專利名稱：一種生物蛋白質(zhì)飼料及其制備方法、使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于飼料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及了一種生物蛋白質(zhì)飼料及其制備方法、使用 方法。
背景技術(shù)：
畜牧業(yè)產(chǎn)品(肉、蛋、奶)是維持人類蛋白質(zhì)的重要來源。畜牧業(yè)生產(chǎn)中，常用谷 物、餅粕等配制動物日糧，而隨著畜牧業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，這些常規(guī)飼料越來越滿足不了現(xiàn)代畜 禽生產(chǎn)的需要，尤其是蛋白質(zhì)飼料的不足，已經(jīng)成為限制我國乃至整個(gè)世界畜牧業(yè)發(fā)展的 主要因素之一。我國是蛋白質(zhì)飼料資源短缺的國家，每年的缺口量達(dá)2000萬噸，目前生產(chǎn) 豆粕的大豆約70 %需要進(jìn)口。如何合理開發(fā)與利用非常規(guī)蛋白質(zhì)飼料資源代替常規(guī)蛋白原 料，將對我國畜牧業(yè)的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。我國非常規(guī)蛋白飼料資源數(shù)量大、種類多、分布廣。非常規(guī)蛋白質(zhì)資源是指在傳統(tǒng) 的動物飼養(yǎng)中未被作為主要蛋白質(zhì)飼料使用過以及(或)畜禽商品日糧中一般不常用或使 用量較少的蛋白質(zhì)飼料，動物性非常規(guī)蛋白質(zhì)資源主要包括血粉、豬毛水解粉、蹄殼、制革 下腳料、羽毛粉、肉骨粉、蠶蛹、蚯蚓等；植物性非常規(guī)蛋白質(zhì)飼料主要來源于榨油工業(yè)的副 產(chǎn)品和葉蛋白質(zhì)飼料，如棉籽粕(餅)、菜籽餅(粕)、花生粕(餅)、亞麻仁餅、玉米胚芽餅、 芝麻餅、苜蓿粉等。而這些未經(jīng)特殊加工的非常規(guī)的動植物蛋白原料都存在著各種各樣的 缺陷，直接飼喂畜禽吸收利用率較低，如血粉、羽毛粉，其蛋白質(zhì)基本上都是以大分子蛋白 的形式存在，難以被畜禽消化吸收。而棉籽粕(餅)、茶籽餅粕、菜籽餅(粕)等因含有毒 素和抗?fàn)I養(yǎng)因子，也不能夠大量使用。為提高這些非常規(guī)蛋白原料的吸收利用率和用量，應(yīng) 用前須經(jīng)過一定的加工處理，目前主要的加工方法有(1)蒸煮膨化法通過蒸煮膨化使蛋 白質(zhì)變性及打斷雙硫鍵，提高蛋白質(zhì)消化率；通過高溫破壞有毒物質(zhì)達(dá)到脫毒的目的；(2) 酸堿水解法通過酸、堿作用來打斷雙硫鍵、破壞有毒物質(zhì)；(3)酶法水解用酶來水解蛋白 質(zhì)、降解有毒物質(zhì)；(4)微生物發(fā)酵法通過將微生物接種到蛋白飼料中進(jìn)行發(fā)酵，利用微 生物的分解作用來打開雙硫鍵、降解有毒物質(zhì)、改善口感以及調(diào)整氨基酸組成。我國對非常規(guī)蛋白原料的微生物固態(tài)發(fā)酵已有部分人進(jìn)行了研究，20世紀(jì)80年 代，農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計(jì)院、輕工部發(fā)酵所及中國農(nóng)科院專門組織課題組對棉酚的微生物脫毒 進(jìn)行研究，經(jīng)過試驗(yàn)，研究設(shè)計(jì)了棉籽餅粕生物脫毒生產(chǎn)蛋白飼料生產(chǎn)線，并在新疆、內(nèi)蒙、 四川、江蘇等地建廠生產(chǎn)，棉籽餅粕脫毒率達(dá)92%以上。據(jù)付祖姣等報(bào)道，利用高產(chǎn)蛋白酶 的米曲霉作為主出發(fā)菌株，輔以酵母菌和細(xì)菌發(fā)酵經(jīng)噴霧干燥的豬血粉，不僅可以將血粉 和輔料中大量的大分子蛋白質(zhì)降解成小分子蛋白質(zhì)、多肽和游離氨基酸，還可降解羽毛粉 等原料中的淀粉和纖維素等物質(zhì)。以上研究結(jié)果證明，利用微生物固態(tài)發(fā)酵技術(shù)，開發(fā)非常規(guī)飼料資源生產(chǎn)蛋白飼 料，使其成為家畜飼料蛋白來源是可行的，對于緩解我國蛋白飼料資源緊張的局面很有幫 助。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種生物蛋白質(zhì)飼料及其制備方法、使用方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下一種生物蛋白質(zhì)飼料，由下述制備過程制得將分離純化后的米曲霉 (Aspergillus oryzae)接種到PDA培養(yǎng)基中培養(yǎng)制成孢子濃度1 X IO8 1 X IO9個(gè)/mL的 孢子懸浮液，然后將孢子懸浮液以占固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基干料總重量2 10%的接種量接種到 已滅菌的初始pH 5 8的固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中，28 32°C靜止培養(yǎng)24 96h后，收集發(fā)酵產(chǎn) 品即得生物蛋白質(zhì)飼料，其中所述固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基由干料和重量為干料總重量30 60% 的水組成，所述干料由下述重量百分含量的成分組成棉粕55 65%、血粉10 15%、羽 毛粉10 15%、麩皮8 12%、玉米3 7%。