一种利用发酵工艺生产鱼粉替代物产品的制作方法

1.一种利用发酵工艺生产鱼粉替代物产品的制作方法，其特征在于，通过微生物发酵工艺制得，其步骤为：
第一步：发酵菌株的配比：
按照以下重量百分比称取各菌种：啤酒酵母菌35-40％、枯草芽孢杆菌15-18％、干酪乳杆菌42-50％；
第二步：发酵菌种的复合培养：
a.将步骤一中的各菌种混合；
b.液体培养：将混合后的菌种按1∶40-50的比例接种于在120℃-130℃下高温灭菌
30分钟-45分钟的液体培养基中，在发酵罐中搅拌10分钟-30分钟，其转速为220-240r/min，搅拌均匀后放入消毒后塑料桶中静置6-7天，静置过程中每天测定pH值并释放产出的气体；发酵过程中抽样3次，显微镜下检测菌体生长情况，当活菌总数达到30亿/ml浓度和pH值达到3.5-4.7时停止发酵；
第三步：水产品废料及粮食作物副产品的处理：
a.取贝类内脏、小鱼虾新鲜水产品的下脚料及废料绞碎，过40目筛，除去其中鱼刺、鱼鳞杂物，作为固体扩大培养基的一部分；
b.取新鲜清糠、麸皮粮食作物副产品，去颗粒物，过60目筛；
第四步：菌种与培养基的固体密封发酵：
将步骤二中的复合菌种按重量比1∶35-40比例接入120℃-130℃高温灭菌30分钟-45分钟的固体扩大培养基中，搅拌30分钟-45分钟至均匀，倒入消毒双层饲料袋中密封发酵，或同时加入植酸质0.05％为产物促进剂，温度30℃-35℃，时间12天-15天，发酵过程中取样三次，测定水份和pH值，发酵结束后取样，测定水份为30-35％、pH值为
5.0-6.0；
第五步：干燥和粉碎：
a.干燥：将步骤四发酵完全的产品按时间先后放入培养箱干燥，每盘重量2.0公斤±0.5，温度控制在40-45℃，时间14-16小时，干燥完成的物料水份控制在≤11.8％；
b.粉碎：将干燥后的产品倒入搅拌机中搅拌均匀；转入粉碎机进行粉碎，物料温度控制在45℃以下，粉碎后的物料过40目筛网，筛后粗料重新粉碎，粉碎后的产品包装即为商品；
其中，第四步所述的固体扩大培养基中各组分的重量百分比为：麸皮15-17、清糠
20-27、土豆蛋白5-8、水产品废料20-23、糖蜜4-7、水16-35。
2.根据权利要求1所述的一种利用发酵工艺生产鱼粉替代物产品的制作方法，其特征在于，所述的液体培养基由以下重量百分比原料组成：豆粕粉3-5、玉米淀粉2-4、氯化钠0.1-0.3、糖蜜11-14、植酸酶2-3、磷酸镁0.3-0.8、吐温(Tween)0.2-0.4、无菌水
72.5-81.4。

一种利用发酵工艺生产鱼粉替代物产品的制作方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种利用发酵工艺生产鱼粉替代物产品的制作方法，尤其涉及一种利用微生物发酵剂发酵水产下脚料和粮食副产品，生产可以替代或部分替代鱼粉的一种产品及制作方法，通过在禽类、水产饲料中添加，可以显著降低鱼粉的使用量甚至完全取代，降低养殖成本同时不影响养殖效果，而且增强水产动物免疫力，属于农业生物制品技术领域。\n背景技术\n[0002] 鱼粉是动物饲料中不可缺少的优质蛋白源，它在饲养应用中具有生物学价值高、能量价值高、含钙磷高、微量元素含量高、消化率高等多种优点，所以长期以来鱼粉成为水产饲料和畜禽类饲料中蛋白源、钙磷及能量物质的主要来源，但是，随着集约化养殖的迅猛发展，鱼粉的需求量急剧上升。然而，由于过度捕捞及厄尔尼诺等现象的影响，世界鱼粉的总产量正逐年下降，鱼粉的价格一路上扬，标准FAQ鱼粉港口价从2006年6月的5900元/吨上扬到目前的7500元/吨，从而严重限制了养殖业的进一步发展。