专利名称：一种油料饼粕生物改良的方法
技术领域：
本发明属于饲料加工与微生物发酵技术领域，具体涉及一种利用微生物固态发酵
等降低油料饼粕中的抗营养物质制备蛋白饲料的方法，用于提高油料饼粕作为饲料的利用率。
背景技术：
我国是世界饲料的生产大国，各类饲料总产量突破1亿吨。随着养殖业和饲料工 业的快速发展，我国饲用蛋白质资源严重不足，每年需从国外进口大量的豆粕、鱼粉、血浆 蛋白等饲用蛋白原料。而另一方面，除豆粕外的大量油料饼粕得不到合理应用。因而，提高 油料饼粕的利用率，成为一种解决我国蛋白质资源紧缺的有效途径。
油料饼粕是大豆、棉籽、菜籽、茶籽、葵花籽、芝麻等农作物加工的副产品，包括大 豆饼粕、棉籽饼粕、菜籽饼粕、茶籽饼粕、葵花籽饼粕、芝麻饼粕等。油料饼粕蛋白质含量较 高，营养成分较均衡，是一大优良的天然植物蛋白资源，也是动物重要的蛋白质来源，但其 含有的抗营养成分直接影响了饲料的质量。大豆饼粕中的蛋白酶抑制剂会使大部分消化 酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶凝固而没有价值，外源凝集素会增加幼小动物腹泻；菜籽饼粕中存 在硫甙、总酚、植酸、芥子碱、单宁等较多抗营养因子，因此主要应用于水产动物的饲养中； 棉籽饼粕中的棉酚有毒成分，易进入动物体内，引起中毒，使动物内脏和全身水肿；茶籽饼 粕味苦而辛辣，其中含有的茶皂素具有溶血性和鱼毒性；葵花籽饼粕中存在的约1%的绿 原酸，作为一种抑制消化酶活性物质的单宁，能抑制消化酶的活性；芝麻饼粕中的高含量的 草酸和植酸会和钙、磷、镁、锌、铁形成结合物，妨碍矿物质的吸收，且草酸可能会引起肾脏 的损害。 为改善油料饼粕饲用价值，国内外开展了大量研究。目前的方法有坑埋法、中和发 酵法、蒸汽加热法、浸泡法、微波处理法、化学添加剂法等，但这些方法存在营养成分和干物 质损失多，工艺复杂等不足之处。 专利申请号为200910061251. X的发明专利联用物理预处理(高温高压湿热处理、 膨化处理及辐照处理)与生物发酵技术对油料饼粕的饲用品质进行生物改良，各抗营养因 子降解效果良好，但该方法处理工艺较复杂，菌株接种量较高，且对发酵环境的要求较严 格。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足，提供一种油料饼粕
生物改良的方法。该方法发酵过程中使用的发酵助剂能促进抗营养因子的降解，降低菌株
的接种量，生产成本低，工艺简便，从而可减少设备投入，利于推广应用。 为解决本发明提出的技术问题，本发明所采用的技术方案如下 —种油料饼粕生物改良的方法，取油料饼粕为主料，其特征在于将筛选出的高效
降解抗营养因子的菌株以单菌或复配的形式制成种子液，按油料饼粕重量0.01 5%的总接种量溶于水中，水和油料饼粕的重量比为2 : 3 3 : 2，加入发酵助剂，发酵助剂的重量
为油料饼粕重量的0. 01 10%，再加入营养添加物，营养添加物的重量为油料饼粕重量的 0 10%，然后加入油料饼粕，混合均匀后将混合好的基料转移至发酵池中，5 45t:静置 发酵24 96小时，发酵完毕经烘干脱水后即成。 按上述方案，所述的油料饼粕为菜籽粕、脱皮冷榨菜籽粕、棉籽粕、大豆粕、亚麻 粕、茶籽粕、花生粕、芝麻粕、向日葵粕中的一种或多种。 按上述方案，所述的筛选出的菌株为枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、地衣芽孢杆 菌、醋酸杆菌、乳酸菌、肠球菌、假单胞菌、酿酒酵母、毕赤酵母、红酵母、假丝酵母、米曲霉、 黑曲霉、里氏木霉、少孢根霉中的一种或多种。 按上述方案，所述的发酵助剂为曲霉发酵物、酶制剂、矿物元素的一种或多种。
