專利名稱：一種采用醬油渣制備的飼用酶制劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種飼用酶制劑，尤其涉及一種采用醬油渣制備的飼用酶制劑，本發明還涉及了該飼用酶制劑的制備方法。
背景技術：
我國是世界第一養殖大國，也是世界上第一生豬飼養大國，擁有世界上單胃動物最大生產量。生豬，尤其是幼豬在生長發育中要求有較高的能量和蛋白質，但是生豬的消化器官分泌的消化酶不足，消化能力差，使用飼用酶制劑的潛力很大。而幼豬消化系統發育不完善，其以蛋白酶和淀粉酶為主的消化性內源酶分泌不足，且日糧中含非淀粉多糖等抗營養因子，這些因素會影響幼豬的生產性能，特別是斷奶前后的仔豬處于各種應激(環境和營養等)狀態下，這一系列的因素都不同程度地影響仔豬的生產性能。因此，如果在豬的日糧中通過添加酶制劑，補充內源蛋白酶和淀粉酶，輔助分解日糧中的淀粉和蛋白，不但能降解日糧中的抗營養因子，而且還能有效地破壞玉米/大豆日糧中的植物細胞壁，使細胞內的營養物質如淀粉、蛋白質等釋放出來。且植物細胞壁被破壞后，纖維酶酶還分解可溶性纖維，降低植物纖維物質的吸水力和腸道內容物的黏度。在飼料用酶制劑通則(NY/T 722-2003)規定中，豬用復合酶制劑酸性蛋白酶活力大于100(T2500 U/g干基，纖維素酶活力大于100(T2500 U/g干基，而對糖化酶活力沒有具體的要求。這是因為高酶活的復合型酶制劑不但可以提高淀粉和蛋白質的消化率，提高動物采食量和飼料利用率，還能有效抑制腸道后段有害微生物的增殖，減輕和防止幼豬腹瀉，提高幼豬的生長速度和群體的整齊度。目前，飼料用酶有20多種，國內市場主要的酶制劑有淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶、 果膠酶、β —葡聚糖酶、植酸酶等。由于從動植物中提取酶的成本較高，目前飼用酶制劑都是由微生物發酵生產的。現有的利用微生物來生產飼用酶制劑的方法有兩種，一是固體發酵，一是液體發酵。兩種生產方式的優缺點及大致生產工藝流程如下表
表一固體發酵與液體發酵的優缺點生產方_定義缺點
(1〉培養基個單￡來源廣泛，多為便宜》夭然基質或工業生產前下腳利爾θ然《信做《源及能料。i
或利用清性底翁(2) 備簡單，生產或本低，嶽耗較難實現自動體交持物，其體系無水或低.浙得廳《萵》酶系完全。化.生產勞動
接近干無水的發酵過程。 (3)基潢含水量低，可大大減少生度大.產意不易主賽有淺盤式復酵靠厚爲化及應H 體積，不-賽進行廢水處擴大遣風發靜a,環境污染較小。
(4)發講過s不需《嚴格的無菌■ 作.盾處理如工方便。
<1)液體慕浮狀態憂i午多徵生ftf的 .....................................................................
S適生長環境。
(2)腳卿’默纖生難腳 …..產物《β插II)易千擴散，+使發W在
液律發酵解在水均JS或錄均^條件下進行》:優子檢^Sfm 1
■控制s易千擴大生產規模。
(3)液體輸送方便，易子機械化·— 4、作.
