一种利用菠萝皮渣制备高膳食纤维发酵饲料的方法及其应用与流程

1.本发明涉及饲料技术领域，具体涉及一种利用菠萝皮渣制备高膳食纤维发酵饲料的方法及其应用。
技术背景
2.中国是菠萝的十大主产国之一，每年我国的菠萝产量高达几百万吨，而菠萝渣占全果的50％～60％，但菠萝经加工产生后的菠萝皮渣利用量极其有限，除少量作为动物辅助饲料或用于提取菠萝蛋白酶和果胶外，均未高值化利用而被当作废料弃丢，不仅浪费资源还会造成严重的环境污染。菠萝皮渣营养价值高，适口性好，牛羊猪均喜食，具有较高饲用价值和独特的菠萝蛋白酶药用功能，是最佳的动物饲料原料。但由于菠萝渣极易变质腐烂，果皮上残留的催熟剂、农药等不经处理直接饲喂也会影响肉乳产品的安全性等问题，限制了其使用。因此，若采用相应的技术进行合理加工，可做到资源利用的最大化利用，提高其饲用价值。
3.膳食纤维是一种很难被人体消化酶消化的高分子多糖，其有多种生理功能已得到普遍认可，如膳食纤维饲粮可解决仔猪腹泻、母猪便秘等一些问题。目前我国对粮食类膳食纤维(甜菜纤维、小麦麸皮、玉米麸皮、燕麦纤维、大豆渣纤维等)的开发和应用比较广泛，但对水果类膳食纤维的研究和开发相对较少，其中就包括菠萝皮渣。菠萝皮渣富含膳食纤维，且糖分和维生素丰富，具有很好的持水性和可发酵性。若利用微生物发酵技术发酵菠萝皮渣生产高品质膳食纤维产品等，将会提高其营养价值和饲用价值，并起到节能减排的作用。
4.目前国内外专家已对菠萝渣的开发利用进行了一定研究，主要通过青贮技术制备牛羊用青储饲料，通过发酵技术制备单胃和反刍动物用蛋白饲料、益生菌制剂、活性干酵母或其他生物饲料等。现有技术存在发酵工艺复杂，能耗加工成本高，加工过程中有益营养成分损失或产品质量不稳定等问题，而通过发酵技术制备菠萝膳食纤维的研究相对较少。在菠萝皮渣制备膳食纤维的研究方面，公布号是cn102246966a，名称是《菠萝膳食纤维的制备方法》的专利申请，以菠萝渣为原料，经碱处理，洗碱，打浆去黑点，调酸，压滤及灭菌等工序制备膳食纤维。该专利申请利用菠萝渣进行加工，采用的工艺比较基础，且未采用微生物发酵技术，所得到的产品比较初级。可见，针对菠萝皮渣的开发和利用方面还有很大的挖掘空间。若利用微生物发酵技术发酵菠萝皮渣制备高品质膳食纤维产品等，不仅可达到提高其产品品质、降低产品成本，还可达到保护环境，变废为宝的目的。


技术实现要素：

5.为了解决以上问题，本发明提出利用菠萝皮渣制备高膳食纤维发酵饲料的方法及其应用。本研究的目的在于通过微生物厌氧发酵技术提供一种菠萝皮渣的综合利用方法，旨在解决现有技术中工业化利用菠萝皮渣的局限性，充分地将菠萝皮渣转变为可利用的物质，提高菠萝皮渣的饲用价值，避免废弃菠萝皮对环境造成的污染。
6.本发明提供的利用菠萝皮渣制备高膳食纤维发酵饲料的方法，所述高膳食纤维发
酵饲料是由菠萝皮渣83.75-91.74份，微生物发酵剂7.80-15.97份，酸碱度调节剂碳酸钠0-0.46份，经厌氧发酵获得；所述微生物发酵剂的组成为：嗜酸乳杆菌0.07-7.34份，酿酒酵母0.0004-0.05份，糖蜜0-7.33份，尿素0-1.69份，碳酸钙0.42-0.84份。
7.本发明提供的利用菠萝皮渣制备高膳食纤维发酵饲料的方法，包括以下步骤：
8.1)先将嗜酸乳杆菌活化后扩培培养19-21h，得到嗜酸乳杆菌菌液，然后将嗜酸乳杆菌菌液和酿酒酵母菌粉按比例混合，得到复合微生物菌液，再将糖蜜、尿素、碳酸钙按比例放入上述复合微生物菌液中混匀，得到微生物发酵剂，备用；
