专利名称：菜籽饼微生物脱毒方法
菜籽饼微生物脱毒方法技术领域
本发明属循环农业中的废物再利用技术，具体涉及菜籽饼的微生物脱毒方法。
技术背景
油菜籽在我国植物油生产中占据首位，其产量占全国食用油总产量的三分之一， 年产量已超过870万吨，如把这些油菜籽加工成植物油，将有500多万吨的菜籽饼(粕)副 产品。菜籽饼营养丰富、全面，含粗蛋白35 % 45 %、粗脂肪2 % 3 %、碳水化合物M % 30 %、纤维素8. 1 % 9. 0 %、灰分4. 5 % 5. 2 %、消化能11. 2 12. 3兆焦/kg、代谢能 9. 95 10. 99兆焦/kg。蛋白质中氨基酸的组成接近联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组 织(WHO)推荐值，是一大优良的天然植物蛋白资源。但是由于菜籽饼含有较高的硫代葡萄 糖甙、植酸和单宁，具有毒性，严重地影响了菜籽饼的营养可给性和菜籽饼作为饲料的饲口 性和应用范围。有人曾直接将菜籽饼少量地加入饲料中，但菜籽饼中的抗营养因子会对饲 料中的其它营养成分吸收产生影响，同时因添加量少，在饲养业中并不起多大的促进作用； 有人认为菜籽饼不可饲用，只可肥田，但根据报导和我们的试验，菜籽饼直接肥田的增产效 果仅为硫酸铵的三分之一，这是对天然植物蛋白质的一种极大浪费。因此，要大规模利用菜 籽饼必须先脱毒，很多人研究了用化学脱毒方法或物理脱毒方法，但效果都不大理想，脱毒 成本较高，不能大范围推广。发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种菜籽饼微生物脱毒方法，它利用发酵法脱 毒，使硫代葡萄糖甙降解率达到了 99%以上，对植酸、单宁、纤维素的降解也达到了 10% 30%。
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是它包括下列步骤它 包括下列步骤
(1)扩大培养
将曲霉属中烟曲霉(Asp. fumigatus)、棕曲霉(Asp. ochraceus)、黑曲霉(Asp. niger)、米曲霉(Asp. oryzae)、棒曲霉(Asp. clavatus)、黄曲霉(Asp. f lavus)、萨氏 曲 M (Asp. Sydwi)、白曲(Asp. caddidus), ^iMM Φ 1 λ ^ β (Mucor muced)、总 ^ (Mucor racemosus) ,Μ Φ ^ 9 (Mucorpusillis),-.rMWM (Pen. chrysogonum)、常现青霄(Pen. fregulutans)、f艮霄属中米木艮霄(Rhi. oryzae) ^ (Rhi. nigricans)、华根霉(Rhi. chinensis)，木霉属中绿色木霉(Tri. virde)、康氏木霉 (Tri. koningi)的试管斜面菌种在马铃薯固体培养基上进行三角瓶固态扩大培养，并分别 用蒸馏水制成1. OX IO11 4. OX IO11个孢子/L的菌悬液；
(2)混合培养
将所述三角瓶扩大菌种在麸皮培养基上采用固态浅盘培养法混合培养后，20°C 30°C风干后即成菜籽饼脱毒菌剂；
(3)脱毒
将所述菜籽饼脱毒菌剂按重量kg/L的百分比，用自来水配制成1 % 5 %的溶液， 然后拌入与该脱毒菌剂溶液等质量的菜籽饼粉中，用塑料薄膜覆盖，品温15°C 35°C堆积 发酵3天 8天后，即可完成菜籽饼脱毒。
