專利名稱：一種發(fā)酵法消除豆粕中抗?fàn)I養(yǎng)因子的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)酵法消除豆粕中抗?fàn)I養(yǎng)因子的方法，屬于生物發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，其產(chǎn)品特別適于供養(yǎng)殖業(yè)作幼年動物的健康、營養(yǎng)飼料。
背景技術(shù)：
在養(yǎng)殖領(lǐng)域，幼年動物的健康是養(yǎng)殖業(yè)成功的基石，疾病和飼料是幼小動物成活及健康成長的兩因素。由于生物技術(shù)的進(jìn)步和養(yǎng)殖環(huán)境的改善，疾病的影響已得到極大的遏制，飼料因素已上升為主要矛盾。幼兒動物由于剛脫離母體，或剛開始獨(dú)立生存，消化道發(fā)育尚不完全，消化能力也十分有限，對來自母體完全不同的人工食物一下子很難適應(yīng)?；谶@些特點(diǎn)，在飼料配方上，需要大量添加與母體來源相近的或易于消化吸收的營養(yǎng)成份，如乳粉、乳精粉、魚粉、血粉、肉骨粉等動物性飼料原料，這使得幼小動物飼料配方難度加大，價格較高，限制了配方飼料的推廣應(yīng)用，若采用中、低檔原料則因增加投入量而同樣增加成本且具有風(fēng)險。另一方面，由于近年來，瘋牛病在世界范圍內(nèi)的流行引起了人們對動物性食品的恐慌，血粉、骨粉在許多國家和地區(qū)禁止作為飼料原料在養(yǎng)殖業(yè)使用。出于海洋資源的保護(hù)和安全方面的考慮，魚粉等動物性飼料已逐漸受到嚴(yán)格限制，甚至禁止。因此，幼年動物飼料配方將面臨一個兩難境地。在人們重新把眼光放到植物性原料上時，首先的自然是豆粕類的蛋白質(zhì)類。但豆粕自身含有許多抗?fàn)I養(yǎng)因子，阻礙動物對它的消化吸收。在幼年動物飼料中添加稍高時，就會引起嚴(yán)重的消化不良。添加人工精制的大豆蛋白雖然有比動物性飼料更好的效果，但高的成本難于承受。鑒于上述狀況，低成本而又具有較豐富蛋白質(zhì)等營養(yǎng)成份的豆粕就倍受關(guān)注。但是其中的抗?fàn)I養(yǎng)因子同大豆一樣，用物理、化學(xué)、生物育種等方法去消除，存在或成本高、或殘留化學(xué)試劑、或破壞某些營養(yǎng)成份、或仍殘留較多抗?fàn)I養(yǎng)因子等缺點(diǎn)，因此，未能很好應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種發(fā)酵法消除豆粕中抗?fàn)I養(yǎng)因子的方法，生產(chǎn)特別適合于幼小動物健康成長的、富有營養(yǎng)的質(zhì)優(yōu)價廉的發(fā)酵豆粕飼料。豆粕中的營養(yǎng)成份包括有40～44％的蛋白質(zhì)，1～2％的脂肪，10～15％的碳水化合物，還有多種礦物質(zhì)、維生素、及動物體內(nèi)必需的氨基酸，營養(yǎng)成份比較齊全且平衡，是優(yōu)良的植物性蛋白飼料源。但是，現(xiàn)有研究報告已記載豆粕中還存在多種抗?fàn)I養(yǎng)因子，主要是胰蛋白酶抑制劑、植酸、大豆凝血素、脲酶、低聚糖、脂肪氧化酶、大豆抗原蛋白及致甲狀腺腫素等，它們的存在，一方面對動物體內(nèi)某些消化酶起抑制作用或與營養(yǎng)物質(zhì)絡(luò)合成不易消化的成份等，使得豆粕的消化率和動物的吸收率下降。另一方面，對動物體內(nèi)的某些器官起破壞作用，對動物的生理、生長、健康造成不良影響。本發(fā)明則優(yōu)選方案采用多菌種混合發(fā)酵，也可以按需消除抗?fàn)I養(yǎng)因子特定對象確定是單株或多株組合發(fā)酵，消除豆粕中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，并通過發(fā)酵使大豆蛋白質(zhì)發(fā)生一定程度的分解，獲得一種積累乳酸等多種有益代謝產(chǎn)物和大量有益活菌的優(yōu)良蛋白質(zhì)飼料，完全或較大比例替代魚粉等動物性飼料。