專利名稱：以玉米皮水解液為原料制備飼料酵母的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種飼料酵母制備方法，尤其涉及以玉米皮水解液為原料制備飼料酵母的方法。
背景技術(shù)：
玉米浸泡水和玉米皮是淀粉糖工業(yè)的副產(chǎn)物；玉米浸泡水中富含氨基酸、礦物質(zhì)及各種生長因子，淀粉糖企業(yè)一般將其濃縮制成玉米漿，作為氮源用于微生物制藥和發(fā)酵工業(yè)；玉米皮主要作為纖維飼料用于畜牧行業(yè)。但近幾年隨著淀粉糖行業(yè)的不斷擴(kuò)大，玉米漿和玉米皮出現(xiàn)了供大于求的局面，玉米漿銷售不暢，嚴(yán)重阻礙了淀粉糖行業(yè)的發(fā)展；而不少廠家將處理不了的玉米浸泡水當(dāng)作廢水直接排掉，不僅浪費(fèi)了資源而且嚴(yán)重的污染了環(huán)境。
以玉米浸泡水和玉米皮水解液為原料制備飼料酵母，是淀粉糖副產(chǎn)品的深加工，不僅提高了玉米漿和玉米皮的附加值而且解決了環(huán)境污染的問題，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著，可謂一舉兩得。
飼料酵母也叫單細(xì)胞蛋白，其中的蛋白質(zhì)主要是酵母菌的菌體蛋白，每克飼料酵母中酵母菌的菌體數(shù)應(yīng)在150億以上，飼料酵母是優(yōu)質(zhì)蛋白飼料，粗蛋白一般在45％以上；賴氨酸含量較高，含豐富的B族維生素，還含有未知促生長因子。飼料酵母中鋅、硒、鐵的含量很高，而且磷的吸收率對魚類而言可達(dá)93％，是所有常規(guī)飼料原料中利用率最高的。飼料酵母可廣泛用于畜禽養(yǎng)殖業(yè)，是魚粉的最佳替代品，可降低養(yǎng)殖業(yè)的成本，具有極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對玉米浸泡水和玉米皮利用率低的問題，提供一種以玉米皮水解液為原料發(fā)酵制備飼料酵母的方法，該方法可在非無菌的環(huán)境下完成發(fā)酵，制成的飼料酵母可保證酵母營養(yǎng)的完整性，可完全替代魚粉用于畜禽養(yǎng)殖業(yè)。
一種以玉米皮水解液為原料制備飼料酵母的方法，步驟如下，均為質(zhì)量比(1)制備酵母培養(yǎng)基①玉米浸泡水濃度10-15％，用1-10mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至5-8，過濾備用；②玉米皮加酸水解，酸液濃度為1-10％；酸液和玉米皮質(zhì)量比為10∶1-5∶1；水解溫度100-120℃，水解時間2-6小時；水解完畢后過濾，濾液用模擬移動床色譜分離回收酸，回收的酸再用于玉米皮的酸解，回收酸后的水解液貯存?zhèn)溆?；③將上述的玉米浸泡水和回收酸后的水解液按質(zhì)量比3∶1-1∶1混合，用酸調(diào)節(jié)pH4-6，在70-80℃條件下殺菌25-30分鐘后作為飼料酵母培養(yǎng)基備用；(2)制備種子液①將飼料酵母菌種進(jìn)行斜面搖床培養(yǎng)，培養(yǎng)條件搖床頻率150-300轉(zhuǎn)/分，溫度28-30℃，時間6-10小時，培養(yǎng)基含糖1.5-3.0％，培養(yǎng)結(jié)束殘?zhí)恰?％，酵母數(shù)1-3億個/ml；
