一种油橄榄叶固态发酵制备生物饲料的方法
【专利摘要】本发明公开了一种油橄榄叶固态发酵制备生物饲料的方法，属于生物发酵工程【技术领域】。本发明是以油橄榄干叶为原料，经粉碎、过筛、高温高压灭菌，与无菌营养盐混合，再加入白地霉种子液充分混匀，在适宜条件下进行固态发酵，获得高营养价值的生物发酵饲料。该方法包括如下步骤：称取一定量油橄榄干叶粉，高温高压灭菌，与一定体积量的已灭菌营养盐溶液混合，再加入白地霉种子液进行混合均匀，在适宜的条件下发酵，在45℃下烘干至恒重，即获得最终产品。在所制备的生物发酵饲料中，蛋白质含量为14~16%，单宁含量最低含量为1.965mg/g，纤维素酶活最高可达11.84U/mL。本发明具有低碳环保，资源高效利用、投入成本低、效率高及适合工业化等特点。
【专利说明】一种油橄榄叶固态发酵制备生物饲料的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于林业资源生物发酵工程【技术领域】，涉及的是一种油橄榄叶固态发酵制备生物饲料的方法。
【背景技术】
[0002]随着全球人口的增长和人们生活水平的提高，人们对优质高蛋白食物的需求量增力口，从而刺激了养殖业的发展，但养殖业在发展的过程中，对饲料业的依赖与日俱增，据统计我国蛋白饲料的供不应求，还将主要通过进口解决，预计到2030年我国蛋白饲料的缺口将达到2790万吨。因此，急需通过增加蛋白饲料的产量来缓解我国蛋白饲料紧张的局面。饲料业是连接种植业和养殖业的纽带，是该产业链的核心，因为饲料业的发展可以反哺种植业和养殖业的发展。
[0003]油橄榄是木樨科，又名齐墩果，亚热带常绿乔木，耐旱、耐寒，是生长能力很强的长寿树种。主要分布在地中海国家，如希腊、意大利、西班牙等国家，现世界各地均有栽培。20世纪60年代开始引入中国，现已广泛分布地在云南、甘肃、广东、广西、四川、陕西等地。
[0004]油橄榄叶是因油橄榄果榨油加工过程及修剪油橄榄树和自然脱落而产生的副产物，这些油橄榄叶经常被丢弃或者直接燃烧，既浪费资源又污染环境，实际上油橄榄叶包含有很多活性物质，如除多酚和黄酮类物质之外，蛋白质含量也较高，通过文献检索可以发现，国内外对油橄榄叶研究的热点提取分离油橄榄叶中的多酚或黄酮等化合物，而对油橄榄叶加工成发酵饲料，尚未见报道。实际上，将油橄榄叶加工成生物蛋白饲料是一种尚待开发的具有极大潜力的应用，同时也能扩大油橄榄叶加工技术的应用范围。
[0005]白地霉是一种常见真菌，属于半知菌亚门、丛梗孢科、卵形孢霉族和地霉属，可从土壤、粪、肥料、食品、烂菜和酒醅等中分离得到。其细胞内含丰富蛋白质和脂肪，可供动物食用及饲用。近些年国内外对白地霉的研究越来越多，在脂肪酶、天然香气化合物的合成、奶酪行业、环境治理和饲料蛋白等方面有着巨大的应用前景。因此，将白地霉应用于油橄榄叶发酵制备生物饲料将不仅利于缓解我国生物饲料的紧迫状况，还利于环境的保护。
[0006]单宁是一类分子量超过500的可溶于水的酚类物质，广泛存在于植物中，能在水溶液中与蛋白质结合产生沉淀而使蛋白质的利用率降低，它同时会干扰动物消化系统中的一些消化酶、维生素B12和铁元素的吸收，这一问题可以通过一些产单宁酸酶的微生物如白地霉或柠檬酸杆菌等固态发酵能得到有效解决。
[0007]国内研究树叶发酵生物饲料的一些文献例子:如国内专利CN101708029A利用银杏叶作为主配合饲料缩短了牛羊的出栏期，并提高了育肥率。国内专利CN103005159A利用益生芽孢杆菌(地衣芽孢杆菌或纳豆芽孢杆菌)对银杏叶固态发酵获得了一种可提高畜禽抗病能力及生产性能的饲料添加剂。
[0008]国外研究油橄榄叶或其他叶子发酵生物饲料的文献:通过欧美专利检索发现，暂无检索到油橄榄叶发酵制备生物饲料的专利。
[0009]综上所述，通过国内外专利检索，发现通过利用树叶固态发酵制备生物饲料是可行的，对油橄榄叶发酵制备饲料尚无报道。此外，本专利对于通过白地霉固态发酵油橄榄叶制备提高蛋白含量，降低单宁含量及高活性的纤维素酶的生物饲料，不仅利于缓解我国饲料蛋白的紧张局面，还能扩大油橄榄叶加工技术利用的新途径。
【发明内容】
[0010]本发明的目的在于为油橄榄叶深加工提供借鉴及延长油橄榄叶产业链增加其经济效益，通过微生物固态发酵制备高营养价值的生物饲料，为油橄榄叶加工制备生物饲料的应用开发提供技术支持。
[0011]本发明所采用的技术方案包括如下:
1.一种油橄榄叶固态发酵制备生物饲料的方法，其特征在于该方法包括以下步骤:
(I)发酵种子液与营养盐的制备:麦芽汁琼脂培养基:12Brix麦芽汁1.0L，琼脂
15.0g,自然pH值；白地霉candidum')种子液的制备:麦芽汁固态培养基中先活化再转移至麦芽汁液体培养基，在25~28°C下培养2448h，获得约3 X IO8 cfu/mL的孢子悬浮液。营养盐:(H2O:1L, K2HPO4:0.5g; MgSO4.7H20:0.5g; FeCl2:0.01g; NaCl:0.5g;(NH4)2SO4:0.5g;葡萄糖:0.lg; CuCl2:0.01g)。
[0012](2)固态发酵:将上述制备经高温高压灭菌的营养盐溶液与油橄榄叶粉以5: f 30:1，白地霉接种量为5%~20%，在发酵温度为25~28°C下，发酵3~7天。
[0013](3)干燥:收集(2)完毕后的发酵叶产品，盛在烤瓷托盘上，均匀铺开，在30^50 0C的烘箱里烘至恒重，最终获得生物饲料产品。
[0014]2.根据权利要求1所`述的油橄榄叶固态发酵制备生物饲料的方法，其特征在于步骤(I)中所述的水为蒸馏水或去离子水。
[0015]3.根据权利要求1所述的油橄榄叶固态发酵制备生物饲料的方法，其特征在于步骤(2)中所述的高温高压灭菌为在115~121°C下，灭菌2(T200mins。
[0016]4.根据权利要求1所述的油橄榄叶固态发酵制备生物饲料的方法，其特征在于步骤(3)中所述的烘箱干燥的时间为12~48h。
[0017]与现有技术相比，本发明的有益效果:1、首次获得高蛋白含量、低含量抗营养因子单宁的油橄榄叶生物发酵饲料。2、可获得高活性的纤维素酶。3、制备的发酵饲料具有清香味，更利于动物的采食。4、本发明工艺稳定，产品安全可靠且品质好，易于实现工业化生产。
[0018]【专利附图】
【附图说明】
图1本发明的油橄榄叶固态发酵制备生物饲料的加工工艺流程图
5.【具体实施方式】 实施例1
称量油橄榄叶干粉500g，配置营养盐溶液(H2O:1L, K2HPO4:0.5g; MgSO4.7H20:0.5g;FeCl2:0.01g; NaCl:0.5g; (NH4)2SO4:0.5g;葡萄糖:0.lg; CuCl2:0.01g)混合溶液。油橄榄叶粉与营养盐都在121 °C，高温高压灭菌20mins，将灭菌后的物料转移至5L发酵罐中，营养盐与原料的比值为10:1，并在无菌操作条件下接入白地霉种子液，接种量为10%，在温度为28°C下，进行固态发酵5天，最后将发酵后的物料在45°C下烘干24h，即为终产品:油橄榄叶生物发酵饲料。其中蛋白含量为14.68%，比初始物料提高了 83.5%，单宁含量最低含量为2.35mg/g,比初始物料降低了 23.5%，CMC酶活最高可达9.56U/mL, β -葡萄糖苷酶活最高可达9.37U/mL，FPA酶活最高可达3.82U/mL。
[0019]纤维素酶活定义:lmL酶液(Ig发酵后的油橄榄叶干粉在30°C下，水20mL浸泡)，在50°C，pH=4.8条件下，每分钟水解滤纸片/羧甲基纤维素钠/水杨苷产生I μ mo I葡萄糖，即为I个酶活单位，以U/mL表示。
[0020]实施例2
称量油橄榄叶干粉lOOOg，配置营养盐溶液(H2O:1L, K2HPO4:0.5g; MgSO4.7Η20:0.5g;FeCl2:0.01g; NaCl:0.5g; (NH4)2SO4:0.5g;葡萄糖:0.lg; CuCl2:0.01g)混合溶液。油橄榄叶粉与营养盐都在121 °C，高温高压灭菌20mins，将灭菌后的物料转移至5L发酵罐中，营养盐与原料的比值为10:1，并在无菌操作条件下接入白地霉种子液，接种量为10%，在温度为28°C下，进行固态发酵5天，最后将发酵后的物料在45°C下烘干24h，即为终产品:油橄榄叶生物发酵饲料。其中蛋白含量为15.27%，比初始物料提高了 91%，单宁含量最低含量为2.15mg/g,比初始物料降低了 30%，CMC酶活最高可达11.42U/mL, β -葡萄糖苷酶活最高可达11.26U/mL, FPA酶活最高可达4.18U/mL。
[0021]纤维素酶活定义:lmL酶液(Ig发酵后的油橄榄叶干粉在30°C下，水20mL浸泡)，在50°C，pH=4.8条件下，每分钟水解滤纸片/羧甲基纤维素钠/水杨苷产生I μ mo I葡萄糖，即为I个酶活单位，以U/mL表示。