较优的，在所述扩大培养步骤中，将白地霉的试管斜面菌种在马铃薯固体培养基 上进行三角瓶固态扩大培养，将枯草芽孢杆菌的试管斜面菌种在牛肉膏蛋白胨培养基上进 行三角瓶液体扩大培养，将啤酒酵母、热带假丝酵母的试管斜面菌种在麦芽汁液体培养基 上进行三角瓶液体扩大培养；在所述混合培养步骤中，将所述白地霉的三角瓶扩大菌种在 麸皮培养基上采用固态浅盘培养法混合培养后，20°c 30°C风干，将所述啤酒酵母、热带假 丝酵母和枯草芽孢杆菌的三角瓶扩大菌种在以玉米淀粉培养基上进行液体混合培养后，用 吸附剂吸附、20°C 30°C风干，等质量混合加入所述菜籽饼脱毒菌剂。
其中，所述霉菌的三角瓶扩大培养基按重量kg/体积L的百分比，为去皮马铃薯 20% 30%，葡萄糖 3%，琼脂1.5% 2%，用蒸馏水配制，初始pH值5.0 6. 5， 121 °C高压灭菌15分钟 20分钟，培养条件为25°C 35°C恒温培养M小时 108小时； 所述枯草芽孢杆菌的三角瓶扩大培养基按重量kg/体积L的百分比，为牛肉膏0. 0. 5%，蛋白胨0. 5% 1. 5%，氯化钠0. 1% 0. 5%，用蒸馏水配制，初始pH值5.0 6. 5， 121°C高压灭菌15分钟 20分钟，培养条件为摇床振荡25°C 35°C恒温培养M小时 108小时，转速为150 200r/min ；所述酵母菌的三角瓶扩大培养基为麦芽汁6° Bx 12° Bx，用蒸馏水配制，初始pH值5. 0 6. 5，121°C高压灭菌15分钟 20分钟；培养条件 为摇床振荡25°C 35°C恒温培养M小时 108小时，转速为150 200r/min。
其中，所述霉菌混合培养的培养基成分按重量kg/体积L的百分比，为麸皮 30 % 65 %，玉米秸秆粉1 % 7 %，菜子饼粉10 % 30 %，过磷酸钙0. 3 % 1. 5 %，拌 勻，用自来水配制；霉菌混合培养的条件为各霉菌等量接种50 100mL/L，温度为20°C 35°C，相对湿度为50% 80%，培养时间为32小时 84小时，初始pH值为4. 5 7. 0 ；酵 母菌和细菌混合培养的培养基成分按重量kg/体积L的百分比，为玉米淀粉 4%， 菜子饼粉0. 5 % 1 %，玉米秸秆粉0. 1 % 0. 5 %，磷酸二氢钾0. 05 % 0. 2 %，搅勻，用自 来水配制；酵母菌和细菌混合培养的条件为50L发酵罐，等量接种50 100mL/L，温度为 15°C 35°C，转速为50 150r/min，培养时间为32小时 84小时，初始pH值为4. 5 7. 0。
脱毒机理对硫甙有降解作用的微生物可能含有某一类或若干类芥子酶，它只能降 解菜籽饼中结构与其相适应的某一种或几种硫甙，而对结构与其不相适应的硫甙则不能降 解。某一微生物的硫甙(GQ降解率的最高值(或理论值)应该是相对应的硫甙在总硫甙中 所占的百分比。不同微生物所分泌的芥子酶系不同，在同一样品的菜籽饼上的GS降解率不 同；因不同样品硫甙组成有差异，同一微生物在不同菜籽饼样品上的GS降解率也不同。此 外，不同微生物间的芥子酶结构与性能存在不同程度的重叠现象，微生物的亲缘关系越远， 芥子酶结构的差异越大，芥子酶结构的重叠现象就越少，复配微生物的芥子酶系类型就越 多，则对应结构的硫甙在总硫甙中所占比例就越高，复配微生物脱毒菌剂对菜子饼的硫甙 降解率也就越高。因此，本发明对曲霉属、毛霉属、青霉属、根霉属、木霉属的18种远缘微生 物进行复配，并加入白地霉、啤酒酵母、热带假丝酵母和枯草芽孢杆菌四种微生物，获得了高GS降解率的菜子饼脱毒菌剂。
