发酵豆粕品质判定

发酵豆粕品质判定香红星2014.10.29致谢：本报告内容实际上汇聚了实验人员陈婧、张玲、干霞、乐山恒峰华邦品管人员、国家饲料工程中心等的心血与研究成果。本人并无实际亲自操作。在此申明并致谢！同时，很多饲料企业交流中也提供了很多值得借鉴的思路与建议，并提供过检测支持等，一并致谢！报告提纲豆粕及其发酵处理理由发酵豆粕介绍发酵豆粕菌种、工艺、生产发酵豆粕品质判定掺假分析发酵豆粕采购建议及品控量化指标发酵原料技术应用拓展豆粕豆粕是大豆提取豆油后得到的一种副产品豆粕是棉籽粕、花生粕、菜籽粕等12种动植物油粕饲料产品中产量最大，用途最广的一种豆粕是高蛋白饲料，氨基酸组成和动物蛋白质近似，其中氨基酸比较接近人体需要的比值，所以容易被消化吸收豆粕中含有丰富的钙、磷、镁、钾等无机盐，还含有铜、铁、锌、碘、钼等微量元素中国市场/行业需求总体趋势近2年国内饲料企业应用微生物制剂及发酵原料越来越普遍，并能确认其价值；应用范围和使用量逐年递增；养殖场也接受了生物预处理饲料的技术与产品。客户需求在乳猪饲料以发酵豆粕取代大豆浓缩蛋白、鱼粉、血浆蛋白、肠膜蛋白、豆粕方面有成熟经验；水产饲料、特种皮毛动物饲料也得到应用。中国发酵豆粕概况生产地域：台湾、内蒙（赤峰）、吉林（四平）、辽宁（沈阳）、天津、北京、河南（汝州、周口）山东（青岛德州、日照）、湖北（武汉、汉川、荆州、黄石）、江苏（溧阳、盐城、南通、台州）浙江（杭州、金华）、河北（邯郸）、安徽（蚌埠）、福建（龙岩、漳州）、广东（肇庆、东莞、茂名）、湖南（岳阳）、江西（南昌）、四川（乐山、邛崃）广西（钦州、贵港）等。主流生产企业：北京金泰德、武汉邦之德、上海源耀、天津全能、福建闽雄、深圳荣华、浙江科峰、乐山恒峰华邦、东莞银华、广东希普、山东根源、山东和实、南昌惠德等。发酵豆粕解决什么问题？膨化大豆解决了什么？发酵豆粕重点解决什么？（尽量）消除抗营养因子（以抗原蛋白、脲酶活性、胰蛋白酶抑制因子、水苏糖、棉子糖为重点）；通过发酵尽量增加低分子肽、有机酸等含量；通过菌种调配及发酵，增强诱食功能，（酸、香）；具有微生物益生功效，微生态调节功能。发酵豆粕指标衡量是一个系统工程。豆粕抗营养因子分类根据对饲料营养价值和动物生物学反应，分为以下六类：降低蛋白质消化率和利用率的因子（胰蛋白酶抑制因子、糜蛋白酶抑制因子等）；降低碳水化合物消化率因子（单宁和寡糖等）；影响矿物质利用率的因子（植酸）；影响维生素活性或增加动物维生素需求量的因子（抗维生素A、维生素D、维生素E和维生素B12等因子）；刺激免疫体系的因子（抗原蛋白）以及其它一些抗营养因子（致甲状腺肿因子、皂甙、异黄酮和生氰糖甙等）；饲料中具有毒素作用的因子（植物凝集素）抗营养因子9豆粕抗营养因子的热敏感性抗原蛋白（7s，11s亚基为代表）、胰蛋白酶抑制因子、糜蛋白酶抑制因子、凝集素、脲酶、致甲状腺肿因子及抗维生素因子具有对湿热敏感；皂甙、单宁、异黄酮、寡糖、致过敏反应蛋白及植酸等对热较稳定；热处理对抗原蛋白、蛋白酶抑制因子、凝集素、脲酶等热敏性抗营养因子有很好的钝化效果。但是对豆粕蛋白溶解度的影响不容忽视！一步步认识发酵豆粕？理论层面的把握（工艺设计、科学检测方法的建立）；技术层面的把握（基础性—现场控制与一级品控）；品控层面的把握（把关性—二级品控与法规遵守）；采购层面的把握（保真--性价比）核心问题：掌握豆粕与发酵豆粕的关键差别点，才知道怎么去把握。粗蛋白、水分、灰分、氨基酸等不能让你辨识优劣。发酵豆粕之典型问题品质不稳定；（蛋白溶解度、粗蛋白、电泳、抗原含量、寡糖、VBN、灰分存在变数）小肽（酸溶蛋白）、有机酸含量偏低；收率偏高（收率与寡糖彻底消除的基本算法）；烘干设备选型不当，造成成本偏高；菌种组合不合理、培养活化环节复杂；工艺流程设计及发酵形式存在问题；品控问题（检测项目不齐全---检验方法简单模仿，基本原理不清楚，被牵着鼻子走，品管检测忌照搬）。