棉籽粕酶解发酵生产蛋白饲料原料的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及棉籽柏的发酵，尤其是涉及一种棉籽柏酶解发酵生产蛋白饲料原料的 方法。
【背景技术】
[0002] 棉籽柏是棉籽经过压榨后得出的面饼，再经过浸出工艺将里面的大部分残油分离 出来，得到的一种微红或黄色的颗粒状物品，是制作饲料的主要原料。棉籽柏中含有的粗蛋 白可达40%以上，但由于棉籽柏中的游离棉酚对动物有害，因此，在使用棉籽柏时，要根据 饲喂对象及棉籽柏中游离棉酚的含量加以限量。反刍家畜在有优质粗料及多汁青料的情况 下，棉籽柏的用量不受限制，不会造成中毒，但是对单胃动物要限制喂量，最好使用经过脱 毒处理的棉籽柏。肉用鸡饲料中如果添加较多的棉籽柏就会影响其生长，蛋用鸡饲料中如 果添加较多的棉籽柏，就会造成鸡蛋在贮存期间发生变色反应，而育畜苗为了避免影响繁 殖性能，应避免使用棉籽柏。由于棉籽柏中游离棉酚的毒性，影响了在动物饲料中的使用。
[0003] 中国专利（公开号CN104054903A)记载了一种发酵棉柏的生产工艺，米用乳酸菌、 双歧杆菌、枯草芽孢杆菌、产朊假丝酵母多菌种与酸性蛋白酶、纤维素酶等多酶联合作用制 备蛋白原料，虽降低了游离棉酚的含量，提高了蛋白质含，但由于发酵周期长(达到105~110 h)，生产工艺无机械化，劳动强度大，生产成本高。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种可实现机械化、规模化生产且成本低廉的棉籽柏酶解 发酵生产蛋白饲料原料的方法。
[0005] 为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案： 本发明所述的棉籽柏酶解发酵生产蛋白饲料原料的方法包括下述步骤： 第一步，液体发酵 a、 将培养活化的酿酒酵母菌种用无菌生理盐水制成悬浮液，接种到发酵培养基中培养 20~24h，得到酿酒酵母发酵液； b、 将培养活化的纳豆芽孢杆菌种用无菌生理盐水制成悬浮液，接种到液体发酵培养基 中培养发酵18~24h，得到纳豆芽孢杆菌发酵液； c、 将培养活化的嗜酸乳杆菌用无菌生理盐水制成悬浮液，接种到液体发酵培养基中培 养发酵18~22h，得到嗜酸乳杆菌发酵液； d、 将上述三种发酵液按一定的比例制成混合菌液备用； 第二步，固体酶解与发酵 a、 将棉籽柏原料装入爆缸，装料系数60~80%，爆缸罐体密封后通入180~250°C的饱和 蒸汽，当爆缸压力达到0. 5~2.OMpa后维持0. 5~10min，在0. 00875s内打开气动阀门进行 蒸汽爆破； b、 将气爆后的物料、第一步制备的混合菌液、糖蜜按重量比1:0. 6~1. 3:0. 03~0. 08的 比例在混合机内进行混合，同时加入中性蛋白酶25~80 U/g原料，甘露聚糖酶30~55 IU/ g原料，纤维素酶55~100 IU/g原料，木聚糖酶50~90 IU/g原料，植酸酶5~15 IU/g原料， 果胶酶35~80 U/g原料，中温淀粉酶15~25 U/g原料，糖化酶120~180 U/g原料混合均匀， 调节水分35~45%，制成混合物料； c、将混合物料送入专用的模块化固态生物原料连续发酵装置内进行酶解与发酵，设定 酶解与发酵温度28~45°C，相对湿度60~90%，发酵时间18~36h: 混合物料由提升机送入摆式布料器，再进入刮板布料器，由刮板布料器均匀将其分布 到自下而上设有N层发酵室的塔架最顶层发酵室的各箱体单元的上开口箱体内，当物料达 到设定的布料高度后，顶层各箱体单元底部的下翻式翻板门自动打开，将物料翻转卸入下 方第N-1层发酵室的上开口箱体内进行发酵；卸料完毕后的顶层下翻式翻板门关闭，开始 下一轮布料；当第N-1层发酵室的上开口箱体内的物料发酵到设定值时，再通过其底部的 下翻式翻板门将物料翻转卸到第N-2层发酵室的上开口箱体内继续发酵，卸料完毕的第 N-1层下翻式翻板门关闭，迎接顶层上开口箱体内翻转卸下的物料，顶层上开口箱体内再进 行新一轮布料，依次类推，实现物料的连续发酵；当物料翻转卸到底部第一层上开口箱体内 发酵后，第一层的下翻式翻板门打开，发酵完成的物料从缓冲出料斗卸到出料刮板输送机 上； 物料在第一层至第N-1层发酵室的上开口箱体内进行连续发酵时，每层发酵物料的温 湿度依靠连接在风道调节管路上的进风温湿度调节装置来控制； 第三步，干燥 出料刮板输送机将物料转送出去后，经80°C以下低温干燥至含水量低于12. 5%，即可 得到蛋白饲料原料产品。