該方法相對物理、化學(xué)、作物育種等方法具有如下特點(diǎn)1、經(jīng)濟(jì)、成本低、不需要加熱或添加化學(xué)試劑；2、無化殘留物，應(yīng)用安全；3、不影響飼料營養(yǎng)成份，不降低營養(yǎng)價值，且使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)更易被動物吸收；4、與添加單一的酶制劑相比，可以同時消除多種抗?fàn)I養(yǎng)因子；5、豆粕細(xì)胞壁破壞更加徹底，內(nèi)容物更易釋放，有利于動物更加快速地吸收營養(yǎng)物質(zhì)；6、增加了微生物活的菌體，有利于動物腸道菌群的平衡；7、發(fā)酵過程中分解大豆蛋白產(chǎn)生多種小肽，有利于動物茁壯成長。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種發(fā)酵法消除豆粕中抗?fàn)I養(yǎng)因子的方法，它的工藝步驟包括a、準(zhǔn)備豆粕原料；b、在原料中加入料水；c、接種主要能產(chǎn)蛋白酶菌或/和產(chǎn)乳酸菌及分解大豆低聚糖菌或/和分解大豆凝血素等多種抗?fàn)I養(yǎng)因子的微生物菌種，所述的微生物菌種主要選自酵母菌、乳酸桿菌、枯草芽孢桿菌、沼澤紅假單胞菌的單株菌種或其組合；d、控溫發(fā)酵，發(fā)酵溫度為30℃～55℃；e、成品處理。
本發(fā)明的方法和直接獲得的產(chǎn)品技術(shù)效果顯著，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。按本發(fā)明方法所生產(chǎn)的發(fā)酵豆粕飼料產(chǎn)品的積極效果主要在于1、抗?fàn)I養(yǎng)因子含量a、當(dāng)以多種菌種、如四種菌種混合發(fā)酵時，抗?fàn)I養(yǎng)因子則完全被分解；其中胰蛋白酶抑制劑、致甲狀腺腫素、脂肪氧化酶、大豆凝血素及大豆抗原蛋白等完全被分解除去，植酸、脲酶活性及水蘇糖和棉籽糖降解達(dá)80％以上；b、當(dāng)以單株或兩種或三種菌種發(fā)酵時，則抗?fàn)I養(yǎng)因子按設(shè)定的目標(biāo)大幅度下降。
2、應(yīng)用該技術(shù)發(fā)酵后，豆粕的營養(yǎng)價值有明顯提高，蛋白質(zhì)和總氨基酸量較發(fā)酵前提高了若10個百分點(diǎn)，降解得到的小分子蛋白質(zhì)含量較發(fā)酵前提高了兩倍以上，有效磷含量較發(fā)酵前提高了1倍左右。產(chǎn)品蛋白質(zhì)含量為大于等于50％，乳酸含量大于等于2％。
3、本發(fā)明產(chǎn)品經(jīng)東北、華中、華南數(shù)地區(qū)在乳豬、仔雞和對蝦前期的養(yǎng)殖試驗(yàn)表明，應(yīng)用該產(chǎn)品替代部分原始豆粕和魚粉、骨粉、血粉可以提高動物的生長效果，減少腹瀉，提高成活率，明顯地降低飼料成本，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明所述發(fā)酵法消除豆粕中抗?fàn)I養(yǎng)因子的方法實(shí)施例中，其工藝步驟如下a、準(zhǔn)備豆粕原料豆粕原料來源于糧、油食品加工企業(yè)，優(yōu)選的原料如東海糧油張家港工業(yè)公司符合GB10380-89要求的豆粕原料，也可以選用一般飼料用豆粕原料；在工業(yè)生產(chǎn)中，盡可能對不同批原料的營養(yǎng)成份和抗?fàn)I養(yǎng)因子進(jìn)行抽查測定，以便選擇合理經(jīng)濟(jì)的工藝參數(shù)，包括是否選定單株還是多株菌種混合發(fā)酵工藝，以及菌種與原料的配比等參數(shù)；b、在原料中加入料水料水是自來水，優(yōu)選為滅菌自來水、如高溫滅菌或紫外線滅菌自來水，還可以是蒸溜水；水與原料混合均勻，原料置于發(fā)酵池中，采用假底可通風(fēng)的發(fā)酵池，還可是其他發(fā)酵裝備，如固體發(fā)酵罐，裝料厚度優(yōu)選