一种利用黄姜生产的益生菌蛋白饲料及其方法

摘要

本发明一种利用黄姜生产益生菌蛋白饲料的方法，包括如下步骤，1）黄姜纤维质及淀粉分离；2）黄姜纤维质发酵；3）黄姜淀粉液化糖化；4）益生菌蛋白饲料制备。首先通过机械方法将黄姜中的淀粉和纤维质分离出来，将纤维质用于固态发酵得到含纤维素酶和菌体蛋白的纤维渣；然后将分离淀粉时的悬浊液用于后续皂素的提取，将上清液加入到黄姜淀粉中，实现了废水的循环利用，黄姜淀粉乳经液化、糖化后用于培养益生菌——保拉迪酵母和嗜酸乳杆菌，随后将纤维素发酵物和益生菌培养物充分混合均匀获得含纤维素酶的益生菌蛋白饲料。充分实现了黄姜皂素生产过程中的淀粉和纤维质的综合利用，提高了生产效益，大大减少了排放量和污染。

权利要求

1.一种利用黄姜生产益生菌蛋白饲料的方法，其特征在于，包括如下步骤，

1)黄姜纤维质及淀粉分离：将黄姜洗净粉碎后过滤得到纤维质；将滤出物静置分为三层，上层为上清液，中间为悬浊液，下层为淀粉，倒出上清液备用，分离出下层淀粉并洗涤；

2)黄姜纤维质发酵：在黄姜纤维质中按比例在每千克黄姜纤维质中分别加入20-25g的麦麸、10-20g的硫酸铵和0.8-1.2ml的吐温80，并搅拌均匀得到纤维质混合物，然后在

121℃的温度下灭菌20min-25min，冷却到35-40℃后，按比例在每100mg纤维质混合物中接入6-10ml的绿色木霉液体菌种，在27-33℃恒温培养3-4d后，得到含纤维素酶和菌体蛋白的黄姜纤维渣；

3)黄姜淀粉液化糖化：将洗涤后的黄姜淀粉加入上清液，使淀粉乳中固形物含量为

8-12％，将其pH值调至6.2-6.5，并升温至70-80℃，再加入α-淀粉酶和氯化钙，对应每克

2+

淀粉α-淀粉酶的活力为200-240U，在每千克淀粉中的Ca 离子含量为200-240mg；并保温酶解1-2h，然后将温度降至55-60℃，再将pH值调至5.4-6.0，并加入糖化酶和普鲁兰酶，对应每克黄姜淀粉糖化酶的活力为240-300U，普鲁兰酶的活力为20-40U；保温酶解3-4h，得到黄姜淀粉酶解液；

4)益生菌蛋白饲料制备：将黄姜淀粉酶解液降温至45-50℃后，按每升黄姜淀粉酶解液加入8-10g的(NH4)2SO4、4-5g的蛋白胨、2-3.0g的无水乙酸钠、5-6g的柠檬酸氢二铵、

0.8-1.0mL的吐温80、0.2-0.3g的硫酸镁、0.04-0.06g的硫酸锰、2.0-4.0g的磷酸氢二钾，搅拌均匀并调节pH值至5.0-6.0得到混合酶解液，再按比例每100ml混合酶解液中分别接入4-6ml的保拉迪酵母的和6-8ml的嗜酸乳杆菌菌种，34-39℃下发酵48-60h，将黄姜纤维渣添加后混合均匀，并低温烘干得到黄姜益生菌蛋白饲料。

2.根据权利要求1所述的一种利用黄姜生产益生菌蛋白饲料的方法，其特征在于，步骤1)中，黄姜采用含水量65-70％的鲜黄姜。

3.根据权利要求1所述的一种利用黄姜生产益生菌蛋白饲料的方法，其特征在于，步骤1)中，采用80-100目的滤布过滤得到纤维质，滤出物静置5-6h后分成三层。

4.一种利用黄姜生产的益生菌蛋白饲料，其特征在于，由权利要求1-3中任意一项所述的利用黄姜生产益生菌蛋白饲料的方法制得。

说明书

一种利用黄姜生产的益生菌蛋白饲料及其方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种益生菌蛋白饲料及其生产方法，具体为一种利用黄姜生产的益生菌蛋白饲料及其方法。

