一种反刍动物过瘤胃蛋白饲料的生产方法与流程

1.本发明涉及植物源性蛋白生产技术领域，尤其涉及一种反刍动物过瘤胃蛋白饲料的生产方法。


背景技术：

2.过瘤胃蛋白(bypass protein)又称瘤胃非降解蛋白，是指日粮中未被瘤胃微生物降解而直接进入动物肠道的蛋白质。过瘤胃蛋白调控的主要目是降低蛋白质在瘤胃内的降解率，改善进入动物小肠的氨基酸质量和数量，避免部分优质动物性蛋白被降解为低品质的菌体蛋白。通常微生物蛋白合成量相对稳定，能够满足中、低产动物蛋白质的营养需要，但对于高产动物来说，仅依靠瘤胃菌体蛋白不能满足其蛋白质营养需要，需要通过增加过瘤胃蛋白的数量以满足其对蛋白质的营养需求量，因此，提高饲料蛋白质过瘤胃率具有重要意义。
3.目前，提高饲料过瘤胃蛋白的主要方法有：化学处理、热处理、非酶褐变处理、物理包被处理等。热处理包括干热、焙炒、高压加热、蒸汽加热等处理方式。加热可导致蛋白质变性，使蛋白质分子疏水基团更多地暴露于分子表面，降低蛋白质溶解度，从而降低蛋白质在瘤胃中的降解率。热处理蛋白质使瘤胃内氮产量下降，降解率下降，并使糖醛基与游离的氨基酸基团发生不可逆反应，在用加热方式处理饼粕类饲料时要注意加热时间和温度等条件，应根据饲料本身的特点做出相应调整，以减少对饲料中氨基酸的破坏。化学处理：利用甲醛、单宁、乙醇、戊二醛、氢氧化钠等与蛋白质分子间的甲叉反应，在酸性环境是可逆的特性。最常见的化学处理方法有甲醛处理和单宁处理。
①
甲醛处理：甲醛还原性较强，能与蛋白质分子的氨基、羧基、巯基发生烷基化反应，使蛋白质在瘤胃中的溶解度降低。随着食糜进入酸性环境的真胃，两者之间的桥键被破坏，蛋白质被释放出来，从而提高蛋白质的过瘤胃率。但甲醛具有较强的毒性，当饲料中甲醛超标时会在奶牛体内富集，影响乳品质并危害动物体健康，因而该方法在生产中应用较少。
②
单宁处理：单宁是多羟基化合物，有较强的极性，可与蛋白质发生水解反应或缩合反应。在瘤胃中单宁可与胶体蛋白质结合成不溶性的复合物，使蛋白质从分散体系中沉降出来，进而降低植物蛋白在瘤胃中的降解率。食糜流经真胃和小肠时，蛋白质与单宁分离，被消化酶分解成易被吸收的小分子物质，从而起到了过瘤胃蛋白保护的作用。但单宁的适口性差而且有抗营养作用，此方法在生产中不常使用。非酶褐变处理：美拉德反应(mailard reaction)是广泛存在于食品、饲料加工中的一种非酶褐变反应，该反应是还原糖与氨基酸、蛋白质之间发生的复杂反应。利用还原糖处理植物蛋白质饲料，在加热的情况下发生美拉德反应，能减少蛋白质在瘤胃里的降解，增加日粮过瘤胃蛋白的含量。美拉德反应受多种因素影响，如加热温度、反应时间、添加量和水分等，处理不当会导致蛋白质的过度保护，影响蛋白质在小肠中的消化吸收。包被处理：用全血、白蛋白、乳清蛋白等饲料蛋白进行包被可以起到保护蛋白质免受降解的作用。但这种方法目前使用较少，仍需进一步研究论证。
4.近年来，我国奶牛养殖水平不断提高，高产奶牛比重越来越大，但瘤胃微生物所产
生的微生物蛋白远远不能满足高产奶牛的蛋白质需要，需要添加过瘤胃蛋白予以补充。由于我国动物性蛋白饲料(蛋白过瘤胃率较高)在反刍动物中被禁止使用，植物蛋白进口依赖性大，因而植物性蛋白质饲料的过瘤胃保护技术便成了动物营养学的研究热点。因此，急需开发一种反刍动物过瘤胃蛋白饲料的生产方法以解决上述技术问题。
