利用黄浆水和废糖蜜发酵生产生物活性饲料的方法

摘要

利用黄浆水和废糖蜜发酵生产生物活性饲料的方法，它涉及一种生物活性饲料的生产方法。本发明解决了目前淀粉厂废弃物黄浆水和糖蜜酒精废液直接排放污染环境的问题。本方法：一、发酵底物的制备；二、菌种的活化；三、一级种子液的制备；四、二级种子液的制备；五、三级种子液的制备；六、在车间制备种子液；七、在50m

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物活性饲料的生产方法。

背景技术

玉米湿法生产淀粉过程中会产生大量的浸泡水，俗称黄浆水。当前多数中小型淀粉厂将其作为废料排放，浸泡水中含有大量的有机质，因而COD(化学耗氧量)和BOD(生物耗氧量)都非常高，会造成水中含氧量急剧下降，最终导致水中生物大批死亡。另外，这些有机质在分解过程中还会产生二氧化硫及氮氧化物，造成大气污染。

废糖蜜是葡萄糖生产的副产物，其大多数用来生产酒精，但同时又产生大量的酒精废液，对环境造成严重污染。废糖蜜中干物质含量在50％～60％，主要成分是葡萄糖、麦芽糖和低聚糖。黄浆水中含有多种氨基酸、水溶性蛋白、无机盐和维生素。因此，玉米黄浆水和废糖蜜的混合物中含有碳水化合物、蛋白质、氨基酸、无机元素、维生素等多种营养物质。这些物质可为微生物生长提供充足的营养。

乳酸菌是一种益生菌，有重要的生理功能，能够调节机体胃肠道正常菌群、保持微生态平衡，抑制肠道内腐败菌生长繁殖，能够帮助消化及钙质的吸收。

生物活性饲料作为一种绿色环保饲料，受到越来越多养殖户的青睐。有专家预言，生物活性饲料将取代当今颗粒饲料和粉料，成为主要的饲料。

发明内容

本发明是为了解决目前淀粉厂废弃物黄浆水和糖蜜酒精废液直接排放污染环境的问题，提供一种利用黄浆水和废糖蜜发酵生产生物活性饲料的方法。

本发明利用黄浆水和废糖蜜发酵生产生物活性饲料的方法，按以下步骤进行：一、发酵底物的制备：将废糖蜜与黄浆水混合，制成质量浓度为15％～25％的混合物，按照混合物质量的2％～5％加入尿素，然后用5mol/L的HCl或NaOH溶液调节pH值至2.5～4.5，在120℃条件下高温杀菌25～30min后制得发酵底物；二、菌种的活化：挑取热带假丝酵母和白地霉菌种，分别接种到麦芽汁固体斜面培养基上，于28℃培养36h；挑取乳酸菌菌种，接种到MRS培养基上，于37℃培养16～18h；三、一级种子液的制备：将步骤二制得的热带假丝酵母和白地霉活化菌种分别全部接种到装有80ml麦芽汁液体培养基的三角瓶中，于28～30℃条件下在摇床上培养6～10h，摇床转速为150～300r/min；将步骤二制得的乳酸菌活化菌种全部接种到装有80mlMSR液体培养基上，于37℃培养24h；四、二级种子液的制备：将麦芽汁液体培养基与步骤一制备的发酵底物按体积比2∶1混合，装入5L的种子罐中，装入量为种子罐体积的60％～70％，将步骤三制得的热带假丝酵母和白地霉的一级种子液均按接种量4％分别接种到5L的种子罐，于28～30℃条件下培养18～20h；将MSR液体培养基与步骤一制备的发酵底物按体积比2∶1混合，装入5L的种子罐中，装入量为种子罐体积的60％～70％，将步骤三制得的乳酸菌的一级种子液按接种量5％～10％接种到5L的种子罐，于33～37℃条件下培养10～12h；五、三级种子液的制备：将步骤一制备的发酵底物装入500L种子罐，装液量为200～250L，分别将步骤四制得的热带假丝酵母和白地霉的二级种子液接入500L种子罐中，接种量均为20～25L，于28～32℃搅拌8h后，继续培养24h，每4小时补入步骤一制备的发酵底物20L，每小时通风15min；将步骤一制备的发酵底物装入1000L种子罐，装液量为600～700L，将步骤四制得的乳酸菌的二级种子液接入1000L种子罐中，接种量为50L，于33～37℃条件下培养24h；六、在车间制备种子液：将步骤一制备的发酵底物装入5m³种子罐，装液量为2m³，将步骤五制得的热带假丝酵母和白地霉的三级种子液混合后全部接入5m³种子罐，于28～32℃连续通风并搅拌，2h后连续流加步骤一制备的发酵底物，培养24h；七、在50m³发酵罐中进行发酵生产：将步骤一制备的发酵底物装入50m³发酵罐中，装液量为20m³，接入步骤六制得的种子液4m³，接种1h后连续流加步骤一制备的发酵底物，于28～32℃、风液比1∶1条件下培养36h，停止通风，调节PH值至5.0，然后接入步骤五制得的乳酸菌的三级种子液500L，于33～37℃条件下继续发酵24h，得发酵液；八、干燥：将步骤七制得的发酵液用喷雾干燥塔干燥，即得到生物活性饲料；步骤三制得的热带假丝酵母和白地霉的一级种子液菌数均为1～3×10⁹cfu/ml；步骤三制得的乳酸菌的一级种子液菌数为2～3×10⁸cfu/ml；步骤四制得的热带假丝酵母和白地霉的二级种子液菌数均为1～3×10⁹cfu/ml。

