專利名稱：酶法脫毒棉籽餅粕的方法
技術領域：
本發明涉及一種棉籽餅粕的脫毒方法，具體涉及一種棉籽餅粕的酶法脫毒方法。
背景技術：
我國是一個產棉大國，每年可提供棉籽600萬噸左右，棉籽餅粕(棉粕)總產量約 300萬噸，約占各類植物餅粕產量的30%。棉籽餅粕是提取棉籽油后的副產品，利用其作為 飼料，即具有蛋白飼料的特性又具有能量飼料的特性。棉籽餅粕粗蛋白含量較高，達34%以 上，棉仁餅粕粗蛋白質可達41% -60%。從棉籽餅粕的氨基酸含量來看，具備8種必需的氨 基酸，賴氨酸高達6 %，胱氨酸和色氨酸的含量相對較豐富；精氨酸含量遠高于豆粕，是菜 籽餅粕的2倍，僅次于花生餅粕，精氨酸與賴氨酸比達2. 7以上。此外，棉籽餅粕中還含有 豐富的維生素E和B族維生素等。但因棉粕含有毒性物質棉酚，而使其利用受到限制，大部 分游離棉酚含量高的棉粕僅作為肥料使用，浪費了寶貴的蛋白質資源。現有的畜禽飼料蛋白質來源，主要以豆粕、魚粉、酵母粉等為主，致使飼料成本較 高，嚴重制約了我國畜牧業和飼料產業的發展。棉籽餅粕中含有豐富的可消化的蛋白質、必 需氨基酸、維生素、碳水化合物和礦質元素等，完全可以作為優質飼料蛋白質資源代替部分 豆粕或魚粉與糧食制成配合全價飼料。對于棉粕的脫毒，國內外已進行了大量的研究工作，概括起來主要有物理脫毒法、 化學鈍化法、溶劑浸出法和生物脫毒法等。物理脫毒法主要利用棉酚在高溫、高水分作用 下與氨基酸或蛋白質反應，使游離棉酚由游離態轉變為結合態，以降低棉酚的毒性。由于 物理脫毒法存在營養物質的降低和結合棉酚在腸道微生物的作用下仍會分解出游離棉酚， 并且脫毒過程中能耗高、飼料適口性差，難以工業化生產。化學鈍化法是在棉粕中添加 一定量的化學試劑，并在一定條件下使游離棉酚變性或轉化為結合態棉酚。該法包括添加 硫酸亞鐵、尿素、堿、石灰水、甚至氨水和硫酸銨等。蘇聯專利SU1221231公開了在棉粕中 2. 5% -3. 2%重量比的25%濃氨水，用105°C _110°C蒸汽水處理進行脫毒；UzbekChemical Journal 1983(6) :52_55文獻公開了在含有0. 18-0. 23%游離棉酚的棉籽餅中添加4_7Kg/ t的33%的H2O2，在105 0C -110°C下處理30-60min，可使游離棉酚降至0. 009-0· 013%，但 由于成本、設備要求和技術方面的原因，在國內還沒有進行商業化生產。溶劑浸出法主要 是利用棉酚易溶于極性溶劑的特點，對棉粕中的游離棉酚進行提取。美國專利US293442、 US2950198公開了利用輕汽油和丙酮兩種不同溶劑分別從棉籽中萃取棉油和棉酚，使棉粕 中棉酚含量減少，達到飼用標準。雖然該法能有效地去除棉酚，且棉籽蛋白質量較好，但一 般需要多次提取，設備投資大，溶劑價格高，操作過程中棉粕易形成粉末狀，具有與溶劑難 分離及溶劑殘留的問題。生物脫毒法該法是我國從事棉粕脫毒研究方面的獨特的方法，也 是棉粕脫毒最有效、最經濟的方法。盡管采用生物脫毒法取得了較好的效果，但也存在脫毒 效果不穩定、工藝較復雜和微生物適應性差等缺點。目前，國內對棉籽餅粕的脫毒主要是采用生物發酵脫毒法，使用的微生物種類因 不同發酵工藝而有所不同。利用微生物發酵棉籽餅粕脫毒的基本原理是利用微生物在生長代謝過程中產生某些酶類降解棉籽餅粕中的游離棉酚，從而達到脫毒的目的。本技術直接 采用微生物產生的酶在適宜的條件下降解棉籽餅粕中的游離棉酚的方法國內未見報道。