5.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种反刍动物过瘤胃蛋白饲料的生产方法，克服了现有技术中植物蛋白质在瘤胃中降解率高、利用率低的缺陷，能够有效提高反刍动物的生产性能，具有广阔的应用前景，有利于推广应用。
7.为了实现上述目的，本发明提供的一种反刍动物过瘤胃蛋白饲料的生产方法，包括如下步骤：
8.(1)配制盐酸溶液：配制浓度为16-23％的盐酸溶液；
9.(2)高温处理：取800-1000质量份的豆粕，转移至高温塔中加热处理20-80min，塔中温度不得低于110℃；
10.(3)酸化处理：将步骤(2)高温处理后的豆粕转移至混合反应塔中，并加入步骤(1)配置的盐酸溶液，控制豆粕与盐酸溶液的体积比为3-4∶1，另额外添加10-30质量份的石灰石以增强流散性，反应温度为85-145℃，反应时间为15-80min；
11.(4)干燥处理：对步骤(3)处理后的豆粕进行干燥，干燥温度为40-90℃，最终得到含水量为12-13％的反刍动物过瘤胃蛋白饲料。
12.优选地，所述步骤(1)中，盐酸溶液的浓度为18-22％。
13.优选地，所述步骤(2)中，利用金属传送带将豆粕转移至高温塔中。
14.优选地，所述步骤(3)中，利用金属传送带将豆粕转移至混合反应塔中，豆粕传输速度为2-6t/h。
15.优选地，所述步骤(3)中，通过混合反应塔顶部的喷淋装置，将盐酸溶液均匀地喷洒在豆粕上进行酸化。
16.优选地，所述步骤(3)中，额外添加15-20质量份的石灰石。
17.优选地，所述步骤(3)中，反应温度为90-110℃，反应时间为30-60min。
18.优选地，所述步骤(4)中，选用滚筒干燥器对豆粕进行干燥处理，干燥温度为50-70℃，干燥时间为30-90min。
19.本发明提供的一种反刍动物过瘤胃蛋白饲料的生产方法，具有如下有益效果。
20.本发明生产的反刍动物过瘤胃蛋白饲料能够有效地将饲料中的蛋白质保护起来，避免其在瘤胃内被发酵、降解，使之直接进入小肠被消化利用，从而达到提高饲料利用率、提高动物生产性能的效果，可以有效提高奶牛泌乳量，改善乳蛋白率、乳脂率和乳糖率。
具体实施方式
21.下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，以助于理解本发明的内容。
22.本发明提供的一种反刍动物过瘤胃蛋白饲料的生产方法，包括如下步骤：
23.(1)配制盐酸溶液：配制浓度为16-23％的盐酸溶液；优选地，所述盐酸溶液的浓度
为18-22％。
24.(2)高温处理：取800-1000质量份的豆粕，利用金属传送带将豆粕转移至高温塔中加热处理20-80min，塔中温度不得低于110℃；
25.(3)酸化处理：将步骤(2)高温处理后的豆粕利用金属传送带将豆粕转移至混合反应塔中，豆粕传输速度为2-6t/h。通过混合反应塔顶部的喷淋装置，将步骤(1)配置的盐酸溶液均匀地喷洒在豆粕上进行酸化。控制豆粕与盐酸溶液的体积比为3-4∶1，另额外添加10-30质量份的石灰石以增强流散性，反应温度为85-145℃，反应时间为15-80min；优选地，额外添加15-20质量份的石灰石，反应温度为90-110℃，反应时间为30-60min。
26.(4)干燥处理：选用滚筒干燥器对步骤(3)处理后的豆粕进行干燥，干燥温度为40-90℃，最终得到含水量为12-13％的反刍动物过瘤胃蛋白饲料。优选地，干燥温度为50-70℃，干燥时间为30-90min。