②接種后在種子罐內(nèi)進(jìn)行三級培養(yǎng)，培養(yǎng)條件糖含量2-6％，接種量5-10％，種子罐裝液量60-70％，培養(yǎng)時間6-10小時，得三級培養(yǎng)種子液；(3)發(fā)酵罐發(fā)酵將步驟(1)中的培養(yǎng)基和步驟(2)中制備的三級培養(yǎng)種子液置于強(qiáng)制循環(huán)自吸式發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵，得發(fā)酵培養(yǎng)液；工藝條件培養(yǎng)基糖含量2-6％，，溫度28-30℃，接種量5-10％，溶氧≥10％，時間10-20小時；(4)發(fā)酵醪貯將步驟(3)的發(fā)酵培養(yǎng)液貯存在成熟醪罐中；(5)蒸發(fā)濃縮采用四效板式蒸發(fā)器或三效降膜蒸發(fā)器對(4)中的發(fā)酵醪進(jìn)行全液蒸發(fā)濃縮；(6)噴霧干燥采用高速離心噴霧干燥塔將濃縮的發(fā)酵液干燥，制成飼料酵母粉。
上述步驟(2)所述飼料酵母菌種選自產(chǎn)朊假絲酵母、釀酒酵母、面包酵母、熱帶假絲酵母或園擬酵母菌之一。
所述步驟(1)中玉米浸泡水pH5-8，蛋白含量4-7％，還原糖含量1-3％。
所述步驟(1)中水解液干物質(zhì)含量6-10％，還原糖含量4-7％。
所述步驟(1)中調(diào)pH值的酸為硫酸、鹽酸或磷酸。
所述步驟(1)中飼料酵母培養(yǎng)基pH值4-6，還原糖含量2-8％，干物質(zhì)含量5-15％。
所述步驟(3)中的發(fā)酵培養(yǎng)液殘?zhí)呛繛?.5-1％、菌檢10-30億/ml；酵母產(chǎn)品菌量150-300億/克、粗蛋白≥45％。
所述步驟(5)四效板式濃縮后料液濃度為30-45％。
所述步驟(6)噴霧干燥后保持酵母粉水分6-10％。
以上均為質(zhì)量百分比。
本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)如下1、玉米皮的水解溫度為100℃-120℃，比目前普遍采用的125℃-135℃的水解方法大幅減少能耗，降低成本，并且由于溫度降低，減少了副產(chǎn)物的生成，提高了產(chǎn)物的產(chǎn)率。2、水解液采用模擬移動床色譜分離對硫酸回收利用。降低成本，減少副產(chǎn)物。3、發(fā)酵液的干燥采用高速離心噴霧干燥塔，可瞬時干燥，保證酵母粉營養(yǎng)成分的完整性及酵母的活性；此設(shè)備產(chǎn)量大、生產(chǎn)連續(xù)，可自動控制，確保產(chǎn)品的質(zhì)量。
本發(fā)明是利用玉米浸泡水和玉米皮水解液配料，提高了玉米浸泡水附加值，解決了玉米皮的處理問題，擴(kuò)大了淀粉糖企業(yè)的利潤空間；培養(yǎng)基中富含氮源和碳源及酵母生長所需無機(jī)鹽、微量元素及維生素等生長因子，通過發(fā)酵罐發(fā)酵、蒸發(fā)濃縮、噴霧干燥制成的飼料酵母可保證酵母營養(yǎng)的完整性，飼料酵母可完全替代魚粉從而降低了畜禽業(yè)的養(yǎng)殖成本；還解決了由于玉米浸泡水和玉米皮處理不當(dāng)造成的環(huán)境污染問題，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的方法做進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1一種以玉米皮水解液為原料制備飼料酵母的方法，步驟如下，均為質(zhì)量比
(1)培養(yǎng)基制備根據(jù)產(chǎn)朊假絲酵母的生長特性，產(chǎn)朊假絲酵母生長主要依靠培養(yǎng)基中的氮源、碳源、無機(jī)鹽、微量元素等生長因子，這些營養(yǎng)物質(zhì)主要依靠上述的配料培養(yǎng)基提供；培養(yǎng)基制備如下①蛋白含量4％，還原糖含量1％的玉米浸泡水濃度10％；用3mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH＝6.0，過濾備用；②玉米皮加硫酸水解，酸液濃度為1％；酸液∶玉米皮(干基)＝10∶1；水解溫度105℃，水解時間5小時；水解完畢后過濾，濾液用模擬移動床色譜分離回收酸，回收的硫酸還可再用于玉米皮水解，回收酸后的水解液貯存?zhèn)溆?