CN116548549A - 一种利用高纤维素酶活的食用菌制备豆渣蛋白饲料的方法 - Google Patents

一种利用高纤维素酶活的食用菌制备豆渣蛋白饲料的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116548549A
CN116548549A CN202310633617.6A CN202310633617A CN116548549A CN 116548549 A CN116548549 A CN 116548549A CN 202310633617 A CN202310633617 A CN 202310633617A CN 116548549 A CN116548549 A CN 116548549A
Authority
CN
China
Prior art keywords
feed
fermentation
protein
bean
bean dreg
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310633617.6A
Other languages
English (en)
Inventor
应汉杰
项玲
陈勇
魏荷芬
刘庆国
余斌
陈梅林
林鸿炜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Institute Of White Biotech Co ltd
Nanjing Tech University
Original Assignee
Nanjing Institute Of White Biotech Co ltd
Nanjing Tech University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Institute Of White Biotech Co ltd, Nanjing Tech University filed Critical Nanjing Institute Of White Biotech Co ltd
Publication of CN116548549A publication Critical patent/CN116548549A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K10/00—Animal feeding-stuffs
    • A23K10/30—Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K10/00—Animal feeding-stuffs
    • A23K10/10—Animal feeding-stuffs obtained by microbiological or biochemical processes
    • A23K10/12—Animal feeding-stuffs obtained by microbiological or biochemical processes by fermentation of natural products, e.g. of vegetable material, animal waste material or biomass
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K10/00—Animal feeding-stuffs
    • A23K10/30—Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms
    • A23K10/33—Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms from molasses
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K10/00—Animal feeding-stuffs
    • A23K10/30—Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms
    • A23K10/37—Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms from waste material
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K20/00—Accessory food factors for animal feeding-stuffs
    • A23K20/10—Organic substances
    • A23K20/174—Vitamins