发酵用菌种介绍形形色色的微生物类群微生物简介微生物作为生物的一大类，具有其本身的特点及其独特的生物多样性，可以简要概括成以下几句话：个体小、结构简、胃口大、食谱广、繁殖快、易培养、数量大、分布广、种类多、级界宽、变异易、抗性强、休眠长、起源早、发现晚。微生物个体大小简介微生物的个体极其微小，一般要借助于光学显微镜或电子显微镜才能观察到它们。例如杆形细菌的宽度只有0.5－2m，长度也只有1－几个m，1500个杆菌首尾相连=一粒芝麻的长度；10-100亿个细菌加起来重量=1毫克；面积/体积比：人=1，大肠杆菌=30万；这对于微生物与环境的物质、能量和信息的交换极为有利。微生物强大的繁殖性能微生物繁殖速度很快，例如一头500kg的食用公牛，24小时生产0.5kg蛋白质，而同样重量的酵母菌，以糖液（如糖蜜）和氨水为原料，24小时可以生产50T优质蛋白质。微生物尤其以二裂法繁殖的细菌具有惊人的繁殖速率。如大肠杆菌37℃时世代时间为18分钟，每24小时可分裂80次，每24小时增殖数为1.2x1024个。枯草芽孢杆菌30℃时的时代时间为31分钟，每24小时可分裂46次，增殖数为7.0x1013个。微生物极强的耐受力现在已从近于100℃条件下的温泉中分离到了高温芽孢杆菌，并观察到在105℃时还能生长。甚至有报导，有人从太平洋25000m深处分离到的高温菌，在265atm和250℃下，经过40分钟的培养，细菌数量增加1倍，几小时后增加了100倍。甚至升温到300℃时仍在生长。微生物在不良条件下很容易进入休眠状态，某些种类甚至会形成特殊的休眠构造，如芽孢、分生孢子、孢囊等。有些芽孢在休眠了几百年，甚至上千年之后仍有活力。甚至报导过3000～4000年前埃及金字塔中的木乃尹上至今仍有活的病原菌。惊人的微生物分布自然界中微生物存在的数量往往超出一般人们的预料。土壤中细菌可达几亿个/g，放线菌孢子可达几千万个/g。人体肠道中菌体总数可达100万亿左右。新鲜叶子表面可附生100多万个/g微生物。全世界海洋中微生物的总重量估计达280亿吨。从这些数据资料可见微生物在自然界中数量之巨。实际上我们生活在一个充满着微生物的环境中。微生物与饲料工业□有益：代谢产物的直接利用与延伸（发酵单体氨基酸、发酵类抗生素、维生素、有机酸、生物酶、多糖、色素、生物碱、酶工程衍生产品、饲料原料发酵等）。微生物的直接利用（微生物制剂、疫苗、饲料及原料发酵等）。□有害：饲料或原料的病原菌感染、发霉变质、动物疾病、生产环境污染等。微生物微生物在饲料工业中的角色新功能？？微生态制剂原料体外预消化ERG、GSH、SOD等活性肽、防御素、细菌素等饲用酶制剂饲用维生素、色素等氨基酸、有机酸、核酸等原料发酵的微生物常见类群□乳酸菌类:非分类学概念。乳酸菌是一类能利用可发酵性糖为原料，并能产生大量乳酸的细菌的通称。乳酸菌1小时可分解其体重1000至10000倍乳糖。□酵母菌类：非分类学概念，在偏酸性且含糖较多的环境中生长的单细胞真核微生物。例如面包酵母、海洋红酵母等。□芽孢杆菌类：能够产生芽孢的细菌。（芽孢则是某些细菌在其生长发育后期,可在细胞内形成的一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量低、抗逆性强的休眠构造)□真菌类：非分类学概念。通常指菌丝体发达而又不产生大型子实体的真菌。例如霉菌类，假丝酵母等。微生物菌落及显微图片酵母菌芽孢菌乳酸菌发酵菌种抗逆性分析芽孢杆菌：形成芽孢后储藏、耐温、耐压等稳定性非常好。枯草、地衣、凝结、巨大、侧孢等。乳酸菌类：微生物发酵首选菌种。抗逆性和储藏稳定性是最大阻碍。代谢产物的利用。例如：有机酸、抗菌素等。酵母菌类：耐高渗，耐温差。发酵改善适口性，促消化，代谢产物营养丰富。微生物营养的特殊性微生物：与环境进行物质、能量、基因的交换。最高效，适应性最强。植物：光合作用与根系吸收。动物：主动摄食，体内转化。