豆粕酶解發(fā)酵生產(chǎn)蛋白飼料原料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及豆柏的發(fā)酵，尤其是涉及一種豆柏酶解發(fā)酵生產(chǎn)蛋白飼料原料的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 豆柏作為動(dòng)物飼料的重要蛋白質(zhì)原料，在飼料加工和畜禽、水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)中使用 非常廣泛。但豆柏中含有的大量抗?fàn)I養(yǎng)因子，如胰蛋白酶抑制劑、大豆抗原蛋白、尿酸、植物 凝集素、非淀粉類(lèi)多糖等影響了動(dòng)物對(duì)豆柏飼料的消化和吸收。因此，在生產(chǎn)中需要有效去 除豆柏中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，以提高飼料利用率；另一方面，隨著魚(yú)粉等動(dòng)物性蛋白飼料原料資 源的匱乏和價(jià)格的日益升高，我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)也急需來(lái)源廣泛，成本低廉的優(yōu)質(zhì)飼料蛋白原料 替代品。
[0003] 使用芽孢桿菌、酵母菌、乳酸菌等微生物可直接發(fā)酵豆柏等農(nóng)副產(chǎn)品，如國(guó)家專(zhuān)利 (申請(qǐng)公布號(hào)：CN102406134A)就公開(kāi)了一種高消化率發(fā)酵豆柏的固態(tài)發(fā)酵方法。這些方法 雖然可以消除豆柏中的抗?fàn)I養(yǎng)因子、提高消化率，但這些方法存在機(jī)械化、規(guī)?；潭鹊?， 勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)周期長(zhǎng)、物料損耗大、生產(chǎn)成本高、抗?fàn)I養(yǎng)因子分解不完全的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、規(guī)模化生產(chǎn)且成本低廉的豆柏酶解發(fā) 酵生產(chǎn)蛋白飼料原料的方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案： 本發(fā)明所述的豆柏酶解發(fā)酵生產(chǎn)蛋白飼料原料的方法包括下述步驟： 第一步，液體發(fā)酵 a、 將培養(yǎng)活化的產(chǎn)朊假絲酵母菌種用無(wú)菌生理鹽水制成懸浮液，接種到發(fā)酵培養(yǎng)基中 培養(yǎng)20~24h，得到產(chǎn)朊假絲酵母發(fā)酵液； b、 將培養(yǎng)活化的枯草芽孢桿菌種用無(wú)菌生理鹽水制成懸浮液，接種到液體發(fā)酵培養(yǎng)基 中培養(yǎng)發(fā)酵18~24h，得到枯草芽孢桿菌發(fā)酵液； c、 將培養(yǎng)活化的嗜酸乳桿菌用無(wú)菌生理鹽水制成懸浮液，接種到液體發(fā)酵培養(yǎng)基中培 養(yǎng)發(fā)酵18~22h，得到嗜酸乳桿菌發(fā)酵液； d、 將上述三種發(fā)酵液按一定的比例制成混合菌液備用； 第二步，固體酶解與發(fā)酵 a、 將豆柏原料裝入爆缸，爆缸罐體密封后通入180~250°C的飽和蒸汽，當(dāng)爆缸壓力達(dá)到 0. 5~2.OMpa后維持0. 5~10min，立即打開(kāi)氣動(dòng)閥門(mén)進(jìn)行蒸汽爆破； b、 將氣爆后的物料、第一步制備的混合菌液、糖蜜按重量比1:0. 6~1. 3:0. 03~0. 08的 比例在混合機(jī)內(nèi)進(jìn)行混合，同時(shí)加入中性蛋白酶25~80IU/g原料，纖維素酶50~180IU/ g原料，木聚糖酶25~50IU/g原料，甘露聚糖酶20~55IU/g原料，果膠酶35~80U/g原料， 植酸酶5~15U/g原料，中溫淀粉酶15~25U/g原料，糖化酶100~180U/g原料混合均勻，調(diào) 節(jié)水分35~45%，制成混合物料； c、將混合物料送入專(zhuān)用的模塊化固態(tài)生物原料連續(xù)發(fā)酵裝置內(nèi)進(jìn)行酶解與發(fā)酵，設(shè)定 酶解與發(fā)酵溫度28~45°C，相對(duì)濕度60~90%，發(fā)酵時(shí)間18~36h: 混合物料由提升機(jī)送入擺式布料器，再進(jìn)入刮板布料器，由刮板布料器均勻?qū)⑵浞植?