專利名稱：用酶降解棕櫚粕、棕櫚仁粕的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用生物酶降解棕櫚粕、棕櫚仁粕的方法，通過該方法降解后能得 到一種可作為伺料或飼料配方的混合物。
背景技術(shù)：
棕櫚粕、棕櫚仁粕分別是棕櫚果肉、棕櫚仁提煉棕櫚油的過程中所產(chǎn)生的一種殘留 物質(zhì)，其粗纖維含量高，粗蛋白含量低(14 19%)，賴氨酸、蛋氨酸及色氨酸均缺乏， 脂肪酸屬于飽和脂肪酸(主要成份分析見表l)。棕櫚(仁)粕屬于粗飼料，由于其價(jià)格 低、無霉性、無副作用，所以特別適合于反芻動(dòng)物的飼養(yǎng)，如牛、羊、鹿等。表l:棕櫚(仁)粕主要成份分析成 份含 量蛋白(Protein)》14%脂肪(Oil)>8%水分(Moisture)《9.5%雜質(zhì)(Dirt & Shell)《15%水分9.5% 精氨酸2% 色氨酸0.12% 總能量4100MCL/KG棕櫚仁粕的實(shí)驗(yàn)室抽樣化驗(yàn)結(jié)果如下粗蛋白16% 粗纖維18%粗脂肪11%賴氨酸0.5% 胱氨酸0.2%蘇氨酸0.5%蛋氨酸0.3% 苯丙氨酸0.6% 組氨酸0.26%鈣0.15% 無氮浸出物40.9%粗灰分4.6%目前，作為傳統(tǒng)飼料來源的玉米及餅粕類原料的國內(nèi)市場價(jià)格在不斷上漲，而使用 棕櫚(仁)粕作為飼料原料不僅價(jià)格低、成本小，而且原料來源豐富，由于棕櫚(仁) 粕可部分替代玉米和豆粕，其最直接的效果就是成本可大幅降低，而對(duì)飼喂效果影響甚 微，從而使飼料企業(yè)、畜牧企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益顯著提高，競爭力大大增強(qiáng)。但鑒于上述成 份分析結(jié)果，在肉雞和仔豬日糧中不宜使用棕櫚(仁)粕，生長育肥豬可用到15%以下， 奶牛使用可提高奶酪質(zhì)量，但大量使用會(huì)影響適口性。有報(bào)道顯示，影響棕櫚(仁)粕3作為飼料使用的原因不僅僅在于其粗纖維含量較高，更主要的是因?yàn)樽貦?仁)粕中含 有大量抗?fàn)I養(yǎng)因子——e-甘露聚糖，如何有效降解甘露聚糖，并使之轉(zhuǎn)化為可詞喂動(dòng) 物的營養(yǎng)物質(zhì)，就成為飼料行業(yè)一個(gè)亟待解決的問題。利用生物酶降解聚糖類物質(zhì)是一 種有效的途徑，但傳統(tǒng)的方法是在待加工處理的物料上噴涂一層薄薄的酶溶液或是在待 加工處理的物料泥漿中添加酶溶液，前一種方法限制了加工處理的速度，后一種方法因 細(xì)胞己被水所飽和，酶溶液只能慢慢擴(kuò)散到細(xì)胞間隙中，轉(zhuǎn)化率太低。而針對(duì)棕櫚(仁) 粕中甘露聚糖的生物降解技術(shù)更是鮮有報(bào)道，降解所使用的酶溶液的配制以及酶解反應(yīng) 的溫度、時(shí)間的控制都很難把握。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種營養(yǎng)價(jià)值較高、廢棄物 排放較少、轉(zhuǎn)化效率高、工藝操作簡單的用酶降解棕櫚粕、棕櫚仁粕的方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種用酶降解棕櫚粕、棕櫚仁粕的方法，包括 以下步驟(1) 原料的配制、混合將干燥的棕櫚粕和/或棕櫚仁粕與含有甘露聚糖酶的酶溶 液混合均勻，其中每克干燥的棕櫚粕和/或棕櫚仁粕的甘露聚糖酶用量為5 120個(gè)單位， 酶溶液的pH值控制在2 11，混合后物料的水分含量控制在30 70%;(2) 酶解反應(yīng)的控制將上述混合后物料置于40 10(TC的溫度下進(jìn)行酶解反應(yīng)， 保持4 80小時(shí)后，得到混合產(chǎn)物。