CN101273749B - 混合发酵处理以酒糟为主要饲料原料的方法 - Google Patents

混合发酵处理以酒糟为主要饲料原料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种混合发酵处理酒糟等饲料原料的方法，菌种为发酵乳酸短杆菌和产朊假丝酵母，其工艺为：将经三级种子培养的菌种液混合后接种于混合种子培养基中，再按1∶10的接种量将混合种子液接种于湿度为50～60％的混合发酵培养基中，混合物在30～37℃的温度下经分段发酵后的发酵物再置于40～60℃的温度下烘干、包装后得到成品。本发明采用先好氧后厌氧的分段发酵方式，从而有效地脱去了菜籽饼或棉粕中的硫代葡萄糖甙及棉酚，增加了酒糟中的总蛋白含量，降解了醇类物质，分解了纤维素等非淀粉多糖类物质，所得饲料成品中的纤维素含量由原有的25％下降至11％，蛋白质含量由原有的15％提高至30～40％，动物饲喂效果好。

Description

混合发酵处理以酒糟为主要饲料原料的方法
技术领域
本发明涉及一种微生物发酵处理酒糟等混合饲料原料的方法，具体而言，本发明涉及一种采用乳酸菌和酵母菌混合发酵处理酒糟与豆粕、菜饼、棉粕或其他杂粕等蛋白性原料混合物的方法。
背景技术
白酒糟中不但含有丰富的粗蛋白质(20％左右)，还含有丰富的粗纤维(25％左右)、粗脂肪(10％左右)、B族维生素以及磷、钾等无机元素，由此可见，白酒糟的营养价值及开发利用价值都极高。此外，白酒糟中还可能存在由微生物菌体产生的氨基酸、核糖核酸及嘌呤等微量有益成分，所有这些都是谷物所不能比拟的。因此，国内外对酒糟的研究一直不断，各种有关酒糟的研究报告层出不穷。
目前我国在此方面的研究已经取得了一定的成绩，例如，利用白酒糟培养食用菌、提取复合氨基酸及微量元素，提取植酸和植酸钙，提取蛋白质、生产淀粉酶和纤维素酶，利用酒糟厌氧发酵回收沼气，生产饲料蛋白，青贮制取饲料，生产γ-氨基丁酸等，但这其中除了用作饲料、农肥之外，其他方法都不能从根本上解决白酒糟的最终去向问题。
作为白酒的副产品，白酒糟含有极为丰富营养成分，有利于畜禽生长，可以直接作为饲料或者饲料添加剂。例如，将固态白酒糟分离稻壳干燥或晒干后，再与其他原料配合即可生产不同品种的饲料。虽然酒糟与小麦、玉米、高粱等粮食的营养成分具有一定相似性，但是其中的粗纤维和植酸等抗营养因子含量都较高，除非经过去壳等方法处理，否则很难应用于饲料中，因此寻找更合理的处理方法，才能使酒糟更充分发挥其中内在的营养价值。
虽然以往使用理化方法处理白酒糟制造提取化工品比较普遍，但这种处理方法不能明显改善白酒糟营养成分并用于饲料工业，且用理化方法处理的酒糟废液仍含有大量的有机物，COD值还在1500mg/L左右，若直接排放，仍将对环境产生严重影响。相比较而言，采用微生物发酵的方法就有很大的优势，既可防止污染，又能最大程度地利用资源，生产条件也比较简单。据报道，目前国内主要用于生产菌体蛋白的微生物有曲霉菌、根霉菌、假丝酵母菌、乳酸杆菌、乳酸链球菌、枯草杆菌、赖氨酸产生菌、拟内孢霉、白地霉等。目前选育出的菌种有：
(1)酵母菌：酵母耐酸能力强，个体大，易回收，适宜于酒糟发酵，常用的酵母菌有热带假丝酵母菌、产朊假丝酵母菌、皮状丝孢酵母菌、树状酵母。
(2)放线菌：放线菌具有很强的分解纤维素的能力，可直接利用纤维原料生产单细胞蛋白，常用的放线菌有诺卡氏菌、高温放线菌。
(3)霉菌：霉菌可产生高活性的纤维素酶，降解酒糟中的纤维素，常用的霉菌有白地霉、黑曲霉、康宁木霉、绿色木霉。
(4)担子真菌等。主要用于生产食用真菌等。
