CN103815119A - 一种利用玉米深加工副产物发酵生产微生物饲料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用玉米深加工副产物发酵生产微生物饲料的方法，属于一种发酵生产微生物饲料的方法。首先采用蛋白酶处理玉米蛋白粉，使之水解为小分子的肽或者游离氨基酸，应用纤维素酶水解玉米纤维，使之最大限度水解为葡萄糖，两种水解液与玉米浸泡水混合作为培养基，接种酵母菌进行发酵，发酵结束后，对所得的产物进行喷雾干燥，得到成品微生物饲料。本发明的培养基中富含氮源，碳源，无机盐，微量元素及维生素等生长因子，该方法可保证饲料酵母营养成分的完整性，所生产的饲料由于原料为玉米深加工副产物，原料成本降低，同时富含较高的营养价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种发酵生产微生物饲料的方法，更具体地说，是涉及一种利用玉米深加工副产物发酵生产微生物饲料的方法。
背景技术
玉米是世界上次于水稻的第二大粮食作物，单产高、增产潜力大，在农业和工业生产中都占有极其重要的地位，是工业生产淀粉的主要原料。玉米生产淀粉后的副产品主要有玉米油、玉米蛋白粉、玉米纤维、玉米胚芽粕、玉米浸泡水等，其中玉米蛋白粉由于水溶性极差，缺少色氨酸、赖氨酸等人体必需的氨基酸，是一种非全营养蛋白，从营养的角度讲，玉米蛋白粉不是理想的蛋白质资源，生物学价值比较低，因此严重影响了其在食品工业中的应用，导致其价格低廉。目前，玉米蛋白粉主要作为饲料使用，利用率很低，有的甚至直接废弃，这样既造成环境污染，又浪费了资源；玉米纤维直接作为饲料，其利用价值也不大；玉米浸泡水用量为加工玉米总量的45%，经过浓缩后玉米浸泡水的成分为：固形物40～50%，蛋白质16～30%，氨基酸8～12%，还原糖5～7%，维生素0.7～1mg/mL/，总酸8～13%，乳酸7～12%，磷4～4.5%，钾2～2.5%。玉米浸泡水难干燥，含有二氧化硫，曲霉毒素、木聚糖等有毒或抗营养因子，在饲料中添加量有限，大部分玉米浸泡水直接排放到污水处理厂处理。
饲料酵母蛋白质含量丰富，氨基酸齐全，配比组成合理，且含有丰富的B族维生素、矿物元素、微量元素、酶、碳水化合物、生理活性物质及生长促进因子，是一种营养价值高的优质蛋白，它具有营养、诱食及益生菌增值多种功能，促进畜禽新陈代谢，增强畜禽抗病能力，提高畜禽生长速度、繁殖能力、肉质和皮毛质量，广泛用于畜禽养殖业。
玉米蛋白粉和玉米浸泡水含有酵母生长所需要的各种营养成分，将其用作酵母发酵生产微生物饲料的原料，无疑可以降低成本。由于玉米蛋白粉和玉米纤维直接被酵母菌利用率并不高，因此限制了玉米蛋白粉和玉米纤维的利用。
发明内容
本发明提供一种利用玉米深加工副产物发酵生产微生物饲料的方法，以解决玉米蛋白粉和玉米纤维直接被酵母菌利用率并不高，因此限制了玉米蛋白粉和玉米纤维利用的问题。
本发明采取的技术方案是，包括下列步骤：
（1）、发酵培养基制备
玉米蛋白粉酶解：玉米蛋白粉与水的比例，固液比为1：9～11，中性蛋白酶的添加量为1.5～2.0%，调节pH为6.8～7.2，在37℃下，水解5～10小时，得到玉米蛋白粉的水解液，备用；
玉米纤维酶解：玉米纤维与水的比例，固液比为1：5～7，纤维素酶的添加量为2～3%，调节pH为4.7～4.9，在50℃条件下水解12～15小时，得到的酶解液备用；
将上述的玉米蛋白粉酶解液和玉米纤维酶解液以及玉米浸泡水按照体积比为1：1：1混合，混合后调节pH4.8～5.2，在121℃下灭菌15min后作为酵母发酵的培养基；
（2）、制备种子液
将酵母菌种进行摇床培养，培养条件为：28～30℃，150～180r/min，培养时间为8～12小时，培养基初始含糖量为2%，培养基中添加少量肌醇作为促进剂；
（3）、发酵罐发酵
将上述制得的发酵培养基和种子液装罐，工艺条件为：温度28～30℃，接种量8～12%，溶氧≥10%，时间2～3天，得到发酵液，菌体浓度在1.0×1010～5.0×1010CFU/mL；
（4）、发酵醪贮
将发酵液贮存在成熟醪罐中；
（5）、蒸发浓缩
采用四校板式蒸发器对发酵醪进行蒸发浓缩；
（6）喷雾干燥
采用高速离心喷雾干燥塔将浓缩的发酵液干燥，制成成品。
本发明所述的酵母菌为啤酒酵母，葡萄酒酵母，或酿酒酵母中的一种。
本发明所述的步骤（6）中发酵液干燥后，饲料产品的水分为5～10%。
本发明利用玉米深加工副产物：玉米蛋白粉、玉米纤维和玉米浸泡水作为发酵培养基，接种酵母菌进行发酵，发酵结束后进行喷雾干燥，得到成品微生物饲料。
本发明采用中性蛋白酶对玉米蛋白粉进行水解，将大分子的蛋白质水解成为容易被酵母菌吸收利用的小分子多肽和氨基酸；采用纤维素酶对玉米纤维进行水解，将不容易被微生物利用的纤维素水解成为能够让微生物吸收利用的多糖和单糖的混合物；在种子培养基中添加肌醇，培养的种子液中，酵母的活性较高，并且后期得到的微生物饲料营养价值增加。
本发明的有益效果是利用玉米蛋白粉，玉米纤维和玉米浸泡水作为原料发酵生产微生物饲料，提高了玉米深加工副产物的附加值，同时制得的饲料中保证了酵母营养的的完整性，营养价值高，还解决了由于玉米浸泡水处理不当造成的环境污染问题，具有很好的经济效益和社会效益。
具体实施方式
以下各实施例中均为质量比，所述的酵母菌为啤酒酵母，葡萄酒酵母，或酿酒酵母中的一种。
实施例1
（1）发酵培养基制备
玉米蛋白粉酶解：玉米蛋白粉与水的比例，固液比为1：9，中性蛋白酶的添加量为1.5%，调节pH为6.8，在37℃下，水解5小时，得到玉米蛋白粉的水解液，备用；
玉米纤维酶解：玉米纤维与水的比例，固液比为1：5，纤维素酶的添加量为2%，调节pH为4.7，在50℃条件下水解12小时，得到的酶解液备用；
将上述的玉米蛋白粉酶解液和玉米纤维酶解液以及玉米浸泡水按照比例为：1：1：1混合，混合后调节pH4.8，在121℃下灭菌15min后作为酵母发酵的培养基；
（2）制备种子液
将啤酒酵母菌种进行摇床培养，培养条件为：28℃，150r/min，培养时间为12小时，培养基初始含糖量为2%，培养基中添加少量肌醇作为促进剂；
（3）发酵罐发酵
将上述发酵培养基和种子液装罐，工艺条件为：温度28℃，接种量8%，溶氧≥10%，发酵3天；发酵液残唐含量为0.3%、菌体浓度1.0×1010CFU/mL，得到发酵液；
（4）发酵醪贮：将发酵液贮存在成熟醪罐中；
（5）蒸发浓缩：采用四校板式蒸发器对发酵醪进行蒸发浓缩；
（6）喷雾干燥：干燥后微生物饲料的含水量为5%。
实施例2：
（1）发酵培养基制备
玉米蛋白粉酶解：玉米蛋白粉与水的比例，固液比为：1：10，中性蛋白酶的添加量为1.7%，调节pH为7.0，在37℃下，水解8小时，得到玉米蛋白粉的水解液，备用；
玉米纤维酶解：玉米纤维与水的比例，固液比为：1：6，纤维素酶的添加量为2.5%，调节pH为4.8，在50℃条件下水解13.5小时，得到的酶解液备用；
将上述的玉米蛋白粉酶解液和玉米纤维酶解液以及玉米浸泡水按照比例为：1：1：1混合，混合后调节pH5，在121℃下灭菌15min后作为酵母发酵的培养基；
（2）制备种子液