9.2)菠萝皮渣经4℃-10℃过夜后打浆处理，得到菠萝皮渣浆，将上述微生物发酵剂接种到菠萝皮渣浆中，混合均匀，并加入碳酸钠调节ph为5.48-6.48，得到待发酵的菠萝皮渣浆，置于25℃-30℃环境中；
10.3)用压滤机将上述待发酵的菠萝皮渣浆中的水分挤出，得到待发酵菠萝渣汁和含水量为70％-75％的待发酵菠萝皮渣；
11.4)将上述待发酵菠萝渣汁装入发酵桶中密封发酵，25-40kg/
12.桶，于30℃-35℃静置发酵2-5天，得到发酵后的菠萝渣汁；
13.5)将上述待发酵菠萝皮渣装入带有呼吸孔的发酵呼吸袋中发酵，20-30kg/袋，于30℃-35℃静置发酵2-5天，得到发酵后的菠萝皮渣。
14.进一步，步骤4)和5)所述的发酵为厌氧发酵。
15.进一步，步骤4)获得的发酵后的菠萝渣汁为高酸酵素，在制作青贮时将所述发酵后的菠萝渣汁稀释300倍后用于喷洒青贮原料。
16.进一步，步骤5)获得的发酵后的菠萝皮渣为高膳食纤维发酵饲料，在反刍动物饲养中以10-40％的比例替换精饲料。
17.进一步，步骤5)获得的发酵后的菠萝皮渣为高膳食纤维发酵饲料，在母猪或蛋鸡的饲养中以5-20％的比例替换全价料。
18.本发明的有益效果如下：
19.1、本发明充分利用菠萝渣资源，增加菠萝渣副产物产品的功能和综合附加值，有效提高菠萝皮渣发酵饲料的营养价值，改善膳食纤维品质，降低生产成本。
20.2、本发明制备工艺可控性强、效率高、发酵周期短，可防止杂菌污染；通过微生物的转化产生一些风味物质，提高饲料适口性，并能大大提高其有益活菌数、有机酸等活性物质含量水平以及发酵深度，从而提高其营养价值和饲料利用价值。
21.3、本发明使用《饲料添加剂品种目录(2013)》中允许使用的发酵饲料常用添加剂用于发酵菠萝皮渣的发酵，其菌种组合主要由嗜酸乳杆菌和酿酒酵母菌组成，通过微生物发酵技术发酵菠萝皮渣获得高质量副产物的方法，填补了微生物发酵菠萝皮渣制备膳食纤维技术的空白。
22.4、本发明选用的嗜酸乳杆菌在微生物发酵中可产生乳酸、乙酸等酸性物质或抗菌素等，可抑制杂菌生长，提高发酵菠萝中总酸含量，降低其ph值，起到改善发酵饲料气味和适口性的目的。
23.5、本发明选用的酿酒酵母菌，能在已添加糖蜜的菠萝皮渣底物中快速增殖，将单糖分解为酒精，改善发酵料气味，从而提高饲料的诱食性。
24.6、本发明实施例中采用厌氧发酵技术发酵菠萝皮渣，即菠萝皮渣接种经嗜酸乳杆
菌和酿酒酵母菌，并补充碳源、氮源或酸碱调节剂进行发酵，以提高其总酸水平和发酵深度，改善膳食纤维品质，提高菠萝渣的发酵效益。发酵菠萝渣采用厌氧发酵模式，可抑制杂菌生长，促进嗜酸乳杆菌等增殖及其代谢产物的产生，增加了其诱食性及适口性。
25.7、本发明较佳的实施例制备发酵菠萝渣产品的生产工艺易操作，效率高，发酵时间短，可控性强。采用本发明所述的发酵工艺所获得的发酵菠萝渣产品气味香醇，质量稳定，品质均一；其富含高膳食纤维、有益活菌数或有机酸，大大改善了其适口性及动物肠道健康；极大地提高了菠萝渣的营养价值、饲喂价值及其利用率，降低了饲料成本；充分利用非常规饲料资源，防止环境污染，促进了养殖业的可持续发展。
具体实施方式
26.以下结合实施例对本发明作进一步说明。
27.实施例1利用菠萝皮渣制备高膳食纤维发酵饲料a
28.所述高膳食纤维发酵饲料a是由菠萝皮渣84.03份，微生物发酵剂15.55份，酸碱度调节剂碳酸钠0.42份，经厌氧发酵获得；所述微生物发酵剂的组成为：嗜酸乳杆菌6.72份，酿酒酵母0.0004份，糖蜜6.72份，尿素1.68份，碳酸钙0.42份。制备方法包括如下步骤：
29.1)先将嗜酸乳杆菌活化后扩培培养20h，得到嗜酸乳杆菌菌液，然后将嗜酸乳杆菌菌液和酿酒酵母菌粉按比例混合，得到复合微生物菌液，再将糖蜜、尿素、碳酸钙按比例放入上述复合微生物菌液中混匀，得到微生物发酵剂，备用；
30.2)菠萝皮渣经4℃过夜后打浆处理，得到菠萝皮渣浆，将上述微生物发酵剂接种到菠萝皮渣浆中，混合均匀，并加入碳酸钠调节ph为5.48，得到待发酵的菠萝皮渣浆，置于30℃环境中；
31.3)用压滤机将上述待发酵的菠萝皮渣浆中的水分挤出，得到待发酵菠萝渣汁和含水量为75％的待发酵菠萝皮渣；
32.4)将上述待发酵菠萝渣汁装入发酵桶中密封发酵，30kg/桶，于30℃静置发酵3天，得到发酵后的菠萝渣汁；
33.5)将上述待发酵菠萝皮渣装入带有呼吸孔的发酵呼吸袋中发酵，30kg/袋，于30℃静置发酵3天，得到发酵后的菠萝皮渣。
34.实施例2利用菠萝皮渣制备高膳食纤维发酵饲料b
35.所述高膳食纤维发酵饲料b是由菠萝皮渣84.39份，微生物发酵剂15.19份，酸碱度调节剂碳酸钠0.42份，经厌氧发酵获得；所述微生物发酵剂的组成为：嗜酸乳杆菌6.75份，酿酒酵母0.0004份，糖蜜6.75份，尿素1.69份，碳酸钙0.42份。
36.制备方法同实施例1，步骤2)中酸碱度为ph 5.48。
37.实施例3利用菠萝皮渣制备高膳食纤维发酵饲料c
38.所述高膳食纤维发酵饲料c是由菠萝皮渣84.03份，微生物发酵剂15.55份，酸碱度调节剂碳酸钠0.42份，经厌氧发酵获得；所述微生物发酵剂的组成为：嗜酸乳杆菌6.72份，酿酒酵母0.0004份，糖蜜6.75份，尿素1.68份，碳酸钙0.84份。
39.制备方法同实施例1，区别为：
40.步骤2)中酸碱度为ph 5.9；
41.步骤3)中待发酵菠萝皮渣的含水量为70％；
42.步骤4)中菠萝渣汁装入发酵桶中密封发酵，25kg/桶，于30℃静置发酵4天，得到发酵后的菠萝渣汁；
43.步骤5)中菠萝皮渣装入带有呼吸孔的发酵呼吸袋中发酵，25kg/袋，于30℃静置发酵4天，得到发酵后的菠萝皮渣。
44.实施例4利用菠萝皮渣制备高膳食纤维发酵饲料d
45.所述高膳食纤维发酵饲料d是由菠萝皮渣83.89份，微生物发酵剂15.94份，酸碱度调节剂碳酸钠0.17份，经厌氧发酵获得；所述微生物发酵剂的组成为：嗜酸乳杆菌6.71份，酿酒酵母0.0004份，糖蜜6.71份，尿素1.68份，碳酸钙0.84份。
46.制备方法同实施例1，区别为：
47.步骤2)中酸碱度为ph 6.14；
48.步骤3)中待发酵菠萝皮渣的含水量为70％；
49.步骤4)中菠萝渣汁装入发酵桶中密封发酵，25kg/桶，于35℃静置发酵2天，得到发酵后的菠萝渣汁；
50.步骤5)中菠萝皮渣装入带有呼吸孔的发酵呼吸袋中发酵，25kg/袋，于35℃静置发酵2天，得到发酵后的菠萝皮渣。
51.实施例5利用菠萝皮渣制备高膳食纤维发酵饲料e
52.所述高膳食纤维发酵饲料e是由菠萝皮渣83.75份，微生物发酵剂15.91份，酸碱度调节剂碳酸钠0.34份，经厌氧发酵获得；所述微生物发酵剂的组成为：嗜酸乳杆菌6.70份，酿酒酵母0.0004份，糖蜜6.70份，尿素1.68份，碳酸钙0.84份。
