一种利用真菌常温固态发酵转化白酒糟制备反刍动物高蛋白饲料的方法
阅读：631发布：2020-05-12
专利汇可以提供一种利用真菌常温固态发酵转化白酒糟制备反刍动物高蛋白饲料的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种利用 真菌 常温固态 发酵 转化白 酒糟 制备 反刍动物 高蛋白 饲料 的方法，首先通过自然条件下高温堆肥发酵，提高白酒糟中活性有机质含量，同时达到有效消灭病菌、除臭、除去白酒糟中残余酒精等效果；然后通过白腐真菌固态发酵，大幅度提高白酒糟中 蛋白质 的含量，同时降解白酒糟中难消化的木质素、对牲畜生长不利的总酚等，提高酒糟饲料的口感。，下面是一种利用真菌常温固态发酵转化白酒糟制备反刍动物高蛋白饲料的方法专利的具体信息内容。
1.一种利用真菌常温固态发酵转化白酒糟制备反刍动物高蛋白饲料的方法，其特征在于：
首先通过自然条件下高温堆肥发酵，提高白酒糟高活性有机质含量，同时达到有效消灭病菌、除臭、除去白酒糟中残余酒精等效果；然后通过白腐真菌固态发酵，大幅度提高白酒糟中蛋白质的含量，同时降解白酒糟中难消化的木质素、对牲畜生长不利的总酚等，提高酒糟饲料的口感。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1：白酒糟摊平，将生石灰均匀撒在酒糟表面混匀，中和酒糟中的酸性物质，调节白酒糟的pH值至6-8；
步骤2：将农作物秸秆、玉米芯、麸皮、豆粕、菜籽粕等农业废弃物混合，调节含水率至
50-65％，码垛，保持1-3天；
步骤3：将步骤1的酒糟和步骤2的农业废弃物混合，自然条件下高温发酵，发酵时间为
3-5天，待发酵温度升温至50-80℃时，翻堆一次；
步骤4：堆肥完成后，将高温发酵后的混合料装入聚乙烯袋中，蒸汽灭菌12-20小时，后保温0.5-1.5天，待冷却后接种固态真菌菌种，室温避光培养20-30天。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
步骤1中，生石灰的添加量为白酒糟质量的5％-10％。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
按质量百分比，制备过程中的白酒糟添加量为60-100％，农业废弃物0-40％。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
步骤2中，各农业废弃物粉碎至粒径4-30目后再进行混合。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
步骤4中，所述固态真菌菌种为担子菌纲真菌。
7.根据权利要求2或6所述的方法，其特征在于：
步骤4中，固态真菌菌种的接种量为5％-20％。
一种利用真菌常温固态发酵转化白酒糟制备反刍动物高蛋白
饲料的方法
技术领域
[0001] 本发明属于反刍动物饲料制备领域，具体涉及一种利用真菌常温固态发酵转化白酒糟制备反刍动物高蛋白饲料的方法。
背景技术
[0002] 我国是白酒生产大国，白酒产量呈逐年上升趋势。2017年，我国白酒产量已超过1,200万吨。另一方面，白酒糟作为白酒生产的副产物，在酿酒的过程中大量产出。一般情况下，生产1吨白酒约产生3吨酒糟，因此我国白酒酒糟年产量已超过3,600多万吨。如此巨大的产出如果未能及时处理会造成严重的资源浪费和环境污染。
[0003] 我国是畜牧养殖大国，畜禽饲养所需饲料原料资源异常紧张和短缺，尤其是牲畜蛋白类饲料严重缺乏，目前主要依赖进口。如不采取有效措施，我国蛋白质饲料原料将会一直依赖进口。因此，许多学者将目光移向农业副产物、工业废弃物、粗饲料等资源，希望通过对这些副产物的再利用，生产高品质的动物饲料，巨大产出的白酒糟就进入了人们的视野中。