其中PDA培養(yǎng)基為本領(lǐng)域常規(guī)培養(yǎng)基，利用 其培養(yǎng)米曲霉制備孢子懸浮液的方法亦為本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)技術(shù)。較好地，所述干料由下述重量百分含量的成分組成棉粕60%、血粉12. 5%、羽毛 粉12. 5%、麩皮10%、玉米5%。進(jìn)一步地，孢子懸浮液的孢子濃度為1 X IO9個(gè)/mL。更進(jìn)一步地，將孢子懸浮液以占固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基干料總重量4%的接種量接種到 已滅菌的初始pH 6 7的固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中，30°C靜止培養(yǎng)48 60h，所述固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng) 基由15 30g的干料和重量為干料總重量40%的水(6 12g)組成。再進(jìn)一步地，將孢子懸浮液以占固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基干料總重量4%的接種量接種到 已滅菌的初始PH 6的固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中，30°C靜止培養(yǎng)48h，所述固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基由15g的 干料和重量為干料總重量40%的水(6g)組成。一種生物蛋白質(zhì)飼料的制備方法，過程如下將分離純化后的米曲霉 (Aspergillus oryzae)接種到PDA培養(yǎng)基中培養(yǎng)制成孢子濃度1 X IO8 1 X IO9個(gè)/mL的 孢子懸浮液，然后將孢子懸浮液以占固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基干料總重量2 10%的接種量接種到 已滅菌的初始pH 5 8的固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中，28 32°C靜止培養(yǎng)24 96h后，收集發(fā)酵產(chǎn) 品即得生物蛋白質(zhì)飼料，其中所述固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基由干料和重量為干料總重量30 60% 的水組成，所述干料由下述重量百分含量的成分組成棉粕55 65%、血粉10 15%、羽 毛粉10 15%、麩皮8 12%、玉米3 7%。較好地，所述干料由下述重量百分含量的成分組成棉粕60%、血粉12. 5%、羽毛 粉12. 5 %、麩皮10 %、玉米5 %，孢子懸浮液的孢子濃度為1 X IO9個(gè)/mL，將孢子懸浮液以 占固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基干料總重量4%的接種量接種到已滅菌的pH6 7的固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中， 30°C靜止培養(yǎng)48 60h，所述固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基由15 30g的干料和重量為干料總重量40% 的水(6 12g)組成。進(jìn)一步地，將孢子懸浮液以占固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基干料總重量4%的接種量接種到已 滅菌的PH 6的固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中，30°C靜止培養(yǎng)48h，所述固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基由15g的干料和 重量為干料總重量40%的水(6g)組成。一種所述的生物蛋白質(zhì)飼料的使用方法生物蛋白質(zhì)飼料替代仔豬日糧中27 35wt%的豆粕飼養(yǎng)生長豬。較好地，生物蛋白質(zhì)飼料替代仔豬日糧中27wt%的豆粕飼養(yǎng)生長豬。