研究表明，混合菌发酵的效果更明显，采用多菌种混合回转发酵，占地面积小，发酵36～48h，可将酒糟的粗蛋白含量提高至30％以上，氨基酸的含量在22％以上，粗纤维降低了2％左右。在发酵阶段，菌株代谢酶破坏了纤维素和木质素之间的紧密结构，更易于动物消化吸收，从而大大提高了酒糟蛋白饲料的生物效价。
目前已有研究用酒糟同鸡粪和一些添加物，如玉米秸秆等粗纤维混合制造饲料的报道，通过饲喂猪、牛、羊、鸭等均取得了较好的增重增产效果。以酒糟为基本原料添加瘤胃内容物或混合菌种发酵，可得到菌体蛋白饲料，这样，不仅可以变废为宝，减少污染，而且还可以将原本作为粗饲料添加的酒糟变为精品，即高营养含量添加剂，饲喂效果也比较成功。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用乳酸菌和酵母菌混合发酵处理酒糟与豆粕、菜饼、棉粕或其他杂粕等蛋白性原料混合物的方法。经该方法获得的饲料，其蛋白质含量高，不含醇类及其它有毒物质，因而动物适口性好，使用安全，饲养效果好，不但使酒糟内在的营养价值得到了充分发挥，而且还解决了酒糟对环境造成的污染问题。
本发明是通过实施如下的技术方案来实现本发明目的的：
混合发酵处理以酒糟为主要饲料原料的方法，其特征在于：所使用的菌种为发酵乳酸短杆菌和产朊假丝酵母，工艺步骤为：将经三级种子培养的发酵乳酸短杆菌和产朊假丝酵母混合后接种于混合种子培养基中，得到发酵乳酸短杆菌与产朊假丝酵母的混合种子液，再将该混合种子液按1∶10的接种量接种于湿度为50～60％的混合发酵培养基中，接种后的混合物在30～37℃的温度下经分段发酵后，将所得的发酵物再置于40～60℃的温度下烘干、包装后得到成品。
所述发酵乳酸短杆菌(Brevibacterium lactofermentum)的保藏编号为CICC 10227，产朊假丝酵母(Candida tails)的保藏编号为CICC 1314，菌种分别保存于培养基斜面上。
所述发酵乳酸短杆菌(Brevibacterium lactofermentum)的三级种子培养步骤为：
A、挑取2～3个接种环菌体接种于5ml乳酸菌液体培养基中，220rpm，37℃培养16小时，得一级种子培养液；
B、将5mL过夜培养的一级种子培养液接种于100mL乳酸菌液体培养基中，220rpm，37℃培养16小时，培养至细胞浓度＞109CFU/mL，得二级种子培养液；
C、将100mL二级种子培养液接种于10L乳酸菌液体培养基中，220rpm，37℃培养16小时，培养至细胞浓度＞109CFU/mL，得发酵乳酸短杆菌的三级种子培养液。
所述乳酸菌液体培养基配制如下：酵母膏7.5g、蛋白胨7.5g、葡萄糖10g、KH2PO4 2g、西红柿汁100mL、吐温-80 0.5mL、蒸馏水900mL，pH 7.0，15磅灭菌30分钟。
所述产朊假丝酵母(Candida tails)的三级种子培养步骤为：
A、挑取2～3个接种环菌体接种于5ml麦芽汁液体培养基中，220rpm，28℃培养16小时，得一级种子培养液；
B、将5mL过夜培养的一级种子培养液接种于100mL麦芽汁液体培养基中，220rpm，28℃培养16小时，培养至细胞浓度＞109CFU/mL，得二级种子培养液；
C、将100mL二级种子培养液接种于10L麦芽汁液体培养基中，220rpm，28℃培养16小时，培养至细胞浓度＞109CFU/mL，得产朊假丝酵母的三级种子培养液。
所述麦芽汁培养基配制如下：将发酵啤酒的原料(未加酒花)，稀释至12柏林，15磅灭菌30分钟。
所述乳酸菌或麦芽汁液体培养基，通过添加总重量1.5％的琼脂粉即可得到固体培养基。
所述发酵乳酸短杆菌与产朊假丝酵母的混合种子液的培养工艺为：