為25～50厘米；豆粕原料與料水的重量比為1∶0.2～1.5；c、接種菌種主要能產(chǎn)蛋白酶菌或/和產(chǎn)乳酸菌及分解大豆低聚糖菌或/和分解大豆凝血素菌的微生物菌種，對胰蛋白酶抑制劑、脂肪氧化酶、致甲狀腺腫素、大豆抗原等抗?fàn)I養(yǎng)因子有消除作用的微生物菌種也在選擇之列；所述的微生物菌種主要選自酵母菌，乳酸桿菌，枯草芽孢桿菌，沼澤紅假單胞菌，替代菌種包括地衣芽孢桿菌和米曲菌；可以單株發(fā)酵，最好是多種菌種混合發(fā)酵，按主要消除何種抗?fàn)I養(yǎng)因子為目的來確定菌種；菌種可選用華中農(nóng)業(yè)大學(xué)培育的菌種，其中酵母菌，枯草芽孢桿菌的培養(yǎng)基為液體種子培養(yǎng)基-PDA培養(yǎng)基，或固體菌種培養(yǎng)基如麥麩；乳酸桿菌培養(yǎng)基為6～12％脫脂無糖奶粉溶液；沼澤紅假單胞菌的培養(yǎng)基為光合細(xì)菌培養(yǎng)基。
d、控溫發(fā)酵發(fā)酵溫度為30℃～55℃，發(fā)酵時間為45～84小時，控溫方法為間歇式通風(fēng)時，所述通風(fēng)是指人為提供發(fā)酵所需的氧氣，可以是鼓入的空氣，或壓縮氧氣；不通風(fēng)發(fā)酵時，發(fā)酵全過程溫度自然升降，發(fā)酵時間適當(dāng)長些；當(dāng)環(huán)境溫度過高或過低時，應(yīng)在通風(fēng)時采取降溫、翻壟或升溫保溫等相應(yīng)措施；所述的控溫發(fā)酵溫度范圍和時間范圍，不計(jì)算溫度低于30℃環(huán)境下的起溫溫度和相應(yīng)時間。
e、成品處理所述成品處理是指，發(fā)酵后的工藝烘干→粉碎→檢驗(yàn)→包裝；產(chǎn)品可以是粉狀物，也可以制粒；對于采取即時使用的客戶，產(chǎn)品也可以不烘干，采取保鮮措施，直接運(yùn)出，限定期限內(nèi)使用；產(chǎn)品蛋白質(zhì)含量為 大于等于50％，乳酸含量大于等于2％；本發(fā)明菌種的選擇、菌種與原料配比、原料與料水配比、發(fā)酵溫度、時間等參數(shù)選擇的實(shí)施例為例1、所接種菌種按含有菌種的培養(yǎng)基重量占豆粕原料重量的百分比計(jì)，分別為酵母菌0.1～50％，乳酸桿菌0.1～50％，枯草芽孢桿菌0.1～50％，沼澤紅假單胞菌0.1～50％。
例2、所述的微生物菌種選自酵母菌、乳酸桿菌、枯草芽孢桿菌、沼澤紅假單胞菌中的1種菌株或其組合，成為單株或兩株或三株或多株發(fā)酵工藝；所接種菌種總量按含有菌種的培養(yǎng)基重量占豆粕原料重量的百分比計(jì)為1～100％。
例3、豆粕原料與料水的重量比為1∶0.2～1.5；發(fā)酵時間為45～84小時。
例4、所接種菌種按含有菌種的培養(yǎng)基重量占豆粕原料重量的百分比計(jì)，分別為酵母菌0.5～4％，乳酸桿菌1～5％，枯草芽孢桿菌0.5～4％，沼澤紅假單胞菌1～5％；豆粕原料與料水的重量比為1∶0.8～1.3；所述發(fā)酵溫度為30℃～55℃，發(fā)酵時間為60～70小時。
例5、所接種菌種按含有菌種的培養(yǎng)基重量占豆粕原料重量的百分比計(jì)，分別為酵母菌0.1％，乳酸桿菌50％，枯草芽孢桿菌0.1％，沼澤紅假單胞菌50％；豆粕原料與料水的重量比為1∶0.2；發(fā)酵溫度為30℃～55℃，發(fā)酵時間為50～84小時。
例6、所接種菌種按含有菌種的培養(yǎng)基重量占豆粕原料重量的百分比計(jì)，分別為酵母菌50％，乳酸桿菌0.1％，枯草芽孢桿菌50％，沼澤紅假單胞菌0.1％；豆粕原料與料水的重量比為1∶1.5，所述發(fā)酵溫度為30℃～55℃，發(fā)酵時間為45～70小時。
例7、所接種菌種按含有菌種的培養(yǎng)基重量占豆粕原料重量的百分比計(jì)，分別為酵母菌0.2～3％，乳酸桿菌0.5～4％，枯草芽孢桿菌0.2～3％，沼澤紅假單胞菌0.5～4％；豆粕原料與料水的重量比為1∶1～1.5；所述發(fā)酵溫度為38℃～50℃，發(fā)酵時間為60～72小時。