1(4)產晶易于提取糖制。 表二 固體發酵與液體發酵的生產流程
生產方法生產流程ι
.....因雌·—!兩#=面誅■憂麗=Si^i涵漏=涵= 麗藤—
_^碎一一夏紀__^測一^一成品
生產菌種一"《瓶液體菌^-imp——二綴#一一液體發酵罐菌體培養一"
掖體發講.表達——發醇液一一陶■膜過-―一濾液一一mm,濃縮苗體一一滅活處纏一 -JSfen0n—包裝一檢測一復ε磨處理一醜 1
由于飼料工業附加值低，飼料用酶無需精制，因此，國內復合酶制劑的生產一般采用固態發酵。目前，存在于飼用酶制劑生產的一大問題是酶的穩定性問題，就是飼料加工過程中酶活的損失。飼用酶制劑的化學本質是一類蛋白質，一般酶的最適溫度為35 50°C，最高不超過60°C。但是現有的飼用酶制劑生產工藝中通常使用高溫的干燥，有些企業使用的制粒工藝溫度甚至達到120°C，并伴有高濕和高壓，這都對酶制劑活性產生很大的影響，其中， 高濕會引起飼料中較高的水分活度，高壓會改變酶蛋白的空間結構而變形。醬油渣是醬油釀造中所產生的廢料，其由以下途徑得來(1)主要原料是黃豆與面粉經發酵、抽提醬油后會產生的廢渣；( 醬油生產過程中產生的主要副產物。由于我國的醬油產量大，所產生的醬油渣的量也非常大。通常，這些醬油渣都采用以下方式進行處理①作為廢料直接排放丟棄，但是醬油渣的食鹽含量高達1 20%，容易導致土壤鹽堿化，破壞生態環境；②將醬油渣直接作為動物飼料，但是醬油渣的動物適口性差，而且由于其食鹽含量高，長期飼喂或一次喂量過多，極易引起食鹽中毒，故沒經過脫鹽處理的醬油渣難以作為動物飼料的主料，它作飼料的消耗量相對于其產生量來說要小得多。因此，醬油渣大多數情況下被當成是難以處理的工業垃圾。醬油渣營養豐富，醬油發酵除了原料中的蛋白質、淀粉被部分利用以外，油脂、纖維、磷脂等其他營養成分，大部分都會留在醬油渣中。目前，醬油渣的綜合利用都集中在“脫鹽脫水后直接作為飼料”以及制成“蛋白飼料”這兩方面，但遺憾的是研究及報道的內容往往只局限于實驗室的研究階段。目前，我國能將醬油渣制備成酶制劑，并且形成產業化利用的企業幾乎沒有。在實驗室研究階段，由于試驗樣品量比較少，且配料、接種和發酵培養條件等都比較容易進行精確的控制，易于得到較好的發酵結果。但是若將實驗室研究的成果轉化為產業化生產時，由于配料、接種和發酵培養條件都不易做到精確控制，而且受到設備及生產條件的限制，不一定能夠得到預期的結果，往往所得的產品并不能具有預期的效果， 而且產品的成本非常高，因而，實驗室的研究成果并不是一定適合產業化，并獲得經濟收益的。

發明內容
本發明的目的之一旨在一種采用醬油渣制備的飼用酶制劑，該酶制劑具有較高的酸性蛋白酶活，糖化酶活和纖維素酶活，適合用作動物飼料。本發明的目的之二旨在提供上述采用醬油渣制備的飼用酶制劑的制備方法。本發明的第一個目的是通過以下技術方案來實現一種采用醬油渣制備的飼用酶制劑，其由以下方法制備而成
(1)配料以脫鹽脫水后的醬油渣為培養基的主要原料，添加用量為培養基總干重的 (Γ0. 25%的無機鹽，加水混勻制成曲料；
(2)蒸煮蒸煮曲料；
(3)接種在經蒸煮過的曲料中接種菌種，混合均勻成發酵物料；
(4)發酵發酵物料在^ 35°C溫度下發酵至成熟，即得飼用酶制劑。硫、磷、鈉等鹽參與細胞結構組成，并與能量轉移、細胞透性調節功能有關，而銅、 鐵等鹽一般是酶的輔因子，添加到曲料中促進發酵，并提高酶活，因此在本發明所述步驟 (1)無機鹽采用含硫、磷、鈉、銅和鐵的無機鹽，例如，可以選用硫酸鹽，如硫酸銅、硫酸鈉、硫酸鐵等等能夠為發酵提供磷、鈉、銅和鐵元素的硫酸鹽；還可以選用磷酸鹽，如磷酸鈉、磷酸氫鈉等能夠為發酵提供磷、鈉、銅和鐵元素的磷酸鹽。本發明所述的步驟(1)采用的脫鹽脫水醬油渣為醬油釀造工藝中抽提醬油后產生的廢渣或生產過程中產生的主要副產物經過脫鹽干燥處理所得，該醬油渣中含有13%以下的水分，鹽分小于8g/100g，優選地，該醬油渣為粉狀。本發明所述步驟(1)的培養基還包括輔料，此時，所述脫鹽脫水醬油渣占培養基總干重18飛0%。所述的輔料為豆渣、麩皮和面粉等中的一種或兩種以上的混合，即以脫鹽脫水醬油渣為主料，豆渣、麩皮和面粉等中的一種或兩種以上的混合。所述豆渣為經初壓榨的濕豆渣，豆渣水分約65%。本發明所述步驟(1)中，當脫鹽脫水醬油渣、豆渣、麩皮和面粉混合使用時，脫鹽脫水醬油渣、豆渣和麩皮之間的質量比為廣2: (Γ3: (Γ2，而所述面粉的用量為脫鹽脫水醬油渣、豆渣和麩皮總重量的2 5%。本發明所述步驟(1)中曲料的水分含量在45飛0%范圍內。本發明所述步驟O)的蒸煮時間為2(T30min。作為本發明的一個實施例，所述的步驟O)的蒸煮采用以下方式將曲料置于蒸煮鍋中，關閉鍋口，接排汽管，通入水蒸汽，至鍋口有水蒸汽排出時，關閉排汽口，升壓至 0.廣0. 15MPa，然后排汽至0 MPa，再升壓至0. 06 0. 08MPa，再排汽至0 MPa，打開鍋口，放料。不同菌種利用纖維素、淀粉以及產酶能力有所不同，經過篩選，本發明所述的步驟 (3)的菌種采用產朊假絲酵母、黑曲霉和米曲霉中的一種或兩種以上的混合。其中，優選黑曲霉、米曲霉、黑曲霉和產朊假絲酵母菌的混合菌，其中，黑曲霉和產朊假絲酵母的混合菌中兩種菌種之間的比例為1 1。本發明所述的步驟⑷的發酵時間在36 42小時；在培養期間，當曲料發白結塊時，要進行松曲，保持曲料疏松，以使曲料中有足夠的氧氣滿足菌種對氧氣的需要以及曲料散熱的要求。本發明所述的步驟(4)在厚層通風制曲池中進行，具體操作為將發酵物料送至厚層通風制曲池中，鋪成曲床，然后在^ 35°C溫度下通風發酵培養至成熟。若曲床鋪得過厚，不利于氧氣的流通、熱量的傳遞，易造成燒曲；若曲床鋪得過薄， 不利于保溫，不利于微生物生長和其他生化反應的進行，同時成本也比較高，因此，本發明所述曲床的厚度優選為22 32cm。飼用酶制劑中水分較高，容易腐壞，為增強其保存期限，需對飼用酶制劑進行干燥處理，因此，本發明中還包括步驟( 烘干即將經步驟(4)發酵后的得到的飼用酶制劑烘干。但是，酶是活性物質，受溫度影響較大，在干燥時不僅要使飼用酶制劑既可能盡量的保存其酶活力，又能迅速達到干燥的效果，因此，本發明所述的烘干的干燥溫度應控制在 40^50 0C之間，避免酶受高溫而失活。而作為本發明的一個優選實施方式，所述烘干采用以下方式將所述的飼用酶制劑置于曲池中，然后通入水蒸汽，以980piTl900pa風壓向曲池中持續通風，風量 650(T9000m7h，每隔15 25分鐘，進行排濕10 15分鐘，以控制干燥溫度在4(T50°C之間，直至飼用酶制劑中水分< 13%。本發明采用此種低溫干燥方式，有效保存了酶活，烘干后成品酶活比烘干前的減少小于5%，同時無需上流化床，減少了操作工序。
本發明還可以包括步驟(6)粉碎將烘干的飼用酶制劑粉碎成顆粒狀或粉末狀，得到飼用酶制劑成品。所述的顆粒狀的飼用酶制劑粒度為8(Γ100目。與現有技術相比，本發明具有以下有益效果
(1)本發明的飼用酶制劑水分< 13%，具有較高的酶活力，不僅符合飼料用酶制劑通則 (ΝΥ/Τ 722-2003)規定，而且其中的各種蛋白酶的酶活都遠遠高于飼料用酶制劑通則的規定。本發明的飼用酶制劑的基本指標酸性蛋白酶酶活> 1600U/g干基，糖化酶酶活彡1200U/g干基，纖維素酶酶活> 40000U/g干基，且6個月內的酶活保存率> 75%。指標最佳可達到酸性蛋白酶酶活> 2700U/g干基，糖化酶酶活> 2000U/g干基，纖維素酶酶活> 50000U/g干基，且6個月內的酶活保存率> 75%。(2)本發明以醬油渣配合其他植物原料發酵而成的飼用酶制劑，無毒副作用、不產生殘留、無抗藥性，是一種環保型的“綠色”飼料添加劑，有著十分廣闊的應用前景。(3)本發明采用的直接在制曲池中進行低溫干燥方式，有效保存了酶活，烘干后成品酶活比烘干前的減少小于5%，同時無需上流化床，減少了操作工序，簡化了生產工藝， 提高生產效率。(4)本發明針對頭油渣中所含成分的種類及其性質，選擇既可以產酶，又可以在醬油渣環境中生長的菌種，使之在醬油渣發酵中發揮更佳的發酵效果，不僅產酶量高，而且所得的飼用酶制劑具有較高的酶活力。本發明以產朊假絲酵母、白地霉、黑曲霉和米曲霉為例，分別接種于固體醬渣培養基中進行發酵。通過考察4種菌種的單一菌種發酵、組合菌種發酵、組合菌種二次發酵的酸性蛋白酶活、糖化酶活大小進行菌種復篩。菌種組合情況，見表三。培養基配方脫鹽脫水醬渣粉20g、豆渣60g、麩皮20g、面粉5g，硫酸銅0. Ig,混合均勻，自然PH值，含水量60%，接種量為培養基總重量的10%，在32°C下培養2天，然后測定成曲的酸性蛋白酶活力、糖化酶活大小，試驗結果，參見


圖1。表三菌種名稱與相應編號
權利要求
1.一種采用醬油渣制備的飼用酶制劑，其特征在于，由以下方法制備而成(1)配料以脫鹽脫水后的醬油渣為培養基的主要原料，添加用量為培養基總干重的 (Γ0. 25%的無機鹽，加水混勻制成曲料；(2)蒸煮蒸煮曲料；(3)接種在經蒸煮過的曲料中接種菌種，混合均勻成發酵物料；(4)發酵發酵物料在^ 35°C溫度下發酵至成熟，即得飼用酶制劑。
2.根據權利要求1所述的利用醬油渣制備的飼用酶制劑，其特征在于，所述步驟(1)原料還包括豆渣、麩皮和面粉中的一種或兩種以上的混合；所述步驟(1)中曲料的水分含量在45 60%范圍內；所述步驟O)的蒸煮時間為2(T30min。
3.根據權利要求2所述的利用醬油渣制備的飼用酶制劑，其特征在于，所述步驟(1)中所述培養基還包括輔料，所述的脫鹽脫水醬渣占培養基總干重的18飛0%。
4.根據權利要求2所述的利用醬油渣制備的飼用酶制劑，其特征在于，所述步驟(1)的培養基中，脫鹽脫水醬渣、豆渣和麩皮之間的質量比為廣2: (Γ3: (Γ2，而所述面粉的用量為脫鹽脫水醬渣、豆渣和麩皮總重量的2 5%。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的利用醬油渣制備的飼用酶制劑，其特征在于，所述的步驟(3)的菌種采用產朊假絲酵母、黑曲霉和米曲霉中的一種或兩種以上的混合。
6.根據權利要求5所述的利用醬油渣制備的飼用酶制劑，其特征在于，所述的步驟(3) 的菌種采用黑曲霉、米曲霉以及黑曲霉和產朊假絲酵母菌的混合菌。
7.根據權利要求6所述的利用醬油渣制備的飼用酶制劑，其特征在于，所述的步驟在厚層通風制曲池中進行，具體操作為將發酵物料送至厚層通風制曲池中，鋪成曲床，然后在^ 35°C溫度下通風發酵培養至成熟。
8.根據權利要求7所述的利用醬油渣制備的飼用酶制劑，其特征在于，所述的步驟的發酵時間在36、2小時。
9.根據權利要求8所述的利用醬油渣制備的飼用酶制劑，其特征在于，還包括步驟(5) 烘干將經步驟(4)發酵后的得到的飼用酶制劑在4(T50°C溫度下烘干。
10.根據權利要求8所述的利用醬油渣制備的飼用酶制劑，其特征在于，所述步驟(5)中的烘干采用以下方式將所述的飼用酶制劑置于曲池中，然后通入水蒸汽，以 980pa^l900pa風壓向曲池中持續通風，風量650(T9000m7h，每隔15 25分鐘進行排濕 1(Γ15分鐘，以控制干燥溫度在4(T50°C之間，直至飼用酶制劑中水分< 13%。
全文摘要
本發明公開了一種采用醬油渣制備的飼用酶制劑，其由以下方法制備而成(1)配料以脫鹽脫水后的醬油渣為培養基的主要原料，添加用量為培養基總干重的0~0.25%的無機鹽，加水混勻制成曲料；(2)蒸煮蒸煮曲料；(3)接種在經蒸煮過的曲料中接種菌種，混合均勻成發酵物料；(4)發酵發酵物料在28~35℃溫度下發酵至成熟，即得飼用酶制劑。該酶制劑具有較高的酸性蛋白酶活，糖化酶活和纖維素酶活，適合用作動物飼料。本發明還公開了該飼用酶制劑的制備方法。
文檔編號A23K1/165GK102524544SQ20121000283
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者劉占, 張慶宇, 李婕, 楊明泉, 樊瑞, 陳穗 申請人:廣東美味鮮調味食品有限公司