专利名称：药渣水飞蓟粕固态发酵生产的生物蛋白饲料的方法
技术领域：
本发明涉及一种药渣生物蛋白饲料及其方法，具体涉及一种以药渣水飞蓟柏为原料进行固态发酵生产的生物蛋白饲料及其方法，属于固态发酵生物蛋白饲料技术领域。
背景技术：
近年来，随着人们生活水平的不断提高和生活质量的提升，人们对肉、蛋、奶的品质需求日益增多,畜牧业的发展使得对家畜饲料的需求愈来愈大,要求也愈来愈高。我国饲料工业正处于蓬勃发展阶段，2009年全年饲料总量约I. 5亿吨，在农业生产和国民经济中发挥着愈来愈重要的作用。目前我国饲料生产中的蛋白原料Π靡，谈Y丧力.我国几种蛋白质饲料资源现状/77.江西饲料，2004,2:25-28.)主要是鱼粉、肉骨粉和豆柏等，它们的蛋白质含量分别约为65 %、53 %和44 % (苏彩珠.进口肉骨粉品质分析[J].粮食与 词料工业，2000, (10) :29-30.入但鱼粉、肉骨粉、大豆的需求长期依赖国际市场，国内生产供应不足，全球资源的短缺，致使饲料原料价格不断上涨，饲料成本不断提高，已经成为制约我国畜牧养殖业发展而影响农业经济增长的重要因素。其次，养殖户在动物饲养过程中在饲料中添加抗生素和激素等Γ嚴费君.中草药饲料添加剂研究概述[J].饲料博览，1996,8 (4) 导致畜禽和水产品品质下降，缺乏市场竞争力和信誉，同时细菌耐药性增强、耐药菌株增多，威胁着人类安全，破坏了生态环境等。因此，低成本、高效、安全饲料已成为当前研发的热点之一。发酵植物蛋白合，孔繁宇.发酵植物蛋白原料在饲料中的作用[J].北方牧业，2007 , (10) 25.)就是利用微生物在饲料原料中的生长繁殖和新陈代谢积累有用的菌体、酶和中间代谢产物，加工而成的蛋白原料。主要是由曲霉把不易消化吸收的粗纤维、淀粉和果胶等物质转化成各种糖类，由酵母、枯草芽孢杆菌和乳酸菌利用某些成分合成具有较高适口性的营养物质，如蛋白质、氨基酸、维生素、有机酸、醇和各种风味物质等。发酵植物蛋白的生产是一项综合效益大且具有广阔发展前景的产业。固态发酵有着悠久的历史，早在2500年前就有中药神曲的固态发酵生产。从广义上讲，它是指一类使用不溶性固体基质来培养微生物的工艺过程，既包括将固态悬浮在液体中的深层发酵，也包括在没有(或几乎没有)游离水的湿固体材料上培养微生物的工艺过程。多数情况下是指在没有或几乎没有自由水存在下，在有一定湿度的水不溶性固态基质中，用一种或多种微生物发酵的一个生物反应过程潜厲成，事JT，攀.发酵工程试验技术[M].北京化学工业出版社，2003.)。目前我国蛋白饲料的生产多采用固体发酵的方法，如王关华(王兴华，刑会霞，任丽萍.玉米秸秆微生物固体发酵饲料的研究[J].安徽农业科学，2008，36 ( 8) :」等利用玉米秸杆微生物固体发酵生产饲料；张继Π继，武光朋，高义霞等.蔬菜废弃物固体发酵生产饲料蛋白[J].西北师范大学学报(自然科学版)，43(4):85-89.)以蔬菜废弃物固体发酵生产蛋白饲料；赵建国(逆建展钟世博，张明祥.热带假丝酵母固体发酵黄酒糟生产蛋白饲料的研究[J].粮食与饲料工业，2002⑵22-24.)以热带假丝酵母固体发酵黄酒生产蛋白饲料。
随着我国医药事业的迅速发展，全国各大制药厂的药渣废弃量日益增加，全国药渣的年排放量达3000万t (廣这處唐感梦.中药渣农业循环利用模式产业化探讨[J].上海蔬菜，2007，(6) :112-114.),共 90%以上的生产厂家均将药渣作为废料垃圾处理。然而药渣中含有大量粗纤维、粗脂肪、粗蛋白、淀粉、多糖及微量元素等有效成分，将其直接焚烧或填埋不仅浪费了资源，还对环境造成一定程度的污染。飞觀{SIiybum maruianum (L. ) Gaertn.)又名水飞雉、乳雉子，一至两年生，菊科水飞蓟属草本植物，原产于地中海沿岸，主要作为保肝药物。水飞蓟果实中主要含水飞蓟油、蛋白及黄酮类化合物。黄酮类化合物成分主要为水飞蓟素，水飞蓟素为黄酮木脂素类成分，是水飞蓟宾、脱氢水飞蓟宾、聚水飞蓟宾、水飞蓟葶和水飞蓟宁等化合物的总称
峰，李铣.国产水飞蓟素的化学成分及抗脂质过氧化活性的研究[J].沈阳药科大学学报，1997 (2) .47」。水飞蓟柏是水飞蓟果实提取有效成分水飞蓟素后剩余的残渣，主要由蛋白质、粗纤维等组成，其中蛋白质含量为22%-25%，具有潜在的营养价值，(邊潜/乾董英，齐丽丽·超声辅助提取水飞蓟粕蛋白[J].粮油加工，2007，仰.)，但目前一般作 为废弃物丢弃，既浪费资源，又污染环境。对水飞蓟柏进行综合利用，可以提高经济效益，如延边大学的王英伟(王英伟，张敏白，金刚.水飞蓟复合饲料对猪生长性能及日粮养分消化率的影响/77.饲料工业，2006’ 27(1) :30-32.)研究了水飞蓟复合饲料对猪生长性能及日粮养分消化率的影响·Μ事兰A韩美兰，张敏，王洪丽等.水飞蓟残渣和果寡糖配伍饲料对育肥常规血液指标的影响[J].安徽农业科学，2008，36(6) ..W必U视)报道了水飞蓟残渣和果寡糖配伍饲料对育肥常规血液指标的影响。但是目前未见应用固态发酵水飞蓟柏生产蛋白饲料的研究报道。
发明内容
基于以上背景技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种以水飞蓟柏为原料固态发酵生产的生物蛋白饲料及其方法。本发明以药渣水飞蓟柏为主要原料，利用黑曲霉和热带假丝酵母为混菌剂，采用固态发酵技术，按一定比例加入麸皮、玉米粉、葡萄糖、磷酸二氢钾、尿素和水，在温度28V 32 1下发酵一定时间，干燥即得一种生物蛋白饲料，经凯氏定氮法测定发现其中粗蛋白含量达42%，可以替代豆柏等作为动物养殖的蛋白饲料使用。本发明的药渣水飞蓟柏固态发酵生产的生物蛋白饲料的方法，按照下述步骤进行
(1)水飞蓟柏烘干粉碎过筛；
(2)以水飞蓟柏麸皮玉米粉=7 9:2 O.5:1 O. 5的质量比制备混合粉，按上述混合粉的干重重量计,加入O. 5% 2%的葡萄糖，1% 2%的尿素，O. 4% O. 8%的磷酸二氢钾，用蒸馏水调节培养基含水量为以质量计50% 70%，搅拌均匀后作为固态发酵培养基，高压蒸汽灭菌15 min后备用；
(3)将固态发酵培养基装入发酵罐中，装料量以体积计为50%，接入培养基干重5% 15%的混菌剂在28 V 32 1温度下好氧发酵48 h 120 h ;
(4)将发酵产物在温度45°C 65 °C下干燥即得生物蛋白饲料。其中所述的混菌剂由黑曲霉(JspergiIlus niger )和热带假丝酵母(Candidatropicalis)以1:1体积比混合组成。
本发明的优点在于提供了一种以药渣水飞蓟柏为原料生产的蛋白饲料，该蛋白饲料粗蛋白含量可达42%，可以替代鱼粉、肉骨粉和豆柏等；采用微生物固态发酵，周期短，工艺简便，成本低，可实现大规模生产；实现了药渣水飞蓟柏的有效利用，变废为宝，为我国药用水飞蓟资源的高效综合利用提供了新途径。
具体实施例方式 本发明中的水飞蓟柏由江苏中兴药业有限公司提供，烘干、粉碎过40目筛。本发明中的黑曲霉40226和热带假丝酵母1254 {Candidatropica7i5·)均购于中国工业微生物菌种保藏中心；其中所述的混菌剂的制备方法,按照下述步骤进行
(I)菌种斜面活化
将黑曲霉40226(As/76 r^77A/5· )菌种接种于马铃薯葡萄糖琼脂培养基(马铃薯200 g,葡萄糖20 g,琼脂20 g,蒸懼水1000 mL, pH自然。高压121 O ,灭菌20 min)上，28 °C 培养 72 h ；
将热带假丝酵母1254 {Candida iropica/is)菌种接种于麦芽汁固体培养基(麦芽汁I L，用O. I mo I/L的氢氧化钠溶液和O. I mo I/L的盐酸溶液调pH 6. 4，加入2%琼脂即成。高压121 °C，灭菌20 min)上，28 °C培养72 h。(2)霉囷抱子悬液制备
取活化后黑曲霉40226 (Aspergillus)斜面菌种一环,接入装有50 mL沙氏葡
萄糖液体培养基(葡萄糖40 g，蛋白胨10 g，蒸馏水1000 mL，pH自然。高压121 °C，灭菌20 min)的250 mL三角瓶中，150 r/min, 28 °C培养48 h，使孢子数达到IO7 IO8个/mL ;
