杆菌培养基成分为：相对于1000ml水，含有蛋白胨6-8g、牛肉粉4-6g、酵母粉4- 5g、葡萄糖20-22g、磷酸氢二钾2-3g、柠檬酸氢二铵1-2g、乙酸钠3-4g、硫酸镁0.2-0.3g、硫酸锰0.05-0.06g、吐温-80 1-1.2g、鸡蛋黄2-2.2g和菊粉1-1.5g； 干酪乳杆菌培养基成分为：相对于1000ml水，含有蛋白胨10-12g、牛肉粉7-8g、酵母粉 4-5g、果糖22-24g、磷酸氢二钾1.5-2g、柠檬酸氢二铵2-2.2g、乙酸钠5-6g、硫酸镁0.2- 0.4g、硫酸锰0.04-0.06g、吐温-80 1-1.2g、番茄汁1.5-2g； 嗜酸乳杆菌培养基成分为：相对于1000ml水，含有蛋白胨8-10g、牛肉粉8-9g、酵母粉4- 5g、红糖20-22g、磷酸氢二钾2-2.2g、柠檬酸氢二铵2-2.5g、乙酸钠5-6g、硫酸镁0.2-0.4g、硫酸锰0.04-0.06g、吐温-80 1-1.5g； 蜡样芽孢杆菌培养基成分为：相对于1000ml水，含有胰蛋白胨8-10g、酵母浸粉3-5g、氯化钠7-10g、玉米淀粉2-3g和麸皮1-2g； 纳豆芽孢杆菌培养基成分为：相对于1000ml水，含有胰蛋白胨8-10g、酵母浸粉4-5g、氯化钠10-12g、玉米淀粉2-5g和麸皮4-6g； 酵母菌培养基成分为：相对于1000ml水，含有蛋白胨16-20g、葡萄糖18-20g、酵母浸粉 10-12g、淀粉6-8g； 沼泽红假单胞菌培养基成分为：相对于1000ml水，含有蛋白胨16-20g、乳糖20-22g、酵母浸粉10-12g、磷酸二氢钾0.1-0.5g和草酸铵0.2-0.5g。 [0014] 本发明的有益效果是：豆粕发酵前无需进行加热、灭菌和粉碎等处理，直接加入一定比例水搅拌均匀，发酵前处理简单；本发明将豆粕、水及菌种、酶制剂混合好加入到发酵装置中，装料量为发酵装置体积的1/8-1/3，密封发酵，这样在发酵前期好氧菌可以利用发酵装置中的氧气进行有氧发酵，氧气消耗完后，厌氧菌进行无氧发酵，这样可使好氧菌和厌氧菌都能发挥作用，即达到降解抗营养因子的目的又能有效控制大肠杆菌、沙门氏菌等有害菌的生长；本发明发酵工艺简单，发酵条件温和易控制，干燥温度低，即保证了发酵豆粕中原有的生物活性又能节省生产成本；本发明生产的发酵豆粕，可将豆粕中大豆球蛋白降解到25mg/g以下、β-伴大豆球蛋白降解到15mg/g以下、低聚糖完全降解、胰蛋白酶抑制因子降解到0.5%以下，乳酸含量在70mg/g以上，使发酵豆粕的品质得到明显改善，采用本发明生产的发酵豆粕饲喂动物有利于饲料的消化吸收，提高饲料的消化利用率，可代替鱼粉等动物源性蛋白质饲料原料，可全部或部分替代有机酸和抗生素，降低饲养成本，提高经济效益。 具体实施方式[0015] 为了说明上述目的，下面通过具体实施例进一步说明。 [0016] 实施例1100g豆粕，制备过程： 第一步、制备混合发酵菌液： ①将屎肠球菌、蜡样芽孢杆菌、酵母菌分别置于各自的培养基内进行培养。 [0017] ②各培养基为：屎肠球菌培养基为： 组分 相对量 水 1000ml 蛋白胨g 8 牛肉粉g 7 酵母粉g 4 葡萄糖g 16 磷酸氢二钾g 1 柠檬酸氢二铵g 1 乙酸钠g 4 硫酸镁g 0.3 硫酸锰g 0.05 吐温-80g 0.7 玉米汁g 2 白菜汁g 3.5 蜡样芽孢杆菌培养基为： 组分 相对量 水 1000ml 胰蛋白胨g 9 酵母浸粉g 4 氯化钠g 8 玉米淀粉g 2 麸皮g 1 酵母菌培养基为： 组分 相对量 水 1000ml 蛋白胨g 18 酵母浸粉g 11 葡萄糖g 18 淀粉g 7 ③经过培养，分别得到菌含量在109 CFU/ml的屎肠球菌、蜡样芽孢杆菌、酵母菌菌液。 [0018] ④将3ml屎肠球菌、5ml蜡样芽孢杆菌和2ml酵母菌的菌液混合得到混合发酵菌液。 [0019] 第二步、发酵：将豆粕中加入40g水混合搅拌均匀，加入混合发酵菌液搅拌均匀，以1/5装料量置于密封的发酵装置中进行固体发酵，发酵温度为24℃，发酵时间为5天； 第三步、后处理：将得到的发酵豆粕在烘干机中以30-40℃烘干至含水量达到8%以下，用粉碎机粉碎，包装得到发酵豆粕I。 [0020] 实施例2100g豆粕，制备过程： 第一步、制备混合发酵菌液： ①将屎肠球菌、植物乳杆菌、干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌、蜡样芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、酵母菌和沼泽红假单胞菌分别置于各自的培养基内进行培养。 [0021] ②各培养基为：屎肠球菌培养基为： 组分 相对量 水 1000ml 蛋白胨g 8 牛肉粉g 6 酵母粉g 3 葡萄糖g 15 磷酸氢二钾g 1 柠檬酸氢二铵g 1 乙酸钠g 3 硫酸镁g 0.2 硫酸锰g 0.04 吐温-80g 0.5 玉米汁g 2 白菜汁g 3 植物乳杆菌培养基： 组分 相对量 水 1000ml 蛋白胨g 6 牛肉粉g 4 酵母粉g 4 葡萄糖g 20 磷酸氢二钾g 2 柠檬酸氢二铵g 1 乙酸钠g 3 硫酸镁g 0.2 硫酸锰g 0.05 吐温-80g 1 鸡蛋黄g 2 菊粉g 1 干酪乳杆菌培养基： 组分 相对量 水 1000ml 蛋白胨g 10 牛肉粉g 7 酵母粉g 4 果糖g 22 磷酸氢二钾g 1.5 柠檬酸氢二铵g 2 乙酸钠g 5 硫酸镁g 0.2 硫酸锰g 0.04 吐温-80g 1 番茄汁g 1.5 嗜酸乳杆菌培养基： 组分 相对量 水 1000ml 蛋白胨g 8 牛肉粉g 8 酵母粉g 4 红糖g 20 磷酸氢二钾g 2 柠檬酸氢二铵g 2 乙酸钠g 5 硫酸镁g 0.2 硫酸锰g 0.04 吐温-80g 1 蜡样芽孢杆菌培养基为： 组分 相对量 水 1000ml 胰蛋白胨g 8 酵母浸粉g 3 氯化钠g 7 玉米淀粉g 2 麸皮g 1 纳豆芽孢杆菌培养基： 组分 相对量 水 1000ml 胰蛋白胨g 8 酵母浸粉g 4 氯化钠g 10 玉米淀粉g 2 麸皮g 4 酵母菌培养基为： 组分 相对量 水 1000ml 蛋白胨g 16 酵母浸粉g 10 葡萄糖g 18 淀粉g 6 沼泽红假单胞菌培养基： 组分 相对量 水 1000ml 蛋白胨g 16 酵母浸粉g 10 乳糖g 20 磷酸二氢钾g 0.1 草酸铵 0.2 ③经过培养，分别得到菌含量在109 CFU/ml的屎肠球菌、植物乳杆菌、干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌、蜡样芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、酵母菌和沼泽红假单胞菌菌液。 [0022] ④将2ml屎肠球菌、1ml植物乳杆菌、3ml干酪乳杆菌、1ml嗜酸乳杆菌、1ml芽孢杆菌包括蜡样芽孢杆菌、2ml纳豆芽孢杆菌、2ml酵母菌和3ml沼泽红假单胞菌的菌液混合得到混合发酵菌液。 [0023] 第二步、制备酶制剂：将3g蛋白酶和2g纤维素酶混合得到混合酶制剂；其中，蛋白酶由2.1g中性蛋白酶和 0.9g酸性蛋白酶组成；纤维素酶由0.9g葡萄糖内切酶、0.6g纤维二糖酶和0.5gβ-葡萄糖苷酶组成。 [0024] 第三步、发酵：将100g豆粕中加入20g水混合搅拌均匀，加入混合发酵菌液和混合酶制剂，搅拌均匀，以1/5装料量置于密封的发酵装置中进行固体发酵，发酵温度为20℃，发酵时间为5天，然后加入营养助剂； 其中，营养助剂为0.005g酵母铜、0.02g酵母铁、0.005g酵母锰和0.015g酵母硒。 [0025] 第四步、后处理：将（3）得到的发酵豆粕在烘干机中以30℃烘干至含水量达到8%以下，用粉碎机粉碎，包装得到发酵豆粕II。 [0026] 实施例3100g豆粕，制备过程： 第一步、制备混合发酵菌液： ①将屎肠球菌、植物乳杆菌、干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌、蜡样芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、酵母菌和沼泽红假单胞菌分别置于各自的培养基内进行培养。 [0027] ②各培养基为：屎肠球菌培养基为： 组分 相对量 水 1000ml 蛋白胨g 10 牛肉粉g 8 酵母粉g 5 葡萄糖g 20 磷酸氢二钾g 2 柠檬酸氢二铵g 2 乙酸钠g 5 硫酸镁g 0.4 硫酸锰g 0.06 吐温-80g 1 玉米汁g 3 白菜汁g 4 植物乳杆菌培养基： 组分 相对量 水 1000ml 蛋白胨g 8 牛肉粉g 6 酵母粉g 5 葡萄糖g 22 磷酸氢二钾g 3 柠檬酸氢二铵g 2 乙酸钠g 4 硫酸镁g 0.3 硫酸锰g 0.06 吐温-80g 1.2 鸡蛋黄g 2.2 菊粉g 1.5 干酪乳杆菌培养基： 组分 相对量 水 1000ml 蛋白胨g 12 牛肉粉g 8 酵母粉g 5 果糖g 24 磷酸氢二钾g 2 柠檬酸氢二铵g 2.2 乙酸钠g 6 硫酸镁g 0.4 硫酸锰g 0.06 吐温-80g 1.2 番茄汁g 2 嗜酸乳杆菌培养基： 组分 相对量 水 1000ml 蛋白胨g 10 牛肉粉g 9 酵母粉g 5 红糖g 22 磷酸氢二钾g 2.2 柠檬酸氢二铵g 2.5 乙酸钠g 6 硫酸镁g 0.4 硫酸锰g 0.06 吐温-80g 1.5 蜡样芽孢杆菌培养基为： 组分 相对量 水 1000ml 胰蛋白胨g 10 酵母浸粉g 5 氯化钠g 10 玉米淀粉g 3 麸皮g 2 纳豆芽孢杆菌培养基： 组分 相对量 水 1000ml 胰蛋白胨g 10 酵母浸粉g 5 氯化钠g 12 玉米淀粉g 5 麸皮g 6 酵母菌培养基为： 组分 相对量 水 1000ml 蛋白胨g 20 酵母浸粉g 12 葡萄糖g 20 淀粉g 8 沼泽红假单胞菌培养基： 组分 相对量 水 1000ml 蛋白胨g 20 酵母浸粉g 12 乳糖g 22 磷酸二氢钾g 0.5 草酸铵 0.5 9 ③经过培养，分别得到菌含量在10 CFU/ml的屎肠球菌、植物乳杆菌、干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌、蜡样芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、酵母菌和沼泽红假单胞菌菌液。 [0028] ④将5ml屎肠球菌、3ml植物乳杆菌、5ml干酪乳杆菌、3ml嗜酸乳杆菌、3ml蜡样芽孢杆菌、5ml纳豆芽孢杆菌、5ml酵母菌和5ml沼泽红假单胞菌的菌液混合得到混合发酵菌液。 [0029] 第二步、制备酶制剂：将3.5g蛋白酶和2.5g纤维素酶混合得到混合酶制剂；其中，蛋白酶由2.45g中性蛋白酶和1.05g酸性蛋白酶组成；纤维素酶由1.125g葡萄糖内切酶、0.75g纤维二糖酶和0.625gβ-葡萄糖苷酶组成。 [0030] 第三步、发酵：将100g豆粕中加入20g水混合搅拌均匀，加入混合发酵菌液和混合酶制剂，搅拌均匀，以1/5装料量置于密封的发酵装置中进行固体发酵，发酵温度为24℃，发酵时间为6天，然后加入营养助剂；其中，营养助剂为0.01g酵母铜、0.06g酵母铁、0.01g酵母锰和0.03g酵母硒。 [0031] 第四步、后处理：将（3）得到的发酵豆粕在烘干机中以40℃烘干至含水量达到9%以下，用粉碎机粉碎，包装得到发酵豆粕III。 [0032]对比试验一 取未发酵的豆粕和本发明实施例1-3得到的发酵豆粕I-III进行对比，得到下表1： 表1发酵豆粕中和未发酵豆粕中抗营养成分及乳酸的含量比较 未发酵豆粕 实施例1 实施例2 实施例3 大豆球蛋白mg/g 147.58 20.56 20.65 20.3 Β-伴大豆球蛋白mg/g 120.65 14.23 13.32 13.18 胰蛋白酶抑制因子mg/g 11.49 0.34 0.32 0.28 水苏糖% 5.43 N.D N.D N.D 棉籽糖% 1.41 N.D N.D N.D 乳酸mg/g 1.69 72.6 73.2 73.7 由表1可知，本发明的三个实施例得到的发酵豆粕，可将豆粕中大豆球蛋白降解到 25mg/g以下、β-伴大豆球蛋白降解到15mg/g以下、低聚糖完全降解、胰蛋白酶抑制因子降解到0.5%以下，乳酸含量在70mg/g以上，使发酵豆粕的品质得到明显改善。 [0033]对比试验二 提高饲料的消化率的试验 试验对象:以200头20日的仔猪为饲喂对象，体重约为5.5kg。将仔猪随机分为四组，每组50头。 [0034] 试验标的物:对照组饲喂传统的仔猪饲料配方：65.5%玉米＋1%DDGS＋预混料12%＋6%鱼粉＋6.5棉籽粕＋9%豆粕。 [0035] 一组 饲喂仔猪饲料配方：14%发酵豆粕I＋65.5%玉米＋1%DDGS＋预混料12%＋1%鱼粉＋6.5棉籽粕。 [0036] 二组 饲喂仔猪饲料配方：14%发酵豆粕II＋65.5%玉米＋1%DDGS＋预混料12%＋1%鱼粉＋6.5棉籽粕。 [0037] 三组饲喂仔猪饲料配方：14%发酵豆粕III＋65.5%玉米＋1%DDGS＋预混料12%＋1%鱼粉＋6.5棉籽粕。 [0038] 保持饲喂环境的一致性，进行饲喂4周。统计数据。 [0039] 试验结果表2为各组的各项数据对比 组别 初始体重kg 末体重kg 平均日增重g/d 平均日食量kg/d 料肉比 对照组 5.52 13.5 285 484.5 1.7 一组 5.53 19.98 516 577.92 1.12 二组 5.52 20.25 526 568.08 1.08 三组 5.51 20.41 532 558.6 1.05 由表2可知，本发明的三个实施例得到的发酵豆粕添加入仔猪饲料中，分代替一部分鱼粉等物质后，能够显著的提高饲料消化吸收率，降低料肉比。 |
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