按上述方案，所述的营养添加物为麸皮、玉米粉、营养剂、糖精钠、废糖液、血粉、鱼 骨粉、酒糟的一种或多种。 按上述方案，所述的干燥温度为40 80°C。 按上述方案，所述的发酵助剂的重量为油料饼粕重量的0.01 1%。
按上述方案，所述的营养添加物的重量为油料饼粕重量的0. 1 5%。
按上述方案，所述的油料饼粕是未经过预处理的油料饼粕。 按上述方案，所述的油料饼粕是经过预处理的油料饼粕，预处理方法为以下三种 预处理中的任何一种 (1)湿热预处理是将粉碎后的油料饼粕高温高压湿热灭菌，在105°C 125t:的温 度下处理10min。 (2)膨化预处理是将油料饼粕用膨化机膨化处理。 (3)辐照处理是将油料饼粕用钴-60辐照装置辐照灭菌处理。 按上述方案，所述的种子液是将斜面保藏的菌株接种到三角摇瓶中培养12 24h
制得的一级种子液。 按上述方案，所述的种子液是将上述一级种子液接种到发酵罐中继续培养12 24h制得的二级种子液。 本发明的有益效果是1、本发明采用微生物发酵不仅周期短，发酵工艺简便，生产 成本低，而且抗营养物质脱除效果好，产品质量稳定，适于此技术的大规模工业化推广，其 中菜籽饼粕中异硫氰酸酯(ITC)与噁唑烷硫酮(0ZT)的总量可降低到2mg/g，总酚、芥子碱、 植酸和中性洗涤纤维降解率可分别达到65%、60%、60%和20% ;棉酚的降解率达到70% 以上；2、本发明在发酵过程中添加的发酵助剂，能显著地促进菌株的代谢产酶，催化各抗营 养因子的降解，达到较好的油料饼粕品质改良效果，从而显著地降低菌株的接种量，降低生 产成本；3、本发明使用的营养添加物中含有的各种成分能促进菌株的生长；4、本发明的发 酵环境温度范围较宽，因此可在自然条件下进行非控温发酵；5、本发明的制备方法适用于 未经过预处理的油料饼粕生料，从而可减少预处理所用的设备投入，降低生产成本。
图1为一种油料饼粕生物改良方法的流程框图。
具体实施例方式
在下述实施例中，所述的种子液是将斜面保藏的菌株接种到三角摇瓶中培养 12 24h得到一级种子液，再将一级种子液接种到发酵罐中培养12 24h制得的。
实施例1 取菜籽饼粕为主料；将枯草芽孢杆菌通过扩培，制成种子液，按菜籽饼粕重量1 % 的接种量加入到自来水中，水和菜籽饼粕的重量比为2 : 3，并以菜籽饼粕的重量为基准， 添加0. 05%黑曲霉发酵物、0. 01%复合酶制剂、0. 15%营养剂，然后将以上混合物传输到混 料器中与菜籽饼粕均匀混合，混合好的基料放入发酵池中25 35t:静置发酵72h，将发酵 完的基料经5(TC烘干，得到蛋白饲料产品。该产品酵香味较浓，经测定其各项抗营养因子、 营养成分的含量，结果发现异硫氰酸酯(0ZT)和噁唑烷硫酮(ITC)的总含量为1. 92mg/g，粗 蛋白含量的提高率为4. 72%。
实施例2 取菜籽饼粕为主料；将枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、酿酒酵母通过扩培，制成种 子液，以重量比l : 1 : 1的接种比例，按菜籽饼粕重量0.5%的接种量，加入到自来水中， 水和菜籽饼粕的重量比为2 : 3，并以菜籽饼粕的重量为基准，添加0.05%黑曲霉发酵物、
0. 05%纤维素酶、0.2%营养剂，然后将以上混合物传输到混料器中与菜籽饼粕均匀混合， 混合好的基料放入发酵池中25 35t:静置发酵72h。将发酵完的基料经5(TC烘干，得到 蛋白饲料产品。该产品酵香味较浓。经测定其各项抗营养因子、营养成分的含量，结果发 现异硫氰酸酯(0ZT)和噁唑烷硫酮(ITC)的总含量为1.57mg/g，粗蛋白含量的提高率为 7. 31%。 实施例3 取脱皮冷榨菜粕为主料；将枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、酿酒酵母、乳酸菌通过