将发酵乳酸短杆菌与产朊假丝酵母按照1∶0.01～1的比例混合后，再按1∶10的接种量接种于种子培养基中，培养温度28～30℃，搅拌转速220～300r/min，培养48小时，培养至细胞浓度＞109CFU/mL。
所述发酵乳酸短杆菌与产朊假丝酵母的最佳混合比例为1∶0.1。
所述种子培养基配制为：玉米淀粉5％、尿素：1％、CaHPO4 0.5％，自然pH值，15磅灭菌30分钟。
所述混合发酵培养基的制作工艺为：将新鲜酒糟于45～55℃下烘干或压榨至含水量为25～35％后，以重量百分比计，先按照白酒酒糟与蛋白性原料为80～90％∶10～20％进行混合，再按照97.3～98.9％％的混合物和1～2.5％的尿素进行混合，加入0.1％CaCO3，再选择性加入0.5％的CaHPO4、0.1％饲用矿物添加剂或0.1％饲用维生素配制发酵培养基，自然pH值，105℃蒸汽间歇式灭菌1小时，2～3次，每次间歇3～4小时。
所述混合发酵培养基的湿度通过加入水或适量麸皮加以控制。
所述蛋白性原料选自豆粕、棉粕、菜籽饼或椰子粕。
配制1000Kg所述饲用矿物添加剂的原料组成及重量配比如下：
CuSO4·5H2O                     24Kg
FeSO4·7H2O                     250Kg
ZnSO4·H2O                      200Kg
MnSO4                           200Kg
质量百分比浓度为5％的KI         5Kg
质量百分比浓度为1％的Na2SeO3    18Kg
载体：沸石粉                    303Kg
配制方法为：先将70％的沸石粉212.1Kg加入到混合器中，然后按上述重量配比加入CuSO4.5H2O、FeSO4.7H2O、ZnSO4.H2O、MnSO4、5％的KI及1％的Na2SeO3，最后再加入余下的87.9Kg沸石粉，混合均匀即得到1000Kg饲用矿物添加剂。
所述饲用维生素选自由北京君德同创公司生产的“猪通用多种维生素”。
所述分段发酵是指：将接种后的混合物分装于密闭袋子中，然后分两阶段进行发酵处理，先好氧发酵12小时，发酵温度30～32℃；后厌氧发酵48～72小时，发酵温度35～37℃，当混合物pH下降至3.5～4.0的稳定状态，且菌体数目达到107～108CFU/g时，停止发酵。
本发明的优点在于：
1、本发明采用发酵乳酸短杆菌与产朊假丝酵母两种微生物混合发酵处理酒糟与豆粕、菜饼、棉粕或其他杂粕等蛋白性原料混合物，从而获得了蛋白质含量高达30～40％，无醇类物质，且适口性好，无有毒物质，使用安全性好的饲料原料；
2、本发明在对饲料原料的发酵过程中，采用先好氧、后厌氧的分段发酵方式，从而有效地脱去了菜饼等蛋白性原料中的硫代葡萄糖甙，在最终获得的饲料成品中，硫代葡萄糖甙的含量低于0.01％，符合饲料安全要求：即异硫氰酸含量小于0.045％、噁唑烷硫酮含量小于0.025％；
3、本发明通过先好氧、后厌氧发酵的共同作用，从而有效地脱去了棉粕等蛋白性原料中的棉酚，在最终获得的饲料成品中，棉酚的含量低于0.01％，符合饲料安全要求：即棉酚的含量小于0.02％；
4、本发明通过采用发酵乳酸短杆菌与产朊假丝酵母两种微生物先好氧、后厌氧共同发酵酒糟，从而增加了酒糟中的总蛋白含量，降解了醇类物质，分解了纤维素等非淀粉多糖类物质，使最终获得的饲料成品的纤维素含量由原有的25％下降至11％，蛋白质含量由原有的15％提高至30～40％。
具体实施方式
实施例1
混合发酵处理以酒糟为主要饲料原料的方法，所使用的菌种之一为发酵乳酸短杆菌(Brevibacterium lactofermentum)，其保藏编号为CICC 10227，菌种之二为产朊假丝酵母(Candida tails)，其保藏编号为CICC 1314，菌种分别保存于培养基斜面上。
所述发酵乳酸短杆菌和产朊假丝酵母分别经三级种子培养，混合后接种于混合种子培养基中，得到发酵乳酸短杆菌与产朊假丝酵母的混合种子液，再将该混合种子液按1∶10的接种量接种于湿度为50％的混合发酵培养基中，接种后的混合物在30～37℃的温度下经分段发酵后，将所得的发酵物再置于50℃的温度下烘干、包装后得到成品。
所述发酵乳酸短杆菌(Brevibacterium lactofermentum)的三级种子培养步骤为：
A、挑取2～3个接种环菌体接种于5ml乳酸菌液体培养基中，220rpm，37℃培养16小时，得一级种子培养液；
B、将5mL过夜培养的一级种子培养液接种于100mL乳酸菌液体培养基中，220rpm，37℃培养16小时，培养至细胞浓度＞109CFU/mL，得二级种子培养液；
C、将100mL二级种子培养液接种于10L乳酸菌液体培养基中，220rpm，37℃培养16小时，培养至细胞浓度＞109CFU/mL，得发酵乳酸短杆菌的三级种 子培养液。
所述乳酸菌液体培养基配制如下：酵母膏7.5g、蛋白胨7.5g、葡萄糖10g、KH2PO4 2g、西红柿汁100mL、吐温-80 0.5mL、蒸馏水900mL，pH 7.0，15磅灭菌30分钟。
所述产朊假丝酵母(Candida tails)的三级种子培养步骤为：
A、挑取2～3个接种环菌体接种于5ml麦芽汁液体培养基中，220rpm，28℃培养16小时，得一级种子培养液；
B、将5mL过夜培养的一级种子培养液接种于100mL麦芽汁液体培养基中，220rpm，28℃培养16小时，培养至细胞浓度＞109CFU/mL，得二级种子培养液；
C、将100mL二级种子培养液接种于10L麦芽汁液体培养基中，220rpm，28℃培养16小时，培养至细胞浓度＞109CFU/mL，得产朊假丝酵母的三级种子培养液。
所述麦芽汁培养基配制如下：将发酵啤酒的原料(未加酒花)，稀释至12柏林，15磅灭菌30分钟。
所述发酵乳酸短杆菌与产朊假丝酵母的混合种子液的培养工艺为：
将发酵乳酸短杆菌与产朊假丝酵母按照1∶0.5的比例混合后，再按1∶10的接种量接种于种子培养基中，培养温度30℃，搅拌转速220r/min，培养48小时，培养至细胞浓度＞109CFU/mL。
所述种子培养基配制为：玉米淀粉5％、尿素：1％、CaHPO4 0.5％，自然pH值，15磅灭菌30分钟。
所述混合发酵培养基的制作工艺为：将新鲜酒糟于45℃下烘干至含水量为30％后，以重量百分比计，先将80％的白酒酒糟与20％的菜籽饼混合，再取97.4％的酒糟菜籽饼混合物与2％的尿素混合后，加入0.1％CaCO3、0.5％CaHPO4，自然pH值，105℃蒸汽间歇式灭菌1小时，2次，间歇4小时。
所述分段发酵是指：将接种后的混合物分装于密闭袋子中，然后分两阶段进行发酵处理，先好氧发酵12小时，自然状态发酵，温度30℃；厌氧发酵60小时，发酵温度35℃，当混合物pH下降至4.0的稳定状态，且菌体数目达到107～108CFU/g时，停止发酵。
该产品的主要技术指标如下：
微生物含量107～108CFU/g，pH＜4.0，蛋白质含量30％以上，硫甙含量小于0.01％。
实施例2
将发酵乳酸短杆菌和产朊假丝酵母分别进行三级种子培养，三级种子液经混合后接种于混合种子培养基中，得到发酵乳酸短杆菌与产朊假丝酵母的混合种子液，再将该混合种子液按1∶10的接种量接种于湿度为60％的混合发酵培养基中，接种后的混合物在30～37℃的温度下经分段发酵后，将所得的发酵物再置于40℃的温度下烘干、包装后得到成品。
