CN101653189A - 天然植物小分子群物质浓缩物及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天然植物小分子群物质浓缩物及其生产方法。将天然植物牛鞭草、三叶草、黑麦草、紫苋菜、厚皮菜分别收割清洗、紫外消毒、打浆、超声波破碎、压榨过滤、获得汁液；将所得汁液按牛鞭草30～40％、三叶草20～30％、黑麦草10～15％、紫苋菜10～15％、厚皮菜10～15％置于发酵罐中作为反应底物，接种植物乳杆菌(编号SICC1.518)和黑曲霉菌(编号SICC3.301)菌种二级培养液于发酵罐内，与反应底物植物汁液混合，发酵培养72小时，温度调控在35～37℃，pH值调控为6.5，获发酵培养液，将发酵培养液纯化、超滤浓缩后在70℃～80℃条件下低温干燥，获小分子群物质浓缩物。试验证明，该浓缩物促进肥育猪生长和提高饲料转化率的效果分别是20％和11.8％，肥育肉鸭分别7％和9.7％。
Description
技术领域
本发明属饲料与饲料添加剂行业技术领域，尤其涉及一种天然植物小分子群物质浓缩物及其生产方法。
背景技术
国际动物营养与饲养界认为，现行畜禽集约化养殖中存在的严重健康问题是饲料原料相对单一，长期天然微量抗病物质摄入不足所致。其原理是动物体内许多重要的生理生化过程是由有机活性小分子和生物活性大分子的相互识别作用介导并完成的。在动物的进化过程中，这些小分子物质与生物大分子物质形成了互为调控的固有模式，成为动物生命活动的一部分。这些生物活性大分子或小分子物质均需直接或间接地通过动物采食过程获得，大约动物需要四万余种物质才能满足自身生长和肌体健康的需要。
然而在现代化集约化养殖过程中，主要使用玉米-豆粕型日粮，动物从它们的食物种获得的物质种类只有千余种，特别是活性生物小分子相对匮乏，从而影响了动物的一些生理生化过程的顺利进行，进而在动物生产上表现为动物发病率高、死亡率高、生产成绩低下的现象。实际养殖过程中主要是利用抗生素等药物解决动物的疾病问题，但又带来了动物抗药性和由于残留而引起的食品安全问题。因而利用对生物大分子具有识别作用的小分子生物活性物质调控一些重要的营养生理过程和与疾病发生与发作有关的生理生化过程，满足动物对小分子物质的需求，是解决动物健康与提升动物生产力的根本途径，这也是进化营养学和营养代谢组织学的的重要研究内容之一。本项目主要针对植物天然小分子群物质的生产工艺及其浓缩物对动物的生产性能和生理效应以及动物健康的影响展开系列研究，寻求一种通过天然源活性小分子物质的使用部分或全部解决上述问题的有效途径，以期形成多种新型绿色饲料添加剂产品。
发明内容
本发明的目的是提供一种天然植物小分子群物质浓缩物及其生产方法以及克服上述问题的不足。
实现本发明的技术解决方案如下：一种天然植物小分子群物质浓缩物，组方如下：牛鞭草30～40％、三叶草20～30％、黑麦草10～15％、紫苋菜10～15％、厚皮菜10～15％(体积百分比)的植物汁液组方混合，接种黑曲霉菌种(编号SICC3.301)种曲，植物乳杆菌(编号SICC1.518)种曲，经发酵后制成。
本发明所述天然植物小分子群物质浓缩物的生产方法，步骤如下：
(1)将天然植物牛鞭草、三叶草、黑麦草、紫苋菜、厚皮菜分别收割清洗、紫外线消毒、打浆、超声波破碎、压榨过滤获得植物汁液；
(2)将所得植物汁液按比例混合，置于发酵罐中作为发酵底物，以发酵底物总量的0.2％先添加黑曲霉菌种(编号SICC3.301)种曲，温度28℃～30℃，PH6.5，发酵24h；