例8、所接種菌種按含有菌種的培養(yǎng)基重量占豆粕原料重量的百分比計(jì)，分別為酵母菌2％，乳酸桿菌4％，枯草芽孢桿菌2％，沼澤紅假單胞菌2％；豆粕原料與料水的重量比為1∶0.8～1.3；所述發(fā)酵溫度為40℃～47℃，發(fā)酵時間為68～74小時。
例9、所接種菌種按含有菌種的培養(yǎng)基重量占豆粕原料重量的百分比計(jì)，分別為酵母菌0.5％，乳酸桿菌1％，枯草芽孢桿菌0.5％，沼澤紅假單胞菌1％；豆粕原料與料水的重量比為1∶1.0；所述發(fā)酵溫度為45℃～55℃，發(fā)酵時間為64～68小時。
例10、所述的微生物菌種主要選自酵母菌、乳酸桿菌、枯草芽孢桿菌、沼澤紅假單胞菌中的其中之一種菌株，成為單株發(fā)酵工藝；所接種菌種量按含有菌種的培養(yǎng)基重量占豆粕原料重量的50～100％接種；豆粕原料與料水的重量比為1∶0.8；所述發(fā)酵溫度為45℃～50℃，發(fā)酵時間為45～72小時。
例11、所述的微生物菌種由酵母菌、乳酸桿菌、枯草芽孢桿菌、沼澤紅假單胞菌中不少于兩種菌株的組合而成；所接種菌種總量為按含有各菌種的培養(yǎng)基重量之和占豆粕原料重量1～50％接種；豆粕原料與料水重量比為1∶1.0；所述發(fā)酵溫度為30℃～47℃，發(fā)酵時間為45～60小時。
例12、與豆粕原料混合的料水為自來水，優(yōu)選滅菌自來水；發(fā)酵控溫方式為間歇式通風(fēng)；所述成品處理程序包括烘干、粉碎、檢驗(yàn)、包裝工序。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)酵法消除豆粕中抗?fàn)I養(yǎng)因子的方法，其特征在于，它的工藝步驟包括a、準(zhǔn)備豆粕原料；b、在原料中加入料水；c、接種主要能產(chǎn)蛋白酶菌或/和產(chǎn)乳酸菌及分解大豆低聚糖菌或/和分解大豆凝血素等多種抗?fàn)I養(yǎng)因子的微生物菌種，所述的微生物菌種主要選自酵母菌、乳酸桿菌、枯草芽孢桿菌、沼澤紅假單胞菌的單株菌種或其組合；d、控溫發(fā)酵，發(fā)酵溫度為30℃～55℃；e、成品處理。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所接種菌種按含有菌種的培養(yǎng)基重量占豆粕原料重量的百分比計(jì)，分別為酵母菌0.1～50％，乳酸桿菌0.1～50％，枯草芽孢桿菌0.1～50％，沼澤紅假單胞菌0.1～50％。
3.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的微生物菌種選自酵母菌、乳酸桿菌、枯草芽孢桿菌、沼澤紅假單胞菌中的1種菌株或其組合，成為單株或兩株或三株或多株發(fā)酵工藝；所接種菌種總量按含有菌種的培養(yǎng)基重量占豆粕原料重量的百分比計(jì)為1～100％。
4.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，豆粕原料與料水的重量比為1∶0.2～1.5；發(fā)酵時間為45～84小時。
5.按權(quán)利要求1或2或4所述的方法，其特征在于，所接種菌種按含有菌種的培養(yǎng)基重量占豆粕原料重量的百分比計(jì)，分別為酵母菌0.5～4％，乳酸桿菌1～5％，枯草芽孢桿菌0.5～4％，沼澤紅假單胞菌1～5％；豆粕原料與料水的重量比為1∶0.8～1.3；所述發(fā)酵溫度為30℃～55℃，發(fā)酵時間為60～70小時。
6.按權(quán)利要求1或2或4所述的方法，其特征在于，所接種菌種按含有菌種的培養(yǎng)基重量占豆粕原料重量的百分比計(jì)，分別為酵母菌0.1％，乳酸桿菌50％，枯草芽孢桿菌0.1％，沼澤紅假單胞菌50％；豆粕原料與料水的重量比為1∶0.2；發(fā)酵溫度為30℃～55℃，發(fā)酵時間為50～84小時。
7.按權(quán)利要求1或2或4所述的方法，其特征在于，所接種菌種按含有菌種的培養(yǎng)基重量占豆粕原料重量的百分比計(jì)，分別為酵母菌50％，乳酸桿菌0.1％，枯草芽孢桿菌50％，沼澤紅假單胞菌0.1％；豆粕原料與料水的重量比為1∶1.5，所述發(fā)酵溫度為30℃～55℃，發(fā)酵時間為45～70小時。
