本發明涉及生物發酵領域，具體涉及一種茶渣發酵飼料的制備方法。
背景技術：
我國作為茶樹的起源地，是目前世界上最大的茶葉生產國之一，據報道，2015年我國茶樹種植面積為4316萬畝，茶葉總產量達220多萬噸。
茶渣是功能性茶飲料和茶單寧產業公司對茶葉進行浸提后產生的殘渣，據估計，僅茶飲料和速溶茶公司每年產生的茶渣就高達16萬噸，因其殘存較高含量的茶單寧，具有澀味，且含水量高，不易儲存，因此限制了其在畜牧業中的應用，基本被當作工業廢料拋棄，造成資源的巨大浪費。但茶渣中仍含有17％～19％粗蛋白質，16％～18％粗纖維，0.3％脂類和3％～5％果膠，氨基酸中賴氨酸和蛋氨酸的含量分別為1.5％～2％和0.5％～0.7％，是一種良好的飼料資源。因此利用茶渣生產飼料是一種既能開發飼料資源又能緩解環境污染的措施，但當前利用茶渣生產發酵飼料的發明并不多見，發明專利cn104472879a公開了一種利用黑曲霉、枯草芽孢桿菌、假絲酵母菌生產茶渣飼料添加劑的方法；發明專利cn103609852a公開了一種利用木霉、黑曲霉、米曲霉和酵母菌生產茶飼料的方法，上述兩個發明專利均對茶渣進行了綜合利用，但是在降解茶單寧、提高適口性以及對粗蛋白質含量的提高力度上均未有較大突破，所以將茶渣飼料化還需進一步研究。
技術實現要素：
本發明的目的在于針對現有技術的缺陷和不足，提供一種茶渣發酵飼料的制備方法，它可提高適口性和營養價值、減少資源浪費和環境污染，經微生物發酵后，茶渣中的茶單寧含量顯著降低、粗蛋白質含量得到極大提高，同時也增加了發酵茶渣中酶的含量。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種茶渣發酵飼料的制備方法，包括如下步驟：
(1)原料準備：茶渣原料經過曬或烘干至含水率達到7％～9％，備用；
(2)察氏液體培養基制備：稱取3.50g察氏培養基溶于100ml蒸餾水中，115～116℃高壓滅菌30min，冷卻備用；
(3)察氏固體培養基制備：稱取3.50g察氏培養基和1.5g瓊脂粉溶于100ml蒸餾水中，115～116℃高壓滅菌30min，趁熱倒入滅菌的培養皿中，凝固后備用；
(4)黑曲霉的活化及孢子液制備：將黑曲霉凍干粉溶于步驟(2)的培養基后，接種于步驟(3)的培養基上培養7d，待培養皿表面鋪滿孢子后，用步驟(2)的培養基沖洗孢子，獲得黑曲霉孢子懸液，用滅菌擦鏡紙過濾后，4℃條件下保存備用；
(5)接種量的計算：用血球計數板法調節步驟(4)的孢子懸液濃度為1.25×107個/ml，總接種量為培養基質量的百分比(v/m)，其中發酵培養基的含水量包含接入的菌液；
(6)發酵：稱取50g茶渣培養基于500ml錐形瓶中，倒入含有1.25×105～1.50×106個/g孢子液的純水，調節料水比為1:0.8～1.6，攪拌均勻后以八層無菌紗布封口，在27～39℃的培養箱中發酵4～9天，所述茶渣培養基內含有0～20％玉米粉；
(7)烘干：取步驟(6)制得的發酵茶渣曬或烘干至含水率為7％～9％，制得茶渣發酵料；
(8)包裝：取步驟(7)制得的茶渣發酵料進行避光防潮包裝。
優選地，步驟(1)中所述茶渣為生產紅茶、綠茶、白茶、烏龍茶、茉莉花茶等速溶茶后的殘渣，原料來自于速溶茶公司。
優選地，步驟(1)中，茶渣原料經過曬或烘干至含水率達到8％。
優選地，步驟(6)中料水比1:1.4、接種量1.00×106個/g、發酵溫度37℃、發酵時間8天。
本發明的技術效果是：
本發明提供的一種茶渣發酵飼料的制備方法，使茶渣粗蛋白質含量顯著提高，茶單寧含量顯著降低，不僅提高了茶渣的適口性和營養價值，減少資源浪費和環境污染，而且操作簡單，不需要對茶渣進行前處理，無需滅菌，對發酵設備要求不高。本發明通過發酵技術，提高了廉價原料的利用率，顯著降低了飼料成本，原料來源廣，提高了經濟效益。
具體實施方式
實施例1
一種茶渣發酵飼料的制備方法，包括如下步驟：
(1)原料準備：茶渣原料經過曬或烘干至含水率達到7％～9％，備用，所述茶渣為生產紅茶、綠茶、白茶、烏龍茶、茉莉花茶等速溶茶后的殘渣，原料來自于速溶茶公司；
(2)察氏液體培養基制備：稱取3.50g察氏培養基溶于100ml蒸餾水中，115-116℃高壓滅菌30min，冷卻備用；
(3)察氏固體培養基制備：稱取3.50g察氏培養基和1.5g瓊脂粉溶于100ml蒸餾水中，115～116℃高壓滅菌30min，趁熱倒入滅菌的培養皿中，凝固后備用；
(4)黑曲霉的活化及孢子液制備：將黑曲霉凍干粉溶于步驟(2)的培養基后，接種于步驟(3)的培養基上培養7天，待培養皿表面鋪滿孢子后，用步驟(2)的培養基沖洗孢子，獲得黑曲霉孢子懸液，用滅菌擦鏡紙過濾后，4℃條件下保存備用；
(5)接種量的計算：用血球計數板法調節步驟(4)的孢子懸液濃度為1.25×107個/ml，總接種量為培養基質量的百分比(v/m)，其中發酵培養基的含水量包含接入的菌液；
(6)發酵：稱取50g茶渣培養基于500ml錐形瓶中，倒入含有1.25×105～1.50×106個/g孢子液的純水，調節料水比為1:0.8～1.6，攪拌均勻后以八層無菌紗布封口，在27～39℃的培養箱中發酵4～9天，所述茶渣培養基內含有0～20％玉米粉；
(7)烘干：取步驟(6)制得的發酵茶渣曬或烘干至含水率為7％～9％，制得茶渣發酵料；
(8)包裝：取步驟(7)制得的茶渣發酵料進行避光防潮包裝。
其中，步驟(6)中，茶渣培養基指的是干料，其由玉米粉和茶渣組成，0～20％玉米粉指的是玉米粉占整個茶渣培養基總質量的0～20％。
采用上述方法制備的茶渣發酵飼料直接作為飼料原料配制成飼料。
申請人做了一系列實驗研究了玉米粉添加量、料水比、接種量、發酵溫度、發酵時間對發酵效果的影響，其結果如下：
1.玉米粉添加量對發酵效果的影響；
設置玉米粉添加量為0％、5％、10％、15％和20％，料水比為1︰1.0、接種量為1.50×106個/g、溫度30℃、發酵4d。
其中對照組與發酵組實驗條件的不同之處在于不進行發酵，其他條件相同。當原料配制好之后，取出一部分進行烘干測定，即為對照組的數據。
試驗結果見表1。
表1玉米粉添加量對茶渣營養價值的影響(干物質基礎)％
由表1可知，當玉米粉添加量為5％時，茶單寧含量降至最低，為2.17％，同時茶單寧降解率也最高，為81.34％，之后茶單寧含量隨著玉米粉添加量的增多而升高且降解率逐漸降低；隨著玉米粉添加量的增多，粗蛋白質含量逐漸降低但粗蛋白質提高率卻逐漸升高，說明玉米粉的過量添加有利于粗蛋白質含量的提高，但是不利于黑曲霉對茶單寧的降解，綜合考慮，選擇在茶渣中添加5％的玉米粉作為最適的發酵培養基組成。
2.料水比對發酵效果的影響
在5％的玉米粉添加量下，設置料水比(m/v)為1:0.8、1:1.0、1:1.2、1:1.4、1:1.6，接種量為1.50×106個/g、溫度30℃、發酵4天，試驗結果見表2。
表2料水比對茶渣營養價值的影響(干物質基礎)％
從表2可以看出，茶單寧含量隨著培養基水分含量的增多而呈現出先下降后上升的趨勢，料水比1︰1.4時最低，為2.74％；從粗蛋白質含量的變化趨勢來看，僅有1︰0.8組顯著低于其他組別，在料水比1︰1.4時，粗蛋白質含量達到最高，為37.94％。綜合茶單寧和粗蛋白質含量以及發酵產物的烘干成本，選擇1︰1.4為最佳料水比。
3.接種量對發酵效果的影響
在5％玉米粉添加量和1︰1.4的料水比下，設置接種量為1.25×105、2.50×105、5.00×105、1.00×106、1.50×106個/g，溫度30℃、發酵4天，試驗結果見表3。
表3接種量對茶渣營養價值的影響(干物質基礎)％
從表3可知，只有接種量為1.25×105個/g和5.00×105個/g時的茶單寧含量差異顯著，且5.00×105個/g時最低，為3.75％；接種量為1.00×106個/g和1.5×106個/g時的粗蛋白質含量顯著高于其他各組，且1.00×106個/g時最高，為37.88％。考慮到接種量為5.00×105個/g和1.00×106個/g時的茶單寧含量差異不顯著，且接種1.00×106個/g的粗蛋白質含量顯著高于接種5.00×105個/g，所以選擇1.00×106個/g為最佳接種量。
4.發酵溫度對發酵效果的影響
在5％玉米粉添加量、1:1.4的料水比和1.00×106個/g的接種量下，設置發酵溫度為27、30、33、36、39℃，發酵4天。試驗結果見表4。
表4溫度對茶渣營養價值的影響(干物質基礎)％
由表4可知，茶單寧含量隨著溫度的升高而逐漸降低，當溫度為33℃～39℃時，茶單寧含量降為最低，在36℃時達到最佳效果，含量僅為2.96％；粗蛋白質含量則隨著溫度的升高而不斷增長，同時溫度在36℃～39℃時，粗蛋白質含量也增長到最高峰，最佳水平為36℃的38.50％，所以選擇36℃為最佳發酵溫度。
5.發酵時間對發酵效果的影響
在5％玉米粉添加量、1:1.4的料水比、1.00×106個/g的接種量和36℃下，設置發酵時間為4、5、6、7、8、9天。試驗結果見表5。
表5時間對茶渣營養價值的影響(干物質基礎)％
由表5可知，茶單寧含量隨著發酵時間的延長而逐漸降低，當發酵到8～9天時，茶單寧含量降低至最低值，分別為1.81％和1.84％；粗蛋白質含量隨著發酵時間的增加而逐漸升高，當茶渣發酵至7～8天時，粗蛋白質含量增長至最高水平，分別為43.31％和43.21％。綜合考慮茶單寧和粗蛋白質含量以及發酵成本問題，最終確定8天為最佳發酵時間。
6.正交優化發酵條件
以茶單寧和粗蛋白質含量為測定指標，在單因素試驗的基礎上，選擇料水比、接種量、發酵溫度和發酵時間4個因素進行l9(34)正交優化試驗(見表6)，試驗結果見表7。
表6正交試驗l9(34)因素水平表
表7正交試驗結果的極差分析表
由表7通過極差分析可知，影響試驗茶單寧含量因素的先后順序為：c＞d＞b＞a，即影響茶渣發酵降解茶單寧的因素依次為發酵溫度、發酵時間、接種量、料水比。由茶單寧的k值可得最佳組合為a3b2c3d2，即料水比為1:1.5、接種量1.00×106個/g、發酵溫度37℃、發酵時間8d。由粗蛋白質的r值可知，影響試驗粗蛋白質含量因素的先后順序為：c＞a＞d＞b，即影響茶渣發酵提高粗蛋白質的因素依次為發酵溫度、料水比、發酵時間、接種量。由粗蛋白質的k值可知，提高粗蛋白質的最佳發酵組合為a2b3c3d2，即料水比1:1.4、接種量1.25×106個/g、發酵溫度37℃、發酵時間8天。
結合單因素試驗結果，茶渣發酵的最佳工藝為：a2b2c3d2，即料水比1:1.4、接種量1.00×106個/g、發酵溫度37℃、發酵時間8天。通過驗證試驗，獲得最佳發酵產物，通過試驗測定營養價值見表8。
表8黑曲霉發酵后茶渣營養價值變化(干物質基礎)％
由表8可知，黑曲霉發酵可有效提高茶渣的適口性和營養價值。在干物質基礎上，與對照組相比，粗蛋白質含量由31.22％提高到44.56％，茶單寧含量由11.63％降低到2.42％，中性洗滌纖維含量由39.85％降低到32.96％，酸性洗滌纖維含量由15.70％降低到12.28％，粗脂肪含量由4.06％提高到5.13％，粗灰分含量由4.09％提高到6.09％，鈣含量由0.75％提高到1.10％，磷含量0.32％由提高到0.47％。
以上所述，僅用以說明本發明的技術方案而非限制，本領域普通技術人員對本發明的技術方案所做的其它修改或者等同替換，只要不脫離本發明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。