利用米曲霉和em菌混合發(fā)酵生產(chǎn)發(fā)酵豆粕的工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種發(fā)酵豆柏生產(chǎn)工藝，具體地說(shuō)是一種利用米曲霉和EM菌混合發(fā) 酵生產(chǎn)發(fā)酵豆柏的工藝，屬于發(fā)酵豆柏生產(chǎn)工藝領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 豆柏是大豆提取豆油后所得的一種副產(chǎn)品，是一種營(yíng)養(yǎng)豐富、營(yíng)養(yǎng)成分種類(lèi)齊全、 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量均衡的植物性蛋白飼料源。豆柏蛋白質(zhì)含量高，特別是水溶性蛋白質(zhì)占了豆 柏中蛋白質(zhì)的大部分，由于這些水溶性蛋白質(zhì)分子量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如果直接將豆柏用于飼 養(yǎng)動(dòng)物，豆柏中的蛋白質(zhì)被吸收利用的百分率不高，這樣就造成豆柏資源的大量浪費(fèi)，從而 提高了飼養(yǎng)成本。根據(jù)多年來(lái)利用酶解法制備豆柏飼料的實(shí)際生產(chǎn)情況可知，酶解法存在 的限制因素也很多，用于酶解法的酶的種類(lèi)少，這樣就大大限制了豆柏飼料業(yè)的發(fā)展。另 外，用于水解反應(yīng)的蛋白酶的種類(lèi)少，這樣就不能很好的降解大豆蛋白，制取的大豆肽苦味 不能從根本脫除，從而影響飼料口感，在進(jìn)行動(dòng)物飼養(yǎng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致被飼養(yǎng)動(dòng)物攝食量大大 降低。與酶解法相比，微生物發(fā)酵法具有縮短發(fā)酵周期，降低豆柏飼料的生產(chǎn)成本等優(yōu)點(diǎn)， 具有廣闊的發(fā)展前景。固態(tài)發(fā)酵法可以實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模生產(chǎn)，制備豆柏飼料的生產(chǎn)成本明顯 降低，固態(tài)發(fā)酵過(guò)程中基本無(wú)對(duì)環(huán)境造成污染的廢物產(chǎn)生。因此，固態(tài)發(fā)酵法在飼料加工業(yè) 中將占據(jù)越來(lái)越重要的位置。
[0003] 目前發(fā)酵豆柏的研宄還存在一些問(wèn)題，主要包括以下幾個(gè)方面： (1) 發(fā)酵豆柏營(yíng)養(yǎng)特性的研宄還不夠全面； (2) 發(fā)酵豆柏對(duì)動(dòng)物產(chǎn)生積極作用的機(jī)理還不清楚； (3) 不同發(fā)酵菌種和發(fā)酵條件下產(chǎn)生的發(fā)酵豆柏質(zhì)量差異很大，因此，優(yōu)良的發(fā)酵菌種 和適宜的發(fā)酵條件還有待進(jìn)一步研宄和探討； (4) 發(fā)酵豆柏的工業(yè)化生產(chǎn)需要具備較高的技術(shù)水準(zhǔn)、嚴(yán)格的工藝規(guī)范、優(yōu)良的菌種以 及完善的工藝設(shè)備和配套設(shè)施，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性； (5) 發(fā)酵豆柏是以植物蛋白為原料的產(chǎn)品，其氨基酸組成和含量與優(yōu)質(zhì)進(jìn)口魚(yú)粉仍有 一定的差距，其代替魚(yú)粉的比例還不能過(guò)高。在以后的研宄中，應(yīng)從改善工藝、調(diào)整飼料配 方等方面提高產(chǎn)品品質(zhì)、降低飼料成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種利用米曲霉和EM菌混合發(fā)酵生產(chǎn)發(fā)酵豆 柏的工藝，以豆柏為主要原料，以米曲霉、EM菌混合發(fā)酵，通過(guò)微生物的發(fā)酵最大限度地消 除豆柏中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，有效地降解大豆蛋白為優(yōu)質(zhì)小肽蛋白源，并可產(chǎn)生益生菌、寡肽、 谷氨酸、乳酸、維生素、UGF (未知生長(zhǎng)因子）等活性物質(zhì)，具有提高適口性，改善營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消 化吸收，促進(jìn)生長(zhǎng)、減少腹瀉的功效。