汽爆聯(lián)合固態(tài)酶解制備富含小肽蛋白質(zhì)飼料原料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物飼料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種汽爆聯(lián)合固態(tài)酶解制備富含 小肽蛋白質(zhì)飼料原料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 眾所周知，中國既是人口大國又是飼料生產(chǎn)大國，在飼料配方中，蛋白質(zhì)原料占 15%~30%，其中主要以植物柏類和工業(yè)副產(chǎn)物為主。近年，由于國內(nèi)植物柏類物質(zhì)產(chǎn)量下降 而市場(chǎng)需求量不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致其價(jià)格上漲，其價(jià)格波動(dòng)帶動(dòng)飼料、農(nóng)產(chǎn)品及其副產(chǎn)品價(jià)格的 變化，增加了畜牧養(yǎng)殖業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)。此外，我國人畜爭(zhēng)糧及蛋白飼料資源缺乏問題日趨嚴(yán)重， 因此在開發(fā)新資源的同時(shí)，提高現(xiàn)有蛋白飼料資源的利用率已經(jīng)成為目前急待解決的問 題。
[0003] 近年來的研宄表明，飼料中含有一定量的小肽可以促進(jìn)動(dòng)物蛋白質(zhì)合成；促進(jìn)礦 物質(zhì)吸收；避免氨基酸之間的吸收競(jìng)爭(zhēng)；提高豬機(jī)體的免疫能力，從而提高豬的生產(chǎn)性能， 因此生產(chǎn)富含小肽的蛋白飼料對(duì)畜禽生產(chǎn)有著重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。
[0004] 目前生產(chǎn)富含小肽的飼料原料通常采用兩種方法：1、液態(tài)酶解法，如國家專利（申 請(qǐng)?zhí)?01310565184. 1)-種動(dòng)植物混合蛋白肽的制備方法。這種方法生產(chǎn)的產(chǎn)品小肽含量 高，但干燥時(shí)需要蒸發(fā)大量的水分，只能采用噴霧干燥法，因此能耗大，生產(chǎn)成本高，而且設(shè) 備投資大，工藝復(fù)雜。2、固態(tài)發(fā)酵酶解法，如國家專利（申請(qǐng)?zhí)?01310175515.0) -種益生 型發(fā)酵豆柏的制備方法。該方法利用米曲霉、釀酒酵母、枯草芽孢桿菌、植物乳桿菌等菌種， 以兩階段固態(tài)發(fā)酵法，得到益生型發(fā)酵豆柏，其富含小肽，游離氨基酸等。該工藝雖然提升 了豆柏的營養(yǎng)價(jià)值，但其小肽含量最高才能做到18%，且發(fā)酵時(shí)間長，物料損耗大，生產(chǎn)成本 較高。
[0005] 植物柏類、玉米蛋白粉以及DDGS (干酒精糟）等現(xiàn)有蛋白飼料中，含有胰蛋白酶抑 制因子、抗原蛋白、植物凝集素、非淀粉多糖、植酸、抗維生素因子、脲酶等抗?fàn)I養(yǎng)因子。這些 抗?fàn)I養(yǎng)因子會(huì)降低飼料的營養(yǎng)價(jià)值和畜禽的生產(chǎn)性能。當(dāng)利用這些原料生產(chǎn)富含小肽的飼 料原料時(shí)，除提升其營養(yǎng)價(jià)值外，必須降低其抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量。
[0006] 蒸汽爆破技術(shù)最早始于1926年，當(dāng)時(shí)為間歇法生產(chǎn)，主要是用于生產(chǎn)人造纖維 板。從70年代開始，蒸汽爆破技術(shù)在國外被用于動(dòng)物纖維飼料的生產(chǎn)。80年代后，此項(xiàng)技 術(shù)有了很大的發(fā)展，使用領(lǐng)域也逐步擴(kuò)大。如國家專利（【申請(qǐng)?zhí)枴?00910066018. 0)就公布了 一種富含小肽和多酶菌體的蛋白飼料及制備方法，該方法可以提供富含小肽的蛋白飼料。 該方法利用菌種多，需要分別制備菌體種子液，工藝繁瑣。后期的固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)周期長，物 料損耗大，生產(chǎn)成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供一種汽爆聯(lián)合固態(tài)酶解制備富含小肽蛋白質(zhì)飼料原料的方法。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案： 本發(fā)明所述的汽爆聯(lián)合固態(tài)酶解制備富含小肽蛋白質(zhì)飼料原料的方法包含下述步 驟： 第一步，將含水量12~15%的植物柏類、玉米蛋白粉、DDGS中的一種或幾種混合； 第二步，將上述原料裝入汽爆缸，密封，通入160~215°C的飽和蒸汽，待氣爆缸壓力達(dá) 到0. 5~I. 0 MPa后維持1. 5~lOmin，然后在0. 00875s內(nèi)打開所述汽爆機(jī)的氣動(dòng)閥門進(jìn) 行爆破； 第三步，收集爆破后物料，調(diào)整含水量至40~60%，用Ca (OH) 2調(diào)整pH為6. 5~7. 5， 加入中性蛋白酶或木瓜蛋白酶、纖維素酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶、果膠酶進(jìn)行酶解； 第四步，干燥、粉碎，即可得到飼料原料產(chǎn)品。
[0009] 所述植物柏類為豆柏、菜籽柏、棉籽柏、芝麻柏和花生柏中的一種或幾種。
[0010] 所述第三步中的酶解溫度為45~60°C，酶解時(shí)間為4~8h，所述中性蛋白酶或木 瓜蛋白酶的加入量為100~300 U/g原料、纖維素酶10~30 IU/g原料，木聚糖酶25~50 IU/g原料，甘露聚糖酶5~15 IU/g原料，果膠酶10~25 IU/g原料。
[0011] 所述中性蛋白酶或木瓜蛋白酶、纖維素酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶、果膠酶均為市 售商品酶。
[0012] 本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于，利用蒸汽爆破改變物料大分子的晶格結(jié)構(gòu)；采用低水分、多酶種 協(xié)同作用固態(tài)酶解，縮短了酶解時(shí)間，提高了酶解效率；小肽含量高，抗?fàn)I養(yǎng)因子含量低； 干燥能耗少，物料損耗小，因此生產(chǎn)成本低。
[0013] 本發(fā)明將蒸汽爆破技術(shù)和固態(tài)酶解工藝相結(jié)合來處理植物柏類、玉米蛋白粉和 DDGS (干酒精糟）等現(xiàn)有蛋白飼料：蒸汽爆破技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)對(duì)物料結(jié)構(gòu)的破壞和重構(gòu)，而且 完成物料的熟化過程，使抗?fàn)I養(yǎng)因子失活，同時(shí)使植物柏類中的蛋白質(zhì)變性降解；之后，采 用多酶繼續(xù)分解未失活的抗?fàn)I養(yǎng)因子，并進(jìn)一步協(xié)同分解蛋白質(zhì)，使其分解為小肽甚至是 單體的氨基酸，大大提高了植物蛋白物料的利用價(jià)值。
[0014] 本發(fā)明制備方法由于采用低水分、多酶種協(xié)同作用固態(tài)酶解，降低了產(chǎn)品干燥過 程中的能耗；采用蒸汽爆破改變了物料大分子的晶格結(jié)構(gòu)，從而縮短了酶解時(shí)間。多酶種協(xié) 同作用提高了酶解效率，增加了小肽的含量，有利于畜禽直接消化吸收，進(jìn)而提高了畜禽的 生產(chǎn)性能。同時(shí)降低了產(chǎn)品中抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量。
[0015] 與采用汽爆加固態(tài)發(fā)酵技術(shù)相比，本發(fā)明采用的汽爆加固態(tài)酶解技術(shù)的生產(chǎn)周期 僅為4~8小時(shí)，大大縮短了時(shí)間，降低了生產(chǎn)成本，且應(yīng)用多酶種協(xié)同作用分解原料中的 蛋白質(zhì)，提高了小肽的含量，不失為一種更為經(jīng)濟(jì)有效的制備富含小肽的蛋白飼料原料的 技術(shù)。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面通過具體實(shí)施例來詳細(xì)的闡述本發(fā)明的制備方法： 實(shí)施例1 本發(fā)明所述的汽爆聯(lián)合固態(tài)酶解制備富含小肽蛋白質(zhì)飼料原料的方法的具體步驟 是： a.將蛋白含量46%、水分含量13%的原料豆柏先經(jīng)過除塵處理，粉碎待用。
[0017] b.將粉碎后的豆柏裝入汽爆缸，密封后通入165°C的飽和蒸汽，待氣爆缸壓力達(dá) 到0. 5 MPa后維持10 min，在0. 00875s內(nèi)打開汽爆機(jī)的氣動(dòng)閥門進(jìn)行爆破。
[0018] c.收集爆破后物料并將水分調(diào)整至50%，用Ca (OH)2調(diào)整pH為6. 9,加入中性蛋白 酶300 U/g原料、纖維素酶20 IU/g原料，木聚糖酶35 IU/g原料，甘露聚糖酶15 IU/g原 料，果膠酶10 IU/g原料。在48°C溫度條件下進(jìn)行酶解。
[0019] d.酶解8 h后，將物料在80°C以下溫度進(jìn)行干燥，含水量不高于12. 5%，制得富 含小肽的蛋白質(zhì)飼料原料。經(jīng)測(cè)試，所得產(chǎn)品中粗蛋白含量為46. 6%，小肽占粗蛋白的含量 為 4L 2%。
[0020] 分別對(duì)未處理的原料豆柏、一般方法酶解豆柏的產(chǎn)品和本發(fā)明方法所得產(chǎn)品中的 抗?fàn)I養(yǎng)因子進(jìn)行檢測(cè)，其結(jié)果如表1，表明經(jīng)過汽爆加酶解處理后，其胰蛋白酶抑制因子、植 物凝集素和低聚糖等抗?fàn)I養(yǎng)因子含量明顯下降。
[0021] 表1.不同處理方法豆柏中抗?fàn)I養(yǎng)因子和毒素含量變化
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種汽爆聯(lián)合固態(tài)酶解制備富含小肽蛋白質(zhì)飼料原料的方法，其特征在于包含下述 步驟： 第一步，將含水量12~15%的植物柏類、玉米蛋白粉、DDGS中的一種或幾種混合； 第二步，將上述原料裝入汽爆缸，密封，通入160~215°C的飽和蒸汽，待氣爆缸壓力達(dá) 到0. 5~I. 0MPa后維持1. 5~lOmin，然后在0. 00875s內(nèi)打開所述汽爆機(jī)的氣動(dòng)閥門進(jìn) 行爆破； 第三步，收集爆破后物料，調(diào)整含水量至40~60%，用Ca(OH) 2調(diào)整pH為6. 5~7. 5， 加入中性蛋白酶或木瓜蛋白酶、纖維素酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶、果膠酶進(jìn)行酶解； 第四步，干燥、粉碎，即可得到富含小肽的蛋白質(zhì)飼料原料產(chǎn)品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽爆聯(lián)合固態(tài)酶解制備富含小肽蛋白質(zhì)飼料原料的方法，其 特征在于：所述植物柏類為豆柏、菜籽柏、棉籽柏、芝麻柏和花生柏中的一種或幾種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽爆聯(lián)合固態(tài)酶解制備富含小肽蛋白質(zhì)飼料原料的方法，其 特征在于：所述第三步中的酶解溫度為45~60°C，酶解時(shí)間為4~8h，所述中性蛋白酶或 木瓜蛋白酶的加入量為100~300U/g原料，纖維素酶10~30IU/g原料，木聚糖酶25~50 IU/g原料，甘露聚糖酶5~15IU/g原料，果膠酶10~25IU/g原料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汽爆聯(lián)合固態(tài)酶解制備富含小肽蛋白質(zhì)飼料原料的方法，首先將植物粕類、玉米蛋白粉、DDGS中的一種或幾種原料混合裝入汽爆機(jī)進(jìn)行爆破；收集爆破后物料，加入中性蛋白酶或木瓜蛋白酶、纖維素酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶、果膠酶進(jìn)行酶解；經(jīng)干燥、粉碎后即可得到富含小肽的蛋白質(zhì)飼料原料產(chǎn)品，該產(chǎn)品抗?fàn)I養(yǎng)因子含量低。本發(fā)明制備方法由于采用低水分、多酶種協(xié)同作用固態(tài)酶解，降低了產(chǎn)品干燥過程中的能耗；采用蒸汽爆破改變了物料大分子的晶格結(jié)構(gòu)，從而縮短了酶解時(shí)間；多酶種協(xié)同作用提高了酶解效率，增加了小肽的含量，有利于畜禽直接消化吸收，進(jìn)而提高了畜禽的生產(chǎn)性能。同時(shí)降低了產(chǎn)品中抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量。
【IPC分類】A23K1-16, A23K1-165, A23K1-14
【公開號(hào)】CN104839457
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510281724
【發(fā)明人】曹勝炎, 宋安東, 蘇麗娟, 楊森, 謝慧, 陳紅歌, 李偉, 耿鵬飛
【申請(qǐng)人】河南雙成生物科技有限公司, 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年5月28日