本发明利用黄浆水和废糖蜜作为原料发酵生产生物活性饲料，做到了废物利用，减少了黄浆水和糖蜜酒精废液直接排放对环境造成的污染，降低了发酵生产生物活性饲料的成本，生产过程中不产生废液，不污染环境。本发明方法生产的生物活性饲料含有丰富的蛋白质、活性乳酸菌、微量元素和维生素等多种营养物质，细胞数≥2×10¹⁰个/g，活菌率≥85％，粗蛋白含量占饲料总质量的50％以上。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式利用黄浆水和废糖蜜发酵生产生物活性饲料的方法，按以下步骤进行：一、发酵底物的制备：将废糖蜜与黄浆水混合，制成质量浓度为15％～25％的混合物，按照混合物质量的2％～5％加入尿素，然后用5mol/L的HCl或NaOH溶液调节pH值至2.5～4.5，在120℃条件下高温杀菌25～30min后制得发酵底物；二、菌种的活化：挑取热带假丝酵母和白地霉菌种，分别接种到麦芽汁固体斜面培养基上，于28℃培养36h；挑取乳酸菌菌种，接种到MRS培养基上，于37℃培养16～18h；三、一级种子液的制备：将步骤二制得的热带假丝酵母和白地霉活化菌种分别全部接种到装有80ml麦芽汁液体培养基的三角瓶中，于28～30℃条件下在摇床上培养6～10h，摇床转速为150～300r/min；将步骤二制得的乳酸菌活化菌种全部接种到装有80mlMSR液体培养基上，于37℃培养24h；四、二级种子液的制备：将麦芽汁液体培养基与步骤一制备的发酵底物按体积比2∶1混合，装入5L的种子罐中，装入量为种子罐体积的60％～70％，将步骤三制得的热带假丝酵母和白地霉的一级种子液均按接种量4％分别接种到5L的种子罐，于28～30℃条件下培养18～20h；将MSR液体培养基与步骤一制备的发酵底物按体积比2∶1混合，装入5L的种子罐中，装入量为种子罐体积的60％～70％，将步骤三制得的乳酸菌的一级种子液按接种量5％～10％接种到5L的种子罐，于33～37℃条件下培养10～12h；五、三级种子液的制备：将步骤一制备的发酵底物装入500L种子罐，装液量为200～250L，分别将步骤四制得的热带假丝酵母和白地霉的二级种子液接入500L种子罐中，接种量均为20～25L，于28～32℃搅拌8h后，继续培养24h，每4小时补入步骤一制备的发酵底物20L，每小时通风15min；将步骤一制备的发酵底物装入1000L种子罐，装液量为600～700L，将步骤四制得的乳酸菌的二级种子液接入1000L种子罐中，接种量为50L，于33～37℃条件下培养24h；六、在车间制备种子液：将步骤一制备的发酵底物装入5m³种子罐，装液量为2m³，将步骤五制得的热带假丝酵母和白地霉的三级种子液混合后全部接入5m³种子罐，于28～32℃连续通风并搅拌，2h后连续流加步骤一制备的发酵底物，培养24h；七、在50m³发酵罐中进行发酵生产：将步骤一制备的发酵底物装入50m³发酵罐中，装液量为20m³，接入步骤六制得的种子液4m³，接种1h后连续流加步骤一制备的发酵底物，于28～32℃、风液比1∶1条件下培养36h，停止通风，调节PH值至5.0，然后接入步骤五制得的乳酸菌的三级种子液500L，于33～37℃条件下继续发酵24h，得发酵液；八、干燥：将步骤七制得的发酵液用喷雾干燥塔干燥，即得到生物活性饲料；步骤三制得的热带假丝酵母和白地霉的一级种子液菌数均为1～3×10⁹cfu/ml；步骤三制得的乳酸菌的一级种子液菌数为2～3×10⁸cfu/ml；步骤四制得的热带假丝酵母和白地霉的二级种子液菌数均为1～3×10⁹cfu/ml。

