一种羽毛发酵蛋白饲料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于微生物发酵蛋白饲料制备技术领域，具体设及羽毛发酵蛋白饲料的制 备方法。 技术背景
[0002] 禽类的羽毛主要由蛋白质构成，尽管不同的羽毛质量略有差异，但组成羽毛蛋白 质的氨基酸的种类相同。全球每年的羽毛产量可达数亿吨，而且还在逐年增加。我国大规模 的家禽养殖产生了大量的角蛋白废物，尤其羽毛废弃物更为严重。禽类羽毛蕴含了大量潜 在的有用蛋白质和氨基酸，禽类的羽毛梗蛋白含量在85% W上，其中80%左右是角蛋白质， 角蛋白质属不溶性蛋白质，具有纤维状结构，稳定性高，弹性好，膨胀性小，在水、盐溶液及 其它溶剂中完全不溶解，不能被动物直接消化和吸收。
[0003] 我国羽毛角蛋白资源丰富，若合理利用可作为优质饲料蛋白，提高羽毛蛋白的品 质，减少饲料中鱼粉、大豆蛋白的使用量，从而促进饲养业的发展。但是因为羽毛蛋白的结 构稳定，极难降解，找到合适的羽毛加工降解方法是研究降解角蛋白的关键。
[0004] 目前国内外羽毛角蛋白主要加工方法有酶解法、化学水解法与物理水解法。
[0005] 酶解法主要是利用角蛋白酶对角蛋白的降解作用，使其变成小分子量的肤类或氨 基酸，将难溶性角蛋白分解为可溶性蛋白的方法。例如《粮食与饲料工业》(2012，07期:p52-55)所报道的"利用膨化-酶解组合技术制备鸡羽毛蛋白粉"，对酶解工艺参数进行了研究。 虽然其所用的鸡羽毛可溶性蛋白质质量分数达41.2%，但是运种方法一般耗时较长，且产 物多为分子量较低的多肤，并且较难找到合适的分解酶，且分解速率慢，酶制剂成本高也是 其缺点之一。
[0006] 化学水解法分为酸法和碱法，就是用盐酸、硫酸、过氧乙酸和氨氧化钢等酸、碱溶 液来处理角蛋白。例如《饲料工业》（1989,第4期:P29-30)所报道的"羽毛制取高蛋白饲料技 术与成品分析"，采用了将羽毛漂洗干净，装入加压锅中加入一定量的水和酸或碱，在一定 的压力、时间下水解，再用碱或酸对水解的羽毛蛋白液中和，经减压干燥，粉碎即得饲用水 解羽毛蛋白粉。但该方法会引起氨基酸构型的变化，使色氨酸完全被破坏，部分破坏酪氨 酸、丝氨酸，水解产率及产品品质都较酸解法差，且耗时长耗能高，产生的大量废酸污染物 不易处理，对环境二次污染，而且化学水解法最后残留在产品中的盐很难除掉，使产品易受 潮变质。
[0007] 物理水解法中常用的高溫蒸汽法，是将原料羽毛或羽毛梗放入反应器中，向反应 器中通入高溫高压蒸汽进行水解，一段时间之后，真空蒸馈出水分，趁热放出产物，放冷，粉 碎即得羽毛蛋白粉，例如《河北化工》（1990年第1期:P26-28)报道的"羽毛粉生产蛋白饲料 的研制"，该方法的关键是要控制压力和溫度，但由于所采用的工艺设备落后，不易控制工 艺参数，得到的产品质量不稳定，蛋白质会因高溫高压而严重变性导致氨基酸消化率低。 [000引也有将上述酶解法、化学法和物理法有机结合进行的操作，如中国发明专利授权 公告号CN 101653188 B公布的"一种羽毛蛋白粉及其制备方法"，采用高压汽爆技术对羽毛 进行汽爆处理后，再进行酶解处理，使其变为可溶性的小肤及氨基酸，灭酶后再进行干燥、 粉碎得到羽毛蛋白粉。但该法同样存在能耗高、蛋白质高压受损变性的缺点。
[0009] 综上所述，由于目前现有的把羽毛加工成羽毛蛋白粉的方法存在诸如成本高、效 率低、耗能高、污染大、残留化学试剂、破坏某些营养成份、仍残留较多抗营养因子等缺点， 使禽类羽毛长期W来没有得到合理利用，或被用做肥料或被白白扔掉，羽毛丢弃后严重污 染环境，而且成为病菌、蚊蛹滋生的溫床，对家畜、家禽W及人类构成危害，同时也是巨大的 资源浪费。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的是提供一种羽毛发酵蛋白饲料的制备方法，W保留动物蛋白的生物 活性肤，更好地利用羽毛蛋白资源和利于环境保护。
[0011] 本发明羽毛发酵蛋白饲料的制备方法，先把家禽羽毛原料进行洗涂和干燥处理， 其特征在于用微生物发酵法将羽毛角蛋白降解为可溶性蛋白，进而在发酵液中添加玉米粉 和教皮，制备成蛋白饲料，即：按每千克干燥羽毛加入20-30升无机盐培养基中，混合，115-12rC灭菌15-20分钟，冷却至室溫;按照3-5%的体积比向加入羽毛的无机盐培养基中接种 地衣芽抱杆菌种子液;按通气速率0.15-0.18vvm(每立方米溶液中每分钟通入空气的立方 米数)通入无菌空气进行通风发酵，控制发酵溫度为30-37°C，发酵至羽毛完全溶解;把发酵 液过滤除杂后，在滤液中添加质量百分比为6-7%的玉米粉和4-5%的教皮，混匀后，干燥至 含水小于15%重量、制粒，即得到羽毛发酵蛋白饲料；
[0012 ]所述无机盐培养基为在每升水中加入0.5g氯化锭、0.5g氯化钢、0. ：3g憐酸氨二钟、 0.4g憐酸二氨钟、0.24g六水氯化儀和0.1 g酵母膏，调整其抑为9而成；
[OOU] 所述地衣芽抱杆菌种子液，是将地衣芽抱杆菌Bac i 1 lus 1 i cheni f ormi S MML2501，由保存的斜面接种至按成分由牛肉膏5g、蛋白腺lOg、氯化钢5g和水1000ml的比例 配制而成，调pH为7.2-7.4的液体培养基中，35-37°C、180r/min摇床培养20-24小时，所得到 的地衣芽抱杆菌种子液;所述地衣芽抱杆菌Bacillus licheniformis MML2501由中国农业 微生物菌种保藏管理中屯、提供。
[0014] 所述的家禽羽毛原料可W是选自屠宰场的鸡、鸭或/和碟羽毛，或羽绒加工下脚 料;可W不经切割而直接使用。
[0015] 本发明与目前国内外加工羽毛蛋白粉常用的酶解法、化学水解法与物理水解法相 比，由于采用特定的微生物在一定条件下发酵羽毛，将羽毛不溶性的角蛋白转化为可溶性 蛋白，利用发酵液添加一定比例的玉米粉和教皮，来制备蛋白饲料，其发酵采用的羽毛无需 膨化、汽爆或者切割，只需要简单清洗后干燥即可，能耗低;发酵后羽毛完全溶解转化成了 液体，全部用作饲料，没有新的废弃物产生，效率高，无污染;发酵过程没有酸、碱的使用，无 化学试剂残留；由于利用微生物降解羽毛的特性产生可溶性蛋白，营养成分保留完全。采用 本发明方法制备的蛋白饲料，除了采用微生物发酵羽毛的产物发酵液外，还添加了玉米粉 和教皮，有效地提高了饲料的粗蛋白含量、适口性和香味，因此，本发明比现有的酶解技术、 化学水解和物理水解获得的羽毛粉直接做饲料有着显著进步的优点，采用本发明羽毛发酵 后所获得的发酵液中可溶性蛋白含量为31.4-34.3邑/1;再^玉米粉和教皮为辅料制成的发 酵蛋白饲料中粗蛋白含量质量百分比达到28.6-29.5%，体外消化率达到89.5-92.4%;采 用本发明方法制备的蛋白饲料具有天然的玉米和小麦香味，适口性好，有助消化和促进生 长。
【具体实施方式】
[0016] 实施例1:
[0017] 将干燥鸡毛按照每千克羽毛加入到30升无机盐培养基中，所述无机盐培养基为： 按在每升水中加入氯化锭〇.5g、氯化钢0.5g、憐酸氨二钟0.3g、憐酸二氨钟0.4g、六水氯化 儀0.24g和酵母膏0.1 g的配比，并使用0.05-0.1mol/L的氨氧化钢水溶液来调整其pH为9而 成;混合后，在115°C灭菌15分钟，冷却至室溫;按照3%的体积比向培养基中接种地衣芽抱 杆菌种子液;所述地衣芽抱杆菌种子液，是由中国农业微生物菌种保藏管理中屯、提供的地 衣芽抱杆菌Bacillus licheniformis MML2501，把保存的斜面接种至按成分由牛肉膏5邑、 蛋白腺lOg、氯化钢5g和水1000ml的比例配制而成，用0.05-0.1mol/L的氨氧化钢水溶液调 其抑为7.2-7.4的液体培养基中，35-37°C、180r/min摇床培养20-24小时，所得到的地衣芽 抱杆菌种子液;通入无菌空气进行通风发酵，通气速率为O.lSvvm，发酵罐溫度控制为30-37 °C，发酵6天，观察羽毛完全溶解即可结束发酵，将发酵液进行过滤除杂，所获得的发酵液中 可溶性蛋白含量为31.4-34.3g/l;