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K20/00—Accessory food factors for animal feeding-stuffs
    • A23K20/20—Inorganic substances, e.g. oligoelements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K20/00—Accessory food factors for animal feeding-stuffs
    • A23K20/20—Inorganic substances, e.g. oligoelements
    • A23K20/26—Compounds containing phosphorus
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K20/00—Accessory food factors for animal feeding-stuffs
    • A23K20/20—Inorganic substances, e.g. oligoelements
    • A23K20/30—Oligoelements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K50/00—Feeding-stuffs specially adapted for particular animals
    • A23K50/30—Feeding-stuffs specially adapted for particular animals for swines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/645—Fungi ; Processes using fungi
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/80—Food processing, e.g. use of renewable energies or variable speed drives in handling, conveying or stacking
    • Y02P60/87—Re-use of by-products of food processing for fodder production

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Birds (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

本发明属于饲料蛋白技术领域，具体涉及一种利用高纤维素酶活的食用菌制备豆渣蛋白饲料的方法。本发明以粗蛋白含量、纤维素酶活及生长速度为检测指标，筛选得到了高纤维素酶活和高蛋白的食用菌菌种，以其作为发酵菌种，通过对发酵培养基中的配方以及发酵工艺中的发酵培养条件进行优化，进一步筛选了食用菌菌种，并使得发酵制备得到的豆渣蛋白饲料中的粗蛋白含量大幅提升，粗纤维，粗灰分，脲酶活性大幅降低。同时，在饲喂实验中，采用豆渣蛋白饲料饲喂，育肥猪采食量和日增重都有所提高，料肉比有所降低。说明本发明豆渣蛋白饲料可以替代豆粕，降低养殖成本，提高饲料价值。

Description

一种利用高纤维素酶活的食用菌制备豆渣蛋白饲料的方法
技术领域
本发明属于饲料蛋白技术领域，具体涉及一种利用高纤维素酶活的食用菌制备豆渣蛋白饲料的方法。
背景技术
我国是传统的农业大国，豆制品加工产业丰富，每年产生约2000万吨湿豆渣。豆渣营养丰富，但其适口性差、豆腥味重、含大量抗营养因子，不适合直接作为畜牧业用饲料。豆渣的处理不当不仅会造成资源浪费而且还会污染环境，因此如何处理豆渣类农业副产物已成为我国当前亟待解决的问题。
2022年，中国豆粕期货价格一路飞升对下游饲料、养殖环节带来压力，众多养殖企业都在试图寻找途径来减少豆粕价格飞升带来的饲料成本压力。因此目前针对于豆粕的减量替代和开发非常规原料成为国内为研究的热点，非常规原料主要来源于农副产品加工副产物和食品加工副产物，如豆渣、酒糟、蔬果渣、秸秆及米糠等。这些非常规原料通常营养价值贫瘠，但如果对其进行适当的预处理加工，即可提高其在复合饲料中的添加比例，可以有效缓解饲料原料紧缺的现状。
本研究通过筛选在豆渣中生长速度快，菌体蛋白蛋白含量高，具有纤维素分解豆渣中纤维素能力的菌株，降低豆渣中粗纤维的含量，将纤维素转化为小分子糖类，供菌株生长繁殖，并转化为自身的菌体蛋白，提高豆渣蛋白饲料的效价，为豆渣类农业副产物资源饲料化提供新途径。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种利用高纤维素酶活的食用菌制备豆渣蛋白饲料的方法。
本发明还要解决的技术问题是，提供上述豆渣蛋白饲料在制备畜牧饲料中的应用。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种利用高纤维素酶活的食用菌制备豆渣蛋白饲料的方法，将高纤维素酶活的食用菌种子液接种至发酵罐培养基中发酵培养，发酵结束后离心收集沉淀，即为发酵后的豆渣蛋白饲料；
其中，所述的高纤维素酶活为2.5-15U/mL，优选的高纤维素酶活为12-15U/mL。
其中，所述的食用菌为双孢蘑菇、蜜环菌、大球盖菇、茶树菇、鸡腿菇、羊肚菌、茯苓、秀珍菇、灰树花、香菇、红平菇、榆黄蘑、桑黄菇、猴头菇、红灵芝、杏鲍菇中的任意一种，优选为红平菇或杏鲍菇。
具体的，所述的双孢蘑菇、蜜环菌、大球盖菇、茶树菇、鸡腿菇、羊肚菌、茯苓、秀珍菇、灰树花、香菇购买于中国农业微生物菌种保藏管理中心(ACCC)；所述的红平菇(红平菇GXGD-EF-13-JD-1)为本公司自行筛选的菌株，该菌株详细信息已公开在专利CN115927017A中；所述的榆黄蘑购买于淘宝店铺木林源特产行；所述的桑黄菇(桑黄菇1号)、猴头菇(猴头4916)、红灵芝购买于淘宝店铺江都天达食用菌所；所述的杏鲍菇购买于淘宝店铺广州龙洞食用菌种厂。
本发明所述的食用菌菌种不限于上述菌株分类下的具体菌株，现有技术中满足上述分类的食用菌菌株均适用于本发明。
其中，所述的接种，其接种量按照发酵罐培养基重质量的5-25％v/v接种。
优选的，接种量为发酵罐培养基重质量的10-20％v/v。
最优选的，接种量为发酵罐培养基重质量的15％v/v。
其中，所述的发酵罐培养基，其配方为：豆渣10-50g/L、酸化糖蜜15-35g/L、玉米浆10-30g/L、硫酸铵1.5-4.5g/L、硫酸镁0.2g/L、硫酸铁0.1g/L、磷酸二氢钾0.1g/L、维生素B10.1 g/L，pH＝5.5。
优选的，发酵罐培养基配方为：豆渣10-30g/L、酸化糖蜜15-25g/L、玉米浆10-30g/L、硫酸铵2-4g/L、硫酸镁0.2g/L、硫酸铁0.1g/L、磷酸二氢钾0.1g/L、维生素B10.1g/L，pH＝5.5。
更优选的，发酵罐培养基配方为：豆渣30g/L、酸化糖蜜20g/L、玉米浆20g/L、硫酸铵2g/L、硫酸镁0.2g/L、硫酸铁0.1g/L、磷酸二氢钾0.1g/L、维生素B10.1 g/L，pH＝5.5。
其中，所述的发酵培养，其条件为：转速200-600r/min，通气量0.1-0.5m3/L，罐压0.05-0.15MPa，26℃培养2-5天。
优选的，发酵培养条件为：转速300-500r/min，通气量0.2-0.4m3/L，罐压0.08 -0.12MPa，26℃培养2天。
更优选的，发酵培养条件为：转速400r/min，通气量0.3m3/L，罐压0.08MPa，26℃培养2天。
其中，所述的食用菌种子液是从食用菌的种子平板上取4-5片菌块加入种子液中培养得到的；
具体的，所述的菌块，其大小为8*6mm；所述的种子液，其配方为：黄豆粉30g/L、酵母膏5g/L、葡萄糖10g/L、硫酸镁0.2g/L、硫酸铁0.1g/L、磷酸二氢钾0.5g/L、维生素B10.5g/L，pH＝5.0。
利用上述方法制备得到的豆渣蛋白饲料也在本发明所保护的范围之内。
其中，所述的豆渣蛋白饲料，其粗蛋白含量为36％w/w以上，粗纤维含量为15％w/w以下，粗灰分含量为0.6％w/w以下，脲酶活性为0.01u/g以下。
优选的，所述的豆渣蛋白饲料，其粗蛋白含量为45％w/w以上，粗纤维含量为6.5％w/w，粗灰分含量为0.4％w/w以下，脲酶活性为0.01u/g以下。
具体的，发酵后的红平菇豆渣蛋白饲料中的粗蛋白含量大幅提升，比豆渣原料中粗蛋白含量提高提高了162％，同时粗纤维，粗灰分，脲酶活性大幅降低，分别降低了89.35％，87.5％和99.7％。说明使用富含纤维素酶的菌株在发酵过程中能够将豆渣纤维分解转化为碳源，供菌体生长，提高蛋白含量，发酵过程中培养基高温灭菌使脲酶失活抑制抗营养因子活性。
具体的，红平菇豆渣蛋白饲料比杏鲍菇豆渣蛋白饲料的粗蛋白提高23.81％，粗纤维降低55.09％，粗灰分降低33.33％，说明红平菇比杏鲍菇更适合作为豆渣的发酵菌株。
其中，所述的豆渣蛋白饲料，比湿豆渣具有更久的保藏期，适合运输。
上述豆渣蛋白饲料在制备畜牧饲料中的应用也在本发明所保护的范围之内。
优选的，上述豆渣蛋白饲料在制备猪饲料中的应用也在本发明所保护的范围之内。
具体的，在饲喂试验中，与对照组(46豆粕)相比，采用红平菇豆渣蛋白饲料饲喂，育肥猪采食量，日增重和料肉比都有所提高，说明红平菇豆渣蛋白可以替代饲料中的豆粕，降低养殖成本，提高饲料价值。