本实施方式步骤二中的麦芽汁固体斜面培养基由12g麦芽浸粉、1.5～2g琼脂和100ml蒸馏水组成，调节PH值至5～6，于121℃灭菌20min。

本实施方式步骤二中的MSR培养基由10g蛋白胨、10g牛肉膏、5g酵母粉、2gK₂HPO₄、2g柠檬酸二铵、5g乙酸钠、20g葡萄糖、1ml吐温80、0.58gMgSO₄·7H₂O、0.25gMnSO₄·4H₂O、15～20g琼脂和1000ml蒸馏水组成，调节PH值至6.2～6.4，于121℃灭菌15min。

本实施方式步骤三中的麦芽汁液体培养基由20g麦芽浸粉和1000ml蒸馏水组成，调节PH值至5～6，于121℃灭菌20min。

本实施方式步骤三中的MSR液体培养基由10g蛋白胨、10g牛肉膏、5g酵母粉、2gK₂HPO₄、2g柠檬酸二铵、5g乙酸钠、20g葡萄糖、1ml吐温80、0.58gMgSO₄·7H₂O、0.25gMnSO₄·4H₂O和1000ml蒸馏水组成，调节PH值至6.2～6.4，于121℃灭菌15min。

本实施方式步骤二中的热带假丝酵母(Candida tropicalis)保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，菌种保藏编号为2.637；白地霉(Geotrichum candidum)保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，菌种保藏编号为2.1135。

本实施方式步骤二中的乳酸菌为猪源乳酸杆菌，购买于广州工业微生物检测中心，菌种编号为GW 1.0659。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中制成质量浓度为18％～22％的混合物。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一中制成质量浓度为20％的混合物。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一中按照混合物质量的3％～4％加入尿素。其它与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤一中按照混合物质量的3.5％加入尿素。其它与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤一中调节pH值至3～4。其它与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤一中调节pH值至3.5。其它与具体实施方式一至六之一相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤一中在120℃条件下高温杀菌26～29min。其它与具体实施方式一至七之一相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤一中在120℃条件下高温杀菌27～28min。其它与具体实施方式一至八之一相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤三制得的热带假丝酵母和白地霉的一级种子液菌数均为2×10⁹cfu/ml。其它与具体实施方式一至九之一相同。