找到能部分或完全替代鱼粉的蛋白源已成为水产动物营养研究中的一个热点。\n[0003] 目前关于鱼粉替代产品的开发研究，主要集中在两个方面：对动物替代蛋白的开发和利用，畜禽类加工副产品，如肉骨粉、鸡肉粉、羽毛粉及血粉等。对植物蛋白源的利用，如：豆粕(饼)、菜籽粕(饼)、棉籽粕(饼)等，但是各种替代品都有不同的缺点，肉骨粉由于来自于哺乳动物源本身，又有疯牛病元凶的先例，所以其安全性和可靠性收到养猪者和消费者极大的怀疑，其价格随着猪、牛羊肉的疯长早就超过了鱼类价格，羽毛粉蛋白质含量高，但可消化率较低，植物源蛋白最大的弊端是和动物源相比不是饲养动物的同源蛋白，所以转化率低，同时植物源蛋白同鱼粉相比，豆粕蛋氨酸、赖氨酸和色氨酸等必需氨基酸含量相对较低，适口性较差，存在抗营养因子等而限制其广泛应用。\n[0004] 相关的一个已经公告的发明专利，题为：一种代鱼粉，公开号：CN1120896，其主要内容是：一种替代畜禽饲料中鱼粉的组合物代鱼粉，其各组分及含量比例为：玉米淀粉\n1-3％，食盐0.5-1.5％，蛋氨酸0.5-1％，微量元素添加剂0.1-0.5％，鱼粉或肉粉、血粉\n5-15％，大豆饼粕80-90％，替代鱼粉制作畜禽配合饲料，其成本按市场价计算每吨可降低\n45％，同时能够克服鱼粉易发霉变质等缺陷，可作为一种鱼粉替代产品应用于配合饲料中。\n然而该发明申请仅是一种简单的营养组分添加，无法充分利用微生物代谢或酶制剂分解的技术手段来利用各组分中氨基酸、钙磷、微量元素等而均衡营养成分，因此被认为无法真正达到替代鱼粉的效果。\n发明内容\n[0005] 本发明的目的是提供一种具有特殊诱食气味的鱼粉替代物，可有效降低饲料成本，提供养殖动物需要的各种氨基酸、微量元素，同时提高养殖动物自身的免疫力的利用发酵工艺生产鱼粉替代物产品的制作方法。\n[0006] 为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种利用发酵工艺生产鱼粉替代物产品的制作方法，其特征在于，通过微生物发酵工艺制得，其步骤为：\n[0007] 第一步：发酵菌株的配比：\n[0008] 按照以下重量百分比称取各菌种：啤酒酵母菌35-40％、枯草芽孢杆菌15-18％、干酪乳杆菌42-50％；\n[0009] 第二步：发酵菌种的复合培养：\n[0010] a.将步骤1中的各菌种混合；\n[0011] b.液体培养：将混合后的菌种按1∶40-50的比例接种于在120℃-130℃下高温灭菌30分钟-45分钟的液体培养基中，在发酵罐中搅拌10分钟-30分钟，其转速为\n220-240r/min，搅拌均匀后放入消毒后塑料桶中静置6-7天，静置过程中每天测定Ph值并释放产出的气体；发酵过程中抽样3次，显微镜下检测菌体生长情况，当活菌总数达到30亿/ml浓度和Ph值达到3.5-4.7时停止发酵；\n[0012] 第三步：水产品废料及粮食作物副产品的处理\n[0013] a.取鱼类、贝类内脏、小鱼虾新鲜水产品的下脚料及废料绞碎，过40目筛，除去其中鱼刺、鱼鳞等杂物，作为固体扩大培养基的一部分；\n[0014] b.取新鲜清糠、麸皮粮食作物副产品，去颗粒物，过60目筛；\n[0015] 第四步：菌种与培养基的固体密封发酵：\n[0016] 将步骤1中的复合菌种按重量比1∶35-40比例接入120℃-130℃高温灭菌30分钟-45分钟的固体扩大培养基中，搅拌30分钟-45分钟至均匀，倒入消毒双层饲料袋中密封发酵，或同时加入植酸质0.05％为产物促进剂，温度30℃-35℃，时间12天-15天，发酵过程中取样三次，测定水分和Ph值，发酵结束后取样，测定水分为30-35％、Ph值为\n5.0-6.0；\n[0017] 第五步：干燥和粉碎：\n[0018] a.