[0004] 白酒糟中含有高粱、玉米、小麦、大麦等谷物残渣、发酵微生物未利用完的营养物质，以及微生物生长过程中的代谢产物如蛋白质、维生素和矿物质元素等，有作为动物饲料的潜力。然而，在白酒酿造过程中，为便于蒸馏出酒精，蒸馏过程中需要添加大颗粒稻壳来使酒醅质地疏松，而稻壳的添加使得白酒糟中木质素含量大大提升。反刍动物对酒糟中的纤维素是可以有效利用的，但木质素的存在、以及酒糟的酸度高等因素，使酒糟的适口性差、消化率低，限制了反刍动物对酒糟类饲料的高效利用，降低了酒糟的饲用价值，成为酒糟饲料的抗营养因子。另外，酒糟中大量存在的酚酸类物质具有较强的毒性，如直接被反刍动物食用，会导致动物生长发育迟缓甚至孕期母牛流产等的现象。然而，目前尚未见有效的白酒糟转化利用生产搞品质饲料的方法和工艺。如何有效转化分解酒糟中的木质素和酚酸类物质，并进一步提高其中蛋白质含量，成为开发酒糟生产高品质动物饲料的关键。
发明内容
[0005] 本发明针对目前白酒糟利用过程中存在的问题，提供了一种利用真菌常温固态发酵转化白酒糟制备反刍动物高蛋白饲料的方法，利用真菌常温固态发酵的方式将白酒的副产物白酒糟资源循环再利用，实现了绿色环保，零污染。本发明有效利用了白酒发酵副产物白酒糟，并结合微生物的代谢特性，制备获得了高品质蛋白饲料。
[0006] 本发明利用真菌常温固态发酵转化白酒糟制备反刍动物高蛋白饲料的方法，首先通过高温堆肥发酵提高白酒糟中高活性有机质含量，同时达到有效消灭病菌、除臭、除去白酒糟中残余酒精等效果；然后通过白腐真菌固态发酵，大幅度提高白酒糟中蛋白质的含量，同时降解白酒糟中难消化的木质素、对牲畜生长不利的总酚等，提高酒糟饲料的口感。
[0007] 具体包括如下步骤：
[0008] 步骤1：白酒糟摊平，将生石灰均匀撒在酒糟表面混匀，中和酒糟中的酸性物质，调节白酒糟的pH值至6-8；
[0010] 步骤3：将步骤1的酒糟和步骤2的农业废弃物混合，自然条件下高温发酵，发酵时间为3-5天，待发酵温度升温至50-80℃时，翻堆一次；
[0011] 步骤4：堆肥完成后，将高温发酵后的混合料装入聚乙烯袋中，蒸汽灭菌12-20小时，后保温0.5-1.5天，待冷却后接种5％-20％的固态真菌菌种，室温避光培养20-30天。
[0012] 步骤1中，生石灰的添加量为白酒糟质量的5％-10％。
[0013] 步骤2中，各农业废弃物粉碎至粒径4-30目后再进行混合。
[0014] 步骤4中，所述固态真菌菌种为担子菌纲真菌。
[0015] 制备过程中的添加量，按质量百分比白酒糟为60-100％，农业废弃物0-40％。
[0016] 所述白酒糟为市售白酒酿造过程中产生的副产物酒糟。
[0017] 本发明的有益效果体现在：
[0018] 本发明将白酒糟和农副产品复配通过高温发酵和真菌常温固态发酵两步工艺进行处理，本发明中高温发酵过后的产物中营养元素和微量元素能满足真菌的生长需求，高温发酵条件下，有效的去除了酒糟中残留的酒精，并分解多糖为下一步真菌的发酵提供前期生长所需的营养。
[0019] 待高温发酵完成后装袋灭菌接种5％～20％的真菌，避光发酵可以降解酒糟中40％以上的木质素，并最大程度上保留反刍动物可以消化吸收的纤维素，同时转化植物成分为菌体蛋白，提高酒糟类饲料的品质，实现农也废弃物的资源化利用。
[0020] 本发明有效处理了酒糟处理难问题，操作简便，有效降低了制备的成本。
[0022] 图1是经过堆肥的发酵组蛋白质含量变化趋势。其中：A10％玉米芯90％白酒糟，B20％玉米芯80％白酒糟，C30％玉米芯70％白酒糟。
[0023] 图2是未经过堆肥的发酵组蛋白质含量变化趋势。其中：A10％玉米芯90％白酒糟，B20％玉米芯80％白酒糟，C30％玉米芯70％白酒糟。
[0024] 图3是经过堆肥的发酵组纤维素变化趋势。其中：A10％玉米芯90％白酒糟，B20％玉米芯80％白酒糟，C30％玉米芯70％白酒糟。
[0025] 图4是未经过堆肥的发酵组纤维素变化趋势。其中：A10％玉米芯90％白酒糟，B20％玉米芯80％白酒糟，C30％玉米芯70％白酒糟。
[0026] 图5是经过堆肥的固态发酵组的半纤维素变化趋势。其中：A10％玉米芯90％白酒糟，B20％玉米芯80％白酒糟，C30％玉米芯70％白酒糟。
[0027] 图6是未经过堆肥的固态发酵组的半纤维素变化趋势。其中：A10％玉米芯90％白酒糟，B20％玉米芯80％白酒糟，C30％玉米芯70％白酒糟。
[0028] 图7是经过堆肥的发酵组木质素变化趋势。其中：A10％玉米芯90％白酒糟，B20％玉米芯80％白酒糟，C30％玉米芯70％白酒糟。