計(jì)算由來 第一階段，由于對照組中豆粕的總含量為26wt%，試驗(yàn)I組豆粕的含量為19wt%，發(fā)酵雜蛋白的含量為7wt%，故替代率為7/26 = 27% ；第二階段，由于對照組中豆粕的總含量為 22wt %，試驗(yàn)I組豆粕的含量為16wt %，發(fā)酵雜蛋白的含量為6wt %，故替代率為6/22 = 27%本發(fā)明的有益效果本發(fā)明以棉粕、血粉、羽毛粉、麩皮為發(fā)酵底物，利用米曲霉進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，把低營 養(yǎng)價(jià)值蛋白質(zhì)飼料轉(zhuǎn)化為高營養(yǎng)價(jià)值蛋白質(zhì)飼料，使發(fā)酵蛋白質(zhì)原料中的可溶性蛋白質(zhì)和 氨基酸含量分別提高109. 69%和211%，并富含蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶；利用本發(fā)明工 藝所生產(chǎn)的生物蛋白質(zhì)原料，替代仔豬日糧中27 35%的豆粕，可提高仔豬的日增重、飼 料效率和經(jīng)濟(jì)效益，提高粗蛋白、粗脂肪、鈣和磷的消化率，提高糞便中乳酸菌的數(shù)量，抑制 大腸桿菌的數(shù)量。本發(fā)明生物蛋白飼料為養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)提供了一種新的高效生物蛋白質(zhì)飼 料，為解決當(dāng)前蛋白資源不足提供一定的理論和試驗(yàn)依據(jù)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一地詳細(xì)介紹，但本發(fā)明的保護(hù)范 圍并不局限于此實(shí)施例1(1)、米曲霉的分離純化為本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)方法，參見王平，尹清強(qiáng)，王朋朋， 黨曉偉，左瑞雨，常娟.牛瘤胃中纖維素降解菌的分離鑒定及酶學(xué)特性研究.飼料酶制劑的 研究與應(yīng)用(馮定遠(yuǎn)主編.北京中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社).2009,395-402.(2)、將分離純化后的米曲霉接種到PDA培養(yǎng)基中，30°C條件下靜止培養(yǎng)3天，然后 用無菌生理鹽水沖洗平板，輕輕將瓊脂平面的孢子刮下，轉(zhuǎn)移到已經(jīng)滅菌的三角瓶中獲得 孢子懸浮液，采用平板計(jì)數(shù)法計(jì)算孢子濃度IX IO9個(gè)/mL，其中所述PDA培養(yǎng)基的組成為 可溶性淀粉6g，葡萄糖20g，酵母浸出物2g，蛋白胨5g，KH2P042g, MgSO4O. 3g，瓊脂20g，蒸餾 水 lOOOmL，在 121°C下高壓(0. 15Mpa)滅菌 15min。(3)、固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基由干料和重量為干料總重量40%的水組成，所述干料由下述 重量百分含量的成分組成棉粕60%、血粉12. 5%、羽毛粉12. 5%、麩皮10%、玉米5%，在 三角瓶中裝入15g的干料和相應(yīng)的水6g之后，調(diào)節(jié)固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基的初始pH為6后，在 121°C下高壓(0. 15Mpa)滅菌15min，冷卻后將孢子懸浮液以占固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基干料總重量 4%的接種量接種到已滅菌的固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中，30°C靜止培養(yǎng)48h后，收集發(fā)酵產(chǎn)品即得 生物蛋白質(zhì)飼料。實(shí)施例2(1)、米曲霉的分離純化同實(shí)施例1。(2)、同實(shí)施例1的操作，將分離純化后的米曲霉接種到PDA培養(yǎng)基中制成孢子濃 度1 X IO8個(gè)/mL的孢子懸浮液。(3)、固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基由干料和重量為干料總重量30%的水組成，所述干料由下述 重量百分含量的成分組成棉粕65%、血粉10%、羽毛粉10%、麩皮8%、玉米7%，在三角 瓶中裝入20g的干料和相應(yīng)的水6g之后，調(diào)節(jié)固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基的初始pH為5后，在121°C 下高壓(0. 15Mpa)滅菌15min，冷卻后將孢子懸浮液以占固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基干料總重量2%的 接種量接種到已滅菌的固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中，32°C靜止培養(yǎng)24h后，收集發(fā)酵產(chǎn)品即得生物