(3)酵母菌种子制备
取活化后热带假丝酵母1254(i7a/7￡/i￡/a iropica/is)菌种一环,接入装有50 mL麦芽汁液体培养基(麦芽汁I L，用O. I mo I/L的氢氧化钠溶液和0. I mo I/L的盐酸溶液调pH6. 4。高压121 °C，灭菌20 min)的250 mL三角瓶中，150 r/min, 28 °C培养48 h，使菌种数达到IO7 IO8 个 /mL ；
(4)混菌剂制备
将制备好的霉菌孢子悬液和酵母菌种子液以1:1体积比混合均匀，即为混菌剂。实施例I
将水飞蓟柏烘干粉碎过筛，取水飞蓟柏700克麸皮200克玉米粉100克制备混合粉，按上述混合粉的干重计，加入5克葡萄糖，10克尿素，4克磷酸二氢钾混合均匀制成发酵培养基，调节含水量为50%，pH自然，在121 °C高压蒸汽灭菌15 min。然后接种发酵培养基干重5%的混合菌液，其接入的混合菌种及比例黑曲霉热带假丝酵母=1:1，28 °C发酵48h，45 °〇烘干得蛋白饲料935克。该蛋白饲料粗蛋白含量为37%。实施例2
将水飞蓟柏烘干粉碎过筛，取水飞蓟柏800克麸皮150克玉米粉50克制备混合粉，按上述混合粉的干重计，加入10克葡萄糖，15克尿素，5克磷酸二氢钾混合均匀制成发酵培养基，调节含水量为60%，pH自然，在121 °C高压蒸汽灭菌15 min。然后接种发酵培养基干重10%的混合菌液，其接入的混合菌种及比例黑曲霉热带假丝酵母=1:1，30 °C发酵87 h，50 °〇烘干得蛋白饲料911克。该蛋白饲料粗蛋白含量为42%。实施例3
将水飞蓟柏烘干粉碎过筛，取水飞蓟柏900克麸皮50克玉米粉50克制备混 合粉，按上述混合粉的干重计，加入20克葡萄糖，20克尿素，8克磷酸二氢钾混合均匀制成发酵培养基，调节含水量为70%，pH自然，在121 °C高压蒸汽灭菌15 min。然后接种发酵培养基干重15%的混合菌液，其接入的混合菌种及比例黑曲霉热带假丝酵母=1:1，32 °C发酵120h，65 °〇烘干得蛋白饲料923克。该蛋白饲料粗蛋白含量为39%。
权利要求
1.药渣水飞蓟柏固态发酵生产的生物蛋白饲料的方法，其特征在于按照下述步骤进行 (1)水飞蓟柏烘干粉碎过筛； (2)以水飞蓟柏麸皮玉米粉=7 9:2 O.5:1 O. 5的质量比制备混合粉，按上述混合粉的干重重量计,加入O. 5% 2%的葡萄糖，1% 2%的尿素，O. 4% O. 8%的磷酸ニ氢钾，用蒸馏水调节培养基含水量为以质量计50% 70%，搅拌均匀后作为固态发酵培养基，高压蒸汽灭菌15 min后备用； (3)将固态发酵培养基装入发酵罐中，装料量以体积计为50%，接入培养基干重5% 15%的混菌剂在28 V 32で温度下好氧发酵48 h 120 h ; (4)将发酵产物在温度45V 65で下干燥即得生物蛋白饲料。
2.根据权利要求I所述的药渣水飞蓟柏固态发酵生产的生物蛋白饲料的方法，其特征在于其中所述的混菌剂由黑曲霉(AspergiIlus niger)和热带假丝酵母(Candidatropical is、以1:1体积比混合组成。
全文摘要
本发明药渣水飞蓟粕固态发酵生产的生物蛋白饲料的方法,属于固态发酵生物蛋白饲料技术领域。微生物菌种以黑曲霉和热带假丝酵母为混菌剂，一定比例的水飞蓟粕、麸皮和玉米粉中加入一定量的尿素、葡萄糖和磷酸二氢钾，混合后作为固态发酵培养基，在28℃～32℃下发酵48h～120h，干燥后得到一种生物蛋白饲料。该蛋白饲料中粗蛋白含量可达42%，可替代鱼粉、肉骨粉和豆粕等作为动物养殖的蛋白饲料使用，并且制备方法工艺简便，成本低，可实现大规模生产。本发明还为水飞蓟资源的高效综合利用提供了新途径。
文档编号A23K1/14GK102845592SQ20121018387
公开日2013年1月2日 申请日期2012年6月6日 优先权日2012年6月6日
发明者仰榴青, 李峰, 吴向阳, 赵婷, 茆广华, 郑伟, 朱洋 申请人:江苏大学