背景技术

[0002] 黄姜学名盾叶薯蓣(Dioscorea zingiberensis.C.H.Wright)，又名火头根,以根状茎入药，是我国传统常用中药材，有“药用黄金”之称。黄姜根状茎中含有丰富的薯蓣皂苷，其水解产物为薯蓣皂甙元即黄姜皂素，世界上皂素含量较高的植物不多，主要分布在我国和墨西哥。目前，我国的皂素出口量仅次于墨西哥，居世界第二。

[0003] 黄姜中除含有皂苷外，还含40%-50%的淀粉、40-50的纤维素和半纤维素及木质素、2%左右的黄姜色素，2%左右植物香精、单宁酸等有机物。目前，黄姜主要用来生产皂素，但黄姜传统生产工艺导致环境污染，很多文献都多工艺进行了改进，主要将淀粉和纤维分离后减少后续酸处理用量，从而减少污染，但黄姜淀粉、纤维素等仍没能找到合适的利用途径。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种利用黄姜生产的益生菌蛋白饲料及其方法，利用黄姜皂素生产的副产物淀粉和纤维素制备益生菌蛋白饲料，实现了黄姜副产物的资源化，提高了经济效益。

[0005] 本发明是通过以下技术方案来实现：

[0006] 一种利用黄姜生产益生菌蛋白饲料的方法，包括如下步骤，

[0007] 1）黄姜纤维质及淀粉分离：将黄姜洗净粉碎后过滤得到纤维质；将滤出物静置分为三层，上层为上清液，中间为悬浊液，下层为淀粉，倒出上清液备用，分离出下层淀粉并洗涤；

[0008] 2）黄姜纤维质发酵：在黄姜纤维质中加入麦麸、硫酸铵和吐温80，并搅拌均匀得到纤维质混合物，然后灭菌冷却到35-40℃接入绿色木霉，在27-33℃恒温培养3-4d后，得到含纤维素酶和菌体蛋白的黄姜纤维渣；

[0009] 3）黄姜淀粉液化糖化：将洗涤后的黄姜淀粉加入上清液，使淀粉乳中固形物含量为8-12%，将其pH值调至6.2-6.5，并升温至70-80℃，再加入α-淀粉酶和氯化钙，并保温酶解1-2h，然后将温度降至55-60℃，再将pH值调至5.4-6.0，并加入糖化酶和普鲁兰酶，保温酶解3-4h，得到黄姜淀粉酶解液；

[0010] 4）益生菌蛋白饲料制备：将黄姜淀粉酶解液降温至45-50℃后，加入(NH4)2SO4、蛋白胨、无水乙酸钠、柠檬酸氢二铵、吐温80、硫酸镁、硫酸锰、磷酸氢二钾，搅拌均匀并调节pH值至5.0-6.0得到混合酶解液，再接入保拉迪酵母和嗜酸乳杆菌，34-39℃下发酵48-60h，将黄姜纤维渣添加后混合均匀，并低温烘干得到黄姜益生菌蛋白饲料。

[0011] 进一步，步骤1）中，黄姜采用含水量65-70%的鲜黄姜。

[0012] 进一步，步骤1）中，采用80-100目的滤布过滤得到纤维质，滤出物静置5-6h后分成三层。

[0013] 进一步，步骤2）中，在黄姜纤维质中按比例在每千克黄姜纤维质中分别加入20-25g的麦麸和10-20g的硫酸铵以及0.8-1.2ml的吐温80。

[0014] 进一步，步骤2）中，在121℃的温度下灭菌20min-25min，冷却到35℃-40℃后，按比例在每100mg纤维质混合物中接入6-10ml的绿色木霉液体菌种。

[0015] 进一步，步骤3）中，加入α-淀粉酶和氯化钙后，对应每克淀粉α-淀粉酶的活力2+
为200-240U，在每千克淀粉中的Ca 离子含量为200-240mg。