上述干燥的棕櫚粕和/或棕櫚仁粕是指經(jīng)干燥處理后其水分含量控制在15%以下，最 好能將水分含量控制在3 10%。上述干燥處理過程可以在干燥設(shè)備中進(jìn)行，為了減少細(xì)菌的繁殖和有機(jī)質(zhì)的腐爛， 干燥過程中的溫度可控制在50 130°C，優(yōu)選控制在75 115°C。在上述方法原料的配制、混合階段，每克干燥的棕櫚粕和/或棕櫚仁粕的甘露聚糖酶 用量優(yōu)選為7 18個(gè)單位，酶溶液的pH值最好控制在4.5 6.5，混合后物料的水分含量 最好控制在45 65%。在配制、混合過程中，用來處理的酶溶液最好是慢慢地加入到大 量的干燥的棕櫚粕和/或棕櫚仁粕中，在添加酶溶液的過程中對(duì)棕櫚粕和/或棕櫚仁粕進(jìn)行 不斷地?cái)嚢?，使之與酶溶液充分、均勻地混合?？紤]本發(fā)明的方法是在適宜的溫度條件下以防止反應(yīng)混合物感染而進(jìn)行的輕微的、限制酶活性并抑制微生物擴(kuò)散的過程，因此在上述酶解反應(yīng)的控制階段，混合后物料酶 解反應(yīng)溫度優(yōu)選控制在55 80°C;反應(yīng)時(shí)間可以在所述控制范圍內(nèi)(4 80小時(shí))因酶 的用量及反應(yīng)溫度的不同而有所差異。通過上述方法對(duì)棕櫚粕和/或棕櫚仁粕進(jìn)行降解后，得到的產(chǎn)物為含有較高水分的 固-液混合物，該混合產(chǎn)物可以直接作為飼料飼喂動(dòng)物或是作為飼料配方中的一種原料， 也可以對(duì)上述成品進(jìn)行干燥、粉碎后，得到粒狀成品作為飼料產(chǎn)品使用。本發(fā)明是將酶溶液與干燥的棕櫚(仁)粕充分、均勻地混合，而非如傳統(tǒng)工藝所采 用的與槳液混合，這樣就提供了一個(gè)非常高效率的甘露聚糖的轉(zhuǎn)化過程，干燥的棕櫚(仁) 粕能夠快速地吸收酶溶液，甘露聚糖酶因此也能夠更迅速地對(duì)細(xì)胞中的甘露聚糖產(chǎn)生作 用。甘露聚糖酶是半纖維素酶的一種，是能夠水解含P-1， 4-甘露糖苷鍵的甘露寡糖和甘 露多糖(包括甘露聚糖、半乳甘露聚糖、葡萄甘露聚糖等)的內(nèi)切水解酶，能將廣泛存 在于豆類籽實(shí)中的甘露聚糖等多糖降解為甘露寡糖等低聚糖，這樣不僅消除了甘露聚糖 對(duì)單胃動(dòng)物各種營養(yǎng)素的抗?fàn)I養(yǎng)作用，同時(shí)所生成的甘露低聚糖在動(dòng)物腸道中起著重要 的調(diào)節(jié)作用。而本發(fā)明的方法正是利用甘露聚糖酶來降解棕櫚(仁)粕中的抗?fàn)I養(yǎng)因子， 將其轉(zhuǎn)化為動(dòng)物可利用的營養(yǎng)物質(zhì)(含甘露寡糖和/或甘露糖的混合物)，這不僅充分利 用了飼料資源，同時(shí)也顯著提高了動(dòng)物的生長性能和免疫力。此外，本發(fā)明的工藝方法 產(chǎn)生的廢棄物較少，工藝過程簡單、容易控制，成本低，產(chǎn)物的營養(yǎng)價(jià)值較高，產(chǎn)品穩(wěn) 定性好，在很多情況下產(chǎn)品都是有用的動(dòng)物性飼料或飼料成分。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在蛋鴨 日糧中添加一定比例的本發(fā)明成品后，蛋鴨的產(chǎn)蛋率、個(gè)蛋重、料蛋比、破畸和蛋黃顏 色與對(duì)照組沒有差異，但每噸飼料的成本卻可以大幅度降低。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l將水分含量為18.42o/。的棕櫚仁粕放入干燥機(jī)中進(jìn)行干燥，干燥時(shí)溫度控制在10(TC 左右，千燥時(shí)間設(shè)定為40分鐘，干燥后水分測定為4.47%。稱取180.0g的棕櫚仁粕樣品 兩個(gè)，每個(gè)樣品加入200ml的含有甘露聚糖酶的酶溶液(pH值為5.3)，并分別轉(zhuǎn)移到兩 個(gè)具塞反應(yīng)管中。再稱取180.0g棕櫚仁粕作為第三個(gè)樣品，加入200ml含有檸檬酸鈉的 水緩沖液(pH值為5.3)，并轉(zhuǎn)移到另一個(gè)具塞反應(yīng)管中。第一個(gè)樣品立即與1000ml含 有檸檬酸鈉的水緩沖液(pH值5.3)混合，用一過濾器過濾，不溶物用1000ml含有擰檬酸鈉的水緩沖液(pH值5.3)沖洗，并將不溶物置于100'C溫度下干燥24小時(shí)后，稱 得干燥物的質(zhì)量為153.60g。其中200ml的含有甘露聚糖酶的酶溶液是由1. 73g的里氏木 霉(Trichoderma reesei)與200ml檸檬酸鈉(50ramo1)緩沖溶液混合配制而成，該酶 溶液中大約能產(chǎn)生1800 3600個(gè)單位的甘露聚糖酶。將第二個(gè)、第三個(gè)樣品置于10轉(zhuǎn)/分鐘的自動(dòng)調(diào)溫孵育箱中，溫度設(shè)定在52。C士0.5。C。 經(jīng)過24小時(shí)后，分別對(duì)第二個(gè)、第三個(gè)樣品進(jìn)行過濾、洗滌和干燥(方法同第一個(gè)樣品)， 第二個(gè)樣品干燥后的質(zhì)量為116.4g，第三個(gè)樣品干燥后的質(zhì)量為152.4g。由以上對(duì)比試驗(yàn)可見，以初始的棕櫚仁粕樣品干重171.95g來計(jì)算轉(zhuǎn)化率，則非酶和 酶介導(dǎo)孵育的轉(zhuǎn)化率分別為11.4%和32.3%。由于孵育過程的影響，使棕櫚仁粕中的不溶 性蛋白(以難溶干物質(zhì)進(jìn)行確定)從153.6g減少到116.4g;由于酶解作用的影響，使棕 櫚仁粕中的不溶性蛋白從152.4g降低至116.4g;由于兩種因素的共同作用，使棕櫚仁粕 中的不溶性蛋白從171.95g降低至116.4g。以上結(jié)果說明在適當(dāng)?shù)臏囟?、時(shí)間控制下用 甘露聚糖酶降解棕櫚仁粕時(shí)，棕櫚仁粕中的不溶性物質(zhì)已有相當(dāng)量轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)。實(shí)施例2取實(shí)施例l中干燥的棕櫚仁粕160Kg，將其與340Kg含有醋酸鈉的水緩沖液混合(pH 值為5.2)，并轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中。另取第二個(gè)160Kg的樣品，在該樣品中加入340Kg的含有 甘露聚糖酶的酶溶液(pH值為5.2)，并轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中。其中340Kg的含有甘露聚糖酶 的酶溶液是由1.6Kg的里氏木霉(Trichoderma reesei)與340Kg的醋酸鈉緩沖溶液(pH 值為5.2)混合配制而成，該酶溶液中大約能產(chǎn)生160 320萬個(gè)單位的甘露聚糖酶。把 上述兩個(gè)樣品同時(shí)置于溫度為62'C土0. rC的噴淋裝置中搖動(dòng)孵育42小時(shí)，得到產(chǎn)品。從上述兩個(gè)反應(yīng)釜中各取10g溶液置于試管中進(jìn)行分析，剩余產(chǎn)品烘干后進(jìn)行粉碎， 用于蛋鴨等動(dòng)物的飼喂試驗(yàn)。每個(gè)試管分析樣中補(bǔ)充20ml水，再用力搖晃3分鐘后置于 3200轉(zhuǎn)的離心機(jī)上離心10分鐘，將浮在表面的油層移除出試管。然后移取樣品用氣液聯(lián) 用色譜儀(GLC)和氣質(zhì)聯(lián)用色譜儀(GC-MS)測得第一個(gè)反應(yīng)釜樣品中含有0.8mg/ml的 葡萄糖和<0. 04mg/ml的甘露糖，第二個(gè)反應(yīng)釜樣品中含有l(wèi). 4mg/ml葡萄糖和45. 3mg/ml 的甘露糖。上述分析結(jié)果說明在棕櫚仁粕中加入甘露聚糖酶后，棕櫚仁粕中的抗?fàn)I養(yǎng)因 子——甘露聚糖已轉(zhuǎn)化為或部分轉(zhuǎn)化為營養(yǎng)性物質(zhì)甘露糖。飼喂試驗(yàn)結(jié)果表明第一個(gè)反應(yīng)釜中得到的產(chǎn)品不宜作為蛋鴨的營養(yǎng)性物質(zhì)，因?yàn)槠?營養(yǎng)價(jià)值太低，詞喂效果不理想；而在蛋鴨日糧中添加一定量的第二個(gè)反應(yīng)釜中得到的 產(chǎn)物后，蛋鴨的產(chǎn)蛋率、個(gè)蛋重、料蛋比、破畸和蛋黃顏色與按基礎(chǔ)日糧飼喂的對(duì)照組 沒有差異，但卻可以降低飼料成本24. 25元/噸。實(shí)施例3將水分含量為17.5%的棕櫚粕放入干燥機(jī)中進(jìn)行干燥，干燥時(shí)溫度控制在95'C左 右，干燥時(shí)間設(shè)定為50分鐘，干燥后水分測定為4.25%。稱取160.0g的棕櫚粕樣品，將 其與340ml含有醋酸鈉的水緩沖液混合(pH值為5.2),并轉(zhuǎn)移至具塞的反應(yīng)管中。稱取 第二個(gè)160g的樣品，在該樣品中加入200ml的含有甘露聚糖酶的酶溶液(pH值為5.3)， 并轉(zhuǎn)移至具塞反應(yīng)管中。其中200ml的含有甘露聚糖酶的酶溶液是由1.63g的里氏木霉 (Trichoderma reesei)與200ml的檸檬酸鈉(50mmo1)緩沖溶液混合配制而成，該酶 溶液中大約能產(chǎn)生1630 3260個(gè)單位的甘露聚糖酶。把上述兩個(gè)樣品同時(shí)置于10轉(zhuǎn)/分 鐘的自動(dòng)調(diào)溫孵育箱中，溫度設(shè)定在55°。±0.5°。，孵育30小時(shí)，得到產(chǎn)品。從上述兩支反應(yīng)管中各取10g溶液置于試管中進(jìn)行分析，每個(gè)試管分析樣中補(bǔ)充 20ml水，再用力搖晃3分鐘后置于3200轉(zhuǎn)的離心機(jī)上離心10分鐘，將浮在表面的油層移 除出試管。然后移取樣品用氣液聯(lián)用色譜儀(GLC)和氣質(zhì)聯(lián)用色譜儀(GC-MS)測得第 一個(gè)反應(yīng)管樣品中含有O. 7mg/ml的葡萄糖和〈0. 04mg/ml的甘露糖，第二個(gè)反應(yīng)管樣品 中含有l(wèi). 3mg/ml葡萄糖和46. 5rag/ml的甘露糖。上述分析結(jié)果說明在棕櫚仁粕中加入酶 后，棕櫚仁粕中的抗?fàn)I養(yǎng)因子——甘露聚糖己轉(zhuǎn)化為或部分轉(zhuǎn)化為營養(yǎng)性物質(zhì)甘露糖。第一個(gè)樣品立即與1000ml含有檸檬酸鈉的水緩沖液(pH值5.3)混合，用一過濾器 過濾，不溶物用1000ml含有檸檬酸鈉的水緩沖液(pH值5.3)沖洗，并將不溶物置于 10(TC溫度下干燥24小時(shí)后，稱得干燥物的質(zhì)量為137.11g。第二個(gè)樣品經(jīng)與第一個(gè)樣品 相同的處理方式得到干物質(zhì)101.42g,由以上對(duì)比試驗(yàn)可見，以初始的棕櫚粕樣品干重 153.2g來計(jì)算轉(zhuǎn)化率，則非酶和酶介導(dǎo)孵育的轉(zhuǎn)化率分別為10.5%和33.8%。
權(quán)利要求
1. 一種用酶降解棕櫚粕、棕櫚仁粕的方法，包括以下步驟(1)原料的配制、混合將干燥的棕櫚粕和/或棕櫚仁粕與含有甘露聚糖酶的酶溶液混合均勻，其中每克干燥的棕櫚粕和/或棕櫚仁粕的甘露聚糖酶用量為5～120個(gè)單位，酶溶液的pH值控制在2～11，混合后物料的水分含量控制在30～70％；(2)酶解反應(yīng)的控制將上述混合后物料置于40～100℃的溫度下進(jìn)行酶解反應(yīng)，保持4～80小時(shí)后，得到混合產(chǎn)物。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用酶降解棕櫚粕、棕櫚仁粕的方法，其特征在于所述干燥 的棕櫚粕和/或棕櫚仁粕是指經(jīng)千燥處理后其水分含量控制在15%以下。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用酶降解棕櫚粕、棕櫚仁粕的方法，其特征在于所述干燥 的棕櫚粕和/或棕櫚仁粕是指經(jīng)干燥處理后其水分含量控制在3 10%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用酶降解棕櫚粕、棕櫚仁粕的方法，其特征在于所述 干燥處理過程的溫度控制在50 13(TC。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用酶降解棕櫚粕、棕櫚仁粕的方法，其特征在于在所述原 料的配制、混合階段，每克干燥的棕櫚粕和/或棕櫚仁粕的甘露聚糖酶用量為7 18個(gè)單 位，酶溶液的pH值控制在4.5 6.5，混合后物料的水分含量控制在45 65%。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用酶降解棕櫚粕、棕櫚仁粕的方法，其特征在于在所述酶 解反應(yīng)的控制階段，混合后物料酶解反應(yīng)溫度控制在55 80°C。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用酶降解棕櫚粕、棕櫚仁粕的方法，其特征在于將所述混 合產(chǎn)物進(jìn)行干燥、粉碎，得到作為伺料使用的粒狀成品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用酶降解棕櫚粕、棕櫚仁粕的方法，該方法主要是將干燥的棕櫚粕和/或棕櫚仁粕與含有甘露聚糖酶的酶溶液混合，其中每克干燥的棕櫚粕和/或棕櫚仁粕的甘露聚糖酶用量為5～120個(gè)單位，酶溶液的pH值控制在2～11，混合后物料的水分含量控制在30～70％；將上述混合后物料置于40～100℃的溫度下進(jìn)行酶解反應(yīng)，保持4～80個(gè)小時(shí)后，即可制得成品。本發(fā)明的工藝方法不產(chǎn)生大量的廢棄物，營養(yǎng)價(jià)值較高，工藝過程簡單、容易，成本低，產(chǎn)品穩(wěn)定性好，經(jīng)處理的產(chǎn)品作為動(dòng)物飼料可部分替代玉米和豆粕。
文檔編號(hào)A23K1/12GK101248835SQ20081003092
公開日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2008年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月27日
發(fā)明者黃逸強(qiáng) 申請(qǐng)人:黃逸強(qiáng)