27.试验一：本发明生产的饲料与普通豆粕饲料在奶牛瘤胃中培养的指标研究
28.选用2头健康且安装有永久性瘤胃瘘管的奶牛作为试验动物。分别称取4-6g本发明生产的饲料和普通豆粕饲料，装入尼龙袋中，每头奶牛同一时间点设置两个重复，2头奶牛在同一时间点共计4个重复。即每头奶牛的瘤胃中，放入4个袋子，其中，2个装入本发明生产的饲料，2个装入普通豆粕饲料，2头奶牛共计8个袋子，每4袋牢系在一根铁链上，于清晨8：00(晨饲前)将2根系有尼龙袋的铁链分别放置在2头奶牛的瘤胃腹囊部，并在瘤胃中培养16h。到达时间点后，从每只奶牛瘤胃中取出所有尼龙袋，自来水冲洗至水变洁净为止。尼龙袋65℃烘干至恒重并测定蛋白含量，计算样品过瘤胃率。
29.称取1-2g饲料瘤胃消化16h后的残渣装入尼龙袋并封口。将尼龙袋装入培养瓶中，培养瓶加入2l的胃蛋白酶溶液(蛋白酶1g/l，溶液ph为1.9)。于39℃下旋转培养1h。取出尼龙袋冲洗干净，加入2l胰蛋白酶溶液(3g/l胰蛋白酶，50ppm百里香酚，0.5mol/l酸盐缓冲液)，于39℃下旋转培养24h。然后取出尼龙袋冲洗干净，65℃烘干至恒重，测定残渣中蛋白的含量，计算过瘤胃蛋白的小肠消化率。试验结果如表1所示：
30.表1本发明生产的饲料与普通豆粕饲料的指标
[0031][0032]
由表1可知：本发明生产的饲料在瘤胃中培养可以使其过瘤胃蛋白含量提高提高46％，且酸化处理对豆粕过瘤胃蛋白的消化率没有影响。
[0033]
试验二：本发明生产的饲料与普通豆粕饲料对奶牛生产性能的影响研究。
[0034]
采用本发明生产的饲料替代25％的普通豆粕饲料，以探究本发明生产的饲料对高产泌乳牛的产奶量以及乳成分的影响。根据胎次、泌乳天数和产奶量一致的原则随机分配对照组(n＝50)和试验组(n＝50)牛群。试验tmr日粮主要包含：青贮玉米、苜蓿草、甜菜粕、新产奶牛精料补充料等。试验期共计60天(预饲期15天，试验期45天)，试验期每15天通过连接挤奶器的采样器连续进行牛奶样品采集，每天2次，按4：6比例混合，测定乳成分，泌乳量通过挤乳器的自动计量设施计量。试验结果如表2-5所示：
[0035]
表2不同饲料对奶牛泌乳量的影响
[0036][0037]
由表2可知：采用本发明生产的饲料饲喂奶牛可以有效提高奶牛泌乳量。
[0038]
表3不同饲料对奶牛乳蛋白率的影响
[0039][0040]
由表3可知：采用本发明生产的饲料饲喂奶牛可以改善乳蛋白率。
[0041]
表4不同饲料对奶牛乳脂率的影响
[0042][0043]
由表4可知：采用本发明生产的饲料饲喂奶牛可以改善乳脂率。
[0044]
表5不同饲料对对奶牛乳糖率的影响
[0045][0046]
由表5可知：采用本发明生产的饲料饲喂奶牛可以改善乳糖率。
[0047]
综上结果，本发明生产的反刍动物过瘤胃蛋白饲料可以有效地将饲料中的蛋白质保护起来，避免其在瘤胃内被发酵、降解，使之直接进入小肠被消化利用，从而达到提高饲料利用率，提高动物生产性能的效果。
[0048]
本文中应用了具体个例对发明构思进行了详细阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该发明构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。