【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于微生物發酵，具體涉及一種提高飼用脫脂米糠粗蛋白含量的生產方法。
技術介紹
1、隨著我國經濟快速發展以及人民生活水平的提高，近20年來，人們對肉、蛋、奶等動物性食品的需求量急劇增加，促進了畜牧業的迅猛發展，隨之而來的就是能量飼料原料和蛋白飼料原料需求的增加。由于飼料行業對糧食資源的依賴性強，造成“人畜爭糧”局面。豆粕是蛋白飼料原料最主要的來源，我國每年豆粕消耗量巨大，但由于國內土地資源有限以及豆類規模化種植水平低等問題，大豆產出量供不應求，導致國內豆粕極度依賴進口，大豆對外依存度超80％。依賴進口其主要風險是量大、國外依存度高、來源地集中。特別是當前地緣政治風險、極端氣候災害、供應鏈不暢等不利因素交織疊加，會持續給飼料行業和下游養殖業帶來經營壓力，嚴重影響國內大豆種植產業鏈，危及我國糧食安全。蛋白飼料原料短缺問題已成為制約畜禽養殖可持續發展的瓶頸之一。
2、米糠是稻谷加工成大米過程中所產生的副產品，在我國尤其是南方水稻產區資源極其豐富，年產量超過1000萬噸。目前大部分米糠都會進行脫脂處理，提煉出米糠油，這一過程具有良好的經濟效益。脫脂后的米糠，也稱為米糠粕，屬低熱能、高纖維性原料，以戊聚糖和葡聚糖這些非淀粉多糖(nsp)為主的高含量粗纖維是其作為飼料原料的首要抗營養因子，大量飼喂會引起動物便秘(粗纖維大量吸附水份的結果)。脫脂米糠作為飼料原料，相比玉米屬于低能值原料，蛋白質品質雖不差，但只有15％左右，與行業公認的蛋白原料(至少20％以上蛋白含量)相比差距較大。huang等(2018)研究結果表明，脫脂
3、專利文獻cn108850549a公開了一種脫脂米糠多菌種的發酵工藝，由康寧木霉、白地霉、嗜熱鏈球菌組成的復合菌種進行混合發酵處理，降低了脫脂米糠中的粗纖維水平，并提高多糖含量。但這幾種菌種發酵時無法將粗纖維降解生成的多糖進一步發酵轉化為蛋白質導致脫脂米糠原料中的蛋白質水平較低，可利用率不高，并且采用液態發酵的方式，成本極高、發酵效率極低。
4、因此，在生產中若能以較低成本對脫脂米糠進行深加工，將部分粗纖維轉化成菌體蛋白，提高脫脂米糠的粗蛋白含量，那這種加工過的脫脂米糠從而能部分代替豆粕，解決我國豆粕資源緊缺與需求劇增的矛盾，將獲得良好的經濟效益、社會效益和生態效益。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的問題，本專利技術提供了一種不對脫脂米糠進行高溫滅菌處理，利用酶解和微生物發酵的共同作用來降低脫脂米糠粗纖維、將部分粗纖維轉化為菌體蛋白質以提高脫脂米糠蛋白質含量的飼用脫脂米糠的深加工工藝。
2、一方面，本專利技術提供了一種提高飼用脫脂米糠粗蛋白含量的生產方法，所述方法是不用對發酵培養基進行高溫滅菌的工藝，直接先利用乳酸菌進行預處理，再通過酵母菌進行發酵處理。
3、在現有技術中，一般采用復合菌種或菌酶聯合發酵的方式，通過固體發酵或液體發酵工藝降低脫脂米糠的粗纖維水平，提高糖含量或蛋白質含量。作為生產飼料原料，而不是飼料添加劑，一般不采用液體發酵工藝，是由于液體發酵需高溫滅菌、培養時大量通入無菌空氣且固形物含量低，導致發酵效率較低且成本極高。因此，本專利技術考慮能夠利用脫脂米糠中粗纖維木聚糖降解生成的木糖的單一酶制劑，通過固體發酵的工藝，進一步同化木糖生成菌體蛋白。
4、自然界中能夠利用木糖的微生物較多，例如芽孢桿菌、酵母菌和乳酸桿菌等。但由于芽孢桿菌菌體本身蛋白質含量不高，生長時首先利用的是培養基中的淀粉和蛋白質，在發酵過程中又需要中性或偏堿性條件的培養基；而乳桿菌在固態條件下同化木糖的效率較低。由于酵母不會利用培養基中的蛋白質和淀粉，因此本專利技術對比了不同類型的酵母菌種同化木糖生成粗蛋白的能力。結果發現，釀酒酵母、布拉迪酵母這兩種酵母利用木糖的效率較低，與對照之間無明顯差異；產朊假絲酵母、熱帶假絲酵母、威克漢姆異常酵母這三種酵母菌利用木糖的能力與馬克斯克魯維酵母存在差異，因此本專利技術優選馬克斯克魯維酵母。
5、此外，在發酵過程中基質的ph值會對酶的活性和微生物的生長有較大的影響。因此，在發酵過程中需要采取相應的ph值調節和控制方法。在液體發酵工藝中，通常采用調節培養基的初始ph值、在發酵過程中加酸或堿進行ph調節或通過補料調節ph值等方式控制發酵環境的ph。但是液體發酵生產成本高，一般用于生產高價值的飼料添加劑，因此本專利技術利用能夠生產飼料原料的固體發酵方式，設備簡單，操作容易。然而，在固體發酵工藝中，難以實現像液體發酵一樣，在發酵過程中調節ph，因此本專利技術考慮在發酵開始前先調節發酵基質的ph環境，對比了添加稀強酸的方式和選用在發酵時能夠產酸的菌種，結果發現，直接加酸的方式來控制發酵過程中發酵基質的ph的方法對提高粗蛋白不是最佳選擇，而相比之下，乳酸菌共培養來調節酸度以提高粗蛋白效果更好。利用乳酸菌和木聚糖酶共同發酵時，由于脫脂米糠不是乳酸菌合適的培養基，因此乳酸菌在脫脂米糠基質中有限生長，隨著乳酸菌產酸量增加，將脫脂米糠的酸堿度由中性調節到微酸性，ph在4.0～5.0之間。在這種微酸性培養基，空氣中的細菌等雜菌不易生長，同時也達到了木聚糖酶的最佳酶解作用范圍，木聚糖酶酶解植物細胞壁中的半纖維素生成低聚木糖、木糖等小分子糖，顯著降低了脫脂米糠中的粗纖維水平。酵母適宜生長的環境條件也是微酸性，進一步加入能同化木糖的酵母混合發酵，將木聚糖降解而成的低聚木糖或木糖等糖類物質與外加的無機氮物質一起，經酵母同化而轉化成菌體蛋白，從而提高飼用脫脂米糠的粗蛋白含量。
6、進一步地，所述乳酸菌包括植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌中的一種或多種。
7、乳酸菌在飼料發酵中的作用不僅能調節適宜酶解的ph范圍，促進脫脂米糠中的纖維物質木聚糖的分解，還能抵抗外源細菌的污染。對于未經高溫滅菌處理的原料來說，防止細菌污染特別重要，這有利發酵過程的順利進行。此外，存在于產品中乳酸菌還有助于調節動物腸道菌群平衡。一般用于飼料發酵的乳酸菌有乳酸桿菌、保加利亞乳桿菌、植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌等等，本專利技術通過篩選實驗驗證了幾種乳桿菌和馬克斯克魯維酵母組合發酵時對脫脂米糠中的蛋白質含量的影響，結果發現干酪乳桿菌表現出適宜的產酸能力和抗氧化特性，而其他乳桿菌如嗜酸乳桿菌和干酪乳桿菌嚴格厭氧，生長不好，產酸效果差，因此優選干酪乳桿菌。
8、進一步地，所述乳酸菌包括干酪乳桿菌。
9、在一些方式中，本專利技術使用干酪乳桿菌菌粉進行發酵，由于市場上的干酪乳桿菌菌劑商品極為豐富，使用商品菌粉便宜、方便，不需要生產前的復雜準備工作，大大簡化了發酵生產工藝。
10、進一步地，所述酵母菌包括馬克斯克魯維酵母、產朊假絲酵母、熱帶假絲酵母、威克漢姆異常酵母中的一種或多種。
11、木糖是單胃動物比較難吸收利用的五碳糖，自然界中某本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種提高飼用脫脂米糠粗蛋白含量的生產方法，其特征在于，所述方法先利用乳酸菌進行預處理，再通過酵母菌進行發酵處理。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述乳酸菌包括植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌中的一種或多種。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述乳酸菌包括干酪乳桿菌。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述酵母菌包括馬克斯克魯維酵母、產朊假絲酵母、熱帶假絲酵母、威克漢姆異常酵母中的一種或多種。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述酵母菌包括馬克斯克魯維酵母。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，包括以下步驟：
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中菌酶聯合預處理的保溫發酵溫度為35～37℃。
8.一種乳酸菌用于制備降低脫脂米糠的pH值的試劑的用途，其特征在于，所述乳酸菌包括植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌中一種或多種。
9.一種酵母菌用于制備提高脫脂米糠粗蛋白含量的試劑的用途，其特征在于，所述酵母菌包括馬克斯克魯維酵母、產朊假
10.如權利要求9所述的用途，其特征在于，所述酵母菌包括馬克斯克魯維酵母。
...【技術特征摘要】
1.一種提高飼用脫脂米糠粗蛋白含量的生產方法，其特征在于，所述方法先利用乳酸菌進行預處理，再通過酵母菌進行發酵處理。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述乳酸菌包括植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌中的一種或多種。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述乳酸菌包括干酪乳桿菌。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述酵母菌包括馬克斯克魯維酵母、產朊假絲酵母、熱帶假絲酵母、威克漢姆異常酵母中的一種或多種。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述酵母菌包括馬克斯克魯維酵母。
6.如權...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李孝輝，付浩，陳潔，皮雄娥，王彬，陳巧云，陳凱，王曉燕，裘丞軍，袁璐，
申請(專利權)人：浙江省農業科學院，
類型：發明
國別省市：
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