[0016] 进一步，步骤3）中，加入糖化酶和普鲁兰酶后，对应每克黄姜淀粉糖化酶的活力为240-300U，普鲁兰酶的活力为20-40U。

[0017] 进一步，步骤4）中，按每升黄姜淀粉酶解液加入8-10g的(NH4)2SO4、4-5g的蛋白胨、2-3.0g的无水乙酸钠、5-6g的柠檬酸氢二铵、0.8-1.0mL的吐温80、0.2-0.3g的硫酸镁、0.04-0.06g的硫酸锰、2.0-4.0g的磷酸氢二钾。

[0018] 进一步，步骤4）中，按比例每100ml混合酶解液中分别接入4-6ml的保拉迪酵母的和6-8ml的嗜酸乳杆菌菌种。

[0019] 一种利用黄姜生产的益生菌蛋白饲料，由以上任意一种所述的利用黄姜生产益生菌蛋白饲料的方法制得。

[0020] 与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

[0021] 本发明一种利用黄姜生产益生菌蛋白饲料的方法，首先通过机械方法将黄姜中的淀粉和纤维质分离出来，将纤维质用于固态发酵得到含纤维素酶和菌体蛋白的纤维渣；然后将分离淀粉时的悬浊液用于后续皂素的提取，将上清液加入到黄姜淀粉中，实现了废水的循环利用，黄姜淀粉乳经液化、糖化后用于培养益生菌——保拉迪酵母和嗜酸乳杆菌，随后将纤维素发酵物和益生菌培养物充分混合均匀获得含纤维素酶的益生菌蛋白饲料。

[0022] 同时由于在皂素提取生产时将淀粉和纤维质分离出来，因此生产时酸水解体积和固形物含量大大减少，使得酸使用量减少85-93%，水解物水洗到中性的用水量也降至原来的10-15%，后续皂素提取的汽油量也降至原来的10-20%，充分实现了黄姜皂素生产过程中的淀粉和纤维质的综合利用，提高了生产效益，大大减少了排放量和污染。

[0023] 进一步，通过对步骤中加入酶的活力的控制和对其他加入物质量的控制，以及工艺参数的控制，提高蛋白饲料中有效物质的含量，保证了产物的品质。

[0024] 本发明一种利用黄姜生产的益生菌蛋白饲料，富含保拉迪酵母、嗜酸乳杆菌、绿色木霉和纤维素酶，不仅能够为牲畜补充益生菌有益牲畜健康，而且饲料中的纤维素酶还能促进对营养物质的吸收和提高饲料利用率。

具体实施方式

[0025] 下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

[0026] 实例1

[0027] 一种利用黄姜生产益生菌蛋白饲料的方法，包括如下步骤，

[0028] 1）黄姜纤维质及淀粉分离：将黄姜洗净粉碎后过滤得到纤维质；将滤出物静置分为三层，上层为上清液，中间为悬浊液，下层为淀粉，倒出上清液备用，分离出下层淀粉并洗涤；优选的，黄姜采用含水量65%的鲜黄姜；具体的采用100目的滤布过滤得到纤维质，滤出物静置6h后分成三层。

[0029] 2）黄姜纤维质发酵：在黄姜纤维质中加入麦麸、硫酸铵和吐温80，并搅拌均匀得到纤维质混合物，然后灭菌冷却到35℃接入绿色木霉，在30℃恒温培养3d后，得到含纤维素酶和菌体蛋白的黄姜纤维渣；具体的，在黄姜纤维质中按比例在每千克黄姜纤维质中分别加入20g的麦麸和10g的硫酸铵以及0.8ml的吐温80；在121℃的温度下灭菌20min，冷却到35℃后，按比例在每100mg纤维质混合物中接入10ml的绿色木霉液体菌种。

