再談發酵豆粕

007畜牧 · 發表于 2013-10-12 09:47:48

   發酵豆粕指利用有益微生物發酵低值豆粕，去除多種抗營養因子，同時產生微生物蛋白質，豐富并平衡豆粕中的蛋白質營養水平，最終改善豆粕的營養品質，提高飼料效率。發酵豆粕含益生菌、酶制劑、肽等功能成分。
　　生物發酵法處理生豆粕，相對物理、化學、作物育種等方法具有成本低、無化學殘留，應用較安全；對飼料營養成分的影響較小，且能使營養物質更易被動物吸收等優點。是目前減少抗營養因子的影響，提高豆粕蛋白質的消化利用率的有效方法。發酵豆粕已成為豆粕開發生產的熱點。
發酵工藝

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2013-10-12 09:48 上傳

　　豆粕發酵技術
　　發酵方式：固態；復合；聯合；混菌；多菌
　　發酵菌種：霉菌；酵母；細菌
　　發酵目的：
　　（1）營養目的：降解蛋白質，增加有益AA和肽類物質；平衡AA；減少抗營養因子；提高原料利用率
　　（2）安全目的：飼料用抗生素替代技術的物質基礎
　　（3）安全+營養目的：多功能添加劑——益生菌/復合酶/抗氧化成分/酵母培養物/發酵混合物/未知生長因子
　　（4）原料目的：優質乳豬料蛋白原料/替代魚粉
　　豆粕發酵的兩個階段
　　好氧發酵:在發酵前期采用好氧發酵,促使芽孢桿菌、酵母菌等好氧微生物繁殖生長,同時芽孢桿菌、酵母菌分泌產生大量酶類、維生素等活性產物促進乳酸菌的生長。
　　厭氧發酵:后期的厭氧發酵,促進乳酸菌的增殖,由于乳酸菌屬厭氧菌,在無氧條件下產生大量乳酸。微生物在無氧條件下發生強制自溶,細胞中的胞內酶及其他生物活性成分分泌出來。厭氧發酵時蛋白酶發生酶解反應,并產生香味物質。
　　豆粕發酵主要功能：
　　增加腸道內不能生存的微生物種群，將動物不能利用的物質轉化為動物能利用的營養素；
　　提高抗營養素的處理效率，使原來有限的腸道內部處理能力在體外人工條件控制下大幅度提高；
　　增加微生物源性營養素。
　　微生物發酵法是降解豆粕中抗營養因子的主要途徑
　　發酵過程微生物的大量繁殖消耗利用非蛋白類抗營養因子(如植酸、低聚糖、致甲狀腺腫素等)，
　　微生物會分泌一些蛋白酶對豆粕中的蛋白類抗營養因子進行降解(如大豆抗原蛋白、胰蛋白酶抑制劑、大豆凝集素、脲酶、脂肪氧化酶)。
　　影響發酵豆粕的三個因素
　　所采用的發酵劑。就是用來發酵的微生物菌種。使用不同的微生物發酵，其代謝功能不同，產品的質量也必然有所不同。
　　發酵工藝，如淺層發酵、深層發酵、批次式發酵或連續式發酵；
　　發酵容器(發酵容器與發酵工藝相適應)
　　發酵工藝
　　淺層發酵: 淺層發酵的發酵物料厚度一般在5 cm以下，適用于純好氧發酵。由于物料的厚度對物料的通氣性能有影響，物料厚度高不利于氧氣的擴散。由于淺層發酵需要大量發酵面積，只能采用淺盤架式生產，因此，難以機械化生產，大多數采用手工操作。
　　深層發酵: 深層發酵的物料一般在3Ocm以上，有的高達100 cm以上，主要適用前期好氧、中后期兼性厭氧發酵，因此適用于復合菌種、曲種發酵。
　　發酵豆粕各項指標檢測方法與標準
　　1、水份、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、灰份、鈣和磷的分析方法全部采用國標法。
　　2、總有機酸測定采用氫氧化鈉滴定的方法和乳酸測定采用氣象色譜。
　　3、pH的測定采用玻璃電極pHS-3C型pH計測定。
　　4、可溶蛋白的測定方法
　　5、小肽含量的測定
　　水份的測定
　　水份測定直接參見國標
　　測定完水分后的樣品需要測定其中的總有機酸的含量，其數值為A，并計算有機酸的揮發量。
　　水份含量的計算時應當扣除這部分有機酸的揮發量，否則會出現水分超標現象。
　　總有機酸檢測
　　試劑：NaOH標準溶液（鄰苯二甲酸氫鉀標定），酚酞指示劑
　　儀器:磁力攪拌器離心機
　　方法：
　　（1）取發酵后鮮樣品15g 置于150ml燒杯中加入溶于100ml去離子水，在磁力攪拌器上浸提30min。
　　（2）取部分浸提樣離心10min(3000r/min)。
　　（3）取上清液15ml, 加30ml去離子水稀釋（以消除底色的影響），加酚酞指示劑四滴，用0.1molNaOH標準溶液滴定，并記錄到終點消耗NaOH體積。（終點到溶液呈現粉紅）
　　計算
　　乳酸（％）＝N(NaOH)×V(NaOH) ×0.09008/15×115/15g
　　N(NaOH):NaOH標準溶液的濃度；
　　V(NaOH) ：消耗NaOH標準溶液體積；
　　0.09008：乳酸的毫克當量。
　　0.1mol氫氧化鈉的配制與標定
　　1、配制：稱取9.6g氫氧化鈉，溶于100ml水中，搖勻，注入聚乙烯容器中，密閉放置至溶液清亮。用塑料管虹吸5ml的上清液，注入2000ml無二氧化碳水中(將去離子水煮沸5分后冷卻)，搖勻。
　　2、標定
　　稱取0.67g于105~110℃烘至恒重的基準的鄰苯二甲酸氫鉀，準確至0.0001g，溶于50ml的無二氧化碳水中，加4滴酚酞指示劑（0.1％），用配制好的氫氧化鈉溶液滴定至溶液呈粉紅色，同時作空白試驗。
　　3、計算
　　氫氧化鈉標準溶液的濃度按下式計算
　　c（NaOH）=m/（V1-V2）×0.2042
　　式中       c（NaOH）--氫氧化鈉標準溶液之物質的量的濃度，mol/l；
　　V1--滴定用鄰苯二甲酸氫鉀之用量，ml；
　　V0--空白試驗氫氧化鈉溶液之用量，ml；
　　m--鄰苯二甲氫鉀之質量，g；
　　    0.2042--與1.00ml氫氧化鈉標準液[c（NaOH）=1.000mol/l]相當的以克表示的鄰苯二甲氫鉀之用量。
　　0.1％酚酞指示劑的配制：稱取1.000克酚酞，溶解與100ml95％的試劑酒精中，混勻即得。
　　乳酸測定
　　稱取樣品10g與50ml的燒杯中，移取30ml去離子水，在磁力攪拌器上攪拌30min，在3000r/min離心10min，取上清液利用氣相色譜或液相色譜測定乳酸含量。
　　pH的測定
　　稱取樣品10g與50ml的燒杯中，移取15ml去離子水，攪拌30min，用 pHS-3C型pH計測定溶液的pH值。或者用精密pH試紙測試。
　　可溶性蛋白的測定
　　根據AOCSBa11-65測定蛋白質溶解指數的方法
　　稱取20g樣品于300ml的勻漿杯中、量取50ml 37＋1℃的去離子水于勻漿杯中，將勻漿杯放在37℃的水浴中，浸泡攪拌5min，在內切式組織勻漿機上勻漿10min，從勻漿杯中取出漿液移入600ml燒杯中，待漿液分層后，移出40ml上清液注入50ml離心管中，并在2700r/min的轉速下離心10min，移取15ml上清液于凱氏燒瓶中，測定上清液中蛋白質含量和樣品總蛋白含量，計算溶解可溶性蛋白質的數量。
　　小肽含量測定方法
　　三氯乙酸（TCA）法
　　三氯乙酸法的原理是利用大分子的蛋白質在TCA溶液中沉淀，除去酸不溶蛋白質，然后測定酸溶蛋白含量。國外大量資料表明在蛋白質酶水解的研究中測定水解度，通常在酶解液中加入TCA溶液，是為水解的大分子蛋白質沉淀，而與小分子的酸溶蛋白成分，即肽類和FAA離開，測定酸溶蛋白占總蛋白的含量，求得水解度，即酸溶蛋白占總蛋白的百分比。
　　粗蛋白≥50％    小肽（1000d以下）≥10％
　　乳酸≥3.5％    水分≤10％
　　鈣 0.5－0.54％總磷≥0.74％
　　/gm益生菌≥20億/克蛋白酶≥150
　　粗脂肪≤5.0％    粗纖維≤3.0％
　　無氮浸出物≤28％  粗灰分≤6.0％
　　豬消化能（kcal/kg）3980
　　豬代謝能（kcal/kg）3600
　　豬凈能（kcal/kg）2320
　　禽代謝能（kcal/kg）2570
　　魚消化能（kcal/kg）3200
　　奶牛凈能（kcal/kg）1090
　　項目
　　含量
　　天門冬氨酸Asp 5.42%
　　賴氨酸Lys       3.03%
　　蛋氨酸Met       0.65%
　　蘇氨酸Thr       2.05%
　　精氨酸Arg       3.50%
　　甘氨酸Gly       2.25%
　　絲氨酸Ser       2.43%
　　異亮氨酸Ile       2.21%
　　苯丙氨酸Phe       2.37%
　　纈氨酸Val       2.36%
　　組氨酸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%

發酵豆粕與普通豆粕、膨化豆粕比較

項目/種類	豆粕	膨化大豆	發酵豆粕
工藝	壓榨/浸提	熱加工	發酵、酶解
粗蛋白%	44	36	50
粗纖維%	6-7	5	5
粗灰分%	6.5	5	6
酸堿度	7.0	7.0	4.0-4.8
細胞壁破裂	沒有破壁	部分破壁	100%破壁
小分子蛋白含量%	11.0	9.0	22
胰蛋白酶抑制劑	5-10mg/Kg	5-20mg/Kg	1mg/Kg
脲酶mg/Kg	0.4	/	<0.02
棉子糖水蘇四糖	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
氣味	豆腥味	豆腥味	發酵香味
顆粒度	大顆粒	大顆粒	細粉
流散性	中等	不好	佳