CN102823726B

CN102823726B - 一种提高棉粕蛋白含量并可脱毒的生物发酵方法

Info

Publication number: CN102823726B
Application number: CN201210329933.6A
Authority: CN
Inventors: 孙晓雯; 张军; 汪攀; 闫轶洁; 王安如
Original assignee: Zhangzhou Dabeinong Agriculture & Pasture Technology Co Ltd; ZHEJIANG DABEINONG AGRICULTURE ANIMAL HUSBANDRY TECHNOLOGY CO LTD; Beijing Dabeinong Technology Group Co Ltd
Current assignee: Zhangzhou Dabeinong Agriculture & Pasture Technology Co Ltd; ZHEJIANG DABEINONG AGRICULTURE ANIMAL HUSBANDRY TECHNOLOGY CO LTD; Beijing Dabeinong Technology Group Co Ltd
Priority date: 2012-09-07
Filing date: 2012-09-07
Publication date: 2017-10-17
Anticipated expiration: 2032-09-07
Also published as: CN102823726A

Abstract

本发明公开了一种提高棉粕蛋白含量并可脱毒的生物发酵法，包括：1）分别制备产朊假丝酵母，黑曲霉，枯草芽孢杆菌以及嗜酸乳杆菌的发酵液作为菌种；2）准备原料棉粕；3）在原料中加入水，原料与水的重量比为1：0.5～1.2；4）接种步骤1）制备的菌种，分别为产朊假丝酵母0.5％～10％，黑曲霉0.5％～10％，枯草芽孢杆菌0.5％～10％，嗜酸乳杆菌0.5％～10％；5）控温发酵，发酵温度为25℃～40℃。本发明的方法直接获得的产品可以有效降解棉粕中的游离棉酚，改善棉粕的蛋白品质，改善了棉粕的口感，从而有效地提高棉粕在各种畜禽饲料中的利用率。

Description

一种提高棉粕蛋白含量并可脱毒的生物发酵方法

技术领域

本发明属于生物发酵技术领域，涉及一种提高棉粕蛋白含量并可脱毒的生物发酵方法。

背景技术

饲用蛋白质按原料来源可分为动物性蛋白和植物性蛋白两大类，其中鱼粉、肉骨粉以及血粉等动物性蛋白由于其氨基酸组成与畜禽生长所需的氨基酸相似，所以这种蛋白不仅吸收率高，而且还有吸收快，产生污染少等优点。然而我国是鱼粉等动物性蛋白资源极其缺少的国家，尤其是优质的鱼粉主要信赖进口，价格远高于植物性蛋白；另外出于对动物性蛋白存在的安全性方面的考虑，近年来，人们越来越关注植物性蛋白原料的应用。植物性蛋白源包括大豆粕、菜籽粕、棉籽粕、花生粕等，价格低廉且来源广泛，但是这些植物性蛋白原料中普遍存在的各种抗营养因子，不仅影响动物的适口性，更主要的影响动物的消化酶活性，从而降低蛋白质、氨基酸等营养物质的消化吸收率，消化率的高低将直接影响到动物对植物蛋白源的利用。另外，有些抗营养因子可以直接对动物产生毒害作用，扰乱其正常的生理功能。同时氨基酸含量不平衡也是制约植物蛋白使用比例的一个重要因素。

棉粕(cottonseed meal，CSM)是棉籽经脱壳、加热、压扁成薄片用溶剂己烷浸出油后，所剩余的副产品。棉粕中含蛋白质40％以上，赖氨酸1.59％，蛋氨酸0.52％，是畜禽饲料非常有价值的一种原料。同时我国是一个产棉大国，我国年产棉籽800余万吨，榨油后估计可以生产出400万吨左右的棉籽饼粕(含壳约15％)。但是，棉粕中还存在多种抗营养因子，即棉粕中所含有的一类对营养成分的消化、吸收、代谢以及对动物的健康和生产性能产生不良影响的物质。由于这些抗营养因子的存在，大大制约了棉粕在畜禽饲料和水产饲料上的应用。棉粕有的抗营养因子主要有游离棉酚、环丙烯脂肪酸(CPFA)、植酸和单宁等。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种提高棉粕蛋白含量并可脱毒的生物发酵方法。

