蛋白质饲料

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1、新型蛋白饲料的工业生产研究与应用XXX农学与生物技术学院09 生物技术 20090063摘 要 ：本文将就目前蛋白饲料的研究与生产情况做一定的论述，并将其原理与生产流程和在生产过程中的各种影响因素做出阐述，以及发酵生产蛋白饲料的菌种类群和对发酵设备的要求具体说明。本文还 将说明蛋白饲料在国计民生中具有的重要地位以及重要作用。国内目前生产水平还落后发达国家，因此加 大研究与生产力度十分迫切，以下就将目前的进展进行叙述。关键词： 蛋白饲料 生物发酵 霉菌I */ I11前 言：饲料和粮食生产一直是我国国民经济的薄弱环节。由于受人口增长、 耕地减少和肉食品消费增加的影响，我国粮食供需平衡十分脆弱。我

2、国人均占有 粮食一直在 400kg 以下，其中粮食总产量的 40%左右用于饲料生产 1 。发展高效 饲料工业，提高粮食向畜牧产品的转化效率和饲料利用率、开发新型饲料原料是 满足人民对肉、禽、鱼、蛋越来越大的需求量的最佳途径2。用生物技术特别是 微生物发酵技术来开发新型饲料资源、生产蛋白质饲料和新型添加剂越来越受到 人们的重视。特别是进入 21 世纪后，利用微生物生产的饲料蛋白、酶制剂、氨 基酸、维生素、抗生素和益生菌微生物制剂等饲料产品的使用使发酵工程技术在 饲料工业中得到了更广泛的应用。1 蛋白饲料发酵原理1.1 发酵机理微生物发酵饲料的原理是利用高活性微生物菌剂，主要有霉菌、酵母及细菌 的

3、一些类群，其一是利用霉菌分泌多种酶类，同时将饲料中纤维物质、淀粉及果 胶转化为各种糖类；其二是利用酵母和乳酸类细菌将饲料的某些成分进一步合成 营养价值较高或适口性较好的物质，如蛋白质、氨基酸、维生素、有机物酸、未 知促生长因子等3。1.2 发酵优势a、在高效分解因子的作用下，将粗纤维、木质素、长分子链，通过生物生 化的作用，把畜禽不能吸收的高分子碳水化合物转化成可吸收利用的低分碳水化 合物。b、发酵剂里的多种有益菌群能大量吸取畜禽难以利用的有机氮、无机氮， 使之转化成营养成份较高的菌体蛋白质。c、有益菌株在发酵中能产生大量蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶，纤维素分解酶 等。d、有益菌群在畜禽肠胃里，增强

4、了免疫力，减少疾病发生。2 蛋白饲料发酵方法（技术）到目前为止，国内外关于发酵饲料生产技术或生产工艺的内容主要包括以下 几种：2.1青储青储饲料研究历史很长，有专门论著，笔者在此不再赘述，有兴趣的读者可 以参考曹利军和韩鹏主编的“青储饲料标准化生产技术”，针对生产实际提出 了很好的技术方法，有很好参考价值。2.2、利用有机废水生产单细胞蛋白或蛋白原料这种技术主要是用于有机废水净化处理。有机废水主要来源于造纸、酒精、 氨基酸和有机酸工业所产生的废水。2.3固态好氧发酵生产饲料蛋白原料这种生产方式在上个世纪80-90年代很流行，在全国各地都有推广应用。其 中比较著名的是郭维烈先生倡导的微生物组合发

5、酵生产4320菌体蛋白，这种 技术充分利用了微生物间的相互作用（同生、互惠同生、共生、竞争和拮抗等多 种关系），原料不需要严格消毒就可以直接用于接种培养，从而极大地简化了生 产工艺，降低了生产成本。2.4固态厌氧发酵高活性生物饲料目前比较典型的固态厌氧发酵生物饲料的成功例子主要有二种：一种是适合 于养殖户自产自用的袋装发酵饲料；另一种是属于规模化流水线生产的袋装发酵 饲料。它们接种的微生物基本一致，主要有酵母菌、乳酸菌和芽抱杆菌。有氧发酵阶段：CHO + 6 O 6 CO + 6 HO6 12 6 2 2 2无氧发酵阶段：CH O 2 CO + 2 CHOH （乙醇）61262252.5可移动

6、发酵技术农业部饲料工业中心的微生物发酵饲料课题研究小组，联合北京市饲料监察 所、国家肉类综合研究中心和国内近20多家饲料生产企业，经过近8年的反复 试验，在总结吸收郭威烈先生6倡导的微生物组合发酵、传统的坛式泡菜发酵和 高分子硅胶膜气压自动平衡技术的基础上，发明了呼吸膜可移动式厌氧固态发酵 饲料生产技术。3 发酵菌种要求3.1 生产菌种选用基本原则3.1.1、安全性 菌体本身不产生有毒有害物质。 不会危害环境固有的生态平衡。3.1.2、有效性 菌体本身具有很好生长代谢活力，能有效地降解大分子和抗营养因子， 合成小肽和有机酸等小分子物质。 能保护和加强动物体微生物区系平衡，促进动物健康。3.2

7、常用菌种用于发酵工业的微生物主要包括细菌、放线菌、酵母菌和霉菌。饲料工业常 用的细菌包括有枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌、醋酸杆菌、地衣芽孢杆菌、纳豆芽孢 杆菌、蜡样芽孢杆菌等7。4 蛋白饲料的工业流程酸性蛋白酶种子+混合酵母种子I原料f培养基f灭菌f接种f混合固态发酵|36h质量检测f产品f干燥图1 新型蛋白饲料生产工艺流程图4.1 原料来源最常见的发酵原料主要包括薯类、籽实类、糠麸类、渣粕类（各种薯渣、玉 米渣、脚粉、柑橘渣、甜菜渣、某些草粉等）、饼粕类（如棉籽饼、菜籽饼、油 茶资饼、蓖麻饼等）， 还有秸杆类、粪便、及动物下脚料等。4.2 发酵分类第一类是固态发酵饲料， 就是利用微生物的发酵作用来

8、改变饲料原料的理 化性状， 或提高消化吸收率、延长贮存时间， 或变废为宝， 将秕壳残渣变为 饲料；第二类是利用微生物在液态基质中大量生长繁殖的菌体以及生产单细胞蛋白（SCP）如酵母饲料、细菌饲料，以及菌体蛋白（MBP）,如丝状真菌菌体、 食用菌菌丝体及光合细菌、微型藻饲料等8；第三类是利用现代化的微生物工程， 发酵积累微生物有用的中间代谢产物 或特殊代谢产物， 以此生产饲用氨基酸、酶制剂以及抗生素、维生素等；第四类是培养繁殖可以直接饲用的微生物，制备活菌制剂（又称微生态制剂、 益生素等）。5 主要影响因素温度1）ph 值2）温度3 ）填充物数量，种类4）设备6 混菌发酵生产富肽蛋白饲料工艺的研

9、究96.1 材料菌种：枯草芽孢杆菌和产朊假丝酵母 原料：豆粕 培养基：枯草芽胞杆菌用牛肉膏蛋白胨培养基；产朊假丝酵母用YEPD培养基。6.2 试验方法固态发酵方法6.3发酵过程中影响因素6.3.1培养时间对发酵性能的影响：2A 培养时间的确定（见表1）表1不同培典时间对发酵性能的影响项目培养时间（h）24364860T 匚 A-XS1(%)21.14 -J2.2233,92J5J4醇香味”亠+莉鼻氮味注:“+”代表发酵后的产品所带有的醇香味程度越多表示醇 香味越浓；代表发酵后的产品所带有的刺鼻氨味程度， 越多表示刺鼻氨味越浓从表1可以看出，随着发酵时间的增长，TCANSI的含量不断增大，当培养

10、 到36 h时，TCANSI的含量达到32. 22%。培养时间超过36 h后，虽然TCANSI 的含量还在继续增加，但醇香味在不断的减弱，刺鼻氨味在不断的增加，而且TCA NSI含量的增加量也很少，发酵60 h时.TCANSI的含量只比36 h时增加了 2. 92 % 。为了提高设备利用率，因此在以后的试验中选择培养时间为3 6 h。 6.3.2培养温度对发酵性能的影响：3()2510图2不 养温度因此度对发酵*时，TC的含量培养温择3O为从图2中可比较浓，基本Y 差分析，发酵温度对发酵性能的影响非常显著。站6.3.3基质初始含水率对发酵性能的影响而且醇香味据单因素方4030(碎二201510

11、目 加7PTIR 口 口 ZJ、于 口 J亠曰刀H ,15!-含量不断增力口 ,原料初始含水率为65%时TCANs I的含量最大，但比原料初始含水率为60%从图3中随着（寸发酵性STCANSI的含量只大了1.吗0%不大拌料水PH值对发酵性能的影响（见图3）。356.3.4 ph值影响所以搅拌水ph对发酵性能影响不大，因此可以直接选用自来水做为搅拌水，不再 调其ph.装料量对发酵性能影响。叹卩H值(拱二 SNIYOL6.3.5不填装料影响4035302t)15 -105从图5可以看当装料白质的降解性能的影响随着装料量的增2030405060程度逐渐增大：当装料量大于40 g时，随着装料量的增大，

12、蛋白质的降解程度逐#4- JJL d 渐减小；当装料量为40 g时，蛋解程度最大，表现为TCANS I的含量最高，因此，选择装料量为40g。通过单因素方差分析，装料量对发酵性能的影响显著。6.3.6采用响应面分析试验设计与结果见表2表2 响应面试验设计与结果序号X|发酵温度（七X2装料fi(g)忌原料初始含水率（）YTC 扎一!-1(25;-1(30)0(60)23.572-1(25；1(50：0(6022.8831(35)-1(30)0(60)32.03斗1J(50j0(60)20 J 250(30)-1(30)1(旳25.2460(30)-1(30；1(65)30.0670(30)K-Wj

13、23.93S0(30)1(528.1890(40)-1(55)T8.62101(35)讥40；-1(55)27.9111-1(25；0(40)心）25.49121(3.5)0(40)1(65)3.3,28130(30)0(40)0(60)33.30/40(30)0(40)Of 60!33.28150(30)0J4O30(60)31.C7这说明最佳发酵：发酵温度33C，装料量为40 g,原料初始含水率为62%, 在此条件下，通过验证试验测得产物中TCANSI含量为33. 61%。7 结论 通过单因素和响应面分析试验对发酵工艺条件进行了研究，选择接菌比 例（枯草芽胞杆菌：产朊假丝酵母）为3： 1,

14、发酵36 h。最佳发酵温度为33C，装 料量为40 g,原料初始含水率为62%，拌料水的pH值为自来水的自然pH值，在此 条件下测得三氯乙酸可溶性氮fcANS0含量达到33. 61%。 混菌发酵改善了豆粕的营养品质，发酵豆粕作为一种高蛋白的营养物质， 可以代替部分鱼粉，以降低水产养殖成本。7.1意义人们对微生物发酵饲料的逐渐认识，会慢慢的解决发酵饲料存在的问题，比 如设备简陋、发酵条件差， 发酵原料没有消毒或有的已经霉变， 发酵菌种的污 染等10。 随着当前饲料行业的蓬勃发展，饲料逐步向低药低残留发展， 畜禽、 水产品也渐渐迈向绿色产业革命，因此，生物饲料也必然成为大势所趋，也将使 微生物发酵饲料成为一种新型动物能源得到巨大发展，造福人类。致谢：感谢杜老师的关心与指导，让我们学业有所进步！参考文献1胜球，董小英，邹晓庭.饲用酸性蛋白酶研究及其应用J.饲料工业，2002, 23（3）： 14 16.2肖竞，孙建议，李卫芬.酸性蛋白酶及其在畜牧业中的应用J.营养研究，2003(3)： 2729.3 煌映.小肽吸收机制研究进展J.畜牧市场，2005(8)： 7678.4 胡稳奇，王磊，张志光，等.米曲霉A9005酸性蛋