结论：生物级别越高，其营养需求及转化越低效。其生存力更多依赖于智慧、体能。构成食物链与生态系统。微生物生长曲线示意图微生物生理代谢阶段及特点微生物营养代谢分析微生物的代谢产物名目繁多，从来源上考虑，可区分为初级代谢产物，次级代谢产物和转化产物，三者之间的关系如图所示：微生物初级代谢产物（I）（氨基酸、核苷酸、植物多糖、维生素、有机酸等）次级代谢物（Ⅱ）（抗生素、菌素、植物碱等）菌体、诱导型酶（Ⅳ）外源物质转化产物（Ⅲ）外源物质（甾体、烷烃、芳烃、杂化合物）发酵产品设计要求微生物选择符合法规，生物安全性保障；应用的有效性必须保证；生产实现的难易程度，工艺设计及设备；合理的利润保证，市场接受程度；知识产权的保护问题；需要饲料行业共同推进与认可。发酵用菌种及原理分解蛋白（抗原蛋白）的芽孢杆菌类分解寡糖的乳酸菌（正型乳酸发酵为主）C6H12O6+2ADP→2CH3CHOHCOOH+2ATPC6H12O6+ADP→CH3CHOHCOOH+C2H5OH+CO2+ATP脱除单分子糖及增加适口性的酵母菌三者协同作用才可以完成发酵使命，并保护蛋白质很少被降解。乳酸菌发酵类型从生化机制来看，乳酸发酵分为两大类型：若发酵产物中只有乳酸的（达到80％以上），称为正型乳酸发酵，如乳酸链球菌（Strep－tococcuslactis）、乳酪链球菌（Streptococcuscre－moris）、干酪乳杆菌（Lactobacilluseasei）等。若发酵产物中除乳酸之外还有乙酸、乙醇、CO2、H2的，称为异型乳酸发酵。如一些明串珠菌（Leuconostoc）、乳酸杆菌（Lactobacillus）。发酵菌种产生的有机酸、维生素含量分析小结掌握微生物生理特性，驾驭它为我们服务；所开发的品种应符合法规，生物安全第一；产品作用应该可以量化，动物营养效果明确；在动保方面，微生物产品应该有更加广阔的应用，例如母猪泌乳、便秘方面、乳猪肠道驯化、治疗腹泻、环境改良；原料（三大营养物）的生物预消化，结构脂肪（pop）构建、人工乳仿生、营养型抗菌肽等。发酵豆粕工艺和生产图示流程关键设备原料前处理及设备发酵装置及设备讨论混合设备菌种培养设施及配套烘干物料的冷却粉碎干燥设备烘干设备是最大制约因素。搅拌式流化床、振动式流化床、管束式烘干机、滚筒干燥机、圆盘干燥机、网带式烘干机、气流干燥机等。热源：木柴、生物质颗粒、燃煤、蒸汽、电加热辅助、燃油、天然气等。成本分析和烘干设备选择原则（阐述）。生产成本构成原材料采购损耗菌种烘干水电能耗、包装、车间转运运输管理、折旧、工资、税务等混合设备混合接种自动接种发酵料槽发酵料槽流化床烘干圆盘干燥管束干燥全自动料槽中纺全自动生产线示范工厂干燥及打包系统发酵菌种和工艺控制的实现通过菌种不同组合及数量控制，可以从小肽含量、总酸、有机酸比例、总酸度、不良糖消除率、收率、蛋白含量等实现精确控制。菌种与发酵条件、设备的有机组合，实现可控、稳定的品质。豆粕（2013）厂家水份%粗蛋白%PH值粗灰分%PS%中纺12.2946.706.526.2575.67中纺12.0646.056.366.2371.60中纺11.7546.256.376.1779.46中纺11.1446.076.426.3477.30中纺11.4946.316.386.1778.23中纺11.5846.076.306.2477.79中纺12.7246.316.376.1877.20中纺12.5246.306.436.3578.42邦基正大11.3346.926.356.4774.64邦基正大11.3847.326.306.2672.06邦基正大11.5946.556.256.1471.45邦基正大11.7146.526.316.4074.25邦基正大12.0346.396.256.4673.08邦基正大11.7947.036.285.8071.57邦基正大12.3546.186.266.2473.30新涪12.1646.51