專利名稱：一種采用醬油渣制備的飼用酶制劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種飼用酶制劑，尤其涉及一種采用醬油渣制備的飼用酶制劑，本發(fā)明還涉及了該飼用酶制劑的制備方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)是世界第一養(yǎng)殖大國(guó)，也是世界上第一生豬飼養(yǎng)大國(guó)，擁有世界上單胃動(dòng)物最大生產(chǎn)量。生豬，尤其是幼豬在生長(zhǎng)發(fā)育中要求有較高的能量和蛋白質(zhì)，但是生豬的消化器官分泌的消化酶不足，消化能力差，使用飼用酶制劑的潛力很大。而幼豬消化系統(tǒng)發(fā)育不完善，其以蛋白酶和淀粉酶為主的消化性內(nèi)源酶分泌不足，且日糧中含非淀粉多糖等抗?fàn)I養(yǎng)因子，這些因素會(huì)影響幼豬的生產(chǎn)性能，特別是斷奶前后的仔豬處于各種應(yīng)激(環(huán)境和營(yíng)養(yǎng)等)狀態(tài)下，這一系列的因素都不同程度地影響仔豬的生產(chǎn)性能。因此，如果在豬的日糧中通過(guò)添加酶制劑，補(bǔ)充內(nèi)源蛋白酶和淀粉酶，輔助分解日糧中的淀粉和蛋白，不但能降解日糧中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，而且還能有效地破壞玉米/大豆日糧中的植物細(xì)胞壁，使細(xì)胞內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)如淀粉、蛋白質(zhì)等釋放出來(lái)。且植物細(xì)胞壁被破壞后，纖維酶酶還分解可溶性纖維，降低植物纖維物質(zhì)的吸水力和腸道內(nèi)容物的黏度。在飼料用酶制劑通則(NY/T 722-2003)規(guī)定中，豬用復(fù)合酶制劑酸性蛋白酶活力大于100(T2500 U/g干基，纖維素酶活力大于100(T2500 U/g干基，而對(duì)糖化酶活力沒(méi)有具體的要求。這是因?yàn)楦呙富畹膹?fù)合型酶制劑不但可以提高淀粉和蛋白質(zhì)的消化率，提高動(dòng)物采食量和飼料利用率，還能有效抑制腸道后段有害微生物的增殖，減輕和防止幼豬腹瀉，提高幼豬的生長(zhǎng)速度和群體的整齊度。目前，飼料用酶有20多種，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)主要的酶制劑有淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶、 果膠酶、β —葡聚糖酶、植酸酶等。由于從動(dòng)植物中提取酶的成本較高，目前飼用酶制劑都是由微生物發(fā)酵生產(chǎn)的?，F(xiàn)有的利用微生物來(lái)生產(chǎn)飼用酶制劑的方法有兩種，一是固體發(fā)酵，一是液體發(fā)酵。兩種生產(chǎn)方式的優(yōu)缺點(diǎn)及大致生產(chǎn)工藝流程如下表
表一固體發(fā)酵與液體發(fā)酵的優(yōu)缺點(diǎn)生產(chǎn)方_定義缺點(diǎn)
(1〉培養(yǎng)基個(gè)單￡來(lái)源廣泛，多為便宜》夭然基質(zhì)或工業(yè)生產(chǎn)前下腳利爾θ然《信做《源及能料。i
或利用清性底翁(2) 備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)或本低，嶽耗較難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)體交持物，其體系無(wú)水或低.浙得廳《萵》酶系完全?；?生產(chǎn)勞動(dòng)
接近干無(wú)水的發(fā)酵過(guò)程。 (3)基潢含水量低，可大大減少生度大.產(chǎn)意不易主賽有淺盤式復(fù)酵靠厚爲(wèi)化及應(yīng)H 體積，不-賽進(jìn)行廢水處擴(kuò)大遣風(fēng)發(fā)靜a,環(huán)境污染較小。
(4)發(fā)講過(guò)s不需《嚴(yán)格的無(wú)菌■ 作.盾處理如工方便。
<1)液體慕浮狀態(tài)憂i午多徵生ftf的 .....................................................................
S適生長(zhǎng)環(huán)境。
(2)腳卿’默纖生難腳 …..產(chǎn)物《β插II)易千擴(kuò)散，+使發(fā)W在
液律發(fā)酵解在水均JS或錄均^條件下進(jìn)行》:優(yōu)子檢^Sfm 1
■控制s易千擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
(3)液體輸送方便，易子機(jī)械化·— 4、作.