53.制备方法同实施例1，区别为：
54.步骤2)中酸碱度为ph 6.48；
55.步骤3)中待发酵菠萝皮渣的含水量为72％；
56.步骤4)中菠萝渣汁装入发酵桶中密封发酵，35kg/桶，于35℃静置发酵3天，得到发酵后的菠萝渣汁；
57.步骤5)中菠萝皮渣装入带有呼吸孔的发酵呼吸袋中发酵，35kg/袋，于35℃静置发酵3天，得到发酵后的菠萝皮渣。
58.实施例6利用菠萝皮渣制备高膳食纤维发酵饲料f
59.所述高膳食纤维发酵饲料f是由菠萝皮渣91.74份，微生物发酵剂7.80份，酸碱度调节剂碳酸钠0.46份，经厌氧发酵获得；所述微生物发酵剂的组成为：嗜酸乳杆菌7.34份，酿酒酵母0.0005份，糖蜜6.70份，尿素1.68份，碳酸钙0.84份。
60.制备方法同实施例1，区别为：
61.步骤2)中酸碱度为ph 6.70；
62.步骤3)中待发酵菠萝皮渣的含水量为75％；
63.步骤4)中菠萝渣汁装入发酵桶中密封发酵，35kg/桶，于35℃静置发酵5天，得到发酵后的菠萝渣汁；
64.步骤5)中菠萝皮渣装入带有呼吸孔的发酵呼吸袋中发酵，35kg/袋，于35℃静置发酵5天，得到发酵后的菠萝皮渣。
65.实施例7利用菠萝皮渣制备高膳食纤维发酵饲料g
66.所述高膳食纤维发酵饲料g是由菠萝皮渣85.47份，微生物发酵剂14.07份，酸碱度
调节剂碳酸钠0.46份，经厌氧发酵获得；所述微生物发酵剂的组成为：嗜酸乳杆菌6.84份，酿酒酵母0.0004份，糖蜜6.70份，尿素1.68份，碳酸钙0.84份。
67.制备方法同实施例1，区别为：
68.步骤2)中酸碱度为ph 6.38；
69.步骤3)中待发酵菠萝皮渣的含水量为75％；
70.步骤4)中菠萝渣汁装入发酵桶中密封发酵，35kg/桶，于35℃静置发酵4天，得到发酵后的菠萝渣汁；
71.步骤5)中菠萝皮渣装入带有呼吸孔的发酵呼吸袋中发酵，35kg/袋，于35℃静置发酵4天，得到发酵后的菠萝皮渣。
72.表1各实施例发酵菠萝皮渣和菠萝渣汁的检测指标
[0073][0074]
由表1可知，在本发明方案提供的参数条件下，各发明案例发酵所得的发酵菠萝皮渣的各项检测指标结果均较佳。说明，在本发明方案提供的参数条件下制备的发酵菠萝皮渣具有很好的稳定性。本发明方案获得的发酵菠萝皮渣与未经处理的原料相比，富含有益活菌数和多种有机酸等多种活性物质，如明显提高了总酸含量，增加了饲料的诱食性、适口性；大大增加了发酵菠萝渣膳食纤维产品品质，提高了菠萝皮渣的营养价值和饲用价值，降低饲料成本，可作为很好的膳食纤维发酵饲料，提高了菠萝副产物利用率。
[0075]
发酵后的菠萝皮渣为高膳食纤维发酵饲料，在反刍动物饲养中可以10-40％的比例替换精饲料，为反刍动物瘤胃微生物提供优质的膳食纤维和能量来源。
[0076]
发酵后的菠萝皮渣为高膳食纤维发酵饲料，在母猪或蛋鸡的饲养中可以5-20％的比例替换全价料，为单胃动物提供优质的膳食纤维，改善集约化饲养的单胃动物肠道健康状态。
[0077]
发酵后的菠萝渣汁为高酸酵素，在制作青贮时将所述发酵后的菠萝渣汁稀释300倍后用于喷洒青贮原料，可以加快青贮发酵速度，减少青贮霉变。
[0078]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0079]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。