本发明的有益效果是，利用远缘多种微生物复配，使GS降解率达到了 99%以上， 对植酸、单宁、纤维素的降解也达到了 10% 30%;在远缘多种微生物复配过程中加入的白 地霉、啤酒酵母菌、热带假丝酵母和枯草芽孢杆菌四种微生物，虽然它们对提高GS脱毒率 的贡献不大，但可以利用其将无机态氮合成菌体蛋白，使菜籽饼脱毒后的蛋白质含量提高 到39%以上，从而提高了脱毒饼的营养价值；脱毒成本低，大约仅为5元/吨；操作简单，设 备投入较小。
具体实施方式
实施例1
菜籽饼微生物脱毒方法，它包括下列步骤
⑴扩大培养
将曲霉属中烟曲霉(Asp. fumigatus)、棕曲霉(Asp. ochraceus)、黑曲霉(Asp. niger)、米曲霉(Asp. oryzae)、棒曲霉(Asp. clavatus)、黄曲霉(Asp. f lavus)、萨氏 曲 M (Asp. Sydwi)、白曲(Asp. caddidus), ^iMM Φ 1 λ ^ β (Mucor muced)、总 ^ (Mucor racemosus) ,Μ Φ ^ 9 (Mucorpusillis),-.rMWM (Pen. chrysogonum)、常现青霄(Pen. fregulutans)，f艮霄属中米木艮霄(Rhi. oryzae) ^ (Rhi. nigricans)、华根霉(Rhi. chinensis)，木霉属中绿色木霉(Tri. virde)、康氏木霉 (Tri. koningi)的试管斜面菌种在马铃薯固体培养基上进行三角瓶固态扩大培养，分别用 蒸馏水制成1. OX IO11 4. OX IO11个孢子/L的菌悬液；
所述马铃薯固体培养基按重量kg/体积L的百分比，为去皮马铃薯20% 30%， 葡萄糖1% 3(%，琼脂1.5(% 2%，用蒸馏水配制，初始pH值5. 0 6. 5，121°C高压灭菌 15分钟 20分钟，培养条件为25°C 35°C恒温培养M小时 108小时；
(2)混合培养
将所述三角瓶扩大菌种在麸皮培养基上采用固态浅盘培养法混合培养后，20°C 30°C风干后即成菜籽饼脱毒菌剂；
所述麸皮培养基成分按重量kg/体积L的百分比，为麸皮30% 65%，玉米秸秆 粉1 % 7 %，菜子饼粉10 % 30 %，过磷酸钙0. 3 % 1. 5 %，拌勻，用自来水配制；所述混 合培养的条件为各霉菌等量接种50 100mL/L，温度为20°C 35°C，相对湿度为50% 80%，培养时间为32小时 84小时，初始pH值为4. 5 7. 0 ；
(3)脱毒
将所述菜籽饼脱毒菌剂按重量kg/L的百分比，用自来水配制成1 % 5 %的溶液， 然后拌入与该脱毒菌剂溶液等质量的菜籽饼粉中，用塑料薄膜覆盖，品温15°C 35°C堆积 发酵3天 8天后，即可完成菜籽饼脱毒。
实施例2
一种菜籽饼微生物脱毒方法，它包括下列步骤
(1)扩大培养
将白地霉和实施例1所述的18种霉菌的试管斜面菌种在马铃薯固体培养基上进 行三角瓶固态扩大培养，将枯草芽孢杆菌的试管斜面菌种在牛肉膏蛋白胨培养基上进行三角瓶液体扩大培养，将啤酒酵母、热带假丝酵母的试管斜面菌种在麦芽汁液体培养基上进 行三角瓶液体扩大培养；所述各菌种均分别用蒸馏水制成1. OX IO11 4. OX IO11个孢子或 细胞/L的菌悬液。
