CN115669801A - 一种羽毛粉发酵综合再利用的方法 - Google Patents
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Abstract
一种羽毛粉发酵综合再利用的方法，包括如下操作：将地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌接种到含有羽毛粉的固态培养基中，进行培养，得到好氧培养物，将乳酸菌接种到所述好氧培养物中，进行发酵，得到厌氧发酵物，将所述厌氧发酵物粉碎，得到羽毛粉发酵物，制得的羽毛粉发酵物中含有较高的粗蛋白、酸溶蛋白、消化率和角蛋白酶，营养价值较高，且制作方法工序不复杂，可大力推广使用。
Description
技术领域
本发明属于微生物发酵技术领域，具体涉及一种羽毛粉发酵综合再利用的方法。
背景技术
我国饲料资源短缺、尤其是蛋白质饲料严重缺乏。饲用蛋白质资源匮乏以及大宗非粮蛋白质资源利用率偏低，阻碍了我国畜牧业现代化进程，主要蛋白质饲料原料长期依赖进口，成为制约我国饲料工业和畜牧业发展的瓶颈。随着我国蛋白饲料原料进口量的不断提高，蛋白质饲料创新保障畜牧养殖业健康发展成为重要挑战，寻找和开发新的蛋白质资源成为饲料工业急需解决的问题。且伴随着饲料行业的迅速发展，饲料也逐渐向安全、无残留的方向发展，生物发酵蛋白饲料逐渐兴起。
羽毛粉是以各种家禽屠宰后的副产品羽毛为原料加工而成。据统计，近年来我国加工羽毛粉年产量可达80万吨以上，是一种廉价的蛋白资源。但是羽毛粉中含有具有二硫键的角蛋白，结构稳定不易被动物消化吸收，所以羽毛粉不能直接应用于动物饲料中，必须经过一定的处理，破坏角质蛋白的稳定结构，才能被动物更容易消化吸收和利用。
微生物发酵法能够显著改善羽毛粉的营养组成，提高消化率，改善适口性，成为羽毛粉加工处理的首选方法。
发明内容
本发明的目的是提供了一种羽毛粉发酵综合再利用的方法。
一种羽毛粉发酵综合再利用的方法，包括如下操作：将地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌接种到含有羽毛粉的固态培养基中，进行培养，得到好氧培养物，将乳酸菌接种到所述好氧培养物中，进行发酵，得到厌氧发酵物，将所述厌氧发酵物粉碎，得到羽毛粉发酵物。
进一步的，所述固态培养基中包括以下重量份的成分：羽毛粉65-70份，麸皮5-10份、豆皮5-10份、棉粕15-20份、磷酸二氢钾0.1份，硫酸镁0.15份和轻质碳酸钙0.65份。
进一步的，所述好氧培养物的制备方法具体包括：将所述地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌三种菌接种到固态培养基中，以干基计的每克固态培养基接种三种菌总量为15-20亿个活菌，37-39℃培养38-42h，得到所述好氧培养物。
进一步的，所述地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌的接种比例为2-3:1:1。
进一步的，所述厌氧发酵物的制备方法具体包括：将总量为6-9亿个活菌/g的所述乳酸菌接种到所述好氧培养物中，37-39℃培养72-76h，得到所述厌氧发酵物。
进一步的，所述乳酸菌为嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌和干酪乳杆菌的混合菌。
进一步的，所述嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌和干酪乳杆菌的接种比例为1:1-2:1。
进一步的，所述将所述厌氧发酵物粉碎，得到羽毛粉发酵物具体包括：将所述厌氧发酵物40-45℃低温干燥直至水分含量为10-12wt％进行粉碎，得到所述羽毛粉发酵物。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明提供的一种羽毛粉发酵综合再利用的方法，在发酵制备羽毛粉发酵物的过程中使用地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌分解羽毛粉，分解效果好，制得的羽毛粉发酵物粗蛋白、酸溶蛋白、消化率和角蛋白酶含量较高，有利于提高制备的羽毛粉发酵物的营养价值。
(2)本发明提供的一种羽毛粉发酵综合再利用的方法，发酵制备羽毛粉发酵物的条件较为温和，能够有效保护发酵基料中的氨基酸，同时微生物在发酵过程中会产生多种蛋白酶，形成的酶系共同作用将羽毛粉中的角蛋白分解成容易被动物消化吸收的寡肽和游离氨基酸，从而提高羽毛粉的消化率。
(3)本发明提供的一种羽毛粉发酵综合再利用的方法，在发酵制备羽毛粉发酵物的过程中加入麸皮、豆皮、棉粕等农副产品，能够提供微生物迅速生长增殖所必须的碳氮源，同时也使发酵产物的营养结构变得更加丰富，氨基酸的均衡度也比单一发酵羽毛粉要好。此外，还能提高发酵产物的适口性，增加动物的采食量。
(4)本发明提供的一种羽毛粉发酵综合再利用的方法，操作步骤简单，对生产设备要求不高，操作所需原材料成本不高，可大力推广使用。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进的指南，并不以任何方式构成对本发明的限制。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
本申请中使用了地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌，为了扩大菌的数量，我们采取以下方式进行扩大培养：
制备种子培养液：称取酵母浸粉16g、葡萄糖9g、氯化钠9g加入到1000mL水中，混匀，调节pH至7.0，115-121℃灭菌30min，得到一级培养基；接着将斜面保藏的地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌分别接种于灭菌冷却后的一级培养基中，7℃摇床160r/min培养16h，得到3种种子培养液。
制备二级液态培养液：称取豆粕粉39g，玉米淀粉34.5g，葡萄糖3g，玉米浆7g，中性蛋白酶1g，加入1000mL水中，在水浴锅中45℃酶解1.5h，升温至65℃，加入中温淀粉酶1g，酶解1h，然后加入轻质碳酸钙3g，碳酸钾1g，氯化钙2g，磷酸氢二钾2.5g，115-121℃灭菌30min，得到二级培养基；接着将3种种子培养液均以10％的接种量，分别接种至灭菌冷却后的二级培养基中，37℃摇床120r/min培养16h，得到3种二级液态培养液。
本申请技术方案不依赖于上述培养方式，也可以采取其他方式进行扩大培养。
制备羽毛粉发酵物的方法，具体操作如下：
制备好氧培养物：称取鸡羽毛粉650-700g，麸皮50-100g，豆皮50-100g，棉粕150-200g，磷酸二氢钾1g，硫酸镁1.5g，轻质碳酸钙6.5g加入到1000mL水中，调节含水量至50％，115℃灭菌30min，得到固态培养基；接着将3种二级液态培养液均接种到以干基计的每克固态培养基中，其中，接种到每克固态培养基中的地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌的总量为15-20亿个活菌，且地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌的接种比例为2-3:1:1，37℃培养38h，得到好氧培养物。
制备厌氧发酵物：向以干基计的每克好氧培养物中接种6-9亿个活菌的乳酸菌，分装于自封袋中，37℃厌氧培养72h，得到厌氧发酵物；其中，乳酸菌为嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌和干酪乳杆菌的混合菌，嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌和干酪乳杆菌的接种比例为1:1-2:1。
制备羽毛添加剂：将所述厌氧发酵物45℃低温干燥直至水分含量为10wt％，粉碎，得到羽毛粉发酵物。
实施例1
在实施例1当中，包括了上述一种羽毛粉发酵综合再利用的方法的内容，为节省篇幅，本实施例不再详述上述方法的操作，仅展示在上述方法的基础上的限定内容：
制备固态培养基的操作中，鸡羽毛粉650g，麸皮100g，豆皮100g，棉粕150g，30min灭菌温度为115℃。
制备好氧培养物的操作中，地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌接种总量为15亿个活菌/g，地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌接种比例为2:1:1。
制备厌氧发酵物的操作中，乳酸菌的接种量为6亿个活菌/g，嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌和干酪乳杆菌的接种比例为1:1:1。
实施例2
在实施例2当中，包括了上述一种羽毛粉发酵综合再利用的方法的内容，为节省篇幅，本实施例不再详述上述方法的操作，仅展示在上述方法的基础上的限定内容：
制备固态培养基的操作中，鸡羽毛粉700g，麸皮50g，豆皮50g，棉粕200g，30min灭菌温度为121℃。
制备好氧培养物的操作中，地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌接种总量为20亿个活菌/g，地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌接种比例为3:1:1。
制备厌氧发酵物的操作中，乳酸菌的接种数量为9亿个活菌/g，嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌和干酪乳杆菌的接种比例为1:2:1。
实施例3
在实施例3当中，包括了上述一种羽毛粉发酵综合再利用的方法的内容，为节省篇幅，本实施例不再详述上述方法的操作，仅展示在上述方法的基础上的限定内容：
制备固态培养基的操作中，鸡羽毛粉675g，麸皮75g，豆皮75g，棉粕175g，30min灭菌温度为121℃。
制备好氧培养物的操作中，地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌接种总量为17.5亿个活菌/g，地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌接种比例为2.5:1:1。
制备厌氧发酵物的操作中，乳酸菌的接种量为7.5亿个活菌/g，嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌和干酪乳杆菌的接种比例为1:1.5:1。
为验证本发明提供的方法制备的羽毛添加剂的营养价值更高，还提供了对比例1-10，用于对比验证本发明提供的方法可行且效果好。
对比例1：
与实施例1的区别在于将地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌替换成地衣芽孢杆菌，总添加菌的个数不变。
对比例2：
与实施例1的区别在于将地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌替换成枯草芽孢杆菌，总添加菌的个数不变。
对比例3
与实施例1的区别在于将地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌替换成解淀粉芽孢杆菌，总添加菌的个数不变。
对比例4
与实施例1的区别在于将地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌替换成地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌，两种菌的添加比例为2：1，添加菌的个数一致。
对比例5
与实施例1的区别在于将地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌替换成枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌，两种菌的添加比例为1：1，总添加菌的个数不变。
对比例6
与实施例1的区别在于将地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌替换成地衣芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌，两种菌的添加比例为2：1，总添加菌的个数不变。
对比例7
与实施例1的区别在于将地衣芽孢杆菌替换成蜡样芽孢杆菌，总添加菌的个数不变。
对比例8
与实施例1的区别在于将地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌的接种比例更改为1：1：1，总添加菌的个数不变。
对比例9
与实施例1的区别在于将地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌的接种比例更改为4：1：1，总添加菌的个数不变。
对比例10
与实施例1的区别在于将地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌的接种比例更改为2：3：2，总添加菌的个数不变。
取实施例1-3和对比例1-10制备的羽毛粉发酵物，采用全自动定氮仪测定样品粗蛋白含量；参照GB/T 22492-2008大豆肽粉的测定方法测定酸溶蛋白含量；参照GBT 17811-2008动物性蛋白质饲料胃蛋白酶消化率的测定过滤法测定消化率，采用紫外比色法测定角蛋白酶的活力，具体操作方法为：取1mL粗酶液加入装有2mL50mM的Tris-HCl缓冲液和50mg羽毛粉的离心管中，于37℃的水浴锅中反应10min后，添加2mL10％的三氯乙酸终止反应15min。将反应液10000r/min离心15min，取上清液于280nm处测定其吸光值。另外，以未处理的羽毛粉固态培养基作为空白对照，测定结果见表1。
表1
由表1数据可知，实施例1-3制备的发酵羽毛粉中粗蛋白、酸溶蛋白、消化率和角蛋白酶含量均高于空白对照和对比例1-10，说明本发明提供的方法制得的羽毛粉发酵物的营养价值较高。
本发明采用复合菌发酵以羽毛粉为主的固态培养基，与单菌发酵相比，丰富了发酵过程中的酶系，增加了发酵物中的代谢产物(如酸、肽)含量，提高了角蛋白酶的含量，有利于羽毛粉中粗蛋白质的分解和消化利用。
总结分析，本发明提供的一种羽毛粉发酵综合再利用的方法，在发酵制备羽毛粉发酵物的过程中使用地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌分解羽毛粉，分解效果好，制得的羽毛粉发酵物粗蛋白、酸溶蛋白、消化率和角蛋白酶含量较高，有利于提高制备的羽毛粉发酵物的营养价值；并且，发酵制备羽毛粉发酵物的条件较为温和，能够有效保护发酵基料中的氨基酸，同时微生物在发酵过程中会产生多种蛋白酶，形成的酶系共同作用将羽毛粉中的角蛋白分解成容易被动物消化吸收的寡肽和游离氨基酸，从而提高羽毛粉的消化率；同时，在发酵制备羽毛粉发酵物的过程中加入麸皮、豆皮、棉粕等农副产品，能够提供微生物迅速生长增殖所必须的碳氮源，也使发酵产物的营养结构变得更加丰富，氨基酸的均衡度也比单一发酵羽毛粉要好。此外，还能提高发酵产物的适口性，增加动物的采食量；另外，整个方法操作步骤简单，对生产设备要求不高，操作所需原材料成本不高，可大力推广使用。
Claims (8)
1.一种羽毛粉发酵综合再利用的方法，其特征在于，包括如下操作：
将地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌接种到含有羽毛粉的固态培养基中，进行培养，得到好氧培养物；
将乳酸菌接种到所述好氧培养物中，进行发酵，得到厌氧发酵物；
将所述厌氧发酵物粉碎，得到羽毛粉发酵物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固态培养基中包括以下重量份的成分：
羽毛粉65-70份，麸皮5-10份、豆皮5-10份、棉粕15-20份、磷酸二氢钾0.1份，硫酸镁0.15份和轻质碳酸钙0.65份。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述好氧培养物的制备方法具体包括：将所述地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌三种菌接种到固态培养基中，以干基计的每克固态培养基接种三种菌总量为15-20亿个活菌，37-39℃培养38-42h，得到所述好氧培养物。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌的接种比例为2-3:1:1。
5.据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述厌氧发酵物的制备方法具体包括：将总量为6-9亿个活菌/g的所述乳酸菌接种到所述好氧培养物中，37-39℃培养72-76h，得到所述厌氧发酵物。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述乳酸菌为嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌和干酪乳杆菌的混合菌。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌和干酪乳杆菌的接种比例为1:1-2:1。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述厌氧发酵物粉碎，得到羽毛粉发酵物具体包括：将所述厌氧发酵物40-45℃低温干燥直至水分含量为10-12wt％进行粉碎，得到所述羽毛粉发酵物。
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| CN115161368A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-10-11 | 广东省科学院生物与医学工程研究所 | 一种将废弃羽毛直接生物转化成饲料蛋白粉的方法 |
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