干燥：将步骤3发酵完全的产品按时间先后放入培养箱干燥，每盘重量2.0公斤±0.5，温度控制在40-45℃，时间14-16小时，干燥完成的物料水份控制在≤11.8％；\n[0019] b.粉碎：将干燥后的产品倒入搅拌机中搅拌均匀；转入粉碎机进行粉碎，物料温度控制在45℃以下，粉碎后的物料过40目筛网，筛后粗料重新粉碎，粉碎后的产品包装即为商品。\n[0020] 所述的液体培养基由以下重量百分比原料组成：豆粕粉3-5、玉米淀粉2-4、氯化钠0.1-0.3、糖蜜11-14、植酸酶2-3、磷酸镁0.3-0.8、吐温(Tween)0.2-0.4、无菌水\n72.5-81.4。\n[0021] 所述的固体发酵培养基为水、水产品废料加麸皮、清糠、土豆蛋白、水产品废料、糖蜜中的至少4中混合物，其重量百分比为：麸皮15-17、清糠20-27、土豆蛋白5-10、水产品废料20-23、糖蜜4-7、水16-35。\n[0022] 本发明利用水产动物下脚料、粮食加工中清糠、麸皮等副产品废料，通过微生物发酵工艺，生产富含动物蛋白和各种氨基酸、具有特殊诱食气味的鱼粉替代物，可有效降低饲料成本，提供养殖动物需要的各种氨基酸、微量元素，同时提高养殖动物自身的免疫力。\n[0023] 利用生产菌种在发酵过程中产生的大量生物酶分解利用水产动物内脏中的动物源，同时分解利用清糠等粮食副产品中丰富的微量元素和维生素，将两种功能和效果结合起来，可以部分或完全替代养殖动物中鱼粉的添加，同时发酵饲料中含有大量提高动物免疫力的杆菌肽等物质，可以有效地提高养殖动物的抗疾病能力。\n[0024] 鱼粉含有丰富的动物源蛋白、微量元素、B族元素、动物骨骼生长所需的钙磷，兼有消化率高、能量代谢身力强的特点，所以鱼粉既是平衡蛋白质和氨基酸的优良动物性蛋白饲料，也是平衡矿物质特别是微量元素的好饲料。但是随着气候、环境的破坏，渔业资源日渐枯竭，所以寻找鱼粉替代饲料的趋势刻不容缓，除价格和供应量的影响外，鱼粉在使用中也有不少缺点：如来源全面来自各种鱼类，所以其蛋白源或者说氨基酸组成比较单一，由于油脂含量高，所以在一般条件下存放容易油脂化和变质。目前关于替代鱼粉蛋白的研究很多，如：主要集中在两个方面：对动物替代蛋白的开发和利用，畜禽类加工副产品，如肉骨粉、鸡肉粉、羽毛粉及血粉等。对植物蛋白源的利用，如：豆粕(饼)、菜籽粕(饼)、棉籽粕(饼)等，但是各种替代物都有自身的缺点，而目前随着微生物饲料添加剂的迅猛发展，这个问题有了解决的办法。那就是充分依靠有益微生物去有效利用动物蛋白源、植物蛋白源、糖类、脂肪物质，同时在发酵过程中产生大量酸性蛋白酶、中性蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶，这些酶可直接作用于各种蛋白，将其分解为可以直接被养殖动物肠道吸收利用的氨基酸、小肽等营养物质，同时也可以产生一定的抗菌物质。本发明中的发酵底物就是充分利用渔业生产和水产品加工中废弃的下脚料，如各种水产动物内脏、鱼头、鱼尾，分解利用其中各种氨基酸和动物蛋白，同时发酵清糠、米糠等VB族含量丰富的粮食副产品，达到替代鱼粉的提供动物源蛋白和各种微量元素、B族营养元素等综合效果，本产品中另一个发酵底物--土豆蛋白是生产土豆淀粉的副产物，蛋白质含量可达75％～85％，氨基酸含量高且较为平衡，对清糠、米糠等粮食副产品植物蛋白含量较低的培养基是一个有力补充。