有益效果：本发明以粗蛋白含量、纤维素酶活及生长速度为检测指标，筛选得到了高纤维素酶活和高蛋白的食用菌菌种。通过对发酵培养基中的配方：豆渣、酸化糖蜜、玉米浆、硫酸铵，以及发酵工艺中的发酵培养条件：接种量、转速、通气量、罐压进行优化，进一步筛选了食用菌菌种，并使得发酵制备得到的豆渣蛋白饲料中的粗蛋白含量大幅提升，粗纤维、粗灰分和脲酶活性大幅降低。说明使用富含纤维素酶的菌株在发酵过程中能够将豆渣纤维分解转化为碳源，供菌体生长，提高蛋白含量，发酵过程中培养基高温灭菌使脲酶失活抑制抗营养因子活性。同时，在饲喂实验中，饲喂豆渣蛋白饲料的育肥猪的平均日采食量和平均日增重分别提高了3.96％左右和15.56％左右，料肉比降低了10.13％左右，说明本产品在畜牧饲粮中可以替代豆粕，降低养殖成本，提高饲料价值。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1为在10L发酵罐中的发酵配方正交条件优化试验。
图2为在50L罐中的进行发酵配方与工艺验证。
具体实施方式
下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
下述实施例中，所述的双孢蘑菇、蜜环菌、大球盖菇、茶树菇、鸡腿菇、羊肚菌、茯苓、秀珍菇、灰树花、香菇购买于中国农业微生物菌种保藏管理中心(ACCC)；所述的红平菇(红平菇GXGD-EF-13-JD-1)为本公司自行筛选的菌株，该菌株详细信息已公开在专利CN115927017A中；所述的榆黄蘑购买于淘宝店铺木林源特产行；所述的桑黄菇(桑黄菇1号)、猴头菇(猴头4916)、红灵芝购买于淘宝店铺江都天达食用菌所；所述的杏鲍菇购买于淘宝店铺广州龙洞食用菌种厂。
实施例1：高活性菌株的选育
(1)通过改良PDA平板，对16株大型食用真菌进行活化培养，待菌丝铺满整板。
其中，所述的改良PDA培养基组成：土豆500g/L切块煮汁，葡萄糖30g/L和琼脂20g/L，配料为水，pH＝5.0；
(2)将紫外超净台用紫外灭菌15-20min，从不同菌株布满菌丝的改良PDA平板上分别用无菌牛津杯取2片5*5mm的菌皮转接至豆渣平板，待菌丝铺满整板，并测定各菌株的生长速度。
其中，所述的豆渣培养基组成：干豆渣粉碎至60目，40g/L，琼脂20g/L，配料为水，pH自然；
(3)将紫外超净台用紫外灭菌15-20min，从不同菌株布满菌丝的豆渣平板上分别用无菌牛津杯取5片5*5mm的菌皮加入一级种子液培养基中26℃，150rpm培养6天，并测定各菌株的蛋白含量和纤维素酶活。
其中，所述的一级种子液培养基组成为：黄豆汁30g/L、酵母膏5g/L、葡萄糖10g/L、硫酸镁0.2g/L、硫酸铁0.1g/L、磷酸二氢钾0.5g/L、维生素B1 0.5g/L，配料为水，pH＝5.0。
(4)培养结束后，收集菌体，将菌体4000转离心20分钟，洗涤1次，此过程重复3次，检测湿重，将菌体65℃烘12h，检测干重，粉碎后，过40目筛网的样品，即为纯菌体。
(5)检测样品的粗蛋白的含量、纤维素酶活及生长速度，检测结果如表1所示。
表1不同菌株液体培养检测结果
综合表1中不同菌株在豆渣平板及液体培养情况分析，对比生长速度、粗蛋白和纤维素酶活的数据可知，红平菇和杏鲍菇在豆渣平板上生长效果较好，纤维素酶活较高，可作为发酵菌株。
实施例2：发酵配方单因素试验
(1)发酵菌液的制备。用牛津杯从红平菇种子平板上取4-5片8*6mm的菌皮加入种子液中26℃培养6天；
其中，所述的种子液组成为：黄豆粉30g/L、酵母膏5g/L、葡萄糖10g/L、硫酸镁0.2g/L、硫酸铁0.1g/L、磷酸二氢钾0.5g/L、维生素B1 0.5g/L，pH＝5.0。
(2)发酵罐中培养基配比。对发酵培养基中的豆渣、酸化糖蜜、玉米浆及硫酸铵含量进行单因素试验，以粗蛋白含量作为评价指标。试验配方组成：豆渣10-50g/L；酸化糖蜜15-35g/L，玉米浆10-30g/L，硫酸铵1.5-4.5g/L，其余组分不变：硫酸镁0.2g/L、硫酸铁0.1g/L、磷酸二氢钾0.1g/L、维生素B1 0.1g/L，pH＝5.5将培养基混合后，121℃灭菌30分钟。
(3)液体发酵。待发酵罐温度降至26℃，将步骤(1)中的红平菇种子液分别按照发酵培养基重质量的15％v/v通过火焰接种到步骤(2)含有豆渣的发酵罐培养基中，转速500r/min，通气量0.3m3/L，罐压0.05MPa，26℃培养2天。
(4)样品检测。发酵结束后，将发酵样品4000转离心20分钟后收集沉淀物，65℃烘干。按照GB/T6432-2018《饲料中粗蛋白的测定凯氏定氮法》中的方法进行检测。发酵结果，如表2所示。
表2不同配方发酵后结果
根据表2中不同配方发酵后结果分析，30g/L的豆渣发酵后粗蛋白最高为21.43％，以其为核心，豆渣的添加范围为20-40g/L；25g/L的酸化糖蜜发酵后粗蛋白最高为25.67％，以其为核心，酸化糖蜜的添加范围为10-30g/L；20g/L的玉米浆发酵后粗蛋白最高为29.59％，以其为核心，玉米浆的添加范围为15-25g/L；3g/L的硫酸铵发酵后粗蛋白最高为32.96％，以其为核心，硫酸铵的添加范围为2-4g/L。
实施例3：发酵配方正交试验
(1)发酵菌液的制备。同实施例2中(1)。
(2)发酵罐中培养基配比。通过实施例2豆渣、酸化糖蜜、玉米浆、硫酸铵的单因素试验，以单因素优化条件进行正交试验，采取L9(34)型三水平四因素的正交试验对发酵配方中的豆渣、酸化糖蜜、玉米浆、硫酸铵进行分析，如表3所示。将培养基混合后，121℃灭菌30分钟(图1)。
(3)液体发酵。同实施例2中(3)。
(4)样品检测。同实施例2中(4)。发酵结果，如表4所示。
表3正交试验因素及水平
按照表3中的配方进行3次重复试验，正交实验分析结果见表4。
表4正交实验极差分析
A豆渣 B酸化糖蜜 C玉米浆 D硫酸铵 粗蛋白含量(％)
1 20g/L 10g/L 15g/L 2g/L 36.12
2 20g/L 20g/L 20g/L 3g/L 37.35
3 20g/L 30g/L 25g/L 4g/L 40.96
4 30g/L 10g/L 25g/L 4g/L 34.91
5 30g/L 20g/L 20g/L 2g/L 45.32
6 30g/L 30g/L 15g/L 3g/L 42.85
7 40g/L 10g/L 25g/L 3g/L 30.42
8 40g/L 20g/L 15g/L 4g/L 31.78
9 40g/L 30g/L 20g/L 2g/L 34.62
K1 38.14 33.82 36.92 38.69
K2 41.03 38.15 39.10 36.87
K3 32.27 27.94 35.43 35.88
R 2.88 10.21 3.67 2.80
分析正交实验结果可知，影响试验的因素依次是B>C>A>D，组优组合为，B2C2A2D1，配方为：豆渣30g/L、酸化糖蜜20g/L、玉米浆20g/L、硫酸铵2g/L。发酵后的粗蛋白含量为45.32％。
实施例4：发酵工艺单因素试验
(1)发酵菌液的制备。同实施例2中(1)。
(2)发酵罐中培养基配比。实施例3通过对豆渣、酸化糖蜜、玉米浆、硫酸铵的正交实验得到配方组成：豆渣30g/L、酸化糖蜜20g/L、玉米浆20g/L、硫酸铵2g/L、硫酸镁0.2g/L、硫酸铁0.1g/L、磷酸二氢钾0.1g/L、维生素B1 0.1g/L，pH＝5.5，121℃灭菌30分钟。
(3)液体发酵。对接种量、发酵罐的转速、通气量及罐压进行单因素试验，接种量5-25％v/v接种量，转速200-600r/min，通气量0.1-0.5m3/L，罐压0.05-0.15MPa，待发酵罐温度降至26℃，将步骤(1)中的红平菇种子液通过火焰接入发酵罐中。培养2天。
(4)样品检测。同实施例2中(4)。发酵结果，如表5所示。
表5不同工艺发酵后结果
表5中依次对接种量(5％、10％和15％)、发酵后转速(200r/min、400r/min和600r/min)、通气量(0.1m3/L、0.3m3/L和0.5m3/L)和罐压(0.05Mpa、0.1Mp和0.15Mpa)等指标进行单因素实验。实验结果可以看出，接种量15％时粗蛋白最高，为43.12％；发酵后转速400r/min时粗蛋白含量最高，为43.19％；通气量0.3m3/L时粗蛋白含量最高，为43.11％；罐压0.1Mpa时粗蛋白含量最高，为41.57％。综合以上结果，在上述单因素最优条件下的临近范围中进行后续正交试验，以获得最优发酵条件组合。
实施例5：发酵工艺正交试验
(1)发酵菌液的制备。同实施例2中(1)。
(2)发酵罐中培养基配比。实施例3通过对豆渣、酸化糖蜜、玉米浆、硫酸铵的正交实验得到最优配方组成：豆渣30g/L、酸化糖蜜20g/L、玉米浆20g/L、硫酸铵2g/L、硫酸镁0.2g/L、硫酸铁0.1g/L、磷酸二氢钾0.1g/L、维生素B1 0.1g/L，pH＝5.5，121℃灭菌30分钟。
(3)液体发酵。通过实施例4接种量、转速、通气量及罐压的单因素试验，以单因素优化条件进行正交试验，采取L9(34)型三水平四因素的正交试验对发酵配方中的接种量、转速、通气量及罐压进行分析，如表6所示。26℃培养2天。
(4)样品检测。同实施例2中(4)。发酵结果，如表7所示。
表6正交试验因素及水平
按照表6中的配方进行3次重复试验，正交实验分析结果见表7。
表7正交实验极差分析
A接种量 B转速 C通气量 D罐压 粗蛋白含量(％)
1 10％ 300r/min 0.2m3/L 0.08MPa 32.76
2 10％ 400r/min 0.4m3/L 0.10MPa 35.24
3 10％ 500r/min 0.3m3/L 0.12MPa 34.63
4 15％ 300r/min 0.4m3/L 0.12MPa 43.18
5 15％ 400r/min 0.3m3/L 0.08MPa 46.87
6 15％ 500r/min 0.2m3/L 0.10MPa 42.45
7 20％ 300r/min 0.3m3/L 0.10MPa 44.34
8 20％ 400r/min 0.2m3/L 0.12MPa 42.67
9 20％ 500r/min 0.4m3/L 0.08MPa 43.11
K1 34.21 40.09 39.29 40.91