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案為： 利用米曲霉和EM菌混合發(fā)酵生產(chǎn)發(fā)酵豆柏的工藝，包括以下工藝步驟：米曲霉制曲、 混合接種、發(fā)酵和酶解、烘干和粉碎，具體操作如下： (1)米曲霉制曲：將豆柏、小麥粉和水按照重量比4 : 1 : 5的比例混合均勻，裝到旋 轉(zhuǎn)式蒸鍋中，于〇. 2MPa壓力下通蒸汽蒸煮15-20min，蒸完后物料達(dá)到熟而不黏、內(nèi)無(wú)生心 為佳；蒸料后物料溫度降到40°C時(shí)，水分含量為47%-51%，在物料溫度30°C -35°C之間接種 米曲霉UE336-2孢子粉，接種量為5%。，將接種后的物料運(yùn)至通風(fēng)曲池進(jìn)行厚層通風(fēng)制曲培 養(yǎng)，得到米曲霉成品曲； 具體培養(yǎng)步驟如下： 根據(jù)霉菌在曲料上的生長(zhǎng)變化，掌握溫度、風(fēng)量、時(shí)間和濕度，以提供適合霉菌生長(zhǎng)繁 殖條件，保證曲霉菌充分發(fā)育繁殖，分泌釀造必需的各種需要。
[0006] (a)孢子發(fā)芽階段：要嚴(yán)格掌握接種溫度和前期培養(yǎng)溫度，同時(shí)還要保持室內(nèi)濕度 和曲料含水量，使孢子盡快吸水發(fā)芽。發(fā)芽溫度控制在30~32°C，促使曲霉發(fā)芽，并盡量縮 短曲霉發(fā)芽時(shí)問(wèn)，使之迅速生長(zhǎng)繁殖，造成生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，對(duì)雜菌可起抑制作用； (b)菌絲生長(zhǎng)階段：菌絲生長(zhǎng)期的前期，霉菌剛剛生成幼嫩菌絲，呼吸不旺，產(chǎn)熱量少， 要注意用室內(nèi)循環(huán)風(fēng)，以防溫差過(guò)大，用小風(fēng)量、時(shí)間長(zhǎng)、均勻吹透，待曲池上、中、下品溫一 致后再停風(fēng)，并保持曲池各處溫度平衡，品溫降到31°C左右既停止； 隨著品溫上升速率加快通風(fēng)量逐漸增大，在接種后11~12h，由于米曲霉菌絲生長(zhǎng)量 增加，曲料開(kāi)始接塊。通風(fēng)阻力增加，品溫上升很快，隨著時(shí)間推移，出現(xiàn)上層高下層低現(xiàn) 象，雖然連續(xù)通風(fēng)，品溫仍有上升趨勢(shì)，此時(shí)進(jìn)行第一次翻曲。翻曲的目的是使曲料疏松，減 少通風(fēng)阻力，保持正常品溫，補(bǔ)充新鮮氧氣。
[0007] (c)菌絲繁殖階段：菌絲繁殖期菌絲發(fā)育更加旺盛，品溫上升極為迅速。此時(shí)必須 連續(xù)通風(fēng)，必要時(shí)打開(kāi)冷風(fēng)口，嚴(yán)格控制品溫在34~35°C左右，加大通風(fēng)量，供給足夠的氧 氣。至接種后17h左右，曲料面層產(chǎn)生裂縫跡象，品溫控制不住，此時(shí)應(yīng)進(jìn)行第二次翻曲，再 次翻松曲料，消除裂縫，防止漏風(fēng)，降低品溫； (d)孢子著生階段：此階段品溫開(kāi)始下降，隨著時(shí)間推移，孢子逐漸成熟，使曲料呈現(xiàn)淡 黃色直至嫩黃綠色。此時(shí)仍需連續(xù)通風(fēng)，維持品溫在30~34°C。此條件下繼續(xù)培養(yǎng)至36h， 此時(shí)制曲完畢。
[0008] 最終得到的成品曲呈灰綠色、水分含量35%-38%之間，將成品曲運(yùn)至通風(fēng)陰涼干 燥的車(chē)間進(jìn)行降溫、排潮，使成品曲水分含量13%以下時(shí)裝包備用。
[0009] (2)混合接種：將豆柏、米曲霉成品曲、EM菌、水四種物料按照重量比20 : I : 1 : 20的比例混合均勻； (3) 發(fā)酵：將步驟（2)混合后的物料運(yùn)至室溫控制在35°C -40°C之間的發(fā)酵車(chē)間的發(fā)酵 池內(nèi)進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵時(shí)間為120h ; (4) 烘干：將步驟（3)發(fā)酵完成后運(yùn)至履帶烘干設(shè)備進(jìn)行烘干，要求進(jìn)風(fēng)口溫度160°C， 出風(fēng)口控制溫度80°C，烘干后物料水分控制在11%_12%之間； (5) 粉碎：將步驟（4)烘干后的發(fā)酵豆柏進(jìn)入微粉磨進(jìn)行粉碎得到發(fā)酵豆柏成品。
[0010] 其中，米曲霉（Asp. oryzae) UE336-2廣泛分布于糧食、發(fā)酵食品、腐敗有機(jī)物和土 壤等處。初呈白色、黃色，后轉(zhuǎn)黃褐色至淡綠褐色，背面無(wú)色，是我國(guó)傳統(tǒng)釀造食品醬和醬油 的生產(chǎn)菌種，也可生產(chǎn)淀粉酶、蛋白酶、果膠酶和曲酸等。
[0011] EM菌（EffectiveMicroorganisms)為有效微生物群的英文縮寫(xiě)，也被稱(chēng)作EM技 術(shù)。它是由光合細(xì)菌、乳酸菌、酵母菌、芽孢桿菌、醋酸菌、雙歧桿菌、放線菌七大類(lèi)微生物中 的10屬80種微生物共生共榮，這些微生物能非常有效地分解有機(jī)物。EM是目前世界上應(yīng) 用范圍最大的一項(xiàng)生物工程技術(shù)，只要使用恰當(dāng)，它就會(huì)與所到之處的良性力量迅速結(jié)合， 產(chǎn)生抗氧化物質(zhì)，消除氧化物質(zhì)，消除腐敗，抑制病原菌，形成良好的生態(tài)環(huán)境。
[0012] 發(fā)酵前期米曲霉充分利用物料中的氧氣進(jìn)行好氧發(fā)酵，米曲霉生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中分 泌產(chǎn)生豐富的中性蛋白酶、堿性蛋白酶、植酸酶、淀粉酶、果膠酶等酶系；發(fā)酵后期EM菌在 兼性厭氧環(huán)境下生產(chǎn)繁殖過(guò)程中分泌產(chǎn)生纖維素酶、菌體蛋白和乳酸等有機(jī)酸；在發(fā)酵過(guò) 程中各種酶作用于豆柏，將豆柏中的長(zhǎng)鏈蛋白質(zhì)酶解為1000道爾頓以下的短鏈小肽類(lèi)和 游離氨基酸，同時(shí)纖維素酶能降解豆柏中的纖維素，在生產(chǎn)過(guò)程中先對(duì)米曲霉進(jìn)行制曲培 養(yǎng)后再使用。
[0013] 發(fā)酵豆柏從動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)角度具有較均勻衡的氨基酸分布，去除多種抗?fàn)I養(yǎng)因子， 同時(shí)產(chǎn)生微生物蛋白質(zhì)，豐富并平衡豆柏中的蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)水平。因富含益生菌、酶制劑、肽 等成分，豐富的生物酶系，富含多種消化酶和維生素，易吸收，促生長(zhǎng)等特點(diǎn)。增加腸道內(nèi)不 能生存的微生物種群，將動(dòng)物不能利用的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為動(dòng)物能利用的營(yíng)養(yǎng)素，提高營(yíng)養(yǎng)素的 處理效率，使原來(lái)有限的腸道內(nèi)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(yíng)養(yǎng)素，最終改善豆柏的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，提高飼料效率。是取代魚(yú)粉、血漿蛋白粉、乳清粉 等昂貴蛋白質(zhì)飼料原料，有效降低飼料成本，提升飼料質(zhì)量品質(zhì)的新型蛋白質(zhì)飼料原料。飼 喂經(jīng)驗(yàn)證明發(fā)酵豆柏具有催乳、促生長(zhǎng)、抗應(yīng)激等多重功效，是高檔乳豬料、水產(chǎn)料、畜禽料 的首選優(yōu)質(zhì)理想植物蛋白源飼料。采用復(fù)合微生物發(fā)酵法處理生豆柏，相對(duì)物理、化學(xué)、作 物育種等方法具有成本低、無(wú)化學(xué)殘留、應(yīng)用較安全，對(duì)飼料營(yíng)養(yǎng)成分的影響較小，且能使 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)更易被動(dòng)物吸收等優(yōu)點(diǎn)，是目前減少抗?fàn)I養(yǎng)因子的影響、提高豆柏蛋白質(zhì)的消化 作用率的有效方法。
[0014] (1)無(wú)抗原和抗?fàn)I養(yǎng)因子經(jīng)微生物發(fā)酵處理后，原有的脲酶、胰蛋白酶抑制因子、 凝血素、大豆球蛋白、e -伴球蛋白、植酸等抗?fàn)I養(yǎng)因子被充分凈化，有利于維持腸道組織 結(jié)構(gòu)，促進(jìn)免疫功能，提高動(dòng)物生產(chǎn)性能； (2) 酸溶蛋白和游離氨基酸含量高，小肽（MWlOOODalton以下）含量占總蛋白的40%以 上；研宄表明蛋白質(zhì)在消化道的降解產(chǎn)物大部分是以小肽被吸收，因而在日糧中添加本品 可以提高蛋白消化吸收利用率達(dá)95%以上，大大促進(jìn)氮以肽的形式吸收，提高飼料氮在體 內(nèi)沉積，小肽在腸道中容易和礦物元素結(jié)合成可溶性的螯合物而促進(jìn)Ca、P、Cu、Zn、Fe、Mn、 I、Se、Co等的吸收，促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)； (3) 豐