到自下而上設(shè)有N層發(fā)酵室的塔架最頂層發(fā)酵室的各箱體單元的上開(kāi)口箱體內(nèi)，當(dāng)物料達(dá) 到設(shè)定的布料高度后，頂層各箱體單元底部的下翻式翻板門(mén)自動(dòng)打開(kāi)，將物料翻轉(zhuǎn)卸入下 方第N-1層發(fā)酵室的上開(kāi)口箱體內(nèi)進(jìn)行發(fā)酵；卸料完畢后的頂層下翻式翻板門(mén)關(guān)閉，開(kāi)始 下一輪布料；當(dāng)?shù)贜-1層發(fā)酵室的上開(kāi)口箱體內(nèi)的物料發(fā)酵到設(shè)定值時(shí)，再通過(guò)其底部的 下翻式翻板門(mén)將物料翻轉(zhuǎn)卸到第N-2層發(fā)酵室的上開(kāi)口箱體內(nèi)繼續(xù)發(fā)酵，卸料完畢的第 N-1層下翻式翻板門(mén)關(guān)閉，迎接頂層上開(kāi)口箱體內(nèi)翻轉(zhuǎn)卸下的物料，頂層上開(kāi)口箱體內(nèi)再進(jìn) 行新一輪布料，依次類(lèi)推，實(shí)現(xiàn)物料的連續(xù)發(fā)酵；當(dāng)物料翻轉(zhuǎn)卸到底部第一層上開(kāi)口箱體內(nèi) 發(fā)酵后，第一層的下翻式翻板門(mén)打開(kāi)，發(fā)酵完成的物料從緩沖出料斗卸到出料刮板輸送機(jī) 上； 物料在第一層至第N-1層發(fā)酵室的上開(kāi)口箱體內(nèi)進(jìn)行連續(xù)發(fā)酵時(shí)，每層發(fā)酵物料的溫 濕度依靠連接在風(fēng)道調(diào)節(jié)管路上的進(jìn)風(fēng)溫濕度調(diào)節(jié)裝置來(lái)控制； 第三步，干燥 出料刮板輸送機(jī)將物料轉(zhuǎn)送出去后，經(jīng)80°C以下低溫干燥至含水量低于12. 5%，即可 得到蛋白飼料原料產(chǎn)品。
[0006] 所述所述第二步中發(fā)酵物料的溫濕度調(diào)整方法為： 當(dāng)任一層發(fā)酵室箱體單元的上開(kāi)口箱體內(nèi)物料發(fā)酵溫度、濕度偏離設(shè)定值時(shí)，開(kāi)啟鼓 風(fēng)機(jī)和抽風(fēng)機(jī)，同時(shí)打開(kāi)該層發(fā)酵室內(nèi)箱體單元上開(kāi)口箱體的排風(fēng)電動(dòng)閥，并打開(kāi)與該層 相鄰的下層發(fā)酵室各箱體單元上開(kāi)口箱體的進(jìn)風(fēng)電動(dòng)閥，鼓風(fēng)機(jī)輸送的風(fēng)通過(guò)進(jìn)風(fēng)溫濕度 調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)后，經(jīng)進(jìn)風(fēng)通道進(jìn)入與該層相鄰的下層發(fā)酵室各箱體單元上開(kāi)口箱體內(nèi)，并 經(jīng)所述的該層發(fā)酵室箱體單元的下翻式翻邊門(mén)的門(mén)縫、導(dǎo)風(fēng)管的管壁縫隙，穿透所述的該 層發(fā)酵室各箱體單元上開(kāi)口箱體內(nèi)的物料層后，自排風(fēng)通道排出；當(dāng)發(fā)酵室內(nèi)的物料處于 耗氧發(fā)酵期，按照上述步驟適度開(kāi)啟進(jìn)風(fēng)電動(dòng)閥和排風(fēng)電動(dòng)閥進(jìn)行通風(fēng)供氧；在發(fā)酵穩(wěn)定 期，關(guān)閉或關(guān)小進(jìn)風(fēng)電動(dòng)閥和排風(fēng)電動(dòng)閥。
[0007] 所述第二步中所送風(fēng)力的溫濕度調(diào)節(jié)方法為： 當(dāng)需要熱風(fēng)時(shí)，外部熱工質(zhì)進(jìn)入列管式換熱器的殼程，對(duì)通過(guò)管程的自然風(fēng)進(jìn)行加熱， 反之，外部冷工質(zhì)進(jìn)入列管式換熱器的殼程，對(duì)通過(guò)管程的自然風(fēng)進(jìn)行降溫； 當(dāng)需要加濕時(shí)，外部水源通過(guò)管道進(jìn)入加濕段，通過(guò)水簾對(duì)經(jīng)過(guò)的自然風(fēng)進(jìn)行加濕和 除塵。