\n[0025] 微生物发酵中产生的特殊的发酵香味，可以极大的提供动物的采食量，而特殊的发酵过程中产生乳酸菌、双歧杆菌可以保证养殖动物肠道的菌体平衡，产生的大量乳酸可以促进动物消化和吸收，同时由于是活菌制剂和代谢产物的混合体，所以可以长期在常温条件下保存，有效地延长了产品的使用期。\n[0026] 众所周知，酵母细胞是一种优异的单细胞蛋白，Sander.son等(1994)在鲑鱼的实际生产中，添加酵母的量为15％～30％，相当于替代25％～50％的鱼粉。Perera等(1995)在虹鳟饲料中添加25％单细胞蛋白，结果发现，与全鱼粉饲料相比，饲料效率和增重率都不受影响。在淡水饲养环境下，大西洋鲑饲料中25％的鱼粉也可被菌体蛋白替代。\n[0027] 工业生产中，啤酒酵母由啤酒工业麦汁培养物中的酵母菌体及该培养基的残渣组成，经干燥而得，其粗蛋白一般在40-50％，内含大量B族维生素和未知生长因子，啤酒酵母还可促进肉牛食欲，引诱效果较好。其内含的各种营养素保存完善，具有较浓的芳香味。本产品中采用啤酒酵母在液体发酵中产生大量的啤酒酵母菌，可以在较低成本的条件下产生大量的啤酒酵母菌，达到同样的效果。本发明产品中另一个菌种芽孢杆菌在其生长繁殖过程中能够产生乙酸、丙酸、丁酸等挥发性脂肪酸，这些酸类能够降低肉牛肠道的pH值，可有效抑制病原菌的生长，为乳酸菌的生长创造了条件，其中丙酸还能够参与三羧酸循环，为动物新陈代谢提供能量，促进肝脏发育和胆汁合成。芽孢杆菌在生长繁殖过程中还能够产生很高的维生素B1、B2、B6等B族维生素和维生素C，另外的一个菌种干酪乳杆菌是一种乳酸菌，乳酸菌对人和动物都有保健和治疗功效，这一点，国内外均有大量饲养和临床试验证明。Baird(1977)用乳杆菌饲喂断奶仔猪和生长育肥猪，试验证明均能增加日增重和提高饲料转化率；Lidbeck等(1992)证实乳酸杆菌能预防放疗引起的腹泻。蔡辉益等(1993)对益生素使用效果进行统计，其中乳酸菌类益生素饲喂猪的报道，7例证明能提高日增重，平均提高7.67％，6例证明提高饲料转化率，平均提高5.4％，饲喂肉鸡的报道中，5例证明提高日增重，平均达7.32％，5例证明提高饲料利用率，平均达9.5；乳酸杆菌在饲喂育肥牛(舍饲)时使用，平均日增重提高13.2％，饲料转化率提高6.3％，发病率下降27.7％。\nGallagher等(1974)研究表明食用酸奶的人群对乳糖的利用率比食用含相同乳糖浓度的牛奶要高，从而减轻乳糖的不耐受症状。此外乳酸菌的抗癌作用也有不少报道。\n[0028] 本发明的优点是：\n[0029] 1、充分利用渔业加工和粮食产品加工中的废料，既降低了能耗，又消除了各种渔业产品内脏对环境的污染；\n[0030] 2、采用微生物发酵水产蛋白技术，同时结合添加清糠、麸皮等粮食副产品，既保证了产品中钙磷和各种氨基酸动物源蛋白，又补充了大量微量元素、VB族维生素，均衡了饲料中生长所需营养；\n[0031] 3、菌种采用液体高速培养，可以将活菌总数提高到50亿/ml，大大提高了活菌的数量和产酶效力；\n[0032] 4、固体复合培养采用厌氧密封发酵，能有效杀灭水产废料中的有害微生物，同时利用三种不同菌种的不同的代谢产物相互补充，相互配合，使产品中活菌数量及营养成分达到最优；\n[0033] 5、改变了其他替代鱼粉工艺中需要高温、气化等一般高温干燥处理的高耗能工艺，采用常温下的固体发酵工艺，生产设备要求少，成本低；\n[0034] 6、枯草芽孢杆菌和乳酸菌发酵营养丰富的固体培养基，在产生多肽的同时，产生大量的纤维素酶、半纤维素酶、低聚肽、短肽混合物、抗生素、微量元素及其它代谢产物，为养殖动物提供最佳的营养生长条件；\n[0035] 7.