将葡萄酒酵母菌种进行摇床培养，培养条件为：29℃，165r/min，培养时间为10小时，培养基初始含糖量为2%，培养基中添加少量肌醇作为促进剂；
（3）发酵罐发酵
将上述发酵培养基和种子液装罐，工艺条件为：温度29℃，接种量10%，溶氧≥10%，发酵2.5天；发酵液残唐含量为0.1%、菌体浓度3.0×1010CFU/mL，得到发酵液；
（4）发酵醪贮：将发酵液贮存在成熟醪罐中；
（5）蒸发浓缩：采用四校板式蒸发器对发酵醪进行蒸发浓缩；
（6）喷雾干燥：干燥后微生物饲料的含水量为7%。
实施例3
（1）发酵培养基制备
玉米蛋白粉酶解：玉米蛋白粉与水的比例，固液比为1：11，中性蛋白酶的添加量为2%，调节pH为7.2，在37℃下，水解10小时，得到玉米蛋白粉的水解液，备用；
玉米纤维酶解：玉米纤维与水的比例，固液比为1：7，纤维素酶的添加量为3%，调节pH为4.9，在50℃条件下水解15小时，得到的酶解液备用；
将上述的玉米蛋白粉酶解液和玉米纤维酶解液以及玉米浸泡水按照比例为：1：1：1混合，混合后调节pH5.2，在121℃下灭菌15min后作为酵母发酵的培养基；
（2）制备种子液
将酿酒酵母菌种进行摇床培养，培养条件为：30℃，180r/min，培养时间为8小时，培养基初始含糖量为2%，培养基中添加少量肌醇作为促进剂；
（3）发酵罐发酵
将上述发酵培养基和种子液装罐，工艺条件为：温度30℃，接种量12%，溶氧≥10%，发酵2天；发酵液残唐含量为0.4%、菌体浓度5.0×1010CFU/mL，得到发酵液；
（4）发酵醪贮：将发酵液贮存在成熟醪罐中；
（5）蒸发浓缩：采用四校板式蒸发器对发酵醪进行蒸发浓缩；
（6）喷雾干燥：干燥后微生物饲料的含水量为10%。
Claims (3)
1.一种利用玉米深加工副产物发酵生产微生物饲料的方法，其特征在于包括下列步骤：
（1）、发酵培养基制备
玉米蛋白粉酶解：玉米蛋白粉与水的比例，固液比为1：9～11，中性蛋白酶的添加量为1.5～2.0%，调节pH为6.8～7.2，在37℃下，水解5～10小时，得到玉米蛋白粉的水解液，备用；
玉米纤维酶解：玉米纤维与水的比例，固液比为1：5～7，纤维素酶的添加量为2～3%，调节pH为4.7～4.9，在50℃条件下水解12～15小时，得到的酶解液备用；
将上述的玉米蛋白粉酶解液和玉米纤维酶解液以及玉米浸泡水按照体积比为1：1：1混合，混合后调节pH4.8～5.2，在121℃下灭菌15min后作为酵母发酵的培养基；
（2）、制备种子液
将酵母菌种进行摇床培养，培养条件为：28～30℃，150～180r/min，培养时间为8～12小时，培养基初始含糖量为2%，培养基中添加少量肌醇作为促进剂；
（3）、发酵罐发酵
将上述制得的发酵培养基和种子液装罐，工艺条件为：温度28～30℃，接种量8～12%，溶氧≥10%，时间2～3天，得到发酵液，菌体浓度在1.0×1010～5.0×1010CFU/mL；
（4）、发酵醪贮
将发酵液贮存在成熟醪罐中；
（5）、蒸发浓缩
采用四校板式蒸发器对发酵醪进行蒸发浓缩；
（6）喷雾干燥
采用高速离心喷雾干燥塔将浓缩的发酵液干燥，制成成品。
2.如权利要求1所述的一种利用玉米深加工副产物发酵生产微生物饲料的方法，其特征在于：所述的酵母菌为啤酒酵母，葡萄酒酵母，或酿酒酵母中的一种。
3.如权利要求1所述的一种利用玉米深加工副产物发酵生产微生物饲料的方法，其特征在于：所述步骤（6）中发酵液干燥后，饲料产品的水分为5～10%。
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