(3)再以发酵底物总量的0.2％添加植物乳杆菌(编号SICC1.518)种曲，温度38℃，发酵24h，获得发酵培养液；
(4)将发酵培养液纯化、超滤浓缩后在70℃～80℃条件下低温干燥，获小分子群物质浓缩物产品；压榨后的植物纤维经干燥、超细处理获副产品浓缩纤维。3、根据权利要求2所述的天然植物小分子群物质浓缩物的生产方法，其特征在于，所述黑曲霉菌种(编号SICC3.301)发酵前先将原始菌种接种至试管察氏培养基，温度28℃～30℃培养4～5天；从一级种子接种至三角瓶固体培养基，温度28℃～30℃培养2～3天，加无菌水后制成孢子悬浮液；由麸皮、豆粕、无机盐和产酶促进剂并加水100％组成发酵培养基，PH自然，0.1Mpa，灭菌30～40min，冷却后按培养基的量接入0.2％孢子悬浮液，置于发酵室内，温度保持在28～30℃，相对湿度保持在85～90％条件下，培养48h出曲。
所述的植物乳杆菌(编号SICC1.518)接种至发酵罐发酵前，先将原始菌种活化在液体的MRS培养基，混匀后置37℃恒温箱中培养9～12h后，选取菌液作革兰氏染色、镜检，确定纯度后，接种于液体培养基中反复活化；从一级种子接种至三角瓶液体培养基，PH6.5，温度38℃，培养20h；将液体MRS发酵培养基，在PH6.5，温度121℃，灭菌15min；冷却后按培养基的量接种0.5％，置于发酵室内，温度保持在38℃，培养48h出曲。
本发明所述组方与方法获得天然植物小分子群物质浓缩物理化指标如下：
名称 指标值
水分 3-5％
灰分 ≤8％
分子量小于1000道尔顿
颜色 黄色
剂型 粉剂
包装 每袋10kg，饲料添加剂用每吨全价料添加0.2％。
与现有技术相比本发明具有如下优点与有益效果：
(1)天然微量小分子群物质与天然纯化单体物质，在各自充分体现生物效应条件下，天然微量小分子群物质的效果明显优于天然纯化单体物质，应用于猪的效果明显优于禽(鸭)的效果；
(2)试验证明，天然微量小分子群物质促进肥育猪生长和提高饲料转化率的效果分别是20％和11.8％，肥育肉鸭分别7％和9.7％；
(3)天然小分子群物质显著改善屠宰性能。屠宰测定表明，显著提高瘦肉率8-16％，极显著降低腹脂沉积15-25％。显著提高育肥猪眼肌肉面9％；
(4)天然微量小分子群物质显著提高饲料营养效率。动物消化代谢实验表明，摄入氮沉积量可提高78-131％，氮的总利用率可提高54-94％，饲料氮的生物学价值可提高55-86％。对饲料矿物质营养也有不同程度影响，粗灰分、钙、磷表观消化率分别可提高37％、26％、38％。
附图说明
图1是本发明所说的生产方法工艺流程示意图。
具体实施方式
从图1生产工艺流程图可知一种天然植物小分子群物质浓缩物及其生产方法，首先将牛鞭草、三叶草、黑麦草、紫苋菜、厚皮菜分别从栽培基地收割，清洗除去杂草与泥土，传送至消毒房紫外线照射30分钟，传至打浆机打浆，打浆时间400～3000公斤/小时，再传至工业用超声超微粉碎机Scientz-08进行超声波破碎，再经压榨机压榨过滤，产量5吨/每小时；分别获得上述压榨植物汁液后，按照体积百分比例将牛鞭草30～40％、三叶草20～30％、黑麦草10～15％、紫苋菜10～15％、厚皮菜10～15％植物汁液组方，将所得植物汁液按比例混合后，置于具有生物反应系统的发酵罐中作为发酵底物，以发酵底物总量的0.2％先添加黑曲霉菌种(编号SICC3.301)种曲，温度28℃～30℃，PH6.5，发酵24h；再以发酵底物总量的0.2％添加植物乳杆菌(编号SICC1.518)种曲，温度38℃，发酵24h，获得发酵培养液；将所得发酵培养液纯化、超滤浓缩后在70℃～80℃条件下低温干燥，获小分子群物质浓缩物产品；压榨后的植物纤维经干燥、超细处理后获副产品浓缩纤维另做它用。