[0006] 所述第二步中发酵物料的温湿度调整方法为： 当任一层发酵室箱体单元的上开口箱体内物料发酵温度、湿度偏离设定值时，开启鼓 风机和抽风机，同时打开该层发酵室内箱体单元上开口箱体的排风电动阀，并打开与该层 相邻的下层发酵室各箱体单元上开口箱体的进风电动阀，鼓风机输送的风通过进风温湿度 调节装置调节后，经进风通道进入与该层相邻的下层发酵室各箱体单元上开口箱体内，并 经所述的该层发酵室箱体单元的下翻式翻边门的门缝、导风管的管壁缝隙，穿透所述的该 层发酵室各箱体单元上开口箱体内的物料层后，自排风通道排出；当发酵室内的物料处于 耗氧发酵期，按照上述步骤适度开启进风电动阀和排风电动阀进行通风供氧；在发酵稳定 期，关闭或关小进风电动阀和排风电动阀。
[0007] 所述第二步中所送风力的温湿度调节方法为： 当需要热风时，外部热工质进入列管式换热器的壳程，对通过管程的自然风进行加热， 反之，外部冷工质进入列管式换热器的壳程，对通过管程的自然风进行降温； 当需要加湿时，外部水源通过管道进入加湿段，通过水帘对经过的自然风进行加湿和 除尘。
[0008] 本发明的优点在于采用气爆与酶解及生物发酵相结合的方式进行生物转化。利用 蒸汽爆破技术对原料进行预处理，通过爆破装置，利用饱和水蒸气将原料加热至一定的压 力，使蒸汽在压力作用下渗入物料组织结构内部，形成强大的压缩气体能并在短时间内爆 破释放，从而从分子水平打破物料大分子晶格结构，对物料的物理结构和化学组成具有很 强的重构作用，并使物料熟化，便于固态发酵阶段酶解与微生物发酵的转化利用，缩短发酵 周期；同时气爆能达到对原料灭菌的目的，使固体发酵过程中减少杂菌的污染，保证产品的 品质。
[0009] 本方法采用模块化自动发酵装置进行固态发酵。经爆破后的物料与发酵菌液及 酶制剂混合后装入模块化固态生物原料自动发酵装置中进行酶解与生物发酵，实现自动控 温、控湿、控通风量的要求，生物转化率高，发酵周期短，损耗少，成本低，可实现机械化、规 模化的生产需求。在生物转化过程中分泌与合成大量的有益菌、氨基酸、生化酶、促生长因 子等营养类物质，调整和提高动物机体免疫力，达到预防疾病、提高成活率、促进生长、降低 成本，增产增收等效果。减少或不需要额外添加益生菌、酶制剂等添加剂。
【附图说明】
[0010] 图1是本发明中专用的模块化固态生物原料连续发酵装置的结构示意图。
[0011] 图2是图1中进风温湿度调节装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012] 本发明所述的棉籽柏酶解发酵生产蛋白饲料原料的方法包括下述步骤： 第一步，液体发酵 a、 将使用YH)培养基上活化好的酿酒酵母斜面菌种用无菌生理盐水制成悬浮液，接种 到发酵培养基中，其中所用发酵培养基中含有10%葡萄糖或糖蜜、〇. 5%硫酸铵、0. 5%磷酸氢 二钾、0. 05%硫酸镁；按照通风量1:0. 4,罐温30-32°C，罐压0. 06~0. 08Mpa培养20~24h，得 到酿酒酵母发酵液； b、 将使用牛肉膏蛋白胨培养基活化后的纳豆芽孢杆菌种用无菌生理盐水制成悬 浮液，接种到液体发酵培养基中，其中所用发酵培养基中含有豆柏粉1.0-3. 0%，玉米 粉1. 0-3. 0%，硫酸镁0. 2-0. 6%，硫酸锰0. 02-0. 06%，氯化钠0. 5-1. 0% ;培养条件：罐压 0. 05-0. 1Mpa，搅拌转速170-230r/min，通风量1: