再谈发酵豆粕

007畜牧 · 发表于 2013-10-12 09:47:48

   发酵豆粕指利用有益微生物发酵低值豆粕，去除多种抗营养因子，同时产生微生物蛋白质，丰富并平衡豆粕中的蛋白质营养水平，最终改善豆粕的营养品质，提高饲料效率。发酵豆粕含益生菌、酶制剂、肽等功能成分。
　　生物发酵法处理生豆粕，相对物理、化学、作物育种等方法具有成本低、无化学残留，应用较安全；对饲料营养成分的影响较小，且能使营养物质更易被动物吸收等优点。是目前减少抗营养因子的影响，提高豆粕蛋白质的消化利用率的有效方法。发酵豆粕已成为豆粕开发生产的热点。
发酵工艺

　　豆粕发酵技术
　　发酵方式：固态；复合；联合；混菌；多菌
　　发酵菌种：霉菌；酵母；细菌
　　发酵目的：
　　（1）营养目的：降解蛋白质，增加有益AA和肽类物质；平衡AA；减少抗营养因子；提高原料利用率
　　（2）安全目的：饲料用抗生素替代技术的物质基础
　　（3）安全+营养目的：多功能添加剂——益生菌/复合酶/抗氧化成分/酵母培养物/发酵混合物/未知生长因子
　　（4）原料目的：优质乳猪料蛋白原料/替代鱼粉
　　豆粕发酵的两个阶段
　　好氧发酵:在发酵前期采用好氧发酵,促使芽孢杆菌、酵母菌等好氧微生物繁殖生长,同时芽孢杆菌、酵母菌分泌产生大量酶类、维生素等活性产物促进乳酸菌的生长。
　　厌氧发酵:后期的厌氧发酵,促进乳酸菌的增殖,由于乳酸菌属厌氧菌,在无氧条件下产生大量乳酸。微生物在无氧条件下发生强制自溶,细胞中的胞内酶及其他生物活性成分分泌出来。厌氧发酵时蛋白酶发生酶解反应,并产生香味物质。
　　豆粕发酵主要功能：
　　增加肠道内不能生存的微生物种群，将动物不能利用的物质转化为动物能利用的营养素；
　　提高抗营养素的处理效率，使原来有限的肠道内部处理能力在体外人工条件控制下大幅度提高；
　　增加微生物源性营养素。
　　微生物发酵法是降解豆粕中抗营养因子的主要途径
　　发酵过程微生物的大量繁殖消耗利用非蛋白类抗营养因子(如植酸、低聚糖、致甲状腺肿素等)，
　　微生物会分泌一些蛋白酶对豆粕中的蛋白类抗营养因子进行降解(如大豆抗原蛋白、胰蛋白酶抑制剂、大豆凝集素、脲酶、脂肪氧化酶)。
　　影响发酵豆粕的三个因素
　　所采用的发酵剂。就是用来发酵的微生物菌种。使用不同的微生物发酵，其代谢功能不同，产品的质量也必然有所不同。
　　发酵工艺，如浅层发酵、深层发酵、批次式发酵或连续式发酵；
　　发酵容器(发酵容器与发酵工艺相适应)
　　发酵工艺
　　浅层发酵: 浅层发酵的发酵物料厚度一般在5 cm以下，适用于纯好氧发酵。由于物料的厚度对物料的通气性能有影响，物料厚度高不利于氧气的扩散。由于浅层发酵需要大量发酵面积，只能采用浅盘架式生产，因此，难以机械化生产，大多数采用手工操作。
　　深层发酵: 深层发酵的物料一般在3Ocm以上，有的高达100 cm以上，主要适用前期好氧、中后期兼性厌氧发酵，因此适用于复合菌种、曲种发酵。
　　发酵豆粕各项指标检测方法与标准
　　1、水份、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、灰份、钙和磷的分析方法全部采用国标法。
　　2、总有机酸测定采用氢氧化钠滴定的方法和乳酸测定采用气象色谱。
　　3、pH的测定采用玻璃电极pHS-3C型pH计测定。
　　4、可溶蛋白的测定方法
　　5、小肽含量的测定
　　水份的测定
　　水份测定直接参见国标
　　测定完水分后的样品需要测定其中的总有机酸的含量，其数值为A，并计算有机酸的挥发量。
　　水份含量的计算时应当扣除这部分有机酸的挥发量，否则会出现水分超标现象。
　　总有机酸检测
　　试剂：NaOH标准溶液（邻苯二甲酸氢钾标定），酚酞指示剂
　　仪器:磁力搅拌器离心机
　　方法：
　　（1）取发酵后鲜样品15g 置于150ml烧杯中加入溶于100ml去离子水，在磁力搅拌器上浸提30min。
　　（2）取部分浸提样离心10min(3000r/min)。
　　（3）取上清液15ml, 加30ml去离子水稀释（以消除底色的影响），加酚酞指示剂四滴，用0.1molNaOH标准溶液滴定，并记录到终点消耗NaOH体积。（终点到溶液呈现粉红）
　　计算
　　乳酸（％）＝N(NaOH)×V(NaOH) ×0.09008/15×115/15g
　　N(NaOH):NaOH标准溶液的浓度；
　　V(NaOH) ：消耗NaOH标准溶液体积；
　　0.09008：乳酸的毫克当量。
　　0.1mol氢氧化钠的配制与标定
　　1、配制：称取9.6g氢氧化钠，溶于100ml水中，摇匀，注入聚乙烯容器中，密闭放置至溶液清亮。用塑料管虹吸5ml的上清液，注入2000ml无二氧化碳水中(将去离子水煮沸5分后冷却)，摇匀。
　　2、标定
　　称取0.67g于105~110℃烘至恒重的基准的邻苯二甲酸氢钾，准确至0.0001g，溶于50ml的无二氧化碳水中，加4滴酚酞指示剂（0.1％），用配制好的氢氧化钠溶液滴定至溶液呈粉红色，同时作空白试验。
　　3、计算
　　氢氧化钠标准溶液的浓度按下式计算
　　c（NaOH）=m/（V1-V2）×0.2042
　　式中       c（NaOH）--氢氧化钠标准溶液之物质的量的浓度，mol/l；
　　V1--滴定用邻苯二甲酸氢钾之用量，ml；
　　V0--空白试验氢氧化钠溶液之用量，ml；
　　m--邻苯二甲氢钾之质量，g；
　　    0.2042--与1.00ml氢氧化钠标准液[c（NaOH）=1.000mol/l]相当的以克表示的邻苯二甲氢钾之用量。
　　0.1％酚酞指示剂的配制：称取1.000克酚酞，溶解与100ml95％的试剂酒精中，混匀即得。
　　乳酸测定
　　称取样品10g与50ml的烧杯中，移取30ml去离子水，在磁力搅拌器上搅拌30min，在3000r/min离心10min，取上清液利用气相色谱或液相色谱测定乳酸含量。
　　pH的测定
　　称取样品10g与50ml的烧杯中，移取15ml去离子水，搅拌30min，用 pHS-3C型pH计测定溶液的pH值。或者用精密pH试纸测试。
　　可溶性蛋白的测定
　　根据AOCSBa11-65测定蛋白质溶解指数的方法
　　称取20g样品于300ml的匀浆杯中、量取50ml 37＋1℃的去离子水于匀浆杯中，将匀浆杯放在37℃的水浴中，浸泡搅拌5min，在内切式组织匀浆机上匀浆10min，从匀浆杯中取出浆液移入600ml烧杯中，待浆液分层后，移出40ml上清液注入50ml离心管中，并在2700r/min的转速下离心10min，移取15ml上清液于凯氏烧瓶中，测定上清液中蛋白质含量和样品总蛋白含量，计算溶解可溶性蛋白质的数量。
　　小肽含量测定方法
　　三氯乙酸（TCA）法
　　三氯乙酸法的原理是利用大分子的蛋白质在TCA溶液中沉淀，除去酸不溶蛋白质，然后测定酸溶蛋白含量。国外大量资料表明在蛋白质酶水解的研究中测定水解度，通常在酶解液中加入TCA溶液，是为水解的大分子蛋白质沉淀，而与小分子的酸溶蛋白成分，即肽类和FAA离开，测定酸溶蛋白占总蛋白的含量，求得水解度，即酸溶蛋白占总蛋白的百分比。
　　粗蛋白≥50％    小肽（1000d以下）≥10％
　　乳酸≥3.5％    水分≤10％
　　钙 0.5－0.54％总磷≥0.74％
　　/gm益生菌≥20亿/克蛋白酶≥150
　　粗脂肪≤5.0％    粗纤维≤3.0％
　　无氮浸出物≤28％  粗灰分≤6.0％
　　猪消化能（kcal/kg）3980
　　猪代谢能（kcal/kg）3600
　　猪净能（kcal/kg）2320
　　禽代谢能（kcal/kg）2570
　　鱼消化能（kcal/kg）3200
　　奶牛净能（kcal/kg）1090
　　项目
　　含量
　　天门冬氨酸Asp 5.42%
　　赖氨酸Lys       3.03%
　　蛋氨酸Met       0.65%
　　苏氨酸Thr       2.05%
　　精氨酸Arg       3.50%
　　甘氨酸Gly       2.25%
　　丝氨酸Ser       2.43%
　　异亮氨酸Ile       2.21%
　　苯丙氨酸Phe       2.37%
　　缬氨酸Val       2.36%
　　组氨酸His       1.24%
　　谷氨酸Glu       9.84%
　　丙氨酸Ala       2.30%
　　脯氨酸Pro       2.04%
　　色氨酸Trp       0.50%
　　亮氨酸Leu       3.76%

发酵豆粕与普通豆粕、膨化豆粕比较

项目/种类	豆粕	膨化大豆	发酵豆粕
工艺	压榨/浸提	热加工	发酵、酶解
粗蛋白%	44	36	50
粗纤维%	6-7	5	5
粗灰分%	6.5	5	6
酸碱度	7.0	7.0	4.0-4.8
细胞壁破裂	没有破壁	部分破壁	100%破壁
小分子蛋白含量%	11.0	9.0	22
胰蛋白酶抑制剂	5-10mg/Kg	5-20mg/Kg	1mg/Kg
脲酶mg/Kg	0.4	/	<0.02
棉子糖水苏四糖	12-15	9-12	<0.05
大豆球蛋白ppm	高	高	<10
半球蛋白ppm	高	高	<1
外源凝集素ppm	100-300	100-300	<1
气味	豆腥味	豆腥味	发酵香味
颗粒度	大颗粒	大颗粒	细粉
流散性	中等	不好	佳