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對棉籽餅粕現有脫毒技術的不足以及規模生產 對設備要求高、投資大等缺點，提供一種酶法脫毒棉籽餅粕的方法，其工藝簡單、成本和能 耗低、投資小、易于規模化生產、脫毒效果穩定且效果好。為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是一種酶法脫毒棉籽餅粕的 方法，其特點是該方法是將棉籽餅粕粉碎，細度為20目-40目，調節含水量為50% -60% 后，按棉籽餅粕重量加入酶制劑和金屬離子，混合均勻后，于45°C -55°C保溫3. 5h-4. 5h， 50°C -60°C烘干，即可；其中酶制劑為纖維素酶、甘露聚糖酶、及木聚糖酶，加入量分別為纖維素酶40U/ g-50U/g、甘露聚糖酶 35U/g-45U/g、及木聚糖酶 40U/g_50U/g ；金屬離子為Na+、Mn2+、Ca2+、及 Fe2+，加入量分別為 Na+L 5-2. 5mmol/g、 Mn2+L 5-2. 5mmol/g、Ca2+O. 5-1. 5mmol/g、及 Fe2+L 0-1. 5mmol/g。所述Na+為NaCl。所述Mn2+為MnSO4 · H2O。所述Ca2+為無水CaCl2。所述Fe2+為 FeSO4 · 7H20。本發明中用到的酶制劑纖維素酶、木聚糖酶和甘露聚糖酶，均為公眾可以得到的 常規酶制劑，市場有售。與現有技術相比，本發明具有以下優點1、本發明方法使用的纖維素酶、木聚糖酶和甘露聚糖酶，是一些常見酶種，原料易得。2、本發明方法使用各種金屬離子，一方面可以與棉籽餅粕中的游離棉酚結合形成 無毒的絡合物，另一方面可以提高酶的活性，或通過其水解作用，將游離棉酚轉化為無毒的 氧化物。3、本發明的方法不需要通過微生物的發酵作用，具有生產工藝簡單、能耗低、生產 周期短、投資小、易于規模化生產等特點。4、本發明使用酶法對棉籽餅粕進行脫毒，游離棉酚(re)含量低于100mg/kg，解決 了傳統棉籽餅粕脫毒工藝條件的限制，并且脫毒后的棉籽餅粕可添加在動物飼料(按飼料 重量添加)中，如在飼養生長育肥豬時可添加30% -40%，飼養產蛋雞可添加10% -15%, 飼養肉雞可添加40% -50%，可大大降低飼料成本。
具體實施例方式實施例1:稱取粉碎至20目的棉籽餅粕IOOkg(含游離棉酚505mg/kg)，用自來水調節含 水量為55%，按棉籽餅粕重量加入纖維素酶40U/g、甘露聚糖酶45U/g、木聚糖酶45U/g、 NaCll. 5mmol/g、MnSO4 · H2O 2. Ommol/g、CaCl2O. 5mmol/g、及 FeSO4 · 7H20 1. Ommo 1/g,充 分攪拌均勻后，堆積，50°C保溫4h，50°C干燥，測得脫毒后棉籽餅粕中游離棉酚的含量為 84. 7mg/kg，脫毒率為 83. 23%。