扩培，分别制成种子液，以重量比i :i:i: i的接种比例，按脱皮冷榨菜粕重量1%的接 种量，加入到自来水中，水和脱皮冷榨菜粕的重量比为2 : 3，并以脱皮冷榨菜粕的重量为
基准，添加0. 05%黑曲霉发酵物、0. 01%植酸酶、0. 2%营养剂，然后将以上混合物传输到混 料器中与脱皮冷榨菜粕均匀混合，混合好的基料放入发酵池中35 45t:静置发酵72h。发 酵完的基料经5(TC烘干，得到蛋白饲料产品。该产品酵香味较浓。经测定其各项抗营养因 子、营养成分的含量，结果发现异硫氰酸酯(0ZT)和噁唑烷硫酮(ITC)的总含量为1.53mg/ g，粗蛋白含量提高率为9. 15%。
实施例4 取脱皮冷榨菜粕为主料；将枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、粘红酵母、假单胞菌通
过扩培，分别制成种子液，以重量比i :i:i: i的接种比例，按脱皮冷榨菜粕重量1% 的接种量加入到自来水中，水和脱皮冷榨菜粕的重量比为2 : 3，并以脱皮冷榨菜粕的重量
为基准，添加0.5%黑曲霉发酵物、0. 1%复合酶制剂、1.5%营养剂，然后将以上混合物传 输到混料器中与脱皮冷榨菜粕均匀混合，混合好的基料放入发酵池中30 4(TC静置发酵 72h，发酵完的基料经55t:烘干，得到蛋白饲料产品。该产品酵香味较浓。经测定其各项抗 营养因子、营养成分的含量，结果发现异硫氰酸酯(0ZT)和噁唑烷硫酮(ITC)的总含量为
1. 38mg/g，植酸、总酚、芥子碱和中性洗涤纤维的降解率分别为66. 36%、68. 43%、61. 72% 和18. 73%，粗蛋白含量的提高率达到9. 84%。
实施例5 取脱皮冷榨菜粕为主料；将枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、醋酸杆菌通过扩培，分
别制成种子液，以重量比i : i : 2的接种比例，按脱皮冷榨菜粕重量0.5%的总接种量，加 入到自来水中，水和脱皮冷榨菜粕的重量比为2 : 3，并以脱皮冷榨菜粕的重量为基准，添
加0. 8%黑曲霉发酵物、0. 2%复合酶制剂、1. 5%营养剂，然后将以上混合物传输到混料器 中与脱皮冷榨菜粕均匀混合，混合好的基料放入发酵池中5 15t:静置发酵72h，发酵完的 基料经6(TC烘干，得到蛋白饲料产品。该产品酵香味较浓。经测定其各项抗营养因子、营养 成分的含量，结果发现异硫氰酸酯(0ZT)和噁唑烷硫酮(ITC)的总含量为1.66mg/g，植酸、 总酚、芥子碱和中性洗涤纤维的降解率分别为67. 48%、67. 85%、61. 62%和18. 51%，粗蛋 白含量的提高率达到9. 37%。
实施例6 取脱皮冷榨菜粕为主料；将枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、假丝酵母通过扩培，分
别制成种子液，以重量比i : i : i的接种比例，按脱皮冷榨菜粕重量o. 1%的总接种量，加 入到自来水中，水和脱皮冷榨菜粕的重量比为2 : 3，并以脱皮冷榨菜粕的重量为基准，添