具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是：步骤三制得的乳酸菌的一级种子液菌数为2.5×10⁸cfu/ml。其它与具体实施方式一至十之一相同。

具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一至十一之一不同的是：步骤四制得的热带假丝酵母和白地霉的二级种子液菌数均为2×10⁹cfu/ml。其它与具体实施方式一至十一之一相同。

具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一至十二之一不同的是：步骤三中摇床转速为200～250r/min。其它与具体实施方式一至十二之一相同。

具体实施方式十四：本实施方式利用黄浆水和废糖蜜发酵生产生物活性饲料的方法，按以下步骤进行：一、发酵底物的制备：将废糖蜜与黄浆水混合，制成质量浓度为20％的混合物，按照混合物质量的3.5％加入尿素，然后用5mol/L的HCl或NaOH溶液调节pH值至3.5，在120℃条件下高温杀菌30min后制得发酵底物；二、菌种的活化：挑取热带假丝酵母和白地霉菌种，分别接种到麦芽汁固体斜面培养基上，于28℃培养36h；挑取乳酸菌菌种，接种到MRS培养基上，于37℃培养17h；三、一级种子液的制备：将步骤二制得的热带假丝酵母和白地霉活化菌种分别全部接种到装有80ml麦芽汁液体培养基的三角瓶中，于30℃条件下在摇床上培养8h，摇床转速为250r/min；将步骤二制得的乳酸菌活化菌种全部接种到装有80mlMSR液体培养基上，于37℃培养24h；四、二级种子液的制备：将麦芽汁液体培养基与步骤一制备的发酵底物按体积比2∶1混合，装入5L的种子罐中，装入量为种子罐体积的60％～70％，将步骤三制得的热带假丝酵母和白地霉的一级种子液均按接种量4％分别接种到5L的种子罐，于30℃条件下培养18h；将MSR液体培养基与步骤一制备的发酵底物按体积比2∶1混合，装入5L的种子罐中，装入量为种子罐体积的60％～70％，将步骤三制得的乳酸菌的一级种子液按接种量5％～10％接种到5L的种子罐，于35℃条件下培养12h；五、三级种子液的制备：将步骤一制备的发酵底物装入500L种子罐，装液量为200～250L，分别将步骤四制得的热带假丝酵母和白地霉的二级种子液接入500L种子罐中，接种量均为20～25L，于28～32℃搅拌8h后，继续培养24h，每4小时补入步骤一制备的发酵底物20L，每小时通风15min；将步骤一制备的发酵底物装入1000L种子罐，装液量为600～700L，将步骤四制得的乳酸菌的二级种子液接入1000L种子罐中，接种量为50L，于35℃条件下培养24h；六、在车间制备种子液：将步骤一制备的发酵底物装入5m³种子罐，装液量为2m³，将步骤五制得的热带假丝酵母和白地霉的三级种子液混合后全部接入5m³种子罐，于30℃连续通风并搅拌，2h后连续流加步骤一制备的发酵底物，培养24h；七、在50m³发酵罐中进行发酵生产：将步骤一制备的发酵底物装入50m³发酵罐中，装液量为20m³，接入步骤六制得的种子液4m³，接种1h后连续流加步骤一制备的发酵底物，于30℃、风液比1∶1条件下培养36h，停止通风，调节PH值至5.0，然后接入步骤五制得的乳酸菌的三级种子液500L，于35℃条件下继续发酵24h，得发酵液；八、干燥：将步骤七制得的发酵液用喷雾干燥塔干燥，即得到生物活性饲料；步骤三制得的热带假丝酵母和白地霉的一级种子液菌数均为1～3×10⁹cfu/ml；步骤三制得的乳酸菌的一级种子液菌数为2～3×10⁸cfu/ml；步骤四制得的热带假丝酵母和白地霉的二级种子液菌数均为1～3×10⁹cfu/ml。

本实施方式生产的生物活性饲料中细胞数≥2×10¹⁰个/g，活菌率≥85％，粗蛋白含量占饲料总质量的50％以上。