专利名称：一种利用苹果渣双菌发酵生产蛋白质饲料的方法
技术领域：
本发明属于发酵饲料生产技术领域。主要涉及一种将鲜(干)苹果渣、油菜饼粉、尿素或硫酸铵和发酵剂按一定比例混匀进行固态发酵生产蛋白质饲料的方法。
苹果渣是苹果汁生产中的固态废弃物。我国年产苹果约2000万吨，苹果加工每年排出苹果渣约100万吨。目前，除少量苹果渣被用作饲料外，绝大部分被遗弃。苹果渣含水量高(70％～82％)，含有大量可溶性营养物质，为微生物滋生提供了有利条件，故鲜苹果渣废弃时极易腐烂发臭，严重污染环境，且造成资源浪费。苹果渣的主要成分是不溶性碳水化合物、果胶、半纤维素及脂肪酸以外的有机酸和无氮浸出物，通过添加合适的氮源，经微生物发酵可将部分无机氮转化为单细胞蛋白质，同时产生大量B族维生素和多种酶类，以提高其营养价值。以苹果渣为原料，利用微生物发酵生产单细胞蛋白饲料，对解决我国蛋白饲料资源短缺、提高水果种植及加工业效益，减少环境污染均有重要的应用价值。
本发明的主要目的是提供一种利用苹果渣通过双菌发酵生产富含单细胞蛋白质、B族维生素和一定活性纤维素酶、糖化酶、果胶酶、植酸酶及蛋白酶等多种酶的发酵饲料的方法。
利用苹果渣生产发酵饲料虽有报道，但所使用的发酵剂为酵母菌单一菌种。酵母菌只能利用苹果渣中的小分子糖类形成单细胞蛋白质，不能利用苹果渣中的大量纤维素、半纤维素及果胶质等大分子碳水化合物，因而所形成的单细胞蛋白质较少；酵母菌不能合成胞外纤维素酶、糖化酶、果胶酶、植酸酶及蛋白酶等多种酶，故发酵产物中不含有能促进饲料消化率提高的多种酶类。本发明的主要创新之处是双菌发酵将能产生纤维素酶、糖化酶、果胶酶、植酸酶及蛋白酶的黑曲霉接入以苹果渣为主料的发酵基质，通过黑曲霉分泌纤维素酶、糖化酶、果胶酶及植酸酶等将苹果渣中的大分子碳水化合物水解为小分子糖类，作为酵母菌生长的碳源和能源，以提高发酵产物中单细胞蛋白含量；通过黑曲霉产酸降低发酵基质酸度，以防止杂菌污染；产生一定量的纤维素酶、糖化酶、果胶酶、植酸酶及蛋白酶，以提高饲料的消化利用率。
该发酵饲料的原料包括苹果渣、油菜饼粉、尿素或硫酸铵和发酵剂。其特征在于由下述质量百分比的原料组成①鲜苹果渣80％～82％，油菜饼粉16％～18％尿素1.5％～2.0％(或硫酸铵3％～4％)；或②干苹果渣50％～60％，油菜饼粉40％～50％，尿素3.0％～4.5％或硫酸铵9.5％。酵母菌液体发酵剂(2.0×109～6.0×109cfu/mL)用量为3.0％～5.0％，黑曲霉固体发酵剂用量为1％。
发酵剂制备本发明的发酵剂由酵母菌和黑曲霉两种微生物组成。酵母菌发酵剂通过液体培养制备酵母菌液体培养基(g/L)食用红糖30克，K2HPO41.0克，MgSO4·7H2O0.5克，(NH4)2SO4，2.0克，加鲜苹果渣浸汁(制法鲜苹果渣300克加水至1L充分搅拌混匀，除渣即可)至1L(进行工业生产时按此比例扩大)，按常规灭菌(120℃×20分钟)及常规液体深层通气发酵工艺(28℃培养72小时)制备酵母菌液体发酵剂，其酵母菌菌数为(2.0～6.0)×109cfu/mL；黑曲霉固态发酵剂用常规固态培养技术制备培养基，小麦麸皮∶自来水＝1∶1，充分混匀后常压灭菌30分钟，冷却至30℃接种黑曲霉固态菌剂0.5％，置于有假底的发酵床上，料层厚度5～10cm，28℃培养72小时即可。
利用苹果渣通过双菌发酵生产富含单细胞蛋白质、B族维生素和一定活性纤维素酶、糖化酶、果胶酶、植酸酶及蛋白酶等多种酶的发酵饲料的方法。
利用苹果渣双菌发酵生产单细胞蛋白质饲料的方法如下将鲜(干)苹果渣、油菜饼粉按一定比例混匀，调节基质含水量至60％～70％，按要求比例加入尿素或硫酸铵混匀，再分别按上述湿混合物料3％～5％的用量接入液体酵母菌发酵剂和1％的用量接入固体黑曲霉发酵剂，充分搅拌混匀，在25℃～28℃下进行好气发酵，48～72小时后将发酵产物烘干粉碎即可。
下面通过实施例对本发明的方法进行详述实施例1按以下比例将两种发酵主原料充分混匀鲜苹果渣80％～82％，油菜饼粉16％～18％；再加入尿素1.5％～2.0％(或硫酸铵3％～4％)，分别加液体酵母菌发酵剂(菌数为2.0×109～6.0×109cfu/mL)及黑曲霉固体发酵剂至上述湿混合物的3％～5％及1％，充分混匀，移至带假底的发酵床上摊开，厚度约25～30cm，保温至25℃～28℃，培养48～72小时烘干粉碎即可。该发酵产物的纯蛋白含量约280g/kg～300g/kg。
实施例2按以下比例将两种发酵原料充分混匀干苹果渣50％～60％，油菜饼粉40％～50％，加水至基质含水量60％～70％，再加入尿素3.0％～4.5％(或硫酸铵9.5％)，再分别加液体酵母发酵剂(菌数为2.0×109～6.0×109cfu/mL)及黑曲霉固体发酵剂至上述湿混合物的3％～5％及1％，充分混匀，移至带假底的发酵床上摊开，厚度约25～30cm，保温至25℃～28℃，培养48～72小时烘干粉碎即可。该产物的纯蛋白含量约260～280g/kg，较单接酵母菌发酵提高25％～35％，较未发酵对照提高了55％～58％；发酵产物中的17种氨基酸总量为230.3g/kg，较未发酵对照增加了74％，8种动物必需氨基酸含量较未发酵对照提高了80.4％，其中对动物生长有重要作用的赖氨酸、酪氨酸及蛋氨酸含量较对照增加了92％～118％(表1)。
表1，苹果渣发酵饲料氨基酸含量(g/100g)
注※为动物必需氨基酸
权利要求
1.一种利用苹果渣通过双菌发酵生产蛋白质饲料的方法，其特征在于生产原料主要包括鲜(干)苹果渣，油菜饼粉、尿素或硫酸铵及发酵剂。
2.根据权利要求1所述的苹果渣蛋白饲料，其特征在于由下述质量百分比的原料组成鲜苹果渣80％～82％，油菜饼粉16％～18％，尿素1.5％～2.0％(硫酸铵4％～5％)；或干苹果渣50％～60％，油菜饼粉40％～50％，尿素3.0％～4.5％或硫酸铵9.5％。发酵剂接入量均为酵母菌液体菌剂3％～5％，黑曲霉固体菌剂1％。
3.根据权利要求1所述的苹果渣蛋白饲料，其特征在于发酵方式为固态厚层好气发酵，发酵料层25～30cm，发酵床有假底，用于料层内通气。。
4.根据权利要求1所述的苹果渣发酵饲料，其特征在于发酵剂由酵母菌和黑曲霉两种微生物组成，其中的酵母菌为常见的假丝酵母，黑曲霉为食品酿造中常用的黑曲霉As3.4309；两种接入菌在苹果渣发酵生产单细胞蛋白质过程中具有互生作用。
5.根据权利要求3所述的发酵剂，其特征在于发酵剂中的酵母菌接种剂通过液体培养制备。液体培养基(g/L)食用红糖30克，K2HPO41.0克，MgSO4·7H2O 0.5克，(NH4)2SO4，2.0克，加鲜苹果渣浸汁(制法鲜苹果渣300克加水至1L充分搅拌混匀，除渣即可)至1L(进行工业发酵时按此比例扩大即可)，按常规方法灭菌(120℃×20分钟)及常规液体深层通气发酵工艺(28℃培养72小时)制备酵母菌液体发酵剂，酵母菌菌数为(2.0～6.0)×109cfu/mL；黑曲霉固态发酵剂用常规固态培养技术制备培养基，小麦麸皮∶自来水＝1∶1，充分混匀后常压灭菌30分钟，冷却至30℃接种黑曲霉固态菌剂0.5％，28℃培养72小时即可。
6.根据权利要求3所述的发酵剂，其特征在于发酵剂中的酵母菌主要用于将苹果渣中的可利用糖分(苹果渣中的原有糖分及酶解形成的糖分)和添加的无机氮转化为单细胞蛋白质，同时形成大量的B族维生素；发酵剂中的黑曲霉能合成纤维素酶、糖化酶、果胶酶、及植酸酶等多种酶，可将苹果渣中的纤维素、半纤维素、果胶及植酸等水解形成较多的小分子可利用糖类，为酵母菌提供充足的碳源和能源，以形成更多的单细胞蛋白质和B族维生素；发酵剂中黑曲霉合成的纤维素酶、糖化酶、果胶酶、植酸酶及蛋白酶等多种酶可提高动物饲料的消化利用率。
7.根据权利要求1所述的苹果渣发酵饲料，其生产方法如下将鲜(干)苹果渣、油菜饼粉、尿素或硫酸铵和发酵剂按一定比例混匀，调节基质含水量至60％～70％，移至带假底的发酵床上摊开，厚度约25～30cm，在25℃～28℃下进行好气发酵，48～72小时后将发酵产物烘干粉碎即可。
全文摘要
本发明提供了一种利用苹果渣通过双菌发酵生产蛋白质饲料的方法。该发酵饲料的原料包括鲜(干)苹果渣、油菜饼粉、尿素或硫酸铵及发酵剂。其生产方法是将鲜(干)苹果渣、油菜饼粉、尿素或硫酸铵和发酵剂按一定比例混匀，在25℃～28℃下进行固态好气发酵，48～72小时后将发酵产物烘干粉碎即可。发酵产物的纯蛋白含量为260～280g/kg，较单接酵母菌发酵提高25％～35％，较未发酵对照提高了55％～58％；氨基酸总量为230.3g/kg，较未发酵对照增加了74％，8种动物必需氨基酸含量较未发酵对照提高了80.4％，其中对动物生长有重要作用的赖氨酸、酪氨酸及蛋氨酸含量较未发酵对照增加了92％～118％。本发明的发酵产品营养价值高，生产原料充足，价格低廉，生产设备投资少，能有效解决苹果渣大量排放造成的环境污染和资源浪费。
文档编号A23K1/00GK1470181SQ03127919
公开日2004年1月28日 申请日期2003年4月24日 优先权日2003年4月24日
发明者薛泉宏, 贺克勇, 来航线, 李 东 申请人:西北农林科技大学