1(4)產(chǎn)晶易于提取糖制。 表二 固體發(fā)酵與液體發(fā)酵的生產(chǎn)流程
生產(chǎn)方法生產(chǎn)流程ι
.....因雌·—!兩#=面誅■憂麗=Si^i涵漏=涵= 麗藤—
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生產(chǎn)菌種一"《瓶液體菌^-imp——二綴#一一液體發(fā)酵罐菌體培養(yǎng)一"
掖體發(fā)講.表達(dá)——發(fā)醇液一一陶■膜過(guò)-―一濾液一一mm,濃縮苗體一一滅活處纏一 -JSfen0n—包裝一檢測(cè)一復(fù)ε磨處理一醜 1
由于飼料工業(yè)附加值低，飼料用酶無(wú)需精制，因此，國(guó)內(nèi)復(fù)合酶制劑的生產(chǎn)一般采用固態(tài)發(fā)酵。目前，存在于飼用酶制劑生產(chǎn)的一大問(wèn)題是酶的穩(wěn)定性問(wèn)題，就是飼料加工過(guò)程中酶活的損失。飼用酶制劑的化學(xué)本質(zhì)是一類蛋白質(zhì)，一般酶的最適溫度為35 50°C，最高不超過(guò)60°C。但是現(xiàn)有的飼用酶制劑生產(chǎn)工藝中通常使用高溫的干燥，有些企業(yè)使用的制粒工藝溫度甚至達(dá)到120°C，并伴有高濕和高壓，這都對(duì)酶制劑活性產(chǎn)生很大的影響，其中， 高濕會(huì)引起飼料中較高的水分活度，高壓會(huì)改變酶蛋白的空間結(jié)構(gòu)而變形。醬油渣是醬油釀造中所產(chǎn)生的廢料，其由以下途徑得來(lái)(1)主要原料是黃豆與面粉經(jīng)發(fā)酵、抽提醬油后會(huì)產(chǎn)生的廢渣；( 醬油生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的主要副產(chǎn)物。由于我國(guó)的醬油產(chǎn)量大，所產(chǎn)生的醬油渣的量也非常大。通常，這些醬油渣都采用以下方式進(jìn)行處理①作為廢料直接排放丟棄，但是醬油渣的食鹽含量高達(dá)1 20%，容易導(dǎo)致土壤鹽堿化，破壞生態(tài)環(huán)境；②將醬油渣直接作為動(dòng)物飼料，但是醬油渣的動(dòng)物適口性差，而且由于其食鹽含量高，長(zhǎng)期飼喂或一次喂量過(guò)多，極易引起食鹽中毒，故沒(méi)經(jīng)過(guò)脫鹽處理的醬油渣難以作為動(dòng)物飼料的主料，它作飼料的消耗量相對(duì)于其產(chǎn)生量來(lái)說(shuō)要小得多。因此，醬油渣大多數(shù)情況下被當(dāng)成是難以處理的工業(yè)垃圾。醬油渣營(yíng)養(yǎng)豐富，醬油發(fā)酵除了原料中的蛋白質(zhì)、淀粉被部分利用以外，油脂、纖維、磷脂等其他營(yíng)養(yǎng)成分，大部分都會(huì)留在醬油渣中。目前，醬油渣的綜合利用都集中在“脫鹽脫水后直接作為飼料”以及制成“蛋白飼料”這兩方面，但遺憾的是研究及報(bào)道的內(nèi)容往往只局限于實(shí)驗(yàn)室的研究階段。目前，我國(guó)能將醬油渣制備成酶制劑，并且形成產(chǎn)業(yè)化利用的企業(yè)幾乎沒(méi)有。在實(shí)驗(yàn)室研究階段，由于試驗(yàn)樣品量比較少，且配料、接種和發(fā)酵培養(yǎng)條件等都比較容易進(jìn)行精確的控制，易于得到較好的發(fā)酵結(jié)果。但是若將實(shí)驗(yàn)室研究的成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)時(shí)，由于配料、接種和發(fā)酵培養(yǎng)條件都不易做到精確控制，而且受到設(shè)備及生產(chǎn)條件的限制，不一定能夠得到預(yù)期的結(jié)果，往往所得的產(chǎn)品并不能具有預(yù)期的效果， 而且產(chǎn)品的成本非常高，因而，實(shí)驗(yàn)室的研究成果并不是一定適合產(chǎn)業(yè)化，并獲得經(jīng)濟(jì)收益的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一旨在一種采用醬油渣制備的飼用酶制劑，該酶制劑具有較高的酸性蛋白酶活，糖化酶活和纖維素酶活，適合用作動(dòng)物飼料。本發(fā)明的目的之二旨在提供上述采用醬油渣制備的飼用酶制劑的制備方法。本發(fā)明的第一個(gè)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種采用醬油渣制備的飼用酶制劑，其由以下方法制備而成
(1)配料以脫鹽脫水后的醬油渣為培養(yǎng)基的主要原料，添加用量為培養(yǎng)基總干重的 (Γ0. 25%的無(wú)機(jī)鹽，加水混勻制成曲料；
(2)蒸煮蒸煮曲料；
(3)接種在經(jīng)蒸煮過(guò)的曲料中接種菌種，混合均勻成發(fā)酵物料；
(4)發(fā)酵發(fā)酵物料在^ 35°C溫度下發(fā)酵至成熟，即得飼用酶制劑。硫、磷、鈉等鹽參與細(xì)胞結(jié)構(gòu)組成，并與能量轉(zhuǎn)移、細(xì)胞透性調(diào)節(jié)功能有關(guān)，而銅、 鐵等鹽一般是酶的輔因子，添加到曲料中促進(jìn)發(fā)酵，并提高酶活，因此在本發(fā)明所述步驟 (1)無(wú)機(jī)鹽采用含硫、磷、鈉、銅和鐵的無(wú)機(jī)鹽，例如，可以選用硫酸鹽，如硫酸銅、硫酸鈉、硫酸鐵等等能夠?yàn)榘l(fā)酵提供磷、鈉、銅和鐵元素的硫酸鹽；還可以選用磷酸鹽，如磷酸鈉、磷酸氫鈉等能夠?yàn)榘l(fā)酵提供磷、鈉、銅和鐵元素的磷酸鹽。本發(fā)明所述的步驟(1)采用的脫鹽脫水醬油渣為醬油釀造工藝中抽提醬油后產(chǎn)生的廢渣或生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的主要副產(chǎn)物經(jīng)過(guò)脫鹽干燥處理所得，該醬油渣中含有13%以下的水分，鹽分小于8g/100g，優(yōu)選地，該醬油渣為粉狀。本發(fā)明所述步驟(1)的培養(yǎng)基還包括輔料，此時(shí)，所述脫鹽脫水醬油渣占培養(yǎng)基總干重18飛0%。所述的輔料為豆渣、麩皮和面粉等中的一種或兩種以上的混合，即以脫鹽脫水醬油渣為主料，豆渣、麩皮和面粉等中的一種或兩種以上的混合。所述豆渣為經(jīng)初壓榨的濕豆渣，豆渣水分約65%。本發(fā)明所述步驟(1)中，當(dāng)脫鹽脫水醬油渣、豆渣、麩皮和面粉混合使用時(shí)，脫鹽脫水醬油渣、豆渣和麩皮之間的質(zhì)量比為廣2: (Γ3: (Γ2，而所述面粉的用量為脫鹽脫水醬油渣、豆渣和麩皮總重量的2 5%。本發(fā)明所述步驟(1)中曲料的水分含量在45飛0%范圍內(nèi)。本發(fā)明所述步驟O)的蒸煮時(shí)間為2(T30min。作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述的步驟O)的蒸煮采用以下方式將曲料置于蒸煮鍋中，關(guān)閉鍋口，接排汽管，通入水蒸汽，至鍋口有水蒸汽排出時(shí)，關(guān)閉排汽口，升壓至 0.廣0. 15MPa，然后排汽至0 MPa，再升壓至0. 06 0. 08MPa，再排汽至0 MPa，打開鍋口，放料。不同菌種利用纖維素、淀粉以及產(chǎn)酶能力有所不同，經(jīng)過(guò)篩選，本發(fā)明所述的步驟 (3)的菌種采用產(chǎn)朊假絲酵母、黑曲霉和米曲霉中的一種或兩種以上的混合。其中，優(yōu)選黑曲霉、米曲霉、黑曲霉和產(chǎn)朊假絲酵母菌的混合菌，其中，黑曲霉和產(chǎn)朊假絲酵母的混合菌中兩種菌種之間的比例為1 1。本發(fā)明所述的步驟⑷的發(fā)酵時(shí)間在36 42小時(shí)；在培養(yǎng)期間，當(dāng)曲料發(fā)白結(jié)塊時(shí)，要進(jìn)行松曲，保持曲料疏松，以使曲料中有足夠的氧氣滿足菌種對(duì)氧氣的需要以及曲料散熱的要求。本發(fā)明所述的步驟(4)在厚層通風(fēng)制曲池中進(jìn)行，具體操作為將發(fā)酵物料送至厚層通風(fēng)制曲池中，鋪成曲床，然后在^ 35°C溫度下通風(fēng)發(fā)酵培養(yǎng)至成熟。若曲床鋪得過(guò)厚，不利于氧氣的流通、熱量的傳遞，易造成燒曲；若曲床鋪得過(guò)薄， 不利于保溫，不利于微生物生長(zhǎng)和其他生化反應(yīng)的進(jìn)行，同時(shí)成本也比較高，因此，本發(fā)明所述曲床的厚度優(yōu)選為22 32cm。飼用酶制劑中水分較高，容易腐壞，為增強(qiáng)其保存期限，需對(duì)飼用酶制劑進(jìn)行干燥處理，因此，本發(fā)明中還包括步驟( 烘干即將經(jīng)步驟(4)發(fā)酵后的得到的飼用酶制劑烘干。但是，酶是活性物質(zhì)，受溫度影響較大，在干燥時(shí)不僅要使飼用酶制劑既可能盡量的保存其酶活力，又能迅速達(dá)到干燥的效果，因此，本發(fā)明所述的烘干的干燥溫度應(yīng)控制在 40^50 0C之間，避免酶受高溫而失活。而作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述烘干采用以下方式將所述的飼用酶制劑置于曲池中，然后通入水蒸汽，以980piTl900pa風(fēng)壓向曲池中持續(xù)通風(fēng)，風(fēng)量 650(T9000m7h，每隔15 25分鐘，進(jìn)行排濕10 15分鐘，以控制干燥溫度在4(T50°C之間，直至飼用酶制劑中水分< 13%。本發(fā)明采用此種低溫干燥方式，有效保存了酶活，烘干后成品酶活比烘干前的減少小于5%，同時(shí)無(wú)需上流化床，減少了操作工序。
本發(fā)明還可以包括步驟(6)粉碎將烘干的飼用酶制劑粉碎成顆粒狀或粉末狀，得到飼用酶制劑成品。所述的顆粒狀的飼用酶制劑粒度為8(Γ100目。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果
(1)本發(fā)明的飼用酶制劑水分< 13%，具有較高的酶活力，不僅符合飼料用酶制劑通則 (ΝΥ/Τ 722-2003)規(guī)定，而且其中的各種蛋白酶的酶活都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于飼料用酶制劑通則的規(guī)定。本發(fā)明的飼用酶制劑的基本指標(biāo)酸性蛋白酶酶活> 1600U/g干基，糖化酶酶活彡1200U/g干基，纖維素酶酶活> 40000U/g干基，且6個(gè)月內(nèi)的酶活保存率> 75%。指標(biāo)最佳可達(dá)到酸性蛋白酶酶活> 2700U/g干基，糖化酶酶活> 2000U/g干基，纖維素酶酶活> 50000U/g干基，且6個(gè)月內(nèi)的酶活保存率> 75%。(2)本發(fā)明以醬油渣配合其他植物原料發(fā)酵而成的飼用酶制劑，無(wú)毒副作用、不產(chǎn)生殘留、無(wú)抗藥性，是一種環(huán)保型的“綠色”飼料添加劑，有著十分廣闊的應(yīng)用前景。(3)本發(fā)明采用的直接在制曲池中進(jìn)行低溫干燥方式，有效保存了酶活，烘干后成品酶活比烘干前的減少小于5%，同時(shí)無(wú)需上流化床，減少了操作工序，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝， 提高生產(chǎn)效率。(4)本發(fā)明針對(duì)頭油渣中所含成分的種類及其性質(zhì)，選擇既可以產(chǎn)酶，又可以在醬油渣環(huán)境中生長(zhǎng)的菌種，使之在醬油渣發(fā)酵中發(fā)揮更佳的發(fā)酵效果，不僅產(chǎn)酶量高，而且所得的飼用酶制劑具有較高的酶活力。本發(fā)明以產(chǎn)朊假絲酵母、白地霉、黑曲霉和米曲霉為例，分別接種于固體醬渣培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵。通過(guò)考察4種菌種的單一菌種發(fā)酵、組合菌種發(fā)酵、組合菌種二次發(fā)酵的酸性蛋白酶活、糖化酶活大小進(jìn)行菌種復(fù)篩。菌種組合情況，見表三。培養(yǎng)基配方脫鹽脫水醬渣粉20g、豆渣60g、麩皮20g、面粉5g，硫酸銅0. Ig,混合均勻，自然PH值，含水量60%，接種量為培養(yǎng)基總重量的10%，在32°C下培養(yǎng)2天，然后測(cè)定成曲的酸性蛋白酶活力、糖化酶活大小，試驗(yàn)結(jié)果，參見


圖1。表三菌種名稱與相應(yīng)編號(hào)
權(quán)利要求
1.一種采用醬油渣制備的飼用酶制劑，其特征在于，由以下方法制備而成(1)配料以脫鹽脫水后的醬油渣為培養(yǎng)基的主要原料，添加用量為培養(yǎng)基總干重的 (Γ0. 25%的無(wú)機(jī)鹽，加水混勻制成曲料；(2)蒸煮蒸煮曲料；(3)接種在經(jīng)蒸煮過(guò)的曲料中接種菌種，混合均勻成發(fā)酵物料；(4)發(fā)酵發(fā)酵物料在^ 35°C溫度下發(fā)酵至成熟，即得飼用酶制劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用醬油渣制備的飼用酶制劑，其特征在于，所述步驟(1)原料還包括豆渣、麩皮和面粉中的一種或兩種以上的混合；所述步驟(1)中曲料的水分含量在45 60%范圍內(nèi)；所述步驟O)的蒸煮時(shí)間為2(T30min。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用醬油渣制備的飼用酶制劑，其特征在于，所述步驟(1)中所述培養(yǎng)基還包括輔料，所述的脫鹽脫水醬渣占培養(yǎng)基總干重的18飛0%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用醬油渣制備的飼用酶制劑，其特征在于，所述步驟(1)的培養(yǎng)基中，脫鹽脫水醬渣、豆渣和麩皮之間的質(zhì)量比為廣2: (Γ3: (Γ2，而所述面粉的用量為脫鹽脫水醬渣、豆渣和麩皮總重量的2 5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的利用醬油渣制備的飼用酶制劑，其特征在于，所述的步驟(3)的菌種采用產(chǎn)朊假絲酵母、黑曲霉和米曲霉中的一種或兩種以上的混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用醬油渣制備的飼用酶制劑，其特征在于，所述的步驟(3) 的菌種采用黑曲霉、米曲霉以及黑曲霉和產(chǎn)朊假絲酵母菌的混合菌。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用醬油渣制備的飼用酶制劑，其特征在于，所述的步驟在厚層通風(fēng)制曲池中進(jìn)行，具體操作為將發(fā)酵物料送至厚層通風(fēng)制曲池中，鋪成曲床，然后在^ 35°C溫度下通風(fēng)發(fā)酵培養(yǎng)至成熟。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用醬油渣制備的飼用酶制劑，其特征在于，所述的步驟的發(fā)酵時(shí)間在36、2小時(shí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的利用醬油渣制備的飼用酶制劑，其特征在于，還包括步驟(5) 烘干將經(jīng)步驟(4)發(fā)酵后的得到的飼用酶制劑在4(T50°C溫度下烘干。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的利用醬油渣制備的飼用酶制劑，其特征在于，所述步驟(5)中的烘干采用以下方式將所述的飼用酶制劑置于曲池中，然后通入水蒸汽，以 980pa^l900pa風(fēng)壓向曲池中持續(xù)通風(fēng)，風(fēng)量650(T9000m7h，每隔15 25分鐘進(jìn)行排濕 1(Γ15分鐘，以控制干燥溫度在4(T50°C之間，直至飼用酶制劑中水分< 13%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用醬油渣制備的飼用酶制劑，其由以下方法制備而成(1)配料以脫鹽脫水后的醬油渣為培養(yǎng)基的主要原料，添加用量為培養(yǎng)基總干重的0~0.25%的無(wú)機(jī)鹽，加水混勻制成曲料；(2)蒸煮蒸煮曲料；(3)接種在經(jīng)蒸煮過(guò)的曲料中接種菌種，混合均勻成發(fā)酵物料；(4)發(fā)酵發(fā)酵物料在28~35℃溫度下發(fā)酵至成熟，即得飼用酶制劑。該酶制劑具有較高的酸性蛋白酶活，糖化酶活和纖維素酶活，適合用作動(dòng)物飼料。本發(fā)明還公開了該飼用酶制劑的制備方法。
文檔編號(hào)A23K1/165GK102524544SQ20121000283
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者劉占, 張慶宇, 李婕, 楊明泉, 樊瑞, 陳穗 申請(qǐng)人:廣東美味鮮調(diào)味食品有限公司