[0022]实施例3
称量油橄榄叶干粉 800g，配置营养盐溶液(H2O:1L, K2HPO4:0.5g; MgSO4.7H20:0.5g; FeCl2:0.01g; NaCl:0.5g; (NH4)2SO4:0.5g;葡萄糖:0.1g; CuCl2:0.01g)混合溶液。油橄榄叶粉与营养盐都在121°C，高温高压灭菌20mins，将灭菌后的物料转移至5L发酵罐中，营养盐与原料的比值为10:1，并在无菌操作条件下接入白地霉种子液，接种量为10%，在温度为28°C下，进行固态发酵7天，最后将发酵后的物料在45°C下烘干24h，即为终产品:油橄榄叶生物发酵饲料。其中蛋白含量为14.11%，比初始物料提高了 76%，单宁含量最低含量为2.09mg/g,比初始物料降低了 32%，CMC酶活最高可达10.55U/mL, β _葡萄糖苷酶活最高可达10.19U/mL, FPA酶活最高可达4.78U/mL。
[0023]纤维素酶活定义:lmL酶液(Ig发酵后的油橄榄叶干粉在30°C下，水20mL浸泡)，在50°C，pH=4.8条件下，每分钟水解滤纸片/羧甲基纤维素钠/水杨苷产生I μ mo I葡萄糖，即为I个酶活单位，以U/mL表示。
[0024]实施例4
称量油橄榄叶干粉1500g，配置营养盐溶液(H2O:1L, K2HPO4:0.5g; MgSO4.7Η20:0.5g;FeCl2:0.01g; NaCl:0.5g; (NH4)2SO4:0.5g;葡萄糖:0.lg; CuCl2:0.01g)混合溶液。油橄榄叶粉与营养盐都在121 °C，高温高压灭菌20mins，将灭菌后的物料转移至5L发酵罐中，营养盐与原料的比值为10:1，并在无菌操作条件下接入白地霉种子液，接种量为10%，在温度为28°C下，进行固态发酵7天，最后将发酵后的物料在45°C下烘干24h，即为终产品:油橄榄叶生物发酵饲料。其中蛋白含量为16.03%，比初始物料提高了 100%，单宁含量最低含量为1.965mg/g,比初始物料降低了 36%，CMC酶活最高可达11.84U/mL, β -葡萄糖苷酶活最高可达11.59U/mL，FPA酶活最高可达5.03U/mL。
[0025]纤维素酶活定义:lmL酶液(Ig发酵后的油橄榄叶干粉在30°C下，水20mL浸泡)，在50°C，pH=4.8条件下，每分钟水解滤纸片/羧甲基纤维素钠/水杨苷产生I μ mo I葡萄糖，即为I个酶活单位，以U/mL表示。
【权利要求】
1.一种油橄榄叶固态发酵制备生物饲料的方法，其特征在于该方法包括以下步骤: (I)发酵种子液与营养盐的制备:麦芽汁琼脂培养基:12Brix麦芽汁1.0L，琼脂15.0g,自然pH值；白地霉(fooiricA? candidum')种子液的制备:将菌种在麦芽汁固态培养基中先活化再转移至麦芽汁液体培养基，在25~28°C下培养24~48h，获得约3X IO8 cfu/mL的孢子悬浮液。
2.营养盐:(H20:1L, K2HPO4:0.5g; MgSO4.7H20:0.5g; FeCl2:0.01g; NaCl:0.5g;(NH4)2SO4:0.5g;葡萄糖:0.lg; CuCl2:0.01g)。
3.(2)固态发酵:将上述制备经高温高压灭菌的营养盐溶液与油橄榄叶粉以5: f 30:1，白地霉接种量为5%~20%，在发酵温度为25~28°C下，发酵3~7天。
4.(3)干燥:收集(2)完毕后的发酵叶产品，盛在烤瓷托盘上，均匀铺开，在3(T50°C的烘箱里烘至恒重，最终获得生物饲料产品。
5.根据权利要求1所述的油橄榄叶固态发酵制备生物饲料的方法，其特征在于步骤(1)中所述的水为蒸馏水或去离子水。
6.根据权利要求1所述的油橄榄叶固态发酵制备生物饲料的方法，其特征在于步骤(2)中所述的高温高压灭菌为在115~121°C下，灭菌2(T200mins。
7.根据权利要求1所述的油橄榄叶固态发酵制备生物饲料的方法，其特征在于步骤(3)中所述的烘箱干燥的时间为12~48h。
【文档编号】A23K1/00GK103798504SQ201410001657
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年1月3日 优先权日:2014年1月3日
【发明者】黄立新, 谢普军, 张彩虹, 游凤, 张耀雷 申请人:中国林业科学研究院林产化学工业研究所