BPC技术开发菜粕资源的探索之二
-----文献检索与基础研究理论依据(1)
一、 前言
我国油菜产量自1981年以来,一直居世界首位,每年产菜粕为近500万吨,这是一种很好的蛋白质资源,其蛋白含量为32-45%,所含氨基酸比例恰当,含必须氨基酸丰富,品质比大豆蛋白质还要好,营养模式可与联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)推荐的模式蛋白质相媲美,见下表:
表一:几种油料蛋白质必需氨基酸组成含量g/16N
名称 |
参考蛋白FAO(1993) |
菜籽浓缩蛋白 |
棉籽浓缩蛋白 |
大豆蛋白 |
花生蛋白 |
赖氨酸
总S氨基酸
总芳香氨基酸
亮氨酸
异亮氨酸
苏氨酸
缬氨酸
色氨酸 |
5.5
3.5
6.0
7.0
4.0
4.0
5.0
1.0 |
5.8
5.7
9.9
7.3
4.2
4.5
5.2
1.2 |
4.2*
2.5*
8.0
5.4
2.9
2.8
4.1
1.3 |
6.9
3.1*
8.9
7.7
5.1
4.3
5.4
1.28 |
3.0*
2.2*
9.3
6.7
4.1
2.5
4.5
4.5 |
注:“*”号表示为该蛋白质的限制性氨基酸
我国油菜主要品种仍然是双高品种,种子中所含的硫代葡萄糖甙量为5~9%之多。经榨油浸出后的粕中的芥子甙含量为3~8%芥子降解后所生成的异硫氰酸酯、噁唑烷硫酮、腈类等的毒性最大,国内外的脱毒研究工作大多集中大对芥子甙的脱毒处理上。
注:芥子甙为硫代葡萄糖甙的别称,也简称硫甙。硫葡萄糖甙加异硫氰酸酯加噁唑烷硫酮加脯类等毒性物质的总和也简称总硫甙。
自六十年代以来,国外围绕菜籽饼粕资源的开发利用,开展了大量的基础研究和应用研究工作,深化了人们对菜籽饼粕的化学组成、毒性物质及抗营养因子的认识,提也了许多有效的脱毒工艺和方法,我国在这方面的工作开展较晚,但取得了一些成果。目前国内已知的用于工业化生产的方法有以下四种:
1.1 乳酸菌固态厌气发酵法脱毒
该项目为国家“七·五”科技攻关重点专题,已通过国家验收属“八·五”期间国家星火计划重点推广项目。所用菌种为武汉粮食工业学院罗远洲教授分离纯化筛选的单株84-38号乳酸菌,发酵及菌种基本工艺流程如下所述:
三角瓶液体种 → 一级种子罐 → 二级种子罐 → 生产菌种罐 → 泥浆泵送料 → 进入发酵池厌气发酵 → 出料 → 干燥 → 打包
本法有如下优点:
a 适口性较好,去毒率可达95%,脱毒成本低。
b 粗纤维降低,氨基酸利用率得以适当提高难度,并能提高畜禽抗病能力。
c 产品粗蛋白质一般在40%以上。
目前湖北的枝江和咸丰,贵州的绥阳,云南的玉溪等地都采用该技术建厂,产品经深圳、武汉和遵义等地使用后反映较好。
本法的缺点:
a 发酵周期长,在厌气池中需发酵30天以上。
b 劳动强度大,由于技术本身的特点,物料运送均靠人工。
c 不适合于工业化生产,但适合于乡镇企业,个体养殖户使用具有投资少,风效快的特点。
d 技术最终目的考虑的是脱毒,产品营养值提高不大。
1.2 6107添加剂法
6107添加剂由浙江农业大学许梓荣教授发明,“八·五”期间列入国家“星火计划”推广项目,6107添加剂对菜籽饼粕脱毒不需增加任何新工艺设备,是一种非常简便的方法,只需在菜粕中添加1%左右的6107即可,该脱毒菜籽饼粕可以在畜禽配混合饲料中添加到15%左右而不至使动物中毒,且各项解剖试验正常,“八·五”期间已在全国推广。
该技术有其缺陷性
a: 菜粕的营养价值并末得到提高,菜粕蛋白质的有效利用率提高不大,在我国蛋白质资源紧张的现实下,应提倡更为有效的能提商菜粕有效利用率的深度开发技术。本质上说6107又能增加菜粕的使用权用量,而不能大量提高菜粕蛋白质在动物体内的有效消化率。
b: 菜粕的适口性并末改善,6107可增加菜粕的使用量,意味着要增加香味素的使用量。