；③將上述的玉米浸泡水和回收酸后的水解液按質(zhì)量比2∶1混合，用硫酸調(diào)節(jié)pH4.0，在70℃條件下殺菌30分鐘后作為飼料酵母培養(yǎng)基備用；(2)制備種子液①以產(chǎn)朊假絲酵母為菌種進(jìn)行搖床培養(yǎng)，培養(yǎng)條件搖床頻率150轉(zhuǎn)/分，溫度28℃，時間6小時，培養(yǎng)基含糖2.0％，培養(yǎng)結(jié)束殘?zhí)呛?.8％，酵母數(shù)1.5億個/ml；②接種后在種子罐內(nèi)進(jìn)行三級培養(yǎng)，培養(yǎng)條件培養(yǎng)基糖含量3.2％。接種量10％，種子罐裝液量66％，培養(yǎng)時間6小時，得三級培養(yǎng)種子液。
(3)發(fā)酵罐培養(yǎng)將(1)中的培養(yǎng)基和(2)中制備的種子液置于強(qiáng)制循環(huán)自吸式發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵，工藝條件糖含量3.2％，溫度28℃，接種量5％，溶氧10％，時間20小時；發(fā)酵液殘?zhí)呛繛?.5％、菌檢10億/ml，粗蛋白含量50％，酵母產(chǎn)品菌量150億/克。
(4)發(fā)酵醪貯將步驟(3)的發(fā)酵培養(yǎng)液貯存在成熟醪罐中。
(5)蒸發(fā)濃縮采用四效板式蒸發(fā)器或三效降膜蒸發(fā)器對(4)中的發(fā)酵醪進(jìn)行全液蒸發(fā)濃縮，料液濃度為30％。
(6)噴霧干燥干燥后酵母粉含水量8％。
實(shí)施例2一種以玉米皮水解液為原料制備飼料酵母的方法，步驟如下，均為質(zhì)量比(1)培養(yǎng)基制備①蛋白含量5.5％，還原糖含量1.5％的玉米浸泡水濃度12％；用5mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH6.0，過濾備用；②玉米皮加硫酸水解，酸液濃度為3％；酸液∶玉米皮(干基)＝8∶1；水解溫度110℃，水解時間4小時；水解完畢后過濾，濾液模擬移動床色譜分離回收硫酸，回收后的水解液貯存?zhèn)溆?；③將上述的玉米浸泡水和酸回收后的水解液按質(zhì)量比1.5∶1混合，用鹽酸調(diào)節(jié)pH5.0，在80℃條件下殺菌25分鐘后作為飼料酵母培養(yǎng)基備用；(2)制備種子液①以熱帶假絲酵母為菌種進(jìn)行搖床培養(yǎng)，培養(yǎng)條件搖床頻率200轉(zhuǎn)/分，溫度28℃，時間7小時，培養(yǎng)基含糖2.0％，培養(yǎng)結(jié)束殘?zhí)呛?.7％，酵母數(shù)2.3億個/ml；②接種后在種子罐內(nèi)進(jìn)行三級培養(yǎng)，培養(yǎng)條件培養(yǎng)基糖含量3.4％。接種量8％，種子罐裝液量66％，培養(yǎng)時間7小時，得三級培養(yǎng)種子液。
(3)發(fā)酵罐培養(yǎng)將(1)中的培養(yǎng)基和(2)中制備的種子置于強(qiáng)制循環(huán)自吸式發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵，工藝條件糖含量3.4％，溫度28℃，接種量8％，溶氧15％，時間18小時；發(fā)酵液殘?zhí)呛繛?.7％、菌檢20億/ml，粗蛋白含量55％，酵母產(chǎn)品菌量200億/克。
(4)發(fā)酵醪貯將步驟(3)的發(fā)酵培養(yǎng)液貯存在成熟醪罐中。
(5)蒸發(fā)濃縮采用四效板式蒸發(fā)器或三效降膜蒸發(fā)器對(4)中的發(fā)酵醪進(jìn)行全液蒸發(fā)濃縮，料液濃度為35％。
(6)噴霧干燥干燥后酵母粉含水量6％。