本发明提供的生物发酵方法，其包括如下步骤：

1）分别制备产朊假丝酵母，黑曲霉，枯草芽孢杆菌以及嗜酸乳杆菌的发酵液作为菌种；

2）准备原料棉粕；

3）在原料中加入水，原料与料水的重量比为1：0.5～1.2；

4）接种步骤1）制备的菌种，所接菌种按含有菌种的培养基体积与原料重量的百分比计，分别为产朊假丝酵母0.5%～10%，黑曲霉0.5%～10%，枯草芽孢杆菌0.5%～10%，嗜酸乳杆菌0.5%～10%；

5）控温发酵，发酵温度为25℃～40℃。

在本发明的一个实施方案中，步骤1）制备产朊假丝酵母，黑曲霉，枯草芽孢杆菌以及嗜酸乳杆菌发酵液的过程为：将好氧菌产朊假丝酵母、黑曲霉、枯草芽孢杆菌分别进行好氧发酵培养，嗜酸乳杆菌进行厌氧发酵培养。

在本发明的另一个实施方案中，步骤3）中原料与水的重量比优选为1：0.8～1.0。

在本发明的另一个实施方案中，步骤4）所接菌种按含有菌种的培养基体积与原料重量的百分比计，分别为产朊假丝酵母2%～8%，黑曲霉2%～8%，枯草芽孢杆菌2%～8%，嗜酸乳杆菌2%～8%。

在本发明一个优选的实施方案中，步骤4）所接菌种按含有菌种的培养基体积与原料重量的百分比计，分别为产朊假丝酵母5%，黑曲霉5%，枯草芽孢杆菌5%，嗜酸乳杆菌5%。

本发明中，对产朊假丝酵母，黑曲霉，枯草芽孢杆菌以及嗜酸乳杆菌的具体菌株没有特别的限定，这些菌的常规菌株均可以用于本发明。

本发明的有益效果是：1、微生物发酵过程中对原料棉粕进行了酶解处理，棉粕的营养价值得到明显提高，粗蛋白含量较发酵前提高了15%以上；2、游离棉酚含量大幅降低：通过本发明方法对棉粕进行发酵生产之后，产品中的游离棉酚相对于原棉粕中的含量可以下降80%以上；3、乳酸菌通过对棉粕基质中的营养物质的利用后，伴随着菌体的生长、繁殖代谢等活动产生了一定的有机酸如乳酸、乙酸、丙酸、丁酸等，降低了基质的pH值，改善了棉粕的口感。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1提高棉粕粗蛋白含量并降解棉酚的菌种的筛选

原料棉粕来源于棉籽经榨油之后产生的副产品；原料与水的重量比为1：0.8，分别按10%接种量接入制备好的黑曲霉CICC41057（购自中国食品发酵工业研究院)、产朊假丝酵母CICC 31188（购自中国食品发酵工业研究院)、酿酒酵母（CGMCC No.2388)、地衣芽孢杆菌（CGMCC No.5094)、唾液乳杆菌CICC 21807（购自中国食品发酵工业研究院）；发酵温度为30℃，发酵时间为48小时。试验结果如表1所示。

表1不同菌种对棉粕粗蛋白含量和棉酚的影响

根据结果，所以选定黑曲霉和产朊假丝酵母作为提高棉粕粗蛋白含量并降解棉酚的菌种。

实施例2改善棉粕口感的菌种的筛选

原料棉粕来源于棉籽经榨油之后产生的副产品；原料与料水的重量比为1：0.8，分别按10%接种量接入制备好的枯草芽孢杆菌（CGMCC No.4628)、嗜酸乳杆菌（CGMCCNo.5093)、粪肠球菌（CGMCC No.5092)、短小芽孢杆菌（CGMCC No.4756)、地衣芽孢杆菌（CGMCC No.5094)、唾液乳杆菌CICC 21807；发酵温度为30℃，发酵时间为48小时。试验结果如表2所示。