[0029] 图8是未经过堆肥的发酵组木质素变化趋势。其中：A10％玉米芯90％白酒糟，B20％玉米芯80％白酒糟，C30％玉米芯70％白酒糟。
具体实施方式
[0030] (一)本发明实施例中利用真菌常温固态发酵转化白酒糟制备反刍动物高蛋白饲料的方法，具体包括如下步骤：
[0031] 步骤1：白酒糟摊平，将生石灰均匀撒在酒糟表面混匀，中和酒糟中的酸性物质，调节白酒糟的pH值至6-8；生石灰的添加量为白酒糟质量的5％-10％。
[0032] 步骤2：将农作物秸秆、玉米芯、麸皮、豆粕、菜籽粕等农业废弃物混合，调节含水率至50-65％，码垛，保持1-3天；
[0033] 步骤3：将步骤1的酒糟和步骤2的农业废弃物混合，自然条件下高温发酵，发酵时间为3-5天，待发酵温度升温至50-80℃时，翻堆一次；
[0034] 步骤4：堆肥完成后，将高温发酵后的混合料装入聚乙烯袋中，蒸汽灭菌12-20小时，后保温0.5-1.5天，待冷却后接种5％-20％的固态真菌菌种，室温避光培养20-30天。
[0036] (二)实验数据
[0037] 将农副产品玉米芯、麸皮、豆粕、菜籽粕以及尿素和啤酒糟按照相应的比列和白酒糟进行复配，进行堆肥处理，然后将堆肥完成的组装袋灭菌，再接种真菌进行常温固态发酵。1、固态发酵实验(酒糟成分分析)
[0038] (1)蛋白质的测定按照GB2009.5食品安全国家标准《食品中蛋白质的测定》。具体为：
[0039] 发酵产物在60℃烘干后粉碎，准确称取试样0.5g～1g置于消化管中，再放入5克催化剂和98％浓硫酸10mL，空白放入相同的催化剂和浓硫酸，按序号放入消化炉，盖上排废气装置，打开抽气泵水龙头开关(前三个阶段水流要大，使释放出大量废气能及时排除。第四阶段水流开小以避免酸雾排出)消化炉温度-时间曲线设置：180度(20分钟)--250度(15分钟)--320度(10分钟)--420度(60分钟)。消化炉根据时间-温度曲线自动升温和保温，直到消化结束。把消化架取下放在冷却架上，冷却到40℃左右。
[0042] 加碱方式：间歇式
[0043] 计算公式：X％＝6.38×1.401(V－V0)C/m
[0044] X％-------蛋白质含量
[0045] V------消耗标准盐酸的体积(mL)
[0046] V0------空白消耗标准盐酸的体积(mL)
[0047] C------标准盐酸的浓度(mol/L)
[0048] m------样品质量(g)
[0049] (2)纤维素、半纤维素和木质素的测定
[0050] 饲料中中性洗涤纤维的测定
[0051] 1、称取0.5-1.0g试样(精确至0.0002g)于滤袋中，用量筒量取100mL(每检测一个袋子加100mL但不能少于1500mL)中性洗涤剂，加入无水亚硫酸钠20g和4mL热稳定alpha-amylase。使用出厂配备的耐酸碱记号笔给滤袋编号，将制备好的样品放到滤袋底部。在距离滤袋口边缘大约5-10mm处用封口机封口，确保封口严密以免样品泄露。封好口后将样品在滤袋中展平，使样品均匀分布，并在封口端剪开一个小口，封口处放入样品扣。再取至少一个空白滤袋，用做空白测定，空白滤袋除了不放样品其它操作和放样品的袋子做同样处理。将装好样品的滤袋及空白滤袋装在样品架上，将装有滤袋的样品架沿缺口方向放入消煮器中，将上盖装上，并按照上盖手柄的指示将盖子拧紧，安装好限压阀，再将仪器上部的保护盖盖上。
[0052] 试剂消煮
[0053] 2、确认样品架放入反应缸中，缸内加入反应试剂2000±1％ml直至滤袋完全被浸没。盖上消煮器的盖子，按照盖子上的指示拧紧盖子。盖好仪器上方的防护盖。仪器自动开始消煮过程仪器加热并维持温度100℃，处理时间为60分钟，消煮结束系统自动排废。
[0054] 3、水洗。向仪器反应缸内加入2000±1％ml(25-90℃)左右的蒸馏水，手动搅拌5分钟或让仪器自动运行5分钟后排液，重复2-4次，第一次和第二次水洗需要加入4mL热稳定alpha-amylase。
[0055] 最后一次洗涤后，排干水分将滤袋取下后放入250ml烧杯中加丙酮至浸没滤袋，浸泡3-5分钟，轻轻挤压去掉多余的丙酮，将滤袋放入105℃烘箱中烘干3-4h，在干燥器中冷却后称量。在烘干30min，称量，直至恒重，即两次称量之差小于0.002g。
[0056] 4、结果计算与表示。