5蛋白質(zhì)飼料。實(shí)施例3(1)、米曲霉的分離純化同實(shí)施例1。(2)、同實(shí)施例1的操作，將分離純化后的米曲霉接種到PDA培養(yǎng)基中制成孢子濃 度1 X IO9個(gè)/mL的孢子懸浮液。(3)、固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基由干料和重量為干料總重量60%的水組成，所述干料由下述 重量百分含量的成分組成棉粕55%、血粉15%、羽毛粉15%、麩皮12%、玉米3%，在三角 瓶中裝入30g的干料和相應(yīng)的水18g之后，調(diào)節(jié)固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基的初始pH為8后，在121°C 下高壓(0. 15Mpa)滅菌15min，冷卻后將孢子懸浮液以占固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基干料總重量10% 的接種量接種到已滅菌的固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中，28°C靜止培養(yǎng)96h后，收集發(fā)酵產(chǎn)品即得生 物蛋白質(zhì)飼料。一、本發(fā)明發(fā)酵產(chǎn)品的營養(yǎng)價(jià)值評定1、樣品處理方法以實(shí)施例1產(chǎn)品為試驗(yàn)對象，以不接菌種的作為空白對照，具體 是在實(shí)施例1的發(fā)酵結(jié)束后，將發(fā)酵的產(chǎn)品及未發(fā)酵空白(對照)放入烘箱中，50°C烘干 24h，粉碎。將粉碎后的產(chǎn)品用生理鹽水浸泡一個(gè)小時(shí)，然后過濾，離心，取上清液進(jìn)行適當(dāng) 稀釋分別測定各項(xiàng)指標(biāo)。2、各項(xiàng)指標(biāo)測定方法采用凱式定氮法測定粗蛋白含量，采用福林酚法測定可溶 性蛋白質(zhì)含量，采用Folin-酚法測定蛋白酶的活力，采用碘淀粉比色法測定淀粉酶活力， 采用DNS法測定纖維素酶活力，氨基酸采用日立835-50型的氨基酸自動分析儀測定。3、統(tǒng)計(jì)分析利用SAS 6. 12數(shù)據(jù)處理軟件對所有的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。4、結(jié)果發(fā)酵前后的各種營養(yǎng)和生物活性指標(biāo)如表1-1所示，水溶性氨基酸和總 氨基酸如表1-2所示。表1-1發(fā)酵前后產(chǎn)品中可溶性蛋白含量和酶活力
項(xiàng)目對照組(未發(fā)酵產(chǎn)品)實(shí)施例1(發(fā)酵產(chǎn)品)可溶性蛋白含量(mg/g)63.77133.72蛋白酶酶活(U/g)未檢出1821.27淀粉酶酶活(U/g)未檢出2778.35纖維素酶酶活(u/g)未檢出5562.43由表1-1可知，可溶性蛋白的含量由發(fā)酵前的63. 77mg/g上升到發(fā)酵后的 133. 72mg/g，提高了 109. 69%。另外，在發(fā)酵產(chǎn)品中蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶的活力分別達(dá) 到了 1821. 27U/g、2778. 35U/g、5562. 43U/g。表1-2發(fā)酵前后產(chǎn)品中總氨基酸和游離氨基酸含量
權(quán)利要求
一種生物蛋白質(zhì)飼料，其特征在于由下述制備過程制得將分離純化后的米曲霉(Aspergillus oryzae)接種到PDA培養(yǎng)基中培養(yǎng)制成孢子濃度1×108～1×109個(gè)/mL的孢子懸浮液，然后將孢子懸浮液以占固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基干料總重量2～10％的接種量接種到已滅菌的初始pH 5～8的固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中，28～32℃靜止培養(yǎng)24～96h后，收集發(fā)酵產(chǎn)品即得生物蛋白質(zhì)飼料，其中所述固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基由干料和重量為干料總重量30～60％的水組成，所述干料由下述重量百分含量的成分組成棉粕55～65％、血粉10～15％、羽毛粉10～15％、麩皮8～12％、玉米3～7％。
2.如權(quán)利要求1所述的生物蛋白質(zhì)飼料，其特征在于所述干料由下述重量百分含量的 成分組成棉粕60%、血粉12. 5%、羽毛粉12. 5%、麩皮10%、玉米5%。
3.如權(quán)利要求2所述的生物蛋白質(zhì)飼料，其特征在于孢子懸浮液的孢子濃度為lX109^/mLo
4.如權(quán)利要求3所述的生物蛋白質(zhì)飼料，其特征在于將孢子懸浮液以占固態(tài)發(fā)酵培 養(yǎng)基干料總重量4%的接種量接種到已滅菌的初始pH 6 7的固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中，30°C靜 止培養(yǎng)48 60h，所述固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基由15 30g的干料和重量為干料總重量40%的水 組成。