[0030] 3）黄姜淀粉液化糖化：将洗涤后的黄姜淀粉加入上清液，使淀粉乳中固形物含量为8%，将其pH值调至6.2，并升温至80℃，再加入α-淀粉酶和氯化钙，并保温酶解1.5h，然后将温度降至58℃，再将pH值调至5.5，并加入糖化酶和普鲁兰酶，保温酶解3h，得到黄姜淀粉酶解液；具体的，加入α-淀粉酶和氯化钙后，对应每克淀粉α-淀粉酶的活力为2+
240U，在每千克淀粉中的Ca 离子含量为240mg；加入糖化酶和普鲁兰酶后，对应每克黄姜淀粉糖化酶的活力为300U，普鲁兰酶的活力为40U。

[0031] 4）益生菌蛋白饲料制备：将黄姜淀粉酶解液降温至45℃后，加入(NH4)2SO4、蛋白胨、无水乙酸钠、柠檬酸氢二铵、吐温80、硫酸镁、硫酸锰、磷酸氢二钾，搅拌均匀并调节pH值至6.0得到混合酶解液，再接入保拉迪酵母和嗜酸乳杆菌，37℃下发酵60h，将黄姜纤维渣添加后混合均匀，并低温烘干得到黄姜益生菌蛋白饲。具体的，按每升黄姜淀粉酶解液加入10g的(NH4)2SO4、5.0g的蛋白胨、3.0g的无水乙酸钠、6.0g的柠檬酸氢二铵、1.0mL的吐温80、0.3g的硫酸镁、0.06g的硫酸锰、4.0g的磷酸氢二钾；按比例每100ml混合酶解液中分别接入4ml的保拉迪酵母的和6ml的嗜酸乳杆菌菌种。

[0032] 实例2

[0033] 一种利用黄姜生产益生菌蛋白饲料的方法，包括如下步骤，

[0034] 1）黄姜纤维质及淀粉分离：将黄姜洗净粉碎后过滤得到纤维质；将滤出物静置分为三层，上层为上清液，中间为悬浊液，下层为淀粉，倒出上清液备用，分离出下层淀粉并洗涤；优选的，黄姜采用含水量66%的鲜黄姜；具体的采用80目的滤布过滤得到纤维质，滤出物静置5h后分成三层。

[0035] 2）黄姜纤维质发酵：在黄姜纤维质中加入麦麸、硫酸铵和吐温80，并搅拌均匀得到纤维质混合物，然后灭菌冷却到35℃接入绿色木霉，在30℃恒温培养4d后，得到含纤维素酶和菌体蛋白的黄姜纤维渣；具体的，在黄姜纤维质中按比例在每千克黄姜纤维质中分别加入25g的麦麸和20g的硫酸铵以及1.2ml的吐温80；在121℃的温度下灭菌20min，冷却到35℃后，按比例在每100mg纤维质混合物中接入10ml的绿色木霉液体菌种。

[0036] 3）黄姜淀粉液化糖化：将洗涤后的黄姜淀粉加入上清液，使淀粉乳中固形物含量为9%，将其pH值调至6.3，并升温至75℃，再加入α-淀粉酶和氯化钙，并保温酶解2h，然后将温度降至60℃，再将pH值调至5.8，并加入糖化酶和普鲁兰酶，保温酶解4h，得到黄姜淀粉酶解液；具体的，加入α-淀粉酶和氯化钙后，对应每克淀粉α-淀粉酶的活力为220U，2+
在每千克淀粉中的Ca 离子含量为220mg；加入糖化酶和普鲁兰酶后，对应每克黄姜淀粉糖化酶的活力为240U，普鲁兰酶的活力为20U。

[0037] 4）益生菌蛋白饲料制备：将黄姜淀粉酶解液降温至45℃后，加入(NH4)2SO4、蛋白胨、无水乙酸钠、柠檬酸氢二铵、吐温80、硫酸镁、硫酸锰、磷酸氢二钾，搅拌均匀并调节pH值至5.5得到混合酶解液，再接入保拉迪酵母和嗜酸乳杆菌，37℃下发酵48h，将黄姜纤维渣添加后混合均匀，并低温烘干得到黄姜益生菌蛋白饲。具体的，按每升黄姜淀粉酶解液加入8.0g的(NH4)2SO4、4.0g的蛋白胨、2.0g的无水乙酸钠、5.0g的柠檬酸氢二铵、0.8mL的吐温80、0.2g的硫酸镁、0.04g的硫酸锰、2.0g的磷酸氢二钾；按比例每100ml混合酶解液中分别接入6ml的保拉迪酵母的和8ml的嗜酸乳杆菌菌种。