本发明的产品所采用的菌种都是农业部658公告允许添加的微生物菌种，在养殖动物体内无有害残留，同时减少了抗生素在养殖中的使用量，是一种安全、绿色的微生物产品。\n具体实施方式\n[0036] 以下结合实施例对本发明作进一步说明。\n[0037] 实施例1\n[0038] 第一步：发酵菌株的配比：\n[0039] 按 照 以 下 重 量 份 称 取 各 菌 种：啤 酒 酵 母 菌 Saccharomyces cerevisiae(IFO0203)35％、枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis(1.398)15％、干酪乳杆菌licheniformis(13123)50％，以上三株菌种均可在国家农业部微生物菌种保藏中心购买。\n[0040] 第二步：发酵菌种的复合培养：\n[0041] a.将步骤1中的各菌种混合。\n[0042] b.液体培养：将混合后的菌种按1∶40的比例接种于123℃高温灭菌45分钟的液体培养基中，在发酵罐中搅拌20分钟，其转速为220r/min，搅拌均匀后放入消毒后塑料桶中静置6天，静置过程中每天测定Ph值并释放产出的气体；发酵过程中抽样3次，显微镜下检测菌体生长情况和测定Ph值，当活菌总数达到30亿/ml浓度和Ph值达到4时停止发酵；\n[0043] 液体培养基组成及重量百分比配比：豆粕粉3、玉米淀粉2、氯化钠0.1、糖蜜11、植酸酶2、磷酸镁0.3、吐温(Tween)0.2、无菌水81.4。\n[0044] 第三步：水产品废料及粮食作物副产品的处理\n[0045] a.取青鱼、黄鱼内脏、小鱼虾等新鲜水产品的下脚料及废料绞碎，过40目筛，除去其中鱼刺、鱼鳞等杂物。\n[0046] b.取新鲜清糠、麸皮等粮食作物副产品，去颗粒物，过60目筛。\n[0047] 第四步：菌种与培养基的固体密封发酵：\n[0048] 将步骤1中的复合菌种按重量比1∶35比例接入121℃高温灭菌45分钟的固体扩大培养基中，搅拌45分钟至均匀，倒入50-70kg消毒双层饲料袋中密封发酵，温度\n30℃，时间12-15天，发酵过程中取样三次，测定水份和Ph值，发酵结束后取样，测定水份为\n30-35％、Ph值为5.0-6.0；\n[0049] 固体发酵培养基组成及重量百分比配比：麸皮15、清糠25、土豆蛋白5、水产品废料20、糖蜜4、水31。\n[0050] 第五步：干燥和粉碎：\n[0051] a、干燥：将步骤3发酵完全的产品按时间先后放入培养箱干燥，每盘重量2.0公斤±0.5，温度控制在40℃，时间14-16小时，干燥完成的物料水份控制在≤11.8％；\n[0052] b、粉碎：将干燥后的产品倒入搅拌机中搅拌均匀；转入粉碎间进行粉碎，物料温度控制在45℃以下，粉碎后的物料过40目筛网，筛后粗料重新粉碎，粉碎后的产品包装即为商品。\n[0053] 实施例2\n[0054] 第一步：发酵菌株的配比：\n[0055] 按以下重量百分比例称取各菌种：枯草芽孢杆菌40、植物乳杆菌25、干酪乳杆菌\n35；\n[0056] 第二步：有益菌株的液体培养\n[0057] a.同实施例1。\n[0058] b.液体培养：将混合后的菌种按1∶50的比例接种于128℃、45min高温灭菌的液体培养基中，在发酵罐中搅拌20min，其转速为240r/min，搅拌均匀后放入消毒后塑料桶中静置6-7天，静置过程中每天测定Ph值并释放产出的气体；发酵过程中抽样3次，显微镜下检测菌体生长情况和测定Ph值，当活菌总数达到30亿/ml浓度和Ph值达到3.5-4.7时停止发酵；\n[0059] 液体培养基组成及重量百分比配比：豆粕粉5、玉米淀粉4、氯化钠0.3、糖蜜14、植酸酶3、磷酸镁0.8、吐温(Tween)0.4、无菌水72.5。