實施例2:稱取粉碎至40目的棉籽餅粕IOOkg (含游離棉酚505mg/kg)，用自來水調節含水量 為57. 2%，按棉籽餅粕重量加入纖維素酶45U/g、甘露聚糖酶40U/g、木聚糖酶50U/g、NaCl 2. Ommo 1/g,MnSO4 ·Η20 1. 5mmol/g,CaCl2L Ommol/g、及 FeSO4 ·7Η20 1. 5mmol/g，充分攪拌均 勻后，堆積，48°C保溫4. 5h，55°C干燥，測得脫毒后棉籽餅粕中游離棉酚的含量為91. 3mg/ kg，脫毒率為81. 92%。實施例3:稱取粉碎至30目的棉籽餅粕IOOkg (含游離棉酚505mg/kg)，用自來水調節含水量 為52. 6%，按棉籽餅粕重量加入纖維素酶50U/g、甘露聚糖酶35U/g、木聚糖酶45U/g、NaCl 2. 5mmol/g,MnSO4 ·Η20 2. 5mmol/g,CaCl2L 5mmol/g、及 FeSO4 ·7Η20 1. 3mmol/g，充分攪拌均 勻后，堆積，55°C保溫3. 5h，60°C干燥，測得脫毒后棉籽餅粕中游離棉酚的含量為77. 4mg/ kg，脫毒率為84. 67%。實施例4 稱取粉碎至35目的棉籽餅粕IOOkg(含游離棉酚505mg/kg)，用自來水調節含 水量為50%，按棉籽餅粕重量加入纖維素酶46U/g、甘露聚糖酶45U/g、木聚糖酶40U/g、 NaCl 2. 2mmol/g、MnSO4 · H2O 2. 5mmol/g,、CaCl2L Ommol/g、及 FeSO4 · 7H20 1. Ommol/g，充 分攪拌均勻后，堆積，45°C保溫4. 5h，55°C干燥，測得脫毒后棉籽餅粕中游離棉酚的含量為 85. 9mg/kg,脫毒率為 82. 99 %。
權利要求
一種酶法脫毒棉籽餅粕的方法，其特征在于該方法是將棉籽餅粕粉碎，細度為20目 40目，并調節含水量為50％ 60％后，按棉籽餅粕重量加入酶制劑和金屬離子，混合均勻后，于45℃ 55℃保溫3.5h 4.5h，50℃ 60℃烘干，即可；其中酶制劑為纖維素酶、甘露聚糖酶、及木聚糖酶，加入量分別為纖維素酶40U/g 50U/g、甘露聚糖酶35U/g 45U/g、及木聚糖酶40U/g 50U/g；金屬離子為Na+、Mn2+、Ca2+、及Fe2+，加入量分別為Na+1.5 2.5mmol/g、Mn2+1.5 2.5mmol/g、Ca2+0.5 1.5mmol/g、及Fe2+1.0 1.5mmol/g。
2.根據權利要求1所述的酶法脫毒棉籽餅粕的方法，其特征在于所述Na+為NaCl。
3.根據權利要求1所述的酶法脫毒棉籽餅粕的方法，其特征在于所述Mn2+為 MnSO4 · H2O。
4.根據權利要求1所述的酶法脫毒棉籽餅粕的方法，其特征在于所述Ca2+為無水 CaCl2 ο
5.根據權利要求1所述的酶法脫毒棉籽餅粕的方法，其特征在于所述Fe2+為 FeSO4 · 7H20。
全文摘要
一種酶法脫毒棉籽餅粕的方法，該方法是將粉碎至20目-40目的棉籽餅粕調節含水量為50％-60％，按棉籽餅粕重量加入酶制劑纖維素酶、甘露聚糖酶和木聚糖酶，以及金屬離子，混合均勻后，45℃-55℃保溫3.5h-4.5h，低溫烘干，得到游離棉酚(FG)含量低于100mg/kg的脫毒棉籽餅粕，符合聯合國糧農組織(FG＜125mg/kg)和世界衛生組織(FG＜400mg/kg)的規定要求。本發明使用酶法對棉籽餅粕進行脫毒，解決了傳統棉籽餅粕脫毒工藝條件的限制，可添加在動物飼料中，大大降低飼料成本。
文檔編號A23K1/14GK101946855SQ201010292000
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月26日 優先權日2010年9月26日
發明者蘭時樂, 王紅權, 肖調義, 金紅春, 陳勁 申請人:湖南農業大學