K2 44.17 41.59 41.95 40.68
K3 43.37 40.06 40.51 40.16
R 9.16 1.50 2.65 0.75
分析正交实验结果可知，影响试验的因素依次是A>C>B>D，最优组合为，A2C2B2D1，条件为：接种量15％v/v、通气量0.3m3/L、转速400r/min、罐压0.08MPa。发酵后的粗蛋白含量为45.32％。
实施例6：发酵配方与工艺验证
(1)发酵菌液的制备。用牛津杯分别从红平菇和杏鲍菇种子平板上取4-5片8*6mm的菌皮加入种子液中26℃培养6天；
其中，所述的种子液组成为：黄豆粉30g/L、酵母膏5g/L、葡萄糖10g/L、硫酸镁0.2g/L、硫酸铁0.1g/L、磷酸二氢钾0.5g/L、维生素B1 0.5g/L，pH＝5.0。
(2)发酵罐中培养基配比。通过实施例3对豆渣、酸化糖蜜、玉米浆、硫酸铵的正交实验得到最优配方组成：豆渣30g/L、酸化糖蜜20g/L、玉米浆20g/L、硫酸铵2g/L、硫酸镁0.2g/L、硫酸铁0.1g/L、磷酸二氢钾0.1g/L、维生素B10.1 g/L，pH＝5.5，121℃灭菌30分钟。
(3)液体发酵。待发酵罐温度降至26℃，将步骤(1)和(2)中的红平菇和杏鲍菇种子液分别按照实施例5正交试验得到的最优发酵条件：接种量15％v/v、通气量0.3m3/L、转速400r/min、罐压0.08Mpa在26℃下培养2天(图2)。
(4)样品检测。发酵结束后，将发酵样品4000转离心20分钟后收集沉淀物，65℃烘干，将湿豆渣原料、红平菇豆渣蛋白饲料和杏鲍菇豆渣蛋白饲料三者组分进行对比，以粗蛋白、粗纤维、粗灰分及脲酶活性作为检测指标(表8)。按照GB/T6432-2018《饲料中粗蛋白的测定凯氏定氮法》中的方法进行检测，粗纤维按照GB/T6434-2006《饲料中粗纤维的测定-过滤法》；粗灰分按照GB/T5009.4-2006《食品中灰分的测定》，脲酶活性按照GB/T 8622-2006《饲料用大豆制品中尿素酶活性的测定》。
表8豆渣和不同豆渣蛋白饲料检测结果
检测数据表明，红平菇豆渣蛋白饲料比豆渣原料中粗蛋白含量提高162％，同时粗纤维，粗灰分，脲酶活性大幅降低，分别降低了89.35％，87.5％和99.7％。说明使用富含纤维素酶的菌株在发酵过程中能够将豆渣纤维分解转化为碳源，供菌体生长，提高蛋白含量，发酵过程中培养基高温灭菌使脲酶失活抑制抗营养因子活性。
实施例7：发酵产品保质期
取50g湿豆渣和实施例6中的红平菇豆渣蛋白饲料，放于30℃，湿度75％的烘箱里保存。在存放第3天、7天、15天、30天取样检测菌落总数，检测标准按照《GB/T13092-2006饲料中霉菌总数的测定》，试验结果，如表9所示。
表9：不同保藏期下的霉菌总数
湿豆渣 红平菇豆渣蛋白饲料
第3天 不可计 1.2×102
第7天 不可计 1.4×102
第15天 不可计 2.8×103
第30天 不可计 1.6×104
注：霉菌总数单位为cfu/g。
试验结果表明，豆渣蛋白饲料比湿豆渣具有更久的保藏期，适合运输。
实施例8：饲喂试验
260头100日龄健康育肥猪分为2组，分别为试验豆渣蛋白组和对照组，每组4个重复每个重复为1栏，每栏31-33头。保证栏内猪大小均匀，组间体重为55-60kg。整个试验期猪自由饮水，少喂多餐，料槽不断料。试验期日常卫生和防疫程序按正常程序执行。用实施例6中的红平菇豆渣蛋白饲料替代饲料中的豆粕饲养育肥后期猪，检测育肥猪的平均日采食量、平均日增重和料重比，如表10所示。
对比红平菇豆渣蛋白饲料和46豆粕的营养组分和价格。水分按照《GB/T 6435-2014饲料中水分的测定》，粗蛋白检测方法参考《GB/T 6432-2018饲料中粗蛋白的测定凯氏定氮法》，粗纤维按照GB/T6434-2006《饲料中粗纤维的测定-过滤法》；粗灰分按照GB/T5009.4-2006《食品中灰分的测定》，单胃干物质、蛋白及能量消化率检测方法参考《Q/ZBZN001-2017全自动单胃动物仿生消化***》，脲酶活性按照GB/T 8622-2006《饲料用大豆制品中尿素酶活性的测定》，如表11所示。
表10：豆渣蛋白饲料对育肥猪后期生长性能的影响
项目 对照组 豆渣蛋白组
试验周期(d) 36 36
平均初重(kg) 89.44±2.77 89.20±3.71
平均末重(kg) 129.01±2.24 128.00±4.74
平均日增重(g/d) 932.65±1.95 1077.78±1.89
平均日采食量(g/d) 2759.22±52.89 2868.39±56.97
料重比 2.96±1.68 2.66±2.49
表11：豆渣蛋白饲料与豆粕成分和价格对比
红平菇豆渣蛋白饲料 46豆粕
水分(％) 8 12
粗蛋白(％) 45.13 46
粗纤维(％) 6.4 1.8
灰分(％) 0.4 6.1
单胃干物质消化(％) 50.76 65.32
单胃蛋白消化率(％) 86.98 79.17