所述发酵乳酸短杆菌与产朊假丝酵母的混合种子液的培养工艺为：
将发酵乳酸短杆菌与产朊假丝酵母按照1∶1的比例混合后，再按1∶10的 接种量接种于种子培养基中，培养温度28℃，搅拌转速220r/min，培养50小时，培养至细胞浓度＞109CFU/mL。
所述混合发酵培养基的制作工艺为：将新鲜酒糟压榨至含水量为35％后，以重量百分比计，先将80％的白酒酒糟与20％的棉粕混合，再取97.3％的酒糟棉粕混合物与2.5％的尿素混合后，加入0.1％CaCO3、0.1％饲用矿物添加剂，自然pH值，105℃蒸汽间歇式灭菌1小时，3次，每次间歇3～4小时。
其余方法步骤同实施例1。
该产品的主要技术指标如下：
微生物含量107～108CFU/g，pH＜4.0，蛋白质含量30％以上。
实施例3
将发酵乳酸短杆菌和产朊假丝酵母分别进行三级种子培养，三级种子液经混合后接种于混合种子培养基中，得到发酵乳酸短杆菌与产朊假丝酵母的混合种子液，再将该混合种子液按1∶10的接种量接种于湿度55％的混合发酵培养基中，接种后的混合物在30～37℃的温度下经分段发酵后，将所得的发酵物再置于60℃的温度下烘干、包装后得到成品。
所述发酵乳酸短杆菌与产朊假丝酵母的混合种子液的培养工艺为：
将发酵乳酸短杆菌与产朊假丝酵母按照1∶0.01的比例混合后，再按1∶10的接种量接种于种子培养基中，培养温度30℃，搅拌转速300r/min，培养72小时，培养至细胞浓度＞109CFU/mL。
所述混合发酵培养基的制作工艺为：将新鲜酒糟于55℃下烘干至含水量为25％后，以重量百分比计，先将90％的白酒酒糟与10％的豆粕混合，再取98.9％的酒糟豆粕混合物与1％的尿素混合后，加入0.1％CaCO3，自然pH值，105℃蒸汽间歇式灭菌1小时，3次，每次间歇3～4小时。
其余方法步骤同实施例1。
该产品的主要技术指标如下：
微生物含量107～108CFU/g，pH＜4.0，蛋白质含量30％以上。
实施例4
将发酵乳酸短杆菌和产朊假丝酵母分别进行三级种子培养，三级种子液经混合后接种于混合种子培养基中，得到发酵乳酸短杆菌与产朊假丝酵母的混合种子液，再将该混合种子液按1∶10的接种量接种于湿度58％的混合发酵培养基中，接种后的混合物在30～37℃的温度下经分段发酵后，将所得的发酵物再置于40～50℃的温度下烘干、包装后得到成品。
所述发酵乳酸短杆菌与产朊假丝酵母的混合种子液的培养工艺为：
将发酵乳酸短杆菌与产朊假丝酵母按照1∶0.1的比例混合后，再按1∶10的接种量接种于种子培养基中，培养温度30℃，搅拌转速220r/min，培养55小时，培养至细胞浓度＞109CFU/mL。
所述混合发酵培养基的制作工艺为：将新鲜酒糟于45℃下烘干至含水量为32％后，以重量百分比计，先将80％的白酒酒糟与20％的椰子粕混合，再取97.8％ 的酒糟椰子粕混合物与2％的尿素混合后，加入0.1％CaCO3、0.1％饲用维生素，自然pH值，105℃蒸汽间歇式灭菌1小时，2次，间歇3小时。
其余方法步骤同实施例1。
该产品的主要技术指标如下：
微生物含量107～108CFU/g，pH＜4.0，蛋白质含量30％以上。

Claims (7)

1.一种混合发酵处理以酒糟为主要饲料原料的方法，其特征在于所使用的菌种为发酵乳酸短杆菌和产朊假丝酵母，工艺步骤为：将经三级种子培养的发酵乳酸短杆菌和产朊假丝酵母混合后接种于混合种子培养基中，得到发酵乳酸短杆菌与产朊假丝酵母的混合种子液，再将该混合种子液按1∶10的接种量接种于湿度为50～60％的混合发酵培养基中，接种后的混合物在30～37℃的温度下经分段发酵后，将所得的发酵物再置于40～60℃的温度下烘干、包装后得到成品；
