菜籽粕酶解發(fā)酵生產(chǎn)蛋白飼料原料的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及菜籽柏的廢物利用，尤其是涉及一種菜籽柏酶解發(fā)酵生產(chǎn)蛋白飼料原 料的方法。
【背景技術】
[0002] 隨著我國畜牧業(yè)的快速發(fā)展，飼料原料逐漸緊缺，價格不斷上漲，開發(fā)應用新型飼 料資源已經(jīng)成為現(xiàn)代畜牧業(yè)的研宄方向。菜籽柏是油菜籽榨油后的副產(chǎn)物，其粗蛋白含量 在32%以上，粗纖維含量在12%以下。菜籽柏含有較多有毒有害物質(zhì)，如異硫氰酸酯、硫氰酸 酯、惡唑烷硫酮、腈，芥子堿，單寧、植酸等，極大的限制了其在動物日糧中的應用，不但影響 了日糧的適口性，影響了其他營養(yǎng)物質(zhì)的利用，還可引起動物甲狀腺腫大，抑制動物生長。
[0003] 中國專利CN101715875A公開了采用菜籽柏制備的蛋白飼料及其制備方法，通過 采用熱帶假絲酵母固態(tài)發(fā)酵來制備富含蛋白的飼料，其蛋白含量可達44%，硫甙含量降低 65%以上。但由于該制備方法采用曲盤發(fā)酵，很難達到規(guī)?；a(chǎn)，且勞動強度大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術存在的缺陷，提供一種可實現(xiàn)機械化、規(guī)?；?產(chǎn)的菜籽柏酶解發(fā)酵生產(chǎn)蛋白飼料原料的方法。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術方案： 本發(fā)明所述的菜籽柏酶解發(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)活化的熱帶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，得到熱帶假絲酵母發(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、 將菜籽柏原料裝入爆缸，爆缸罐體密封后通入180~250°C的飽和蒸汽，當爆缸壓力達 到0. 5~2.OMpa后維持0. 5~10min，在0. 00875s內(nèi)打開氣動閥門進行蒸汽爆破； 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 比例在混合機內(nèi)進行混合，同時加入中性蛋白酶25~80U/g原料，甘露聚糖酶30~55IU /g原料，纖維素酶50~80IU/g原料，木聚糖酶25~55IU/g原料，植酸酶5~15IU/g原料， 果膠酶30~60U/g原料，中溫淀粉酶15~25U/g原料，糖化酶120~180U/g原料，混合均勻 后調(diào)節(jié)水分至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)進行酶解與發(fā)酵，設定 酶解與發(fā)酵溫度28~45°C，相對濕度60~90%，發(fā)酵時間18~36h: 混合物料由提升機送入擺式布料器，再進入刮板布料器，由刮板布料器均勻將其分布 到自下而上設有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)，當物料達 到設定的布料高度后，箱體單元底部的下翻式翻板門自動打開，將物料翻轉卸入下方第N-1 層發(fā)酵室的上開口箱體內(nèi)進行發(fā)酵；卸料完畢后的頂層下翻式翻板門關閉，開始下一輪布 料；當?shù)贜-1層發(fā)酵室的上開口箱體內(nèi)的物料發(fā)酵到設定值時，再翻轉卸到第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層下翻式翻板門關閉，迎接頂層上開口箱 體內(nèi)翻轉卸下的物料，頂層上開口箱體內(nèi)再進行新一輪布料，依次類推，實現(xiàn)物料的連續(xù)發(fā) 酵；當物料翻轉卸到底部第一層上開口箱體內(nèi)中發(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 濕度依靠連接在風道調(diào)節(jié)管路上的進風溫濕度調(diào)節(jié)裝置來控制； 第三步，干燥 出料刮板輸送機將物料轉送出去后，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] 所述第二步中發(fā)酵物料的溫濕度調(diào)整方法為： 當任一層發(fā)酵室箱體單元的上開口箱體內(nèi)物料發(fā)酵溫度、濕度偏離設定值時，開啟鼓 風機和抽風機，同時打開該層發(fā)酵室內(nèi)箱體單元上開口箱體的排風電動閥，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風電動閥，鼓風機輸送的風通過進風溫濕度 調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)后，經(jīng)進風通道進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、導風管的管壁縫隙，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，自排風通道排出；當發(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風電動閥和排風電動閥進行通風供氧；在發(fā)酵穩(wěn)定 期，關閉或關小進風電動閥和排風電動閥。
[0007] 所述第二步中所送風力的溫濕度調(diào)節(jié)方法為： 當需要熱風時，外部熱工質(zhì)進入列管式換熱器的殼程，對通過管程的自然風進行加熱， 反之，外部冷工質(zhì)進入列管式換熱器的殼程，對通過管程的自然風進行降溫； 當需要加濕時，外部水源通過管道進入加濕段，通過水簾對經(jīng)過的自然風進行加濕和 除塵。
[0008] 本發(fā)明的優(yōu)點在于采用氣爆與酶解及生物發(fā)酵相結合的方式進行菜籽柏的生物 轉化，利用蒸汽爆破技術對原料進行預處理，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構內(nèi)部，形成強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構，對物料的物理結構和化學組 成具有很強的重構作用，降低抗營養(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)酵的轉化利用，縮短發(fā)酵周期；同時氣爆能達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)。在生物轉化過程中可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)，作為飼料喂飼動物時，可調(diào)整和提高動物機體免疫力， 達到預防疾病、提高成活率、促進生長、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。
[0009]同時，本發(fā)明將經(jīng)過汽爆后的物料與發(fā)酵菌液及酶制劑混合后裝入專用的模塊化 固態(tài)生物原料連續(xù)發(fā)酵裝置進行酶解與生物發(fā)酵，實現(xiàn)了自動控溫、控濕、控通風量的要 求，生物轉化率高，發(fā)酵周期短，損耗少，成本低，可實現(xiàn)機械化、規(guī)?；纳a(chǎn)需求。
【附圖說明】
[0010] 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)酵裝置的結構示意圖。
[0011] 圖2是圖1中進風溫濕度調(diào)節(jié)裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012] 本發(fā)明所述的菜籽柏酶解發(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)基上活化好的熱帶假絲酵母斜面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、〇. 5%硫酸銨、0. 5% 磷酸氫二鉀、〇. 05%硫酸鎂，按照通風量1:0. 4，溫度30~32 °C，壓力0. 06~0. 08Mpa培養(yǎng) 20~24h，得到熱帶假絲酵母發(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，攪拌轉速170~230r/min，通風量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