单胃能量消化率(％) 42.47 50.32
脲酶(U/g) ＜0.01 ＜0.1
价格(元/吨) 2100 5000
由试验结果可知，与对照组相比，采食量，日增重和料肉比都有所提高，说明红平菇豆渣蛋白可以替代饲料中的豆粕，降低养殖成本，提高饲料价值。
本发明提供了一种利用高纤维素酶活的食用菌制备豆渣蛋白饲料的方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，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。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (11)

1.一种利用高纤维素酶活的食用菌制备豆渣蛋白饲料的方法，其特征在于，将高纤维素酶活的食用菌种子液接种至发酵罐培养基中发酵培养，发酵结束后离心收集沉淀，即为发酵后的豆渣蛋白饲料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的食用菌为双孢蘑菇、蜜环菌、大球盖菇、茶树菇、鸡腿菇、羊肚菌、茯苓、秀珍菇、灰树花、香菇、红平菇、榆黄蘑、桑黄菇、猴头菇、红灵芝、杏鲍菇中的任意一种，优选为红平菇或杏鲍菇。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的高纤维素酶活优选为12-15U/mL。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的接种，其接种量按照发酵罐培养基重质量的5-25％v/v接种，优选的接种量为10-20％v/v，更优选的接种量为15％v/v。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的发酵罐培养基，其配方为：豆渣10-50g/L、酸化糖蜜15-45g/L、玉米浆10-30g/L、硫酸铵1.5-4.5g/L、硫酸镁0.2g/L、硫酸铁0.1g/L、磷酸二氢钾0.1g/L、维生素B1 0.1g/L，pH＝5.5；
优选的，所述的发酵罐培养基，其配方为：豆渣10-30g/L、酸化糖蜜15-25g/L、玉米浆10-30g/L、硫酸铵2-4g/L、硫酸镁0.2g/L、硫酸铁0.1g/L、磷酸二氢钾0.1g/L、维生素B10.1g/L，pH＝5.5；
更优选的，所述的发酵罐培养基，其配方为：豆渣30g/L、酸化糖蜜20g/L、玉米浆20g/L、硫酸铵2g/L、硫酸镁0.2g/L、硫酸铁0.1g/L、磷酸二氢钾0.1g/L、维生素B1 0.1g/L，pH＝5.5。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的发酵培养，其条件为：转速200-600r/min，通气量0.1-0.5m3/L，罐压0.05-0.15MPa，26℃培养2-5天；
优选的，所述的发酵培养，其条件为：转速300-500r/min，通气量0.2-0.4m3/L，罐压0.08-0.12MPa，26℃培养2天；
更优选的，所述的发酵培养，其条件为：转速400r/min，通气量0.3m3/L，罐压0.08MPa，26℃培养2天。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的食用菌种子液是从食用菌的种子平板上取4-5片菌块加入种子液中培养得到的；
其中，所述的菌块其大小为8*6mm；所述的种子液，其配方为：黄豆粉30g/L、酵母膏5g/L、葡萄糖10g/L、硫酸镁0.2g/L、硫酸铁0.1g/L、磷酸二氢钾0.5g/L、维生素B1 0.5g/L，pH＝5.0。
8.权利要求1-7中任意一项所述的方法制备得到的豆渣蛋白饲料。
9.根据权利要求8所述的豆渣蛋白饲料，其特征在于，所述的豆渣蛋白饲料，其粗蛋白含量为36％w/w以上，粗纤维含量为15％w/w以下，粗灰分含量为0.6％w/w以下，脲酶活性为0.01u/g以下；
优选的，所述的豆渣蛋白饲料，其粗蛋白含量为45％w/w以上，粗纤维含量为6.5％w/w以下，粗灰分含量为0.4％w/w以下，脲酶活性为0.01u/g以下。
10.权利要求8所述的豆渣蛋白饲料在制备畜牧饲料中的应用。
11.根据权利要求10所述的应用，其特征在于，所述的畜牧饲料为猪饲料。
CN202310633617.6A 2023-01-10 2023-05-31 一种利用高纤维素酶活的食用菌制备豆渣蛋白饲料的方法 Pending CN116548549A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310030833 2023-01-10
CN2023100308331 2023-01-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116548549A true CN116548549A (zh) 2023-08-08