實(shí)施例3一種以玉米皮水解液為原料制備飼料酵母的方法，步驟如下，均為質(zhì)量比(1)培養(yǎng)基制備①蛋白含量7％，還原糖含量2.0％的玉米浸泡水濃度15％；用8mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH＝6.0，過濾備用；②玉米皮加硫酸水解，酸液濃度為8％；酸液∶玉米皮(干基)＝5∶1；水解溫度120℃，水解時間3.5小時；水解完畢后過濾，濾液用模擬移動床色譜分離回收硫酸，回收后的水解液貯存?zhèn)溆?；③將上述的玉米浸泡水和酸回收后的水解液按質(zhì)量比1∶1混合，用磷酸調(diào)節(jié)pH6.0，在75℃條件下殺菌30分鐘后作為飼料酵母培養(yǎng)基備用；(2)制備種子液①以釀酒酵母為菌種進(jìn)行斜面搖床培養(yǎng)，培養(yǎng)條件搖床頻率200轉(zhuǎn)/分，溫度28℃，時間10小時，培養(yǎng)基含糖2.3％，培養(yǎng)結(jié)束殘?zhí)?.9％，酵母數(shù)2.8億個/ml；②接種后在種子罐內(nèi)進(jìn)行三級培養(yǎng)，培養(yǎng)條件培養(yǎng)基糖含量3.6％。接種量10％，種子罐裝液量66％，培養(yǎng)時間10小時，得三級培養(yǎng)種子液。
(3)發(fā)酵罐培養(yǎng)將(1)中的培養(yǎng)基和(2)中制備的種子置于強(qiáng)制循環(huán)自吸式發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵，工藝條件糖含量3.6％，溫度28℃，接種量10％，溶氧13％，時間15小時；發(fā)酵液殘?zhí)呛繛?.9％、菌檢30億/ml，粗蛋白含量57％，酵母產(chǎn)品菌量270億/克。
(4)發(fā)酵醪貯將步驟(3)的發(fā)酵培養(yǎng)液貯存在成熟醪罐中。
(5)蒸發(fā)濃縮采用四效板式蒸發(fā)器或三效降膜蒸發(fā)器對(4)中的發(fā)酵醪進(jìn)行全液蒸發(fā)濃縮，料液濃度為45％。
(6)噴霧干燥干燥后酵母粉含水量10％。
本發(fā)明不局限于上述具體實(shí)施例，任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的變化，但不論做怎么的替代和改進(jìn)，凡是與本申請相同或相似的技術(shù)方案，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種以玉米皮水解液為原料制備飼料酵母的方法，步驟如下，均為質(zhì)量比(1)制備酵母培養(yǎng)基①玉米浸泡水濃度10-15％，用1-10mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至5-8，過濾備用；②玉米皮加硫酸液水解，酸液濃度為1-10％；酸液和玉米皮質(zhì)量比為10∶1-5∶1；水解溫度100-120℃，水解時間2-6小時；水解完畢后過濾，濾液用模擬移動床色譜分離回收酸，回收酸后的水解液貯存?zhèn)溆?；③將上述的玉米浸泡水和回收酸后的水解液按質(zhì)量比3∶1-1∶1混合，用酸調(diào)節(jié)pH4-6，在70-80℃條件下殺菌25-30分鐘后作為飼料酵母培養(yǎng)基備用；(2)制備種子液①將飼料酵母菌種進(jìn)行搖床培養(yǎng)，培養(yǎng)條件搖床頻率150-300轉(zhuǎn)/分，溫度28-30℃，時間6-10小時，培養(yǎng)基含糖1.5-3.0％，培養(yǎng)結(jié)束殘?zhí)恰?