[0057] ω(ADF)＝(m2-m1)/m
[0058] 式中：m1为滤袋质量，g；m2为滤袋和残渣质量，g；m为试样质量，g；
[0059] 饲料中酸性洗涤纤维的测定
[0060] 1、称取0.5-1.0g试样(精确至0.0002g)于滤袋中，用量筒量取100mL(每检测一个袋子加100mL但不能少于1500mL)酸性洗涤剂，加入无水硫酸钠0.5g，然后加入2-3滴正辛醇。使用出厂配备的耐酸碱记号笔给滤袋编号，将制备好的样品放到滤袋底部。在距离滤袋口边缘大约5-10mm处用封口机封口，确保封口严密以免样品泄露。封好口后将样品在滤袋中展平，使样品均匀分布，并在封口端剪开一个小口，封口处放入样品扣。再取至少一个空白滤袋，用做空白测定，空白滤袋除了不放样品其它操作和放样品的袋子做同样处理。将装好样品的滤袋及空白滤袋装在样品架上，将装有滤袋的样品架沿缺口方向放入消煮器中，将上盖装上，并按照上盖手柄的指示将盖子拧紧，安装好限压阀，再将仪器上部的保护盖盖上。
[0061] 试剂消煮
[0062] 2、确认样品架放入反应缸中，缸内加入反应试剂2000±1％ml直至滤袋完全被浸没。盖上消煮器的盖子，按照盖子上的指示拧紧盖子。盖好仪器上方的防护盖。仪器自动开始消煮过程仪器加热并维持温度100℃，处理时间为60分钟，消煮结束系统自动排废。
[0063] 3、水洗。向仪器反应缸内加入2000±1％ml(25-90℃)左右的蒸馏水，手动搅拌5分钟或让仪器自动运行5分钟后排液，重复2-3次。
[0064] 最后一次洗涤后，排干水分将滤袋取下后放入250ml烧杯中加丙酮至浸没滤袋，浸泡3-5分钟，轻轻挤压去掉多余的丙酮，将滤袋放入105℃烘箱中烘干3-4h，在干燥器中冷却后称量。在烘干30min，称量，直至恒重，即两次称量之差小于0.002g。
[0065] 4、结果计算与表示。试样中NDF的质量分数按式计算：
[0066] ω(ADF)＝(m2-m1)/m
[0067] 式中：m1为滤袋质量，g；m2为滤袋和残渣质量，g；m为试样质量，g；
[0068] 木质素的测定
[0069] 方法同酸性洗涤纤维
[0070] 1、将水洗后的滤袋放入250mL烧杯中，加入12moL/L硫酸溶液(15℃)至半满，保持在20-25℃，消解3h，并用热水冲洗至中性。
[0071] 将滤袋放入105℃烘箱中烘干4h，在干燥器中冷却后称量，记m2。再将滤袋移入500℃马福炉中灼烧3-4h。冷却至100℃后放入干燥器中冷却30min，称量。再将玻璃砂漏斗和残渣移入500℃马福炉中灼烧30min，冷却，称量，直至恒重，记m1，即两次称量之差小于0.002g。同时取1g酸洗石棉测定空白值，如果空白值小于0.002g，则该批酸洗石棉的空白值可以不在测。
[0072] 2、结果计算与表示。试样中NDF的质量分数按式计算：
[0073] ω(ADL)＝(m2-m1-m0)/m
[0074] 式中：m1为灰分质量，g；m2残渣质量，g；m0为空白值，g；m为试样质量，g；
[0075] 每个样品应取两个平行测定，以其算术平均值为结果。
[0076] 纤维素与半纤维素的含量计算：
[0077] ω(半纤维素)＝ω(NDF)-ω(ADF)
[0078] ω(纤维素)＝ω(ADF)-ω(硫酸消化后残渣)
[0079] 总结上述酒糟成分分析结果经过堆肥和发酵处理的30％玉米芯70％白酒糟接种量为15％的组在23天木质素降解了近40％，蛋白质含量提高了近80％达到了18.8％，纤维素降解了12％，半纤维素降解了40％，总酚量降解至0.05mg/g。
[0080] 未经过堆肥只经过发酵的组30％玉米芯70％白酒糟接种量为15％的组在26天木质素降解了近30％，蛋白质含量提高了近80％达到了18％，纤维素降解了11％，半纤维素降解了近30％，总酚含量降解至0.23mg/g。
[0081] 通过上述对比可以看出，通过自然条件下高温堆肥发酵和白腐真菌固态发酵，大幅度提高白酒糟中蛋白质的含量(约80％)，同时降解白酒糟中难消化的木质素(约40％)、对牲畜生长不利的总酚(约95％)等，提高了白酒糟作为高品质动物饲料的口感和价值。
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