Family

ID=87489865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310633617.6A Pending CN116548549A (zh) 2023-01-10 2023-05-31 一种利用高纤维素酶活的食用菌制备豆渣蛋白饲料的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116548549A (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107041456A (zh) * 2017-04-24 2017-08-15 南京工业大学 一种发酵豆渣饲料添加剂及其制备方法与应用
CN108850435A (zh) * 2018-06-19 2018-11-23 宿松县春润食品有限公司 一种生猪养殖用膨胀型防霉饲料及其制备方法
CN115191515A (zh) * 2022-06-08 2022-10-18 南京高新工大生物技术研究院有限公司 一种功能性秸秆发酵饲料的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107041456A (zh) * 2017-04-24 2017-08-15 南京工业大学 一种发酵豆渣饲料添加剂及其制备方法与应用
CN108850435A (zh) * 2018-06-19 2018-11-23 宿松县春润食品有限公司 一种生猪养殖用膨胀型防霉饲料及其制备方法
CN115191515A (zh) * 2022-06-08 2022-10-18 南京高新工大生物技术研究院有限公司 一种功能性秸秆发酵饲料的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
赵哲，等: "食用菌液态发酵产酶特性及其对豆渣中膳食纤维含量的影响", 食品与发酵工业, vol. 42, no. 2, 31 December 2016 (2016-12-31), pages 108 - 113 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102987140B (zh) 一种利用有益菌和植物纤维生产反刍动物新型饲料的方法
CN105639627A (zh) 桑黄果汁保健食品及其制备方法
CN112175846B (zh) 一株产朊假丝酵母菌株ucy-11及其在制备发酵杂交构树饲料中的应用
CN109497265A (zh) 一种以果渣、酒糟为原料的生物饲料混菌发酵方法
CN102771623B (zh) 一种含腐植酸的生物蛋白饲料及制备方法
CN103820339B (zh) 一种提高木薯渣蛋白水平的脱水固态组合菌剂及其制作方法
CN104431338A (zh) 一种甘薯渣型发酵饲料及其生产方法
CN105211509A (zh) 一种利用柚子皮发酵制作的饲料及其制备方法
CN105211555A (zh) 一种利用食用菌菌渣发酵生产奶牛蛋白饲料新方法
CN105146060A (zh) 一种瘤胃微生物发酵制备动物饲料的方法
CN101407762B (zh) 微生物固体菌剂及其制备方法和应用
CN104472869A (zh) 一种菌糠蛋白生物饲料添加剂及其制备方法
WO2024131385A1 (zh) 两步法发酵玉米皮生产菌体蛋白生物饲料
CN103749944A (zh) 提高红薯渣纤维中可溶性膳食纤维的方法
CN109362977A (zh) 菌糠发酵饲料及制备方法
CN103642695B (zh) 一株米曲霉及其在微生物发酵制备饲料添加剂中的应用
CN101285044B (zh) 一种饲用木聚糖酶及其制备方法
CN116548549A (zh) 一种利用高纤维素酶活的食用菌制备豆渣蛋白饲料的方法
CN116004399A (zh) 一株粗糙脉孢菌dz01菌株及其在发酵杜仲叶饲料中的应用
CN102212480A (zh) 一种利用四环素药渣生产酵母浸膏的方法
Aziz Nutritional value of sugar beet pulp and olive cake treated by using monism biological treatment and its effect on sheep feeding
CN103750011B (zh) 一种含有纤维素酶的乳仔猪专用复合酶及其制备方法
CN116268177B (zh) 一种连续发酵制备豆渣菌体蛋白饲料的方法
CN108207493B (zh) 一种草腐型食用菌液体菌种培养基、制备方法及应用
CN102613421B (zh) 预防仔猪腹泻的饲料添加剂及其使用方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination