CN102524606B - 一种幼龄畜禽果糖益生饲料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于饲料、酶制剂和微生物技术领域，具体涉及一种富含果糖、小肽和乳酸的幼龄畜禽益生饲料的制备方法。一种幼龄畜禽果糖益生饲料的制备方法，其特征在于，利用谷物饲料发酵、淀粉液化酶解生产糊精以及葡萄糖酶解异构生产果糖制得A组分，通过豆粕发酵酶解制得B组分，将A组分和B组分按重量比100∶1～5000混配制得幼龄畜禽果糖益生饲料。本发明制备的一种幼龄畜禽果糖益生饲料，富含果糖、小肽、乳酸、短链糊精、葡萄糖、低聚糖和益生菌，具有氨基酸平衡、营养高、易消化、适口性好和抗营养因子含量低等特点。
Description
技术领域
本发明属于饲料、酶制剂和微生物技术领域，具体涉及一种富含果糖、小肽和乳酸的幼龄畜禽益生饲料的制备方法。
背景技术
中国是人口大国，也是养殖业大国。2010年，畜牧业产值达20870亿元，肉类、禽蛋、牛奶和水产品产量分别为7925万吨、2765万吨、3570万吨和5373万吨。伴随着养殖业的发展，饲料工业发展速度惊人，2010年全国商业饲料产量达到1.62亿吨，其中，幼龄畜禽饲料高达1500万吨，乳仔猪饲料在600万吨以上。预计到十二五末，全国饲料产能将达到2亿吨，产量将达到1.5亿吨。
众所周知，饲料产品的开发、研制的难点在于幼龄畜禽饲料，如何提高幼龄畜禽饲料适口性、消化性和降低或减少抗营养因子成为近年来动物营养学家积极探讨的课题。
就幼龄畜禽特别是乳仔猪适口性而言，甜味剂是最有效的诱食剂之一，蔗糖最主要的甜味诱食剂。蔗糖的优点是甜味纯正、能量含量高，诱食效果好，但近年来随着蔗糖种植成本提高，蔗糖价格逐年攀升。而随着生物技术的发展，果糖生产成本却大幅度下降，果糖价格逐年下降。近年来，一些食品、饮料企业如可口可乐公司等开始使用果糖代替蔗糖，并取得了很大的成功。与蔗糖相比，果糖甜度高，是蔗糖的1.8倍，且甜度会温度的变化而变化，温度越低甜度越高。果糖可以直接被机体吸收，是极好的能量来源。更重要的是：与葡萄糖相比，果糖不会引起仔猪食欲下降或抑制。因此，果糖是乳仔猪良好的能量饲料和甜味诱食剂。
就幼龄畜禽特别是乳仔猪消化性而言，其代谢机能旺盛，相对生长迅速，对日粮营养物质的要求高，但其消化功能不全，消化道的重量和容积较小且发肓不完全，胃酸和消化酶分泌不足。例如，乳仔猪主要分泌胰蛋白酶、乳糖酶和几种蛋白酶用于母乳的消化，0～25日龄乳糖酶的活性很高，但麦芽糖酶和蔗糖酶分泌不足，21日龄前淀粉酶分泌量不足。在生产实践中，乳仔猪很容易出现蛋白质消化不良，特别是植物蛋白质常常在后肠道产生组胺、尸胺等毒性物质，刺激肠粘膜，损害小肠绒毛膜，引起肠内容物渗透压升高和肠道脱水，进而导致腹泻、痢疾。
综上所述，通过发酵、酶解等生物技术，开发营养高、易消化、适口性好、富含短链糊精、葡萄糖、低聚糖、小肽、乳酸和益生菌的幼龄畜禽饲料是一件迫在眉睫和具有重要意义的大事。
此前，申请人曾经申报“一种幼龄畜禽饲料的制备方法发明专利(申请号：201110421495.1)”，其利用a-淀粉酶、糖化酶、木聚糖酶、葡聚糖酶和微生物蛋白酶，对玉米、小麦(或次粉、面粉)、碎米、大豆和豆粕等五种饲料进行酶解，然后再与发酵豆粕混合后，制成幼龄畜禽饲料。但该专利尚存在一些缺点，主要是：一、液化是直接添加a-淀粉酶开展的；二、糖化时间太长会产生大量葡萄糖，将抑制畜禽的采食；三、缺乏果糖，甜度不高，诱食效果不明显。为此，本专利方面本发明采用产a-淀粉酶地衣芽孢杆菌发酵产液化酶，液化酶解玉米、小麦(或次粉、面粉)、碎米等3种谷物淀粉产生糊精，再加入葡萄糖和葡萄糖异构酶，酶解葡萄糖产生果糖后，再与发酵豆粕混合后，制成幼龄畜禽氨基酸平衡、营养高、易消化、适口性好和抗营养因子含量低的饲料。
发明内容
本发明旨在克服目前市场上仔猪饲料适口性差和上述幼龄畜禽消化功能不健全、肠道发育不完善、胃酸和消化酶分泌不足而导致的腹泻、痢疾等难题，提供一种富含短链糊精、葡萄糖、小肽、乳酸和益生菌等养分，具有适口性好、营养高、易消化和抗营养因子含量低的幼龄畜禽益生饲料。
本发明采用的技术方案如下：
一种幼龄畜禽果糖益生饲料的制备方法，其特征在于，利用谷物饲料发酵、淀粉液化酶解生产糊精以及葡萄糖酶解异构生产果糖制得A组分，通过豆粕发酵酶解制得B组分，将A组分和B组分按重量比100∶1～5000混配制得幼龄畜禽果糖益生饲料。
优选地，所述A组分和B组分按重量比100∶5～100混配。
较为完善的是，所述A组分通过如下方法制得：
①、将玉米、小麦、碎米、葡萄糖和豆粕去杂粉碎，按重量比为100∶0～5000∶0～5000∶0～1000∶0～1000混合均匀；
②、按混合物与水的重量比为1～2000∶100加入水，再添加糖蜜和氯化钙作为养分，调制成发酵液，用20％氢氧化钙溶液调pH至4.0～8.0，再升温至95～120℃灭菌；
③、按发酵液：菌种液为100∶0.5～20的比例，接种地衣芽孢杆菌菌种液，通入无菌空气在30～45℃条件下发酵8～160h，发酵生产a-淀粉酶；
④、发酵液停止通气、升温至80～120℃条件下，a-淀粉酶酶解谷物淀粉0.5～5h，生产谷物糊精液；
⑤、用20％磷酸钠溶液将谷物糊精液pH调至5.0～9.0，加入0.1～2kg/吨混合物的0.1～10000U/g底物葡萄糖异构酶，在温度为40～80℃条件下酶解2～36h，使葡萄糖酶解异构为果糖，再将果糖液烘干制成A组分。
优选地，所述步骤①中玉米、小麦、碎米、葡萄糖和豆粕的重量比为100∶0～20∶0～20∶0～20∶0～20；所述步骤②中混合物与水的重量比为100∶100～500；所述步骤②pH为6.0～6.5。
优选地，所述步骤③发酵液：地衣芽孢杆菌菌种液为100∶2～5；所述步骤③发酵温度为38～40℃，发酵时间为96～108h。
优选地，所述步骤④液化酶解温度为95～105℃，液化酶解时间为2～3h。
优选地，所述步骤⑤异构酶解pH为6.5～7.0；所述步骤⑤加入0.3～0.6kg/吨底物葡萄糖异构酶；所述步骤⑤异构酶解温度为60～70℃；所述步骤⑤异构酶解时间为15～20h。
较为完善的是，所述B组分通过如下方法制得：
①、将豆粕去杂粉碎后，按豆粕与水重量比为100∶1～2000加入水，混拌均匀后升温到38～40℃；
②、按豆粕∶酿酒酵母菌种液∶凝结乳酸芽孢杆菌∶乳酸菌菌种液∶枯草芽孢杆菌种液重量比为100∶0～500∶0～500∶0～500∶0～500接入酿酒酵母菌、凝结乳酸芽孢杆菌、乳酸菌和枯草芽孢杆菌；
③、按0.1～1000U/g底物加入0.5～2kg/吨豆粕的微生物蛋白酶；
④、混合均匀后厌氧发酵和酶解24～96h后，烘干制成B组分。
优选地，所述步骤①豆粕与水重量比为100∶50～200，所述步骤②豆粕∶酿酒酵母菌种液∶凝结乳酸芽孢杆菌∶乳酸菌菌种液∶枯草芽孢杆菌种液重量比为100∶2～20∶1～10∶1～10∶2～20。
优选地，所述步骤③加入1～50U/g底物微生物蛋白酶；所述步骤④发酵和酶解时间为48～60h。
上述的各类菌种液均按照现有技术制备。
本发明制备的一种幼龄畜禽果糖益生饲料，富含果糖、小肽、乳酸、短链糊精、葡萄糖、低聚糖和益生菌，具有氨基酸平衡、营养高、易消化、适口性好和抗营养因子含量低等特点。
具体实施方式
实施例1
将450kg玉米、50kg小麦、100kg碎米、150kg葡萄糖和50kg豆粕去杂粉碎，混合均匀，再加入1500kg水、20kg糖蜜和氯化钙(少量即可，下同)等营养盐，用20％氢氧化钙溶液将pH调至6.5，调制成发酵液，升温至95～120℃灭菌，降温到38～40℃时接种地衣芽孢杆菌菌种液40kg，在38～40℃温度下发酵108小时，又升温至95～105℃进行液化酶解2h。再将发酵液降温到65～70℃，加入0.45kg葡萄糖异构酶，在60～70℃温度下异构酶解时间16h，得果糖液，将果糖液烘干制成A组分。
将200kg豆粕去杂粉碎后，加入150kg水，混拌均匀后升温到38～40℃，接入10kg酿酒酵母菌菌种液、5kg凝结乳酸芽孢杆菌菌种液、2kg乳酸菌菌种液和8kg枯草芽孢杆菌种液；按500U/g底物加入微生物蛋白酶0.5kg，混合均匀后厌氧发酵和酶解48h后，烘干制成B组分。
称取A组分80kg和B组分20kg，混合均匀后即制成幼龄畜禽果糖益生饲料。
实施例2
将3000kg玉米、500kg小麦、1000kg碎米、2500kg葡萄糖和500kg豆粕去杂粉碎，混合均匀，再加入20000kg水、180kg糖蜜和少量氯化钙等营养盐，用20％氢氧化钙溶液将pH调至6.5，调制成发酵液，升温至95～120℃灭菌，降温到38～40℃时接种地衣芽孢杆菌菌种液500kg，在38～40℃温度下发酵108小时，又升温至95～105℃进行液化酶解2.5h。再将发酵液降温到65～70℃，加入6.0kg葡萄糖异构酶，在60～70℃温度下异构酶解时间15h。将上述发酵酶解生产的谷物糊精液和果糖液烘干制成A组分。
将2500kg豆粕去杂粉碎后，加入1200kg水，混拌均匀后升温到38～40℃，接入100kg酿酒酵母菌菌种液、100kg凝结乳酸芽孢杆菌菌种液、50kg乳酸菌菌种液和100kg枯草芽孢杆菌种液；按500U/g底物加入微生物蛋白酶0.5kg，混合均匀后厌氧发酵和酶解72h后，烘干制成B组分。
称取A组分750kg和B组分250kg，混合均匀后即制成幼龄畜禽果糖益生饲料。
实施例3
将200kg玉米、30kg小麦、50kg碎米、100kg葡萄糖和20kg豆粕去杂粉碎，混合均匀，再加入750kg水、12kg糖蜜和少量氯化钙等营养盐，用20％氢氧化钙溶液将pH调至6.5，调制成发酵液，升温至95～120℃灭菌，降温到38～40℃时接种地衣芽孢杆菌菌种液20kg，在38～40℃温度下发酵108小时，又升温至95～105℃进行液化酶解3h。再将发酵液降温到65～70℃，加入0.5kg葡萄糖异构酶，在60～70℃温度下异构酶解时间18h。将上述发酵酶解生产的谷物糊精液和果糖液烘干制成A组分。
将100kg豆粕去杂粉碎后，加入120kg水，混拌均匀后升温到38～40℃，接入3kg酿酒酵母菌菌种液、3kg凝结乳酸芽孢杆菌菌种液、3kg乳酸菌菌种液和2kg枯草芽孢杆菌种液；按500U/g底物加入微生物蛋白酶0.5kg，混合均匀后厌氧发酵和酶解48h后，烘干制成B组分。
称取A组分40kg和B组分10kg，混合均匀后即制成幼龄畜禽果糖益生饲料。
实施例4
将350kg玉米、100kg碎米、200kg葡萄糖和100kg豆粕去杂粉碎，混合均匀，再加入1050kg水、15kg糖蜜和少量氯化钙等营养盐，用20％氢氧化钙溶液将pH调至6.5，调制成发酵液，升温至95～120℃灭菌，降温到38～40℃时接种地衣芽孢杆菌菌种液50kg，在38～40℃温度下发酵108小时，又升温至95～105℃进行液化酶解2h。再将发酵液降温到65～70℃，加入0.5kg葡萄糖异构酶，在60～70℃温度下异构酶解时间16h。将上述发酵酶解生产的谷物糊精液和果糖液烘干制成A组分。
将250kg豆粕去杂粉碎后，加入150kg水，混拌均匀后升温到38～40℃，接入8kg酿酒酵母菌菌种液、8kg凝结乳酸芽孢杆菌菌种液、8kg乳酸菌菌种液和6kg枯草芽孢杆菌种液；按500U/g底物加入微生物蛋白酶0.5kg，混合均匀后厌氧发酵和酶解60h后，烘干制成B组分。
称取A组分75kg和B组分25kg，混合均匀后即制成幼龄畜禽果糖益生饲料。
实施例5
将450kg玉米、50kg小麦、100kg葡萄糖和100kg碎米去杂粉碎，混合均匀，再加入1100kg水、12kg糖蜜和少量氯化钙等营养盐，用20％氢氧化钙溶液将pH调至6.5，调制成发酵液，升温至95～120℃灭菌，降温到38～40℃时接种地衣芽孢杆菌菌种液50kg，在38～40℃温度下发酵108小时，又升温至95～105℃进行液化酶解2h。再将发酵液降温到65～70℃，加入0.3kg葡萄糖异构酶，在60～70℃温度下异构酶解时间15h。将上述发酵酶解生产的谷物糊精液和果糖液烘干制成A组分。
将300kg豆粕去杂粉碎后，加入150kg水，混拌均匀后升温到38～40℃，接入10kg酿酒酵母菌菌种液、5kg凝结乳酸芽孢杆菌菌种液、5kg乳酸菌菌种液和10kg枯草芽孢杆菌种液；按500U/g底物加入微生物蛋白酶0.5kg，混合均匀后厌氧发酵和酶解48h后，烘干制成B组分。
称取A组分70kg和B组分30kg，混合均匀后即制成幼龄畜禽果糖益生饲料。
实施例6
将500kg玉米、100kg葡萄糖和200kg碎米去杂粉碎，混合均匀，再加入1200kg水、18kg糖蜜和少量氯化钙等营养盐，用20％氢氧化钙溶液将pH调至6.5，调制成发酵液，升温至95～120℃灭菌，降温到38～40℃时接种地衣芽孢杆菌菌种液45kg，在38～40℃温度下发酵108小时，又升温至95～105℃进行液化酶解2.5h。再将发酵液降温到65～70℃，加入0.25kg葡萄糖异构酶，在60～70℃温度下异构酶解时间15h。将上述发酵酶解生产的谷物糊精液和果糖液烘干制成A组分。
将200kg豆粕去杂粉碎后，加入150kg水，混拌均匀后升温到38～40℃，接入10kg酿酒酵母菌菌种液、5kg凝结乳酸芽孢杆菌菌种液、2kg乳酸菌菌种液和3kg枯草芽孢杆菌种液；按500U/g底物加入微生物蛋白酶0.5kg，混合均匀后厌氧发酵和酶解72h后，烘干制成B组分。
称取A组分80kg和B组分20kg，混合均匀后即制成幼龄畜禽果糖益生饲料。
一、实施例1制备的幼龄畜禽果糖益生饲料中主要活性物质含量，见表1。
表1、果糖益生饲料产品中活性物质含量
注：益生菌数量含地衣芽孢杆菌孢子数。
二、分别采用10％实施例1制备的幼龄畜禽果糖益生饲料、10％发酵豆粕、10％乳清粉、6％乳清粉+4％血浆蛋白饲喂断奶仔猪，观察其对生产性能的影响，见表2。
表2、果糖益生饲料对断奶仔猪生产性能的影响
| 项目 | 10％发酵豆粕组 | 10％乳清粉组 | 6％乳清粉+4％血浆蛋白组 | 10％果糖益生饲料组 |
| 始重(kg) | 6.32 | 6.22 | 6.15 | 6.09 |
| 末重(kg) | 21.78 | 23.79 | 24.78 | 24.57 |
| 日增重(g) | 441.78 | 501.95 | 532.41 | 527.86 |
| 日采食量(g) | 614.07 | 677.63 | 686.81 | 696.78 |
| 料肉比 | 1.39 | 1.35 | 1.29 | 1.32 |
三、分别采用10％实施例1制备的幼龄畜禽果糖益生饲料、10％发酵豆粕、10％乳清粉、6％乳清粉+4％血浆蛋白对150头断奶仔猪饲喂，观察腹泻和肠道微生物群落的影响，见表3。
表3、果糖益生饲料对断奶仔猪腹泻和肠道微生物群落的影响
| 项目 | 10％发酵豆粕组 | 10％乳清粉组 | 6％乳清粉+4％血浆蛋白组 | 10％果糖益生饲料组 |
| 腹泻率/％ | 21.33 | 12 | 3.33 | 3.33 |
| 严重腹泻率/％ | 6.67 | 2.33 | 1.33 | 0 |
| 腹泻持续时间/d | 9 | 6.5 | 4 | 4 |
| 死亡率/％ | 4.67 | 2.67 | 0 | 0 |
| 回肠乳酸菌 | 1.58 | 4.09 | 6.20 | 6.49 |
| 回肠双歧杆菌 | 2.64 | 5.32 | 5.93 | 7.85 |
| 回肠大肠杆菌 | 6.72 | 3.98 | 3.46 | 2.29 |
注：1.严重腹泻指试验仔猪粪便外观呈液状，且不成型，粪水有分离现象；
2.肠道菌群数量单位：Log10cfu/g肠道内容物。
四、分别采用18％实施例1制备的幼龄畜禽果糖益生饲料、8％发酵豆粕、8％鱼粉、3％鱼粉+5％发酵豆粕对3000只肉鸡饲喂，观察对生产性能的影响，见表4。
表4、果糖益生饲料对肉鸡生产性能的影响
| 项目 | 8％发酵豆粕组 | 8％鱼粉组 | 3％鱼粉+5％发酵豆粕组 | 8％果糖益生饲料组 |
| 日增重/g | 56.29 | 62.33 | 61.72 | 61.07 |
| 采食量/g | 109.77 | 114.06 | 114.80 | 112.37 |
| 料肉比 | 1.95 | 1.83 | 1.86 | 1.84 |
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种幼龄畜禽果糖益生饲料的制备方法，其特征在于，利用谷物饲料发酵、淀粉液化酶解生产糊精以及葡萄糖酶解异构生产果糖制得A组分，通过豆粕发酵酶解制得B组分，将A组分和B组分按重量比100：1～5000混配制得幼龄畜禽果糖益生饲料；
所述A组分通过如下方法制得：
①、将玉米、小麦、碎米、葡萄糖和豆粕去杂粉碎，按重量比为100：0～5000：0～5000：0～1000：0～1000混合均匀，小麦、碎米、葡萄糖和豆粕的重量不取零；
②、按混合物与水的重量比为1～2000：100加入水，再添加糖蜜和氯化钙作为养分，调制成发酵液，用20％氢氧化钙溶液调pH至4.0～8.0，再升温至95～120℃灭菌；
③、按发酵液：菌种液为100：0.5～20的比例，接种地衣芽孢杆菌菌种液，通入无菌空气在30～45℃条件下发酵8～160h，发酵生产α-淀粉酶；
④、发酵液停止通气、升温至80～120℃条件下，α-淀粉酶酶解谷物淀粉0.5～5h，生产谷物糊精液；
⑤、用20％磷酸钠溶液将谷物糊精液pH调至5.0～9.0，加入0.1～2kg／吨混合物的0.1～10000U／g底物葡萄糖异构酶，在温度为40～80℃条件下酶解2～36h，使葡萄糖酶解异构为果糖，再将果糖液烘干制成A组分；
所述B组分通过如下方法制得：
a、将豆粕去杂粉碎后，按豆粕与水重量比为100：1～2000加入水，混拌均匀后升温到38～40℃；
b、按豆粕：酿酒酵母菌种液：凝结乳酸芽孢杆菌：乳酸菌菌种液：枯草芽孢杆菌种液重量比为100：0～500：0～500：0～500：0～500接入酿酒酵母菌、凝结乳酸芽孢杆菌、乳酸菌和枯草芽孢杆菌，酿酒酵母菌、凝结乳酸芽孢杆菌、乳酸菌和枯草芽孢杆菌的重量不取零；
c、按0.1～1000U／g底物加入0.5～2kg／吨豆粕的微生物蛋白酶；
d、混合均匀后厌氧发酵和酶解24～96h后，烘干制成B组分。
2.根据权利要求1所述的一种幼龄畜禽果糖益生饲料的制备方法，其特征在于，所述A组分和B组分按重量比100：5～100混配。
3.根据权利要求1所述的一种幼龄畜禽果糖益生饲料的制备方法，其特征在于，所述步骤①中玉米、小麦、碎米、葡萄糖和豆粕的重量比为100：0～20：0～20：0～20：0～20；所述步骤②中混合物与水的重量比为100：100～500；所述步骤②pH为6.0～6.5。
4.根据权利要求1所述的一种幼龄畜禽果糖益生饲料的制备方法，其特征在于，所述步骤③发酵液：地衣芽孢杆菌菌种液为100：2～5；所述步骤③发酵温度为38～40℃，发酵时间为96～108h。
5.根据权利要求1所述的一种幼龄畜禽果糖益生饲料的制备方法，其特征在于，所述步骤④液化酶解温度为95～105℃，液化酶解时间为2～3h。
6.根据权利要求1所述的一种幼龄畜禽果糖益生饲料的制备方法，其特征在于，所述步骤⑤异构酶解pH为6.5～7.0；所述步骤⑤加入0.3～0.6kg／吨底物葡萄糖异构酶；所述步骤⑤异构酶解温度为60～70℃；所述步骤⑤异构酶解时间为15～20h。
7.根据权利要求1所述的一种幼龄畜禽果糖益生饲料的制备方法，其特征在于，所述步骤a豆粕与水重量比为100：50～200，所述步骤b豆粕：酿酒酵母菌种液：凝结乳酸芽孢杆菌：乳酸菌菌种液：枯草芽孢杆菌种液重量比为100：2～20：1～10：1～10：2～20。
8.根据权利要求1所述的一种幼龄畜禽果糖益生饲料的制备方法，其特征在于，所述步骤c加入1～50U／g底物微生物蛋白酶；所述步骤d发酵和酶解时间为48～60h。
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