所述发酵乳酸短杆菌与产朊假丝酵母混合种子液的培养工艺为：
将发酵乳酸短杆菌与产朊假丝酵母按照1∶0.01～1的比例混合后，再按1∶10的接种量接种于种子培养基中，培养温度28～30℃，搅拌转速220～300r/min，培养48小时，培养至细胞浓度＞109CFU/mL；
所述种子培养基配制为：玉米淀粉5％、尿素：1％、CaHPO40.5％，自然pH值，15磅灭菌30分钟；
所述混合发酵培养基的制作工艺为：
将新鲜酒糟于45～55℃下烘干或压榨至含水量为25～35％后，以重量百分比计，先按照白酒酒糟与蛋白性原料为80～90％∶10～20％进行混合，再按照97.3～98.9％的混合物和1～2.5％的尿素进行混合，加入0.1％CaCO3，再选择性加入0.5％的CaHPO4、0.1％饲用矿物添加剂或0.1％饲用维生素配制发酵培养基，自然pH值，105℃蒸汽间歇式灭菌1小时，2～3次，每次间歇3～4小时；
所述分段发酵是指：将接种后的混合物分装于密闭袋子中，然后分两阶段进行发酵处理，先好氧发酵12小时，发酵温度30～32℃；后厌氧发酵48～72小时，发酵温度35～37℃，当混合物pH下降至3.5～4.0的稳定状态，且菌体数目达到107～108CFU/g时，停止发酵。
2.如权利要求1所述的混合发酵处理以酒糟为主要饲料原料的方法，其特征在于所述发酵乳酸短杆菌的三级种子培养步骤为：
A、挑取2～3个接种环菌体接种于5ml乳酸菌液体培养基中，220rpm，37℃培养16小时，得一级种子培养液；
B、将5mL过夜培养的一级种子培养液接种于100mL乳酸菌液体培养基中，220rpm，37℃培养16小时，培养至细胞浓度＞109CFU/mL，得二级种子培养液；
C、将100mL二级种子培养液接种于10L乳酸菌液体培养基中，220rpm，37℃培养16小时，培养至细胞浓度＞109CFU/mL，得发酵乳酸短杆菌的三级种子培养液。
3.如权利要求2所述的混合发酵处理以酒糟为主要饲料原料的方法，其特征在于所述乳酸菌液体培养基配制如下：酵母膏7.5g、蛋白胨7.5g、葡萄糖10g、KH2PO4 2g、西红柿汁100mL、吐温-80 0.5mL、蒸馏水900mL，pH 7.0，15磅灭菌30分钟。
4.如权利要求1所述的混合发酵处理以酒糟为主要饲料原料的方法，其特征在于所述产朊假丝酵母(Candida tails)的三级种子培养步骤为：
A、挑取2～3个接种环菌体接种于5ml麦芽汁液体培养基中，220rpm，28℃培养16小时，得一级种子培养液；
B、将5mL过夜培养的一级种子培养液接种子100mL麦芽汁液体培养基中，220rpm，28℃培养16小时，培养至细胞浓度＞109CFU/mL，得二级种子培养液；
C、将100mL二级种子培养液接种于10L麦芽汁液体培养基中，220rpm，28℃培养16小时，培养至细胞浓度＞109CFU/mL，得产朊假丝酵母的三级种子培养液。
5.如权利要求4所述的混合发酵处理以酒糟为主要饲料原料的方法，其特征在于所述麦芽汁培养基配制如下：将未加酒花的发酵啤酒原料稀释至12柏林，15磅灭菌30分钟。
6.如权利要求1所述的混合发酵处理以酒糟为主要饲料原料的方法，其特征在于所述发酵乳酸短杆菌与产朊假丝酵母的混合比例为1∶0.1。
7.如权利要求1所述的混合发酵处理以酒糟为主要饲料原料的方法，其特征在于所述蛋白性原料选自豆粕、棉粕、菜籽饼或椰子粕。
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