[001引再按质量百分比在发酵滤液中添加玉米粉6-7%和教皮4-5%，混匀后，进行干燥 至含水小于15%重量、然后制粒，即得到羽毛发酵蛋白饲料。
[0019] 将发酵滤液按不同质量百分比添加玉米粉和教皮，可W获得不同配方的饲料，测 定各饲料中的粗蛋白含量及动物体外消化率，W蒸馈水代替滤液作为对照，结果见下表1:
[0020] 表1添加与不添加羽毛发酵蛋白饲料的对比
[0021]
[0022] ~注:a玉米粉;b教皮;C羽毛发酵液;d蒸馈水。 ' ' '
[0023] 本发明中所使用的家禽羽毛原料也可W选自屠宰场的鸡、鸭或/和碟羽毛，或羽绒 加工下脚料;可W不经切割而直接使用。
[0024] 从表1可见，仅W玉米粉和教皮配比的饲料，比同样配比、添加羽毛发酵液的饲料， 其粗蛋白含量和体外消化率都有明显提高。W玉米粉和教皮为辅料制成的发酵蛋白饲料中 粗蛋白含量质量百分比达到28.6-29.5%，体外消化率达到89.5-92.4%。采用本发明方法 制备的蛋白饲料具有天然的玉米和小麦香味，适口性好，有助消化和促进生长。本发明利用 羽毛发酵获得的发酵液可充当底物饲料中的蛋白质来源。
【主权项】
1. 一种羽毛发酵蛋白饲料的制备方法，先把家禽羽毛原料进行洗涤和干燥处理，其特 征在于:按每千克干燥羽毛加入20-30升无机盐培养基中，混合，115-121°c灭菌15-20分钟， 冷却至室温;按照3-5%的体积比向加入羽毛的无机盐培养基中接种地衣芽孢杆菌种子液； 按每立方米溶液每分钟通入无菌空气〇 . 15-0.18立方米进行通风发酵，控制温度为30-37 °C，发酵至羽毛完全溶解;把发酵液过滤除杂后，在滤液中添加质量百分比为6-7%的玉米 粉和4-5%的麸皮，混匀后，干燥至含水小于15%重量、制粒，即得到羽毛发酵蛋白饲料； 所述无机盐培养基为在每升水中加入〇. 5g氯化铵、0.5g氯化钠、0.3g磷酸氢二钾、0.4g磷酸二氢钾、〇. 24g六水氯化镁和0.lg酵母膏，调整其pH为9而成； 所述地衣芽孢杆菌种子液，是将地衣芽孢杆菌BacilluslicheniformisMML2501，由 保存的斜面接种至按成分由牛肉膏5g、蛋白胨10g、氯化钠5g和水1000ml的比例配制而成， 调pH为7.2-7.4的液体培养基中，35-37°C、180r/min摇床培养20-24小时，所得到的地衣芽 孢杆菌种子液。
【专利摘要】本发明公开了一种羽毛发酵蛋白饲料的制备方法，特征是按每千克羽毛加入20-30升无机盐培养基中，混合，115-121℃灭菌15-20分钟，冷却至室温；按照3-5％的体积比向加入羽毛的无机盐培养基中接种地衣芽孢杆菌种子液；按每立方米溶液每分钟通入无菌空气0.15-0.18立方米进行通风发酵，发酵温度为30-37℃，至羽毛完全溶解；把发酵液过滤除杂后，在滤液中添加质量百分比为6-7％的玉米粉和4-5％的麸皮，混匀后，干燥、制粒，即得到羽毛发酵蛋白饲料。本发明方法的发酵液中可溶性蛋白含量达31.4-34.3g/L；以玉米粉、麸皮和面粉为辅料制成的发酵蛋白饲料，粗蛋白质量百分比达28.6-29.5％，体外消化率达89.5-92.4％，采用本发明方法制备的蛋白饲料具有天然的玉米和小麦香味，适口性好，有助消化和促进生长。
【IPC分类】A23K10/26, A23K10/30, A23K10/12, A23K10/37
【公开号】CN105454658
【申请号】CN201510974904
【发明人】刘咏, 周杰, 钱家忠, 汪苗苗
【申请人】合肥工业大学
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月21日