加0. 8%黑曲霉发酵物、0. 4%复合酶制剂、1. 5%营养剂，然后将以上混合物传输到混料器 中与脱皮冷榨菜粕均匀混合，混合好的基料放入发酵池中15 25t:静置发酵72h，发酵完 的基料经6(TC烘干，得到蛋白饲料产品。该产品酵香味较浓。经测定其各项抗营养因子、营 养成分的含量，结果发现异硫氰酸酯(0ZT)和噁唑烷硫酮(ITC)的总含量为1.74mg/g，植 酸、总酚、芥子碱和中性洗涤纤维的降解率分别为61. 29%、64. 27%、56. 82%和14. 35%， 粗蛋白含量的提高率达到6. 15%。
实施例7 取脱皮冷榨菜粕为主料；将枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、酿酒酵母、乳酸菌、米曲
霉通过扩培，分别制成种子液，以重量比i :i:i:i: i的接种比例，按脱皮冷榨菜粕 重量1%的总接种量加入到自来水中，水和脱皮冷榨菜粕的重量比为i : i，并以脱皮冷榨
菜粕的重量为基准，添加1%黑曲霉发酵物、0. 5%复合酶制剂、2%营养剂，然后将以上混合 物传输到混料器中与脱皮冷榨菜粕均匀混合，混合好的基料放入发酵池中20 3(TC静置 发酵60h，将发酵完的基料经6(TC烘干，得到蛋白饲料产品。该产品酵香味较浓。经测定其 各项抗营养因子、营养成分的含量，结果发现异硫氰酸酯(OZT)和噁唑烷硫酮(ITC)的总 含量为1. 27mg/g，植酸、总酚、芥子碱和中性洗涤纤维的降解率分别为68. 63%、67. 45%、 61. 80%和20. 67%，粗蛋白含量的提高率达到10. 25%。
实施例8 取棉籽粕为主料，将地衣芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、酿酒酵母、米曲霉通过扩培，分
别制成种子液，以重量比i :i:i: i的接种比例，按棉籽粕重量1%的接种量加入到自来
水中，水和棉籽粕的重量比为2 : 3，并以棉籽粕的重量为基准，添加0.5%黑曲霉发酵物、 0. 1%复合酶制剂、1. 5%营养剂，然后将以上混合物传输到混料器中与棉籽粕均匀混合，混 合好的基料放入发酵池中25 35t:静置发酵72h，然后将发酵完的基料经65t:烘干，得到 蛋白饲料产品。该产品风味浓郁香甜，棉粕中棉酚降解率达到72%左右。
实施例9 取棉籽粕和菜籽饼粕的混合物为主料，将枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、酿酒酵
6母、乳酸菌通过扩培，分别制成种子液，以重量比i :i:i: i的接种比例，按主料重量1% 的总接种量，加入到自来水中，水、棉籽粕与菜籽饼粕的重量比为4 : 3 : 3，并以主料的重
量为基准，添加0. 5%黑曲霉发酵物、0. 1%复合酶制剂、1. 5%营养剂，然后将以上混合物传 输到混料器中与棉籽粕、菜籽饼粕均匀混合，混合好的基料放入发酵池中20 3(TC静置发 酵72h，将发酵完的基料经65t:烘干，得到蛋白饲料产品。该产品风味浓郁香甜，菜籽饼粕 中各抗营养因子的降解率均在60%左右，棉籽粕中棉酚降解率达到70%以上。
实施例10 先用SXDS56-III双螺旋膨化机膨化处理脱皮冷榨菜粕，作主料。再将枯草芽孢 杆菌、地衣芽孢杆菌、毕赤酵母、酿酒酵母、乳酸菌通过扩培，分别制成种子液，以重量比为
i:i:i:i: i的接种比例，按脱皮冷榨膨化菜粕重量1%的接种量、加入到自来水中， 水和脱皮冷榨菜粕的重量比为i : 1，并以脱皮冷榨菜粕的重量为基准，添加1%黑曲霉发
酵物、0. 5%复合酶制剂、1. 5%营养剂，将以上混合物传输到混料器中与经膨化处理的脱皮 冷榨菜粕均匀混合，混合好的基料放入发酵池中25 35t:静置发酵60h，将发酵完的基料
经65t:烘干，得到蛋白饲料产品。该产品酵香味较浓。经测定其各项抗营养因子、营养成
分的含量，结果发现异硫氰酸酯(OZT)和噁唑烷硫酮(ITC)的总含量为1. 14mg/g，植酸、总 酚、芥子碱和中性洗涤纤维的降解率分别为68. 44%、70. 38%、63. 78%和21. 54%，粗蛋白 含量的提高率达到11.06%。
权利要求
一种油料饼粕生物改良的方法，取油料饼粕为主料，其特征在于将筛选出的高效降解抗营养因子的菌株以单菌或复配的形式制成种子液，按油料饼粕重量0.01～5％的总接种量溶于水中，水和油料饼粕的重量比为2∶3～3∶2，加入发酵助剂，发酵助剂的重量为油料饼粕重量的0.01～10％，再加入营养添加物，营养添加物的重量为油料饼粕重量的0～10％，然后加入油料饼粕，混合均匀后将混合好的基料转移至发酵池中，5～45℃静置发酵24～96小时，发酵完毕经烘干脱水后即成。
2. 根据权利要求1所述的一种油料饼粕生物改良的方法，其特征在于所述的油料饼 粕为菜籽粕、脱皮冷榨菜籽粕、棉籽粕、大豆粕、亚麻粕、茶籽粕、花生粕、芝麻粕、向日葵粕 中的一种或多种。
3. 根据权利要求1所述的一种油料饼粕生物改良的方法，其特征在于所述的筛选出的菌株为枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、醋酸杆菌、乳酸菌、肠球菌、假单胞 菌、酿酒酵母、毕赤酵母、红酵母、假丝酵母、米曲霉、黑曲霉、里氏木霉、少孢根霉中的一种 或多种。
4. 根据权利要求1所述的一种油料饼粕生物改良的方法，其特征在于所述的发酵助剂为曲霉发酵物、酶制剂、矿物元素的一种或多种。
5. 根据权利要求1所述的一种油料饼粕生物改良的方法，其特征在于所述的营养添 加物为麸皮、玉米粉、营养剂、糖精钠、废糖液、血粉、鱼骨粉、酒糟的一种或多种。
6. 根据权利要求1所述的一种油料饼粕生物改良的方法，其特征在于所述的干燥温度为4(TC 80。C。
7. 根据权利要求1所述的一种油料饼粕生物改良的方法，其特征在于所述的发酵助剂的重量为油料饼粕重量的0. 01 1%。
8. 根据权利要求1所述的一种油料饼粕生物改良的方法，其特征在于所述的营养添加物的重量为油料饼粕重量的0. 1 5%。
9. 根据权利要求1所述的一种油料饼粕生物改良的方法，其特征在于所述的油料饼粕是经过预处理的油料饼粕。
10. 根据权利要求9所述的一种油料饼粕生物改良的方法，其特征在于所述的油料饼粕的预处理为湿热法处理将粉碎后的油料饼粕高温高压湿热灭菌，在105°C 125t:的温度下处理10min ;或为膨化处理将油料饼粕用膨化机膨化处理；或为辐照处理将油料饼粕用钴-60辐照装置辐照灭菌处理。
全文摘要
本发明涉及一种油料饼粕生物改良的方法，取油料饼粕为主料，其特征在于将筛选出的高效降解抗营养因子的菌株以单菌或复配的形式制成种子液，按油料饼粕重量0.01～5％的总接种量溶于水中，水和油料饼粕的重量比为2∶3～3∶2，加入发酵助剂，发酵助剂的重量为油料饼粕重量的0.01～10％，再加入营养添加物，营养添加物的重量为油料饼粕重量的0～10％，然后加入油料饼粕，混合均匀后将混合好的基料转移至发酵池中，5～45℃静置发酵24～96小时，发酵完毕经烘干脱水后即成。该方法发酵过程中使用的发酵助剂能促进抗营养因子的降解，降低菌株的接种量，生产成本低，工艺简便，从而可减少设备投入，利于推广应用。
文档编号A23K1/14GK101773203SQ20101012061
公开日2010年7月14日 申请日期2010年3月5日 优先权日2010年3月5日
发明者万楚筠, 何江, 刘昌盛, 周浩宇, 李文林, 杨湄, 江木兰, 邓乾春, 郭萍梅, 钮琰星, 黄凤洪, 黄庆德, 黄茜 申请人:中国农业科学院油料作物研究所