[0008] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用氣爆與酶解及生物發(fā)酵相結(jié)合的方式對(duì)豆柏進(jìn)行生物轉(zhuǎn) 化。利用蒸汽爆破技術(shù)對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)爆破裝置，利用飽和水蒸氣將原料加熱至一 定的壓力，使蒸汽在壓力作用下滲入物料組織結(jié)構(gòu)內(nèi)部，形成強(qiáng)大的壓縮氣體能并在短時(shí) 間內(nèi)爆破釋放，從而從分子水平打破物料大分子晶格結(jié)構(gòu)，對(duì)物料的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成 具有很強(qiáng)的重構(gòu)作用，降低抗?fàn)I養(yǎng)因子，并使物料熟化，便于固態(tài)發(fā)酵階段酶解與微生物發(fā) 酵的轉(zhuǎn)化利用，縮短發(fā)酵周期；同時(shí)氣爆能達(dá)到對(duì)原料滅菌的目的，使固體發(fā)酵過(guò)程中減少 雜菌的污染，保證產(chǎn)品的品質(zhì)。
[0009] 本方法采用模塊化自動(dòng)發(fā)酵裝置進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，經(jīng)爆破后的物料與發(fā)酵菌液及酶 制劑混合后裝入模塊化固態(tài)生物原料自動(dòng)發(fā)酵裝置中進(jìn)行酶解與生物發(fā)酵。實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控 溫、控濕、控通風(fēng)量的要求，生物轉(zhuǎn)化率高，發(fā)酵周期短，損耗少，成本低，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、規(guī) ?；纳a(chǎn)需求。在生物轉(zhuǎn)化過(guò)程中分泌與合成大量的有益菌、氨基酸、生化酶、促生長(zhǎng)因 子等營(yíng)養(yǎng)類(lèi)物質(zhì)，調(diào)整和提高動(dòng)物機(jī)體免疫力，達(dá)到預(yù)防疾病、提高成活率、促進(jìn)生長(zhǎng)、降低 成本，增產(chǎn)增收等效果。作為動(dòng)物飼料原料使用時(shí)，可減少或不需要額外添加益生菌、酶制 劑等添加劑。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1是本發(fā)明中專(zhuān)用的模塊化固態(tài)生物原料連續(xù)發(fā)酵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011] 圖2是圖1中進(jìn)風(fēng)溫濕度調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 本發(fā)明所述的豆柏酶解發(fā)酵生產(chǎn)蛋白飼料原料的方法包括下述步驟： 第一步，液體發(fā)酵 a、 將使用YH)培養(yǎng)基上培養(yǎng)活化的產(chǎn)朊假絲酵母菌種用無(wú)菌生理鹽水制成懸浮液，接 種到發(fā)酵培養(yǎng)基中，其中所用發(fā)酵培養(yǎng)基中含有10%葡萄糖或糖蜜、0. 5%硫酸銨、0. 5%磷 酸氫二鉀、0. 05%硫酸鎂，在通風(fēng)量1:0. 4,溫度30~32°C，壓力0. 06~0. 08Mpa條件下培養(yǎng) 20~24h，得到產(chǎn)朊假絲酵母發(fā)酵液； b、 將使用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基培養(yǎng)活化的枯草芽孢桿菌種用無(wú)菌生理鹽水制成懸 浮液，接種到液體發(fā)酵培養(yǎng)基中，其中所用發(fā)酵培養(yǎng)基中含有豆柏粉4. 5-6. 2%，玉米粉 1. 0-3. 0%，麩皮1. 0-1. 5%、十二水磷酸氫二鈉0? 4-0. 8%、磷酸二氫鉀0? 03-0. 05%，硫酸 鎂0? 2-0. 6%，氯化鈉0? 5-1. 0% ;培養(yǎng)條件：壓力0? 05-0. 1Mpa，攪拌轉(zhuǎn)速170-2