常州江苏大学工程技术研究院
Changzhou Engineering and Technology Institute of Jiangsu University
一、基本原理
油脂饼粕等富含蛋白质的农产品加工副产物,通过微生物发酵可以将其中的蛋白质、淀粉等大分子物质,转化成为多肽、游离氨基酸、单糖等更易吸收的小分子营养成分,提高动物的消化吸收率;在微生物代谢过程中产生的一些有机酸、益生元、维生素、激素等物质,促进了动物生长;油脂饼粕残余的脂肪被分解产生具有芳香味物质,提高饲料适口性和进食量;发酵可以硫苷、胰蛋白酶抑制剂等有毒和抗营养因子有效减低,避免了饲喂的安全性。
本项目重要的目标:最大可能地提高发酵产物中的多肽含量,借助多肽的生物学活性提高动物的免疫力,减少兽药用量,最终提高动物产品的食用安全性。
二、本项目的技术特点
本项目的基本工艺流程是:通过液体发酵进行微生物菌种的繁殖,通过两段法固态发酵将油脂饼粕转化成为富含多肽的生物饲料,最后进行干燥、粉碎获得饲料成品。
本项目的技术优势:
1. 菌种液体发酵:创立了物理场强化、提升式内循环液体发酵技术与装备。与传统的液体发酵比较,微生物菌种生物量可提高140%左右,节能70%左右。
2.固态发酵:创制出了工业化的大型回转式滚筒发酵设备,可以实现封闭式连续固态发酵;通过主要参数在线监测,可以实现主要工作参数与质量指标的精准控制。发酵时间24小时,单套机组年产量8000-10000吨。
三 、产品指标举例
1、油菜籽粕发酵前后主要成分变化
从表1可以看出,油菜籽粕发酵产物中多肽的含量达到15.94%,提高了453.47%;游离氨基酸含量达到1.275%,提高了837.50%,枯草芽孢杆菌活数达到1.1×109。有害物——硫苷的含量降低至17.61μmol/g(符合农业行业标准一级饲用菜籽粕的规定≤40μmol/g的数量)、植酸降低了31.58%。因此,油菜籽粕改善动物健康的免疫活性和动物食用的安全性均显著提高。
表1 发酵前后菜粕中营养成分的变化
营养成分 | 原料菜粕 | 发酵菜粕 | 提高率(%) |
粗蛋白(%) | 40.80 | 45.04 | 10.39 |
硫苷(μmol/g) | 46.51 | 17.61 | -62.14 |
植酸(%) | 1.52 | 1.04 | -31.58 |
多肽(%) | 2.88 | 15.94 | 453.47 |
水分(%) | 9.0 | 10.02 | 11.33 |
游离氨基酸(%) | 0.136 | 1.275 | 837.50 |
枯草芽孢杆菌活 | —— | 1.1×109 | |
钙(Ca) (%) | 0.65 | 0.77 | 18.46 |
总磷(TP) (%) | 1.02 | 1.3 | 27.45 |
有效磷(AP) (%) | 0.35 | 0.32 | -8.57 |
天冬氨酸(%) | 2.4 | 2.6 | 8.33 |
苏氨酸(%) | 1.0 | 1.2 | 20.00 |
丝氨酸(%) | 0.9 | 1.3 | 44.44 |
谷氨酸(%) | 6.8 | 8.1 | 19.12 |
甘氨酸(%) | 1.9 | 2.2 | 15.79 |
丙氨酸(%) | 2.0 | 2.4 | 20.00 |
半胱氨酸(%) | 1.2 | 1.4 | 16.67 |
缬氨酸(%) | 1.8 | 1.9 | 5.56 |
蛋氨酸(%) | 1.1 | 1.2 | 9.09 |
异亮氨酸(%) | 1.2 | 1.3 | 8.33 |
亮氨酸(%) | 2.4 | 2.7 | 12.50 |
酪氨酸(%) | 1.8 | 2.3 | 27.78 |
苯丙氨酸(%) | 2.2 | 3.0 | 36.36 |
组氨酸(%) | 1.2 | 1.3 | 8.33 |
赖氨酸(%) | 1.9 | 2.0 | 5.26 |
精氨酸(%) | 1.5 | 1.7 | 13.33 |
色氨酸(%) | 0.8 | 1.2 | 50.00 |
氨基酸总量(%) | 32.1 | 37.8 | 17.76 |
2、大豆粕发酵前后主要成分变化
从上述发酵数据可以看出,大豆粕发酵后,多肽含量从1.58%提高到12%以上,达到提高生物学活性的目的;有机酸从0.85%提高到3.5%左右,饲料的口感风味得到改善;抗营养因子——胰蛋白酶抑制剂降解率达到96%,产品的营养性得到显著改善。