c: 虽然增加了菜粕的使用量,大幅度地降低饲料厂的生产原料成本,但产品的质量档次却有所不降,在日益剧烈的市场竞争中,往往难以立足,目前大多数饲料生产、厂家都已抛弃了这种高菜粕含量的配方,菜粕一度价格下跌,已跌至最低点900元/吨。
1.3 真菌发酵脱毒法
为广东中山大学生物系钟英长教授的研究成果,真菌菌种是从长期栽培油菜的土壤中分离筛选和诱变纯化而得的,其基本的工艺流程如下图:
菜粕和血粉麦麸等原料→润水→搅拌→蒸料→冷却→接种→发酵床发酵→干燥→包装→成品
一级斜面菌种→二级三角瓶菌种→三级种子→↑
本法有如下优点:
a 适当地改善了营养及适口性,发酵时间短,只要24-30小时。
B 脱毒率据悉可达85%以上,产品的粗蛋白可达40%和45%。
C 已设计出现代化的工业生产模式,包括厂房,设备,安装工艺流程,投资概算等一整套交钥匙工程。
本法也有如下缺点:
a 技术是以脱毒为主,产品生物活性物质和营养无多大提高,或仅以配以血粉来提高蛋白含量和平衡赖氨酸的水平,而实际上血粉资源很少,建一个万吨级的脱毒菜粕厂,年需血粉500吨,但全国可收集的血粉也不过如此之多。
B 脱毒率相对还是较低。投资额巨大,一个万吨级厂要投资1200多万元,不易推广。
该技术已通过国家教委的技术鉴定,已在广东的番禺,广州,重庆,河南,河北,江西的南昌,新余,吉安等地推广应用,如在江西的南昌兴隆蛋白饲料有限公司,建厂不到半年,该厂被迫改产全价饲料,无法经营。在江西的新余林业局建厂,由于产品无市场,而从未投产过。在江西的吉安油厂建厂,该厂为此亏损100多万元,总之在江西的三家均以失败而告终。
据江西农业大学上瞿明仁(全国饲料毒性与抗营养因子研究委员会秘书长)所做的喂养试验证明,用该技术生产的脱毒菜粕,仅能代替对照组配方中3%的豆粕来使用,而这一数据说明,该技术实际上是失败的,因为没有脱毒的菜粕在高含量豆粕配方使用情况下,也可以代替对照组配方中的3%的豆粕。
1.4 BPC技术开发菜粕资源
本技术的思路是以最大限度地提高菜粕的营养和蛋白利用率为最终目的。尽管达到了97.7%的脱毒率,但脱毒不是作为最终的目的来设计的,本套技术包括(1)菌种的筛选,诱变,再筛选,优化组合出6株菌协同发酵。(2)研究出相配套的菜粕预脱毒工艺技术与配方。(3)研究出优化的发酵配方4个。充分利用了各种工业下脚料。(4)产品有粗蛋白40%。50%等。(5)自行研究设计了可移动式的强制充气发酵器H250型。及相应的发酵工艺与参数。(6)自行研究设计了气升式恒化发酵器及相应的液体菌种制配工艺技术。(7)自行研究设计了适合于含水量50%左右的湿物料搅拌机和物理脱毒机。(8)研究了相配套的动物蛋白液生产技术。(9)掌握了菜粕发酵过程中的一系列变化规律,和最佳的发酵工艺。(10)研究出一整套的菌种保藏,复壮及管理的最佳方案。(11)已整理出一整套万吨级工厂的建厂方案的交钥匙工程技术及方案。
本法的优点:
a 产品的脱毒率高于95%。粗蛋白含量高达40%以上,产品的生物活性物质非常丰富,营养价值高,产品可替代鱼粉使用。
B 工艺设计合理,产品质量可靠稳定。
本法的缺点是:
a 工艺非常复杂,管理上有一定的因难。
B 无菌要求高,人员的素质要求高,一些工序仍需要较强的劳动强度。
1.5 其它
目前一些酵母饲料生产厂家在大部分均在自己的发酵配方中加入了较多的菜粕,进行发酵以降低生产成本。但由于菜粕均未进行预脱毒处理,所以实际上是一种投机行为。
因为一般未经筛选的酵母菌种没有这种脱毒作用,相反,添加过多的菜粕(大于30%时),会抑制酵母的生长,往往发酵不良。或出现长不起来的现象。所以反而影响酵母产品的质量。所以在活性酵母饲料生产中添加菜粕不能提倡,也不是一种菜粕深度开发 宜春高新技术专利产品开发中心对本文具有编著权,凡转载者请通知本站。 未完待续