在此之前，所述黑曲霉菌种(编号SICC3.301)接种至发酵罐发酵前需要事先将原始菌种接种至试管察氏培养基，温度28℃～30℃，培养4～5天；从一级种子接种至三角瓶固体培养基，温度28℃～30℃培养2～3天，加无菌水后制成孢子悬浮液；由麸皮、豆粕、无机盐和产酶促进剂并加水100％组成发酵培养基，在PH自然，0.1Mpa条件下灭菌30～40min，冷却后按培养基的量接入0.2％孢子悬浮液，置于发酵室内，温度保持在28～30℃，相对湿度保持在85～90％条件下，培养48h即可出曲获得黑曲霉菌种(编号SICC3.301)种曲。
所述植物乳杆菌(编号SICC1.518)发酵前先将原始菌种活化在液体的MRS培养基，混匀后置37℃恒温箱中培养9-12h后，选取菌液作革兰氏染色、镜检，确定纯度后，接种于液体培养基中反复活化；从一级种子接种至三角瓶液体培养基，PH6.5，温度38℃，培养20h；将液体MRS发酵培养基，在PH6.5，温度121℃条件下，灭菌15min；冷却后按培养基的量接种0.5％，置于发酵室内，温度保持在38℃，培养48h出曲，获得植物乳杆菌(编号SICC1.518)种曲。
实施例1：
天然植物小分子群物质浓缩物，用牛鞭草40％、三叶草30％、黑麦草10％、紫苋菜10％、厚皮菜10％(体积百分比)的植物汁液组方混合，将所得植物汁液按比例混合后，置于具有生物反应系统的发酵罐中作为发酵底物，发酵罐5吨，按组方比例混合后的植物汁液作为发酵底物4.5吨，以发酵底物总量的0.2％先添加黑曲霉菌种(编号SICC3.301)种曲即种曲添加量为9公斤；温度28℃-30℃，PH6.5，发酵24h；再以发酵底物总量的0.2％添加植物乳杆菌(编号SICC1.518)种曲即种曲添加量为9公斤；温度控制38℃，发酵24h，即获得发酵培养液；将所得发酵培养液经纯化、超滤浓缩工序后在70℃-80℃条件下低温干燥，获小分子群物质浓缩物产品。
实施例2：
天然植物小分子群物质浓缩物，用牛鞭草35％、三叶草25％、黑麦草12％、紫苋菜12％、厚皮菜12％(体积百分比)的植物汁液组方混合，将所得植物汁液按比例混合后，置于具有生物反应系统的发酵罐中作为发酵底物，发酵罐10吨，按组方比例混合后的植物汁液作为发酵底物9吨，以发酵底物总量的0.2％先添加黑曲霉菌种(编号SICC3.301)种曲即种曲添加量为18公斤；温度28℃-30℃，PH6.5，发酵24h；再以发酵底物总量的0.2％添加植物乳杆菌(编号SICC1.518)种曲即种曲添加量为18公斤；温度控制38℃，发酵24h，即获得发酵培养液；将所得发酵培养液经纯化、超滤浓缩工序后在70℃-80℃条件下低温干燥，获小分子群物质浓缩物产品。
实施例3：
天然植物小分子群物质浓缩物，用牛鞭草30％、三叶草20％、黑麦草15％、紫苋菜15％、厚皮菜15％(体积百分比)的植物汁液组方混合，将所得植物汁液按比例混合后，置于具有生物反应系统的发酵罐中作为发酵底物，发酵罐15吨，按组方比例混合后的植物汁液作为发酵底物13.5吨，以发酵底物总量的0.2％先添加黑曲霉菌种(编号SICC3.301)种曲即种曲添加量为27公斤；温度28℃-30℃，PH6.5，发酵24h；