[0038] 实例3

[0039] 一种利用黄姜生产益生菌蛋白饲料的方法，包括如下步骤，

[0040] 1）黄姜纤维质及淀粉分离：将黄姜洗净粉碎后过滤得到纤维质；将滤出物静置分为三层，上层为上清液，中间为悬浊液，下层为淀粉，倒出上清液备用，分离出下层淀粉并洗涤；优选的，黄姜采用含水量67%的鲜黄姜；具体的采用90目的滤布过滤得到纤维质，滤出物静置6h后分成三层。

[0041] 2）黄姜纤维质发酵：在黄姜纤维质中加入麦麸、硫酸铵和吐温80，并搅拌均匀得到纤维质混合物，然后灭菌冷却到40℃接入绿色木霉，在33℃恒温培养3d后，得到含纤维素酶和菌体蛋白的黄姜纤维渣；具体的，在黄姜纤维质中按比例在每千克黄姜纤维质中分别加入21g的麦麸和12g的硫酸铵以及0.9ml的吐温80；在121℃的温度下灭菌25min，冷却到40℃后，按比例在每100mg纤维质混合物中接入7ml的绿色木霉液体菌种。

[0042] 3）黄姜淀粉液化糖化：将洗涤后的黄姜淀粉加入上清液，使淀粉乳中固形物含量为10%，将其pH值调至6.4，并升温至70℃，再加入α-淀粉酶和氯化钙，并保温酶解1h，然后将温度降至55℃，再将pH值调至5.4，并加入糖化酶和普鲁兰酶，保温酶解3.5h，得到黄姜淀粉酶解液；具体的，加入α-淀粉酶和氯化钙后，对应每克淀粉α-淀粉酶的活力为2+
210U，在每千克淀粉中的Ca 离子含量为230mg；加入糖化酶和普鲁兰酶后，对应每克黄姜淀粉糖化酶的活力为250U，普鲁兰酶的活力为30U。

[0043] 4）益生菌蛋白饲料制备：将黄姜淀粉酶解液降温至50℃后，加入(NH4)2SO4、蛋白胨、无水乙酸钠、柠檬酸氢二铵、吐温80、硫酸镁、硫酸锰、磷酸氢二钾，搅拌均匀并调节pH值至5.0得到混合酶解液，再接入保拉迪酵母和嗜酸乳杆菌，34℃下发酵50h，将黄姜纤维渣添加后混合均匀，并低温烘干得到黄姜益生菌蛋白饲。具体的，按每升黄姜淀粉酶解液加入9.0g的(NH4)2SO4、4.5g的蛋白胨、2.5g的无水乙酸钠、5.5g的柠檬酸氢二铵、0.9mL的吐温80、0.2g的硫酸镁、0.04g的硫酸锰、2.0g的磷酸氢二钾；按比例每100ml混合酶解液中分别接入6ml的保拉迪酵母的和8ml的嗜酸乳杆菌菌种。

[0044] 实例4

[0045] 一种利用黄姜生产益生菌蛋白饲料的方法，包括如下步骤，

[0046] 1）黄姜纤维质及淀粉分离：将黄姜洗净粉碎后过滤得到纤维质；将滤出物静置分为三层，上层为上清液，中间为悬浊液，下层为淀粉，倒出上清液备用，分离出下层淀粉并洗涤；优选的，黄姜采用含水量68%的鲜黄姜；具体的采用85目的滤布过滤得到纤维质，滤出物静置5h后分成三层。

[0047] 2）黄姜纤维质发酵：在黄姜纤维质中加入麦麸、硫酸铵和吐温80，并搅拌均匀得到纤维质混合物，然后灭菌冷却到36℃接入绿色木霉，在27℃恒温培养4d后，得到含纤维素酶和菌体蛋白的黄姜纤维渣；具体的，在黄姜纤维质中按比例在每千克黄姜纤维质中分