5.如權(quán)利要求4所述的生物蛋白質(zhì)飼料，其特征在于將孢子懸浮液以占固態(tài)發(fā)酵培 養(yǎng)基干料總重量4%的接種量接種到已滅菌的初始pH 6的固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中，30°C靜止培 養(yǎng)48h，所述固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基由15g的干料和重量為干料總重量40%的水組成。
6.一種制備如權(quán)利要求1 5之任意一項(xiàng)所述的生物蛋白質(zhì)飼料的方法，其特征在于 過程如下將分離純化后的米曲霉(Aspergillus oryzae)接種到PDA培養(yǎng)基中培養(yǎng)制成孢 子濃度1 X IO8 1 X IO9個(gè)/mL的孢子懸浮液，然后將孢子懸浮液以占固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基干料 總重量2 10%的接種量接種到已滅菌的初始pH 5 8的固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中，28 32°C 靜止培養(yǎng)24 96h后，收集發(fā)酵產(chǎn)品即得生物蛋白質(zhì)飼料，其中所述固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基由干 料和重量為干料總重量30 60%的水組成，所述干料由下述重量百分含量的成分組成棉 粕55 65%、血粉10 15%、羽毛粉10 15%、麩皮8 12%、玉米3 7%。
7.如權(quán)利要求6所述的生物蛋白質(zhì)飼料的制備方法，其特征在于所述干料由下述重量 百分含量的成分組成棉粕60%、血粉12. 5%、羽毛粉12. 5%、麩皮10%、玉米5%，孢子懸 浮液的孢子濃度為IX IO9個(gè)/mL，將孢子懸浮液以占固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基干料總重量4%的接 種量接種到已滅菌的pH 6 7的固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中，30°C靜止培養(yǎng)48 60h，所述固態(tài)發(fā) 酵培養(yǎng)基由15 30g的干料和重量為干料總重量40%的水組成。
8.如權(quán)利要求7所述的生物蛋白質(zhì)飼料的制備方法，其特征在于將孢子懸浮液以占 固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基干料總重量4%的接種量接種到已滅菌的pH 6的固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中，30°C 靜止培養(yǎng)48h，所述固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基由15g的干料和重量為干料總重量40%的水組成。
9.一種如權(quán)利要求1 5之任意一項(xiàng)所述的生物蛋白質(zhì)飼料的使用方法，其特征在于 生物蛋白質(zhì)飼料替代仔豬日糧中27 35wt%的豆粕飼養(yǎng)生長豬。
10.如權(quán)利要求9所述的生物蛋白質(zhì)飼料的使用方法，其特征在于生物蛋白質(zhì)飼料替 代仔豬日糧中27wt%的豆粕飼養(yǎng)生長豬。
全文摘要
本發(fā)明屬于飼料技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種生物蛋白質(zhì)飼料及其制備方法、使用方法。將分離純化后的米曲霉接種到PDA培養(yǎng)基中培養(yǎng)制成孢子濃度1×108～1×109個(gè)/mL的孢子懸浮液，然后將孢子懸浮液以占固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基干料總重量2～10％的接種量接種到已滅菌的初始pH5～8的固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中，28～32℃靜止培養(yǎng)24～96h后，收集發(fā)酵產(chǎn)品即得生物蛋白質(zhì)飼料，其中所述固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基由干料和重量為干料總重量30～60％的水組成，所述干料由下述重量百分含量的成分組成棉粕55～65％、血粉10～15％、羽毛粉10～15％、麩皮8～12％、玉米3～7％。本發(fā)明生物蛋白質(zhì)原料，替代仔豬日糧中的豆粕可提高仔豬的日增重、飼料效率和經(jīng)濟(jì)效益，提高粗蛋白、粗脂肪、鈣和磷的消化率，提高糞便中乳酸菌的數(shù)量，抑制大腸桿菌的數(shù)量。
文檔編號A23K1/00GK101946851SQ20101028747
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月20日
發(fā)明者劉俊熙, 尹清強(qiáng), 常娟, 王衛(wèi)民, 王朋朋, 王瀟, 鄭秋紅 申請人:河南普愛飼料股份有限公司;河南農(nóng)業(yè)大學(xué)