表2不同菌种对棉粕pH的影响

由表2可见，枯草芽孢杆菌和嗜酸乳杆菌发酵棉粕后pH较低，即产生的有机酸等风味物质较多，所以选定为改善棉粕口感的菌种。实施例3棉粕生物发酵

黑曲霉发酵液的制备：将黑曲霉接入PDA斜面培养基，30℃培养72h，挑取斜面上的菌丝，接入PDA液体培养基，30℃，150r/min摇动培养16h。

产朊假丝酵母发酵液的制备：将产朊假丝酵母接入YPD斜面培养基，30℃培养48h，挑取斜面上的菌苔，接入YPD液体培养基，30℃，150r／min摇动培养48h。

枯草芽孢杆菌发酵液的制备：将枯草芽孢杆菌接入LB斜面培养基，37℃培养24h，挑取斜面上的菌苔，接入LB液体培养基，37℃，170r/min摇动培养24h。

嗜酸乳杆菌发酵液的制备：将嗜酸乳杆菌接入MRS斜面培养基，37℃培养24h，挑取斜面上的菌苔，接入MRS液体培养基，嗜酸乳杆菌是37℃静置培养24小时。

原料棉粕来源于棉籽经榨油之后产生的副产品；原料与料水的重量比为1：0.8；所接种菌种按含有菌种的培养基体积与原料重量的百分比计，分别为产朊假丝酵母8%，黑曲霉8%，枯草芽孢杆菌8%，嗜酸乳杆菌8%；发酵温度为25℃，发酵时间为60小时。

实施例4棉粕生物发酵

原料棉粕来源于棉籽经榨油之后产生的副产品；原料与料水的重量比为1：1；所接种菌种按含有菌种的培养基体积与原料重量的百分比计，分别为产朊假丝酵母3%，黑曲霉3%，枯草芽孢杆菌3%，嗜酸乳杆菌3%；发酵温度为28℃，发酵时间为72小时。

实施例5棉粕生物发酵

原料棉粕来源于棉籽经榨油之后产生的副产品；原料与料水的重量比为1：0.8；所接种菌种按含有菌种的培养基体积与原料重量的百分比计，分别为产朊假丝酵母6%，黑曲霉6%，枯草芽孢杆菌6%，嗜酸乳杆菌6%；发酵温度为30℃，发酵时间为48小时。

实施例6棉粕生物发酵

原料棉粕来源于棉籽经榨油之后产生的副产品；原料与料水的重量比为1：0.5；所接种菌种按含有菌种的培养基体积与原料重量的百分比计，分别为产朊假丝酵母5%，黑曲霉5%，枯草芽孢杆菌5%，嗜酸乳杆菌5%；发酵温度为37℃，发酵时间为48小时。

实施例7棉粕生物发酵

原料棉粕来源于棉籽经榨油之后产生的副产品；原料与料水的重量比为1：1.2；所接种菌种按含有菌种的培养基体积与原料重量的百分比计，分别为产朊假丝酵母2%，黑曲霉2%，枯草芽孢杆菌2%，嗜酸乳杆菌2%；发酵温度为40℃，发酵时间为48小时。

试验例1

以没有经过发酵处理的棉粕为对照，测定实施例3~7处理的棉粕和对照中粗蛋白含量和游离棉酚含量，结果如表3所示。

表3不同试验对粗蛋白含量、游离棉酚的影响

可以看出，本发明微生物发酵后的棉粕粗蛋白含量较发酵前提高了15%以上，游离棉酚相对于原棉粕中的含量可以下降80%以上，同时发酵还产生了一些有机酸类风味物质，降低了棉粕的pH，改善了其适口性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种提高棉粕蛋白含量并可脱毒的生物发酵方法，其特征在于，包括如下步骤：

2）准备原料棉粕；

3）在原料中加入水，原料与水的重量比为1：0.8～1.0；

4）接种步骤1）制备的菌种，所接菌种按含有菌种的培养基体积与原料重量的百分比计，分别为产朊假丝酵母2%～8%，黑曲霉2%～8%，枯草芽孢杆菌2%～8%，嗜酸乳杆菌2%～8%；

5）控温发酵，发酵温度为25℃～40℃。

2.如权利要求1所述的生物发酵方法，其特征在于，步骤1）制备产朊假丝酵母，黑曲霉，枯草芽孢杆菌以及嗜酸乳杆菌发酵液的过程为：将好氧菌产朊假丝酵母、黑曲霉、枯草芽孢杆菌分别进行好氧发酵培养，嗜酸乳杆菌进行厌氧发酵培养。

3.如权利要求1所述的生物发酵方法，其特征在于，步骤4）所接菌种按含有菌种的培养基体积与原料重量的百分比计，分别为产朊假丝酵母5%，黑曲霉5%，枯草芽孢杆菌5%，嗜酸乳杆菌5%。