所述马铃薯固体培养基与实施例1相同，不再赘述；所述牛肉膏蛋白胨培养基 按重量kg/体积L的百分比，为牛肉膏0. 0.5%，蛋白胨0.5% 1.5%，氯化钠 0. 0. 5%，用蒸馏水配制，初始pH值5. 0 6. 5，121°C高压灭菌15分钟 20分钟，培 养条件为摇床振荡25°C 35°C恒温培养M小时 108小时，转速为150 200r/min ；所 述麦芽汁液体培养基为麦芽汁6° Bx 12° Bx，用蒸馏水配制，初始pH值5.0 6. 5， 121°C高压灭菌15分钟 20分钟；培养条件为摇床振荡25°C 35°C恒温培养M小时 108小时，转速为150 200r/min。
(2)混合培养
将所述三角瓶扩大的将白地霉和实施例1所述的18种霉菌在麸皮培养基上采 用固态浅盘培养法混合培养后，20°C 30°C风干；将所述啤酒酵母、热带假丝酵母和枯草 芽孢杆菌的三角瓶扩大菌种在玉米淀粉培养基上进行液体混合培养后，用吸附剂吸附， 20°C 30°C风干，所述混合培养物等质量混合而成菜籽饼脱毒菌剂。
所述麸皮培养基与实施例1相同，不再赘述；所述玉米淀粉培养基成分按重量 kg/体积L的百分比，为玉米淀粉1 % 4%，菜子饼粉0. 5 % 1 %，玉米秸秆粉0. 1 % 0. 5%，磷酸二氢钾0. 05% 0. 2%，搅勻，用自来水配制；混合培养的条件为50L发酵罐， 等量接种50 100mL/L，温度为15°C 35°C，转速为50 150r/min，培养时间为32小时 84小时，初始pH值为4. 5 7. 0。
(3)脱毒
脱毒步骤与实施例1相同，不再赘述。
权利要求
1.一种菜籽饼微生物脱毒方法，其特征在于，它包括下列步骤(1)扩大培养将曲霉属中烟曲霉(Asp. fumigatus)、棕曲霉(Asp. ochraceus)、黑曲霉(Asp. niger)、米曲霉(Asp. oryzae)、棒曲霉(Asp. clavatus)、黄曲霉(Asp. f lavus)、萨氏 曲 M (Asp. Sydwi)、白曲(Asp. caddidus), ^iMM Φ 1 λ ^ β (Mucor muced)、总 ^ (Mucor racemosus) ,Μ Φ ^ 9 (Mucorpusillis):/^11 1 (Pen.chrysogonum)、常现青霄(Pen. fregulutans)，f艮霄属中米木艮霄(Rhi. oryzae) ^ (Rhi. nigricans)、华根霉(Rhi. chinensis)，木霉属中绿色木霉(Tri. virde)、康氏木霉 (Tri. koningi)的试管斜面菌种在马铃薯固体培养基上进行三角瓶固态扩大培养，并分别 用蒸馏水制成1. OX IO11 4. OX IO11个孢子/L的菌悬液；(2)混合培养将所述三角瓶扩大菌种在麸皮培养基上采用固态浅盘培养法混合培养后，20°C 30°C 风干后即成菜籽饼脱毒菌剂；(3)脱毒将所述菜籽饼脱毒菌剂按重量kg/L的百分比，用自来水配制成1 % 5%的溶液，然后 拌入与该脱毒菌剂溶液等质量的菜籽饼粉中，用塑料薄膜覆盖，品温15°C 35°C堆积发酵 3天 8天后，即可完成菜籽饼脱毒。