8.按權(quán)利要求1或2或4述的方法，其特征在于，所接種菌種按含有菌種的培養(yǎng)基重量占豆粕原料重量的百分比計(jì)，分別為酵母菌0.2～3％，乳酸桿菌0.5～4％，枯草芽孢桿菌0.2～3％，沼澤紅假單胞菌0.5～4％；豆粕原料與料水的重量比為1∶1～1.5；所述發(fā)酵溫度為38℃～50℃，發(fā)酵時間為60～72小時。
9.按權(quán)利要求1或2或4所述的方法，其特征在于，所接種菌種按含有菌種的培養(yǎng)基重量占豆粕原料重量的百分比計(jì)，分別為酵母菌2％，乳酸桿菌4％，枯草芽孢桿菌2％，沼澤紅假單胞菌2％；豆粕原料與料水的重量比為1∶0.8～1.3；所述發(fā)酵溫度為40℃～47℃，發(fā)酵時間為68～74小時。
10.按權(quán)利要求1或2或4所述的方法，其特征在于，所接種菌種按含有菌種的培養(yǎng)基重量占豆粕原料重量的百分比計(jì)，分別為酵母菌0.5％，乳酸桿菌1％，枯草芽孢桿菌0.5％，沼澤紅假單胞菌1％；豆粕原料與料水的重量比為1∶1.0；所述發(fā)酵溫度為45℃～56℃，發(fā)酵時間為64～68小時。
11.按權(quán)利要求1或3或4所述的方法，其特征在于，所述的微生物菌種主要選自酵母菌、乳酸桿菌、枯草芽孢桿菌、沼澤紅假單胞菌中的其中之一種菌株，成為單株發(fā)酵工藝；所接種菌種量按含有菌種的培養(yǎng)基重量占豆粕原料重量的50～100％接種；豆粕原料與料水的重量比為1∶0.8；所述發(fā)酵溫度為45℃～50℃，發(fā)酵時間為65～72小時。
12.按權(quán)利要求1或3或4所述的方法，其特征在于，所述的微生物菌種由酵母菌、乳酸桿菌、枯草芽孢桿菌、沼澤紅假單胞菌中不少于兩種菌株的組合而成；所接種菌種總量為按含有各菌種的培養(yǎng)基重量之和占豆粕原料重量1～50％接種；豆粕原料與料水重量比為1∶1.0；所述發(fā)酵溫度為30℃～47℃，發(fā)酵時間為45～60小時。
13.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，與豆粕原料混合的料水為自來水，優(yōu)選滅菌自來水；發(fā)酵控溫方式為間歇式通風(fēng)；所述成品處理程序包括烘干、粉碎、檢驗(yàn)、包裝工序。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)酵法消除豆粕中抗?fàn)I養(yǎng)因子的方法，屬于生物發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，其產(chǎn)品特別適于供養(yǎng)殖業(yè)作幼年動物飼料。它的工藝步驟包括a.準(zhǔn)備豆粕原料；b.在原料中加入料水；c.接種主要能產(chǎn)蛋白酶菌或/和產(chǎn)乳酸菌及分解大豆低聚糖菌或/和分解大豆凝血素等多種抗?fàn)I養(yǎng)因子的微生物菌種，所述的微生物菌種主要選自酵母菌、乳酸桿菌、枯草芽孢桿菌、沼澤紅假單胞菌的單株菌種或其組合；d.控溫發(fā)酵，發(fā)酵溫度為30℃～55℃；e.成品處理。本發(fā)明方法易于掌握，工藝穩(wěn)定，直接得到的產(chǎn)品消除了抗?fàn)I養(yǎng)因子，是滿足幼小動物健康成長的、富有營養(yǎng)的、質(zhì)優(yōu)價廉的、安全的植物性飼料，能替代骨粉、魚粉等動物性飼料。
文檔編號A23J3/34GK1555719SQ200310111688
公開日2004年12月22日 申請日期2003年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月30日
發(fā)明者梁運(yùn)祥, 葛向陽, 王績, 胡詠梅, 陳正軍, 梅余霞, 李學(xué)雄, 李紹章, 左劍兵, 康立新, 石慧, 閻淳泰 申請人:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)