一种用于苹果渣饲料蛋白发酵的脱水固态复合发酵剂及其制作方法.pdf

本发明属于发酵饲料生产技术领域。主要涉及一种用于苹果渣固态发酵生产饲料蛋白的脱水固态复合发酵剂及其制作方法。本发明提出了一种专用于苹果渣饲料蛋白发酵生产的含两种或两种以上微生物的脱水固态复合发酵剂及其生产方法。技术要点：将酵母菌液体发酵剂(或酵母菌液体发酵剂离心或沉淀分离所得湿酵母菌体)与黑曲霉的固态培养物按一定比例混合均匀，低温脱水干燥，形成一种含有足量活性酵母菌细胞和黑曲霉孢子的脱水固态复合发酵剂。本发酵剂的主要优点：使用方便，小型企业不需投资配备发酵剂生产设备及发酵剂生产专业技术人员，只需按苹果渣饲料蛋白发酵技术要求配比原料，按本发酵剂的用量要求接入该复合发酵剂，再进行保温培养即可得到合格发酵产品。

1.  一种用于苹果渣饲料蛋白发酵的脱水固态复合发酵剂及其制作方法，其特征在于：脱水固态复合发酵剂中含有酵母菌和黑曲霉两种或两种以上的活菌；复合发酵剂通过低温脱水；发酵剂为固态，可在较长时间(40～60天)保存及远距离运输；可直接加入到苹果渣饲料蛋白发酵原料中进行固态发酵；发酵剂中的两种或两种以上微生物均要进行单独培养，然后分别或混匀后进行低温脱水。

2.  根据权利要求1所述脱水固态复合发酵剂，其特征在于发酵剂由酵母菌和黑曲霉两种微生物活菌组成，其中的酵母菌为常见的假丝酵母，黑曲霉为食品酿造中常用的黑曲霉As3.4309；两种接入菌在苹果渣发酵生产单细胞蛋白质过程中具有互生作用。

3.  根据权利要求1所述脱水固态复合发酵剂，其特征在于发酵剂中的酵母菌接种剂通过液体培养制备。液体培养基(g/L)：食用红糖30克，K₂HPO₄ 1.0克，MgSO₄·7H₂O 0.5克，(NH₄)₂SO₄，2.0克，加鲜苹果渣浸汁(制法：鲜苹果渣300克加水至1L充分搅拌混匀，除渣即可；进行工业发酵时按此比例扩大即可)至1L，按常规方法灭菌(120℃×20分钟)及常规液体深层通气发酵工艺(28℃培养72小时)制备酵母菌液体发酵剂，酵母菌菌数为(2.0～6.0)×10⁹cfu/mL；黑曲霉固态发酵剂用常规固态培养技术制备：培养基，小麦麸皮∶自来水＝1∶0.9～1，充分混匀后常压灭菌30分钟，冷却至30℃接种黑曲霉固态菌剂0.5％，28℃培养72小时即可。

4.  根据权利要求1所述脱水固态复合发酵剂，其特征在于脱水固态复合发酵剂可通过下列两种途径制备：将酵母菌液体发酵剂直接与黑曲霉固态发酵产物按1∶2混合均匀，35～40℃减压脱水干燥；也可先对酵母菌液体发酵剂采用离心或沉淀法脱水，再将所得湿的酵母菌细胞体与淀粉按1∶4～5混合均匀，在35～40℃下减压脱水干燥；黑曲霉固态发酵剂单独在35～40℃减压脱水干燥，产品粉碎；将干燥粉碎后的酵母菌粉状发酵剂与黑曲霉固态发酵剂按1∶5～10充分混匀即可。

5.  根据权利要求1所述脱水固态复合发酵剂，其特征在于复合发酵剂为颗粒态，可直接接入苹果渣发酵原料中进行固态发酵，接入量为4％～8％。

一种用于苹果渣饲料蛋白发酵的脱水固态复合发酵剂及其制作方法
                                技术领域
本发明属于发酵饲料生产技术领域。主要涉及一种用于苹果渣固态发酵生产饲料蛋白的复合发酵剂及其制作方法。
                                背景技术
苹果渣是苹果汁生产中的固态废弃物。我国年产苹果约2000万吨，苹果加工每年排出苹果渣约100万吨。目前，除少量苹果渣被用作饲料外，绝大部分未得到有效利用。苹果渣含水量高(70％～80％)，含有大量可溶性营养物质，为微生物滋生提供了有利条件，故鲜苹果渣废弃时极易腐烂发臭，严重污染环境，且造成资源浪费。苹果渣的主要成分是不溶性碳水化合物(包括果胶、纤维素、半纤维素)、可溶性糖及脂肪酸以外的有机酸和无氮浸出物等，可供微生物生长的碳源及能源充足。向苹果渣中添加合适的氮源，经微生物发酵可将部分无机氮转化为单细胞蛋白质，同时产生大量B族维生素和多种酶类，提高苹果渣的营养价值。以苹果渣为原料，利用微生物发酵生产单细胞蛋白饲料，对解决我国蛋白饲料资源短缺、提高苹果种植及加工业效益，减少环境污染均有重要意义及应用价值。
中国专利“一种利用苹果渣双菌发酵生产蛋白质饲料的方法”(公开号：CN1470181A；公开日：2004.1.28；专利公报2004年20卷4期)公开了一种利用苹果渣通过双菌发酵生产富含单细胞蛋白质、B族维生素和一定活性纤维素酶、糖化酶、果胶酶、植酸酶及蛋白酶等多种酶的发酵饲料的方法。该发明的不足之处：该发明的发酵剂制作工艺较为复杂，仅适合于生产规模大、发酵剂生产设备齐全及技术力量较强的企业。对于不具备制作合格发酵剂条件的小型企业，该发明在实施中有一定困难：发酵剂生产设备投资较大；不合格的发酵剂可能导致发酵产品质量不稳定，甚至生产出杂菌污染的产品。
本发明提出了一种专用于苹果渣饲料蛋白发酵生产的含两种或两种以上微生物的固态复合发酵剂及其生产方法，目的在于简化苹果渣饲料蛋白发酵工艺，解决小型企业发酵剂制作设备及从事发酵剂生产技术力量不足的困难。即由技术力量强、有专门发酵设备的企业将苹果渣饲料蛋白发酵生产所需的发酵剂通过特定工艺制成一种含有多种微生物的脱水固态复合发酵剂成品，供苹果渣蛋白发酵饲料企业使用。
                                发明内容
本发明是对公开号为CN1470181A的专利中发酵剂的生产工艺的进一步改进：主要改进如下：将原来直接使用、不能远距离运输的酵母菌液体发酵剂和湿的黑曲霉固态发酵剂脱水(混合后脱水或分别脱水后混合)混合，制成可以远距离运输和长时间保存地脱水复合发酵剂。即将按CN1470181A专利培养所得酵母菌的液体发酵剂或酵母菌液体发酵剂离心分离所得固态酵母菌体与黑曲霉的固态培养物按一定比例混合均匀，低温脱水干燥，形成一种含有足量活性酵母菌细胞和黑曲霉孢子的固态复合发酵剂。苹果渣蛋白饲料发酵生产企业直接购买该产品，按4％～8％的用量将该产品与新鲜苹果渣及所需灭菌配料均匀混合，采用固态厚层发酵法保温发酵即可得到合格的发酵产品。该脱水复合发酵剂的制备过程如下：
1.酵母菌液体发酵剂制备
按CN1470181A专利工艺进行：酵母菌液体培养基(g/L)：食用红糖30克，K₂HPO₄ 1.0克，MgSO₄·7H₂O 0.5克，(NH₄)₂SO₄，2.0克，加鲜苹果渣浸汁(制法：鲜苹果渣300克加水至1L充分搅拌混匀，除渣即可；进行工业生产时按此比例扩大)至1L，按常规灭菌(120℃×20分钟)及常规液体深层通气发酵工艺(28℃培养72小时)制备酵母菌液体发酵剂，其酵母菌菌数为(2.0～6.0)×10⁹cfu/ml；
2.黑曲霉固态发酵剂制备
按CN1470181A专利工艺进行：培养基，小麦麸皮∶自来水＝1∶1，充分混匀后常压灭菌30分钟，冷却至30℃接种黑曲霉固态菌剂0.5％，置于有假底的发酵床上，料层厚度5～10cm，28℃培养72小时即可。
3.苹果渣饲料蛋白生产固态复合发酵剂制备
方法1：将按CN1470181A专利工艺制备的酵母菌液体发酵剂与黑曲霉固态发酵剂按1∶2混合均匀，35～40℃减压脱水干燥，产品粉碎装袋即可。
方法2：分别制备酵母菌粉状发酵剂及黑曲霉固态发酵剂，将干燥粉碎后的酵母菌粉状发酵剂与黑曲霉固态发酵剂按一定比例充分混匀即可。具体方法如下：
将按CN1470181A专利工艺制备的酵母菌液体发酵剂采用离心法或沉淀法分离菌体细胞；将分离所得湿菌体细胞与淀粉按1∶4～5的比例混匀，35～40℃减压脱水干燥，产品粉碎；黑曲霉固态发酵剂单独在35～40℃减压脱水干燥，产品粉碎；将干燥粉碎后的酵母菌粉状发酵剂与黑曲霉固态发酵剂按1∶5～10充分混匀即可。
方法1、2比较：在方法1中，酵母菌液体发酵剂未离心脱水，酵母菌液体发酵剂与含水量很低的黑曲霉固态发酵产物混匀后低温减压干燥需脱掉大量的水分，需要较长的时间及较多的能源消耗。该法适用于无脱水设备的情况下使用。方法2中，酵母菌液体发酵剂先离心脱水，得到少量酵母菌细胞，湿酵母菌体与少量淀粉混匀后进行减压干燥，需脱掉的水量少；黑曲霉固态发酵产物含水量低，采用二者单独脱水工艺可节约大量的时间及能源。在有酵母细胞分离条件的企业中，方法2的效果更好。
4.固态复合发酵剂的使用：将新鲜苹果渣、油渣粉及尿素或硫酸铵等原料按一定比例配合并充分混匀，再按4％～10％的用量将本发明制备的固态复合发酵剂均匀接入苹果渣发酵原料中，移至带假底的发酵床上摊开，厚度约25～30cm，保温至25℃～28℃，培养48～72小时烘干粉碎即可。
                               具体实施方式
固态复合发酵剂制备例1
酵母菌液体发酵剂制备：按CN1470181A专利工艺进行：酵母菌液体培养基(g/L)；食用红糖30克，K₂HPO₄ 1.0克，MgSO₄·7H₂O 0.5克，(NH₄)₂SO₄，2.0克，加鲜苹果渣浸汁(制法：鲜苹果渣300克加水至1L充分搅拌混匀，除渣即可；进行工业生产时按此比例扩大)至1L，按常规灭菌(120℃×20分钟)及常规液体深层通气发酵工艺(28℃培养72小时)制备酵母菌液体发酵剂，其酵母菌菌数为(2.0～6.0)×10⁹cfu/mL；
黑曲霉固态发酵剂制备：按CN1470181A专利工艺进行：培养基，小麦麸皮∶自来水＝1∶0.9～1，充分混匀后常压灭菌30分钟，冷却至30℃接种黑曲霉固态菌剂0.5％，置于有假底的发酵床上，料层厚度5～10cm，28℃培养72小时即可，黑曲霉孢子数：(6.0～10.0)×10⁹cfu/g。
苹果渣饲料蛋白生产固态复合发酵剂制备：将按CN1470181A专利工艺制备的酵母菌液体发酵剂与黑曲霉固态发酵剂按1∶2混合均匀，35～40℃减压脱水干燥，产品粉碎装袋即可。
固态复合发酵剂制备例2
酵母菌液体发酵剂制备：酵母菌液体培养按前文“固态复合发酵剂制备例1”工艺进行；酵母菌体制备：将酵母菌液体发酵剂在4000转/min离心10min，湿菌体得率约为23g/L。将酵母菌湿菌体与淀粉按1∶4充分混匀，摊至薄盘中，厚度约为1～3cm，35℃低温减压干燥，粉碎后即得干燥酵母菌粉；
黑曲霉固态发酵剂制备；按前文“固态复合发酵剂制备例1”工艺进行；黑曲霉固态发酵产物在40℃低温减压干燥，即得黑曲霉孢子粉。
将干燥酵母菌粉与黑曲霉孢子粉按1∶5比例充分混匀即得本发明提出的苹果渣饲料蛋白生产固态复合发酵剂。
本复合发酵剂的使用效果：鲜苹果渣300克，油菜籽饼粉40克，加入尿素至2％，120℃灭菌30min，按5％的用量接入本发酵剂，28℃培养48小时，发酵产物纯蛋白的含量为240g/kg。
本复合发酵剂的主要优点：使用方便，小型企业不需投资购买发酵剂生产设备，不需配备发酵剂生产的专门技术人员，只需按苹果渣饲料蛋白发酵技术要求配比原料，按本发酵剂的用量要求均匀接入该复合发酵剂，再进行保温培养即可完成发酵过程。
鲜苹果渣含水量高达80％，糖分含量高，极易腐败变质，不能长途运输。在果渣产地就地加工是一种降低生产成本的有效方法。但由于苹果渣蛋白饲料发酵剂制备需要专门的设备和技术人员，一般的小型企业难以具备所需条件，直接影响了苹果渣的发酵深加工和资源化。本发酵剂的研制和生产将为小型企业苹果渣蛋白饲料的发酵生产和质量保证提供有效的支持。