％，酵母數(shù)1-3億個/ml；②接種后在種子罐內(nèi)進(jìn)行三級培養(yǎng)，培養(yǎng)條件糖含量2-6％，接種量5-10％，種子罐裝液量60-70％，培養(yǎng)時間6-10小時，得三級培養(yǎng)種子液；(3)發(fā)酵罐發(fā)酵將(1)制備的培養(yǎng)基和(2)制備的三級培養(yǎng)種子液置于強(qiáng)制循環(huán)自吸式發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵，得發(fā)酵培養(yǎng)液；工藝條件為培養(yǎng)基糖含量2-6％，溫度28-30℃，接種量5-10％，溶氧≥10％，時間10-20小時；(4)發(fā)酵醪貯將步驟(3)的發(fā)酵培養(yǎng)液貯存在成熟醪罐中；(5)蒸發(fā)濃縮采用四效板式蒸發(fā)器或三效降膜蒸發(fā)器對步驟(4)中的發(fā)酵醪進(jìn)行全液蒸發(fā)濃縮；(6)噴霧干燥采用高速離心噴霧干燥塔將濃縮的發(fā)酵液干燥，制成飼料酵母粉。
2.如權(quán)利要求1所述的以玉米皮水解液為原料制備飼料酵母的方法，其特征在于，所述飼料酵母菌種選自產(chǎn)朊假絲酵母、釀酒酵母、面包酵母、熱帶假絲酵母或園擬酵母菌之一。
3.如權(quán)利要求1所述的以玉米皮水解液為原料制備飼料酵母的方法，其特征在于，所述步驟(1)中玉米浸泡水蛋白含量為4-7％wt，還原糖含量1-3％wt。
4.如權(quán)利要求1所述的玉米皮水解糖液為原料制備飼料酵母的方法，其特征在于，所述步驟(1)中通過模擬移動床分離回收的酸再用于玉米皮水解。
5.如權(quán)利要求1所述的以玉米皮水解液為原料制備飼料酵母的方法，其特征在于，所述步驟(1)中水解液干物質(zhì)含量6-10％wt，還原糖含量4-7％wt。
6.如權(quán)利要求1所述的以玉米皮水解液為原料制備飼料酵母的方法，其特征在于，所述步驟(1)調(diào)節(jié)pH值所用的酸為硫酸、鹽酸或磷酸。
7.如權(quán)利要求1所述的以玉米皮水解液為原料制備飼料酵母的方法，其特征在于，所述步驟(1)中飼料酵母培養(yǎng)基還原糖含量2-8％wt，干物質(zhì)含量5-15％wt。
8.如權(quán)利要求1所述的以玉米皮水解液為原料制備飼料酵母的方法，其特征在于，所述步驟(3)中的發(fā)酵培養(yǎng)液殘?zhí)呛繛?.5-1％wt、菌檢10-30億/ml；酵母產(chǎn)品菌量150-300億/克、粗蛋白≥45％wt。
9.如權(quán)利要求1所述的以玉米皮水解液為原料制備飼料酵母的方法，其特征在于，所述步驟(5)濃縮后料液濃度為30-45％wt。
10.如權(quán)利要求1所述的以玉米皮水解液為原料制備飼料酵母的方法，其特征在于，所述步驟(6)噴霧干燥后保持酵母粉水分6-10％wt。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以玉米皮水解液為原料制備飼料酵母的方法，水解液采用模擬移動床色譜分離系統(tǒng)回收酸并代替常規(guī)中和工序。該方法利用玉米浸泡水、玉米皮水解液混合配料制成培養(yǎng)基，斜面菌種進(jìn)行三級培養(yǎng)，然后進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)。通過濃縮蒸發(fā)、噴霧干燥制成飼料酵母。本發(fā)明的培養(yǎng)基中富含氮源、碳源、無機(jī)鹽、微量元素及維生素等生長因子，該方法可保證飼料酵母營養(yǎng)成分的完整性，可完全替代魚粉用于畜禽養(yǎng)殖業(yè)從而有效降低畜禽養(yǎng)殖業(yè)的生產(chǎn)成本；本發(fā)明可提高玉米漿和玉米皮的附加值，減少環(huán)境污染。
文檔編號A23K1/16GK101054559SQ20071001421
公開日2007年10月17日 申請日期2007年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月4日
發(fā)明者牛紀(jì)超, 趙玉斌, 王新增, 李法田, 張 杰, 劉培政, 牛繼星 申請人:牛繼星