2.根据权利要求1所述的菜籽饼微生物脱毒方法，其特征在于，在所述扩大培养步骤 中，将白地霉的试管斜面菌种在马铃薯固体培养基上进行三角瓶固态扩大培养，将枯草芽 孢杆菌的试管斜面菌种在牛肉膏蛋白胨培养基上进行三角瓶液体扩大培养，将啤酒酵母、 热带假丝酵母的试管斜面菌种在麦芽汁液体培养基上进行三角瓶液体扩大培养；在所述混 合培养步骤中，将所述白地霉的三角瓶扩大菌种在麸皮培养基上采用固态浅盘培养法混合 培养后，20°C 30°C风干，将所述啤酒酵母、热带假丝酵母和枯草芽孢杆菌的三角瓶扩大菌 种在以玉米淀粉培养基上进行液体混合培养后，用吸附剂吸附、20°C 30°C风干，等质量混 合加入所述菜籽饼脱毒菌剂。
3.根据权利要求1或2所述的菜籽饼微生物脱毒方法，其特征在于，所述霉菌的三角 瓶扩大培养基按重量kg/体积L的百分比，为去皮马铃薯20 % 30 %，葡萄糖1 % 3 %， 琼脂1. 5% 2%，用蒸馏水配制，初始pH值5. 0 6. 5，121°C高压灭菌15分钟 20分钟， 培养条件为25°C 35°C恒温培养M小时 108小时；所述枯草芽孢杆菌的三角瓶扩大 培养基按重量kg/体积L的百分比，为牛肉膏0. 0.5%，蛋白胨0.5% 1.5%，氯 化钠0. 0. 5%，用蒸馏水配制，初始pH值
4.根据权利要求1或2所述的菜籽饼微生物脱毒方法，其特征在于，所述霉菌混合培 养的培养基成分按重量kg/体积L的百分比，为麸皮30 % 65 %，玉米秸秆粉1 % 7 %， 菜子饼粉10% 30%，过磷酸钙0.3% 1.5%，拌勻，用自来水配制；霉菌混合培养的条 件为各霉菌等量接种50 100mL/L，温度为20°C 35°C，相对湿度为50% 80%，培养·5. 0 6. 5，121°C高压灭菌15分钟 20分 钟，培养条件为摇床振荡25°C 35°C恒温培养M小时 108小时，转速为150 200r/ min;所述酵母菌的三角瓶扩大培养基为麦芽汁6° Bx 12° Bx，用蒸馏水配制，初始pH 值5. 0 6. 5，121°C高压灭菌15分钟 20分钟；培养条件为摇床振荡25°C 35°C恒温 培养24小时 108小时，转速为150 200r/min。时间为32小时 84小时，初始pH值为4. 5 7. 0 ；酵母菌和细菌混合培养的培养基成分 按重量kg/体积L的百分比，为玉米淀粉1 % 4%，菜子饼粉0. 5 % 1 %，玉米秸秆粉 0. 0. 5%，磷酸二氢钾0. 05% 0. 2%，搅勻，用自来水配制；酵母菌和细菌混合培养 的条件为50L发酵罐，等量接种50 100mL/L，温度为15°C 35°C，转速为50 150r/ min,培养时间为32小时 84小时，初始pH值为4. 5 7. 0。
全文摘要
本发明公开了一种菜籽饼微生物脱毒方法，它利用发酵法脱毒，使硫代葡萄糖甙降解率达到了99％以上，对植酸、单宁、纤维素的降解也达到了10％～30％。它包括下列步骤扩大培养将18种霉菌的试管斜面菌种在马铃薯固体培养基上进行三角瓶固态扩大培养，并制成1.0×1011～4.0×1011个孢子/L的菌悬液；混合培养 将所述三角瓶扩大菌种在麸皮培养基上采用固态浅盘培养法混合培养后，20℃～30℃风干后即成菜籽饼脱毒菌剂；脱毒将所述菜籽饼脱毒菌剂配制成1％～5％的溶液，然后拌入与该脱毒菌剂溶液等质量的菜籽饼粉中，堆积发酵3天～8天后，即可完成菜籽饼脱毒。
文档编号A23K1/14GK102028127SQ20091017962
公开日2011年4月27日 申请日期2009年10月6日 优先权日2009年10月6日
发明者张宗舟, 马旭光, 黄高宝 申请人:张宗舟, 马旭光, 黄高宝