\n[0060] 第三步：菌种的固体扩大培养\n[0061] a、将步骤2复合培养的菌液混合按1∶25的比例接入121℃高温灭菌30分钟的固体扩大培养基中，固体扩大培养基重量百分比为：豆粕20、大豆粉25、糖蜜8、玉米粉8、磷酸二氢钾0.5、磷酸二氢钠1、硫酸镁0.4、尿素1、无菌水36，同时加入植酸质0.05％为产物促进剂，搅拌35分钟至均匀，倒入50-70kg消毒双层饲料袋中密封发酵，温度30-35℃，时间\n8天，\n[0062] b、发酵过程中取样三次，测定水份和Ph值，发酵结束后取样，测定水份为\n35-40％、Ph值为4.5-6.0；\n[0063] 第四步：菌种与培养基的固体密封发酵：\n[0064] 将步骤2中的复合菌种按重量比1∶40比例接入128℃、30min高温灭菌的固体扩大培养基中，搅拌45min至均匀，倒入50-70kg消毒双层饲料袋中密封发酵，温度30-35℃，时间12-15天，发酵过程中取样三次，测定水分和Ph值，发酵结束后取样，测定水分为\n30-35％、Ph值为5.0-6.0；\n[0065] 所述固体培养基组成及重量百分比为：麸皮16、清糠26、土豆蛋白7、水产品废料\n22、糖蜜6、水23。\n[0066] 实施例3\n[0067] 第一步：发酵菌株的配比：\n[0068] 按照以下重量份称取各菌种：啤酒酵母菌40％、枯草芽孢杆菌18％、干酪乳杆菌\n52％，以上三种菌种均可以在中国农业部微生物菌种保藏中心购买；\n[0069] 第二步：发酵菌种的复合培养：\n[0070] a.同实施例1。\n[0071] b.液体培养：将混合后的菌种按1∶50的比例接种于128℃高温灭菌45分钟的液体培养基中，在发酵罐中搅拌20分钟，其转速为240r/min，搅拌均匀后放入消毒后塑料桶中静置7天，静置过程中每天测定Ph值并释放产出的气体；发酵过程中抽样3次，显微镜下检测菌体生长情况和测定Ph值，当活菌总数达到30亿/ml浓度和Ph值达到4.5时停止发酵；\n[0072] 液体培养基组成及重量百分比配比：豆粕粉5、玉米淀粉4、氯化钠0.3、糖蜜14、植酸酶3、磷酸镁0.8、吐温(Tween)0.4、无菌水72.5；\n[0073] 第三步：水产品废料及粮食作物副产品的处理\n[0074] a.取罗非鱼内脏、鲤鱼内脏新鲜水产品的下脚料及废料绞碎，过40目筛，除去其中鱼刺、鱼鳞等杂物。\n[0075] b.同实施例1。\n[0076] 第四步：菌种与培养基的固体密封发酵：\n[0077] 将步骤1中的复合菌种按重量比1∶40比例接入128℃高温灭菌30分钟的固体扩大培养基中，搅拌45分钟至均匀，倒入50-70kg消毒双层饲料袋中密封发酵，温度35℃，时间12天，发酵过程中取样三次，测定水分和Ph值，发酵结束后取样，测定水份为30％、Ph值为6；\n[0078] 所述固体培养基组成及重量百分比为：麸皮16、清糠26、土豆蛋白7、水产品废料\n22、糖蜜6、水23；\n[0079] 第五步：干燥和粉碎：\n[0080] 同实施例1。\n[0081] 实施例4\n[0082] 第三步：水产品废料及粮食作物副产品的处理\n[0083] a.取珍珠贝(取珍珠后)肉、鲢鱼尾等新鲜水产品的下脚料及废料绞碎，过40目筛，除去其中鱼刺、鱼鳞等杂物。