瓜爾豆粕酶解發(fā)酵生產(chǎn)蛋白飼料原料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及瓜爾豆柏的廢物利用，尤其是涉及一種瓜爾豆柏酶解發(fā)酵生產(chǎn)蛋白飼 料原料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 瓜爾豆柏是瓜爾豆經(jīng)過提取其中的瓜爾豆膠后的副產(chǎn)品。它含有較高水平的蛋白 質(zhì)（可達(dá)48. 9%~55. 16%)，氨基酸較平衡，在蛋白飼料短缺的今天，瓜爾豆柏可以作為一種 新型的畜禽蛋白質(zhì)飼料應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖業(yè)。但是由于瓜爾豆柏中含有殘余的瓜爾豆膠成 分，其主要為半乳甘露聚糖。半乳甘露聚糖具有高度水溶性和黏性，可顯著增加消化道中食 糜的黏稠度，因此會降低飼料中各種營養(yǎng)成分的消化率。此外，瓜爾豆柏同大部分其他餅柏 類一樣，其中存在胰蛋白酶抑制劑、抗原蛋白、尿酸、植物凝集素、非淀粉類多糖等抗?fàn)I養(yǎng)因 子，不能直接將其作為蛋白質(zhì)飼料加以應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、規(guī)?；?產(chǎn)的瓜爾豆柏酶解發(fā)酵生產(chǎn)蛋白飼料原料的方法。
[0004] 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)明所述的瓜爾豆柏酶解發(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)活化的納豆芽孢桿菌種用無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，得到納豆芽孢桿菌發(fā)酵液； c、 將培養(yǎng)活化的植物乳桿菌用無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，得到植物乳桿菌發(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、 將瓜爾豆柏原料裝入爆缸，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. 0Mpa后維持0. 5~10min，立即打開氣動閥門進(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，同時加入中性蛋白酶25~80U/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55~120IU/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，相對濕度60~90%，發(fā)酵時間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自動打開，將物料翻轉(zhuǎn)卸入下 方第N-1層發(fā)酵室的上開口箱體內(nèi)進(jìn)行發(fā)酵；卸料完畢后的頂層下翻式翻板門關(guān)閉，開始 下一輪布料；當(dāng)?shù)贜-1層發(fā)酵室的上開口箱體內(nèi)的物料發(fā)酵到設(shè)定值時，再通過其底部的 下翻式翻板門將物料翻轉(zhuǎn)卸到第N-2層發(fā)酵室的上開口箱體內(nèi)繼續(xù)發(fā)酵，卸料完畢的第 N-1層下翻式翻板門關(guān)閉，迎接頂層上開口箱體內(nèi)翻轉(zhuǎn)卸下的物料，頂層上開口箱體內(nèi)再進(jìn) 行新一輪布料，依次類推，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口箱體內(nèi) 發(fā)酵后，第一層的下翻式翻板門打開，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)酵室的上開口箱體內(nèi)進(jìn)行連續(xù)發(fā)酵時，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。
[0005] 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口箱體內(nèi)物料發(fā)酵溫度、濕度偏離設(shè)定值時，開啟鼓 風(fēng)機(jī)和抽風(fēng)機(jī)，同時打開該層發(fā)酵室內(nèi)箱體單元上開口箱體的排風(fēng)電動閥，并打開與該層 相鄰的下層發(fā)酵室各箱體單元上開口箱體的進(jìn)風(fēng)電動閥，鼓風(fēng)機(jī)輸送的風(fēng)通過進(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的門縫、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啟進(jìn)風(fēng)電動閥和排風(fēng)電動閥進(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)電動閥和排風(fēng)電動閥。
[0006] 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，外部熱工質(zhì)進(jìn)入列管式換熱器的殼程，對通過管程的自然風(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，對通過管程的自然風(fēng)進(jìn)行降溫； 當(dāng)需要加濕時，外部水源通過管道進(jìn)入加濕段，通過水簾對經(jīng)過的自然風(fēng)進(jìn)行加濕和 除塵。
[0007] 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)合的方式進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化。利用 蒸汽爆破技術(shù)對原料進(jìn)行預(yù)處理，通過爆破裝置，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，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；同時氣爆能達(dá)到對原料滅菌的目的，使固體發(fā)酵過程中減少雜菌的污染，保證產(chǎn)品的 品質(zhì)。
[0008] 本方法采用模塊化自動發(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)生物原料自動發(fā)酵裝置中進(jìn)行酶解與生物發(fā)酵，實(shí)現(xiàn)自動控 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)化過程中分泌與合成大量的有益菌、氨基酸、生化酶、促生長因 子等營養(yǎng)類物質(zhì)，調(diào)整和提高動物機(jī)體免疫力，達(dá)到預(yù)防疾病、提高成活率、促進(jìn)生長、降低 成本，增產(chǎn)增收等效果。減少或不需要額外添加益生菌、酶制劑等添加劑。
【附圖說明】
[0009] 圖1是本發(fā)明中專用的模塊化固態(tài)生物原料連續(xù)發(fā)酵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010] 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】
[0011] 本發(fā)明所述的瓜爾豆柏酶解發(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Yro培養(yǎng)基上活化好的產(chǎn)朊假絲酵母菌種用無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，按照通風(fēng)量1:0. 4,溫度30~32°C，壓力0? 06~0. 08Mpa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)基活化后的的納豆芽孢桿菌種用無菌生理鹽水制成懸 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1. 〇~3. 0%，玉米粉 1. 0~3. 0%，硫酸鎂 0? 2~0. 6%，硫酸錳 0? 02~0. 06%，氯化鈉 0? 5~1. 0% ;按照壓力 0? 05~0. 1 Mpa，攪拌轉(zhuǎn)速170~230r/min，通風(fēng)量1:0. 5~1. 2,培養(yǎng)溫度32~35°C培養(yǎng)發(fā)酵18~24h，得 到納豆芽孢桿菌發(fā)酵液； c、 使用固體MRS培養(yǎng)植物乳桿菌，將植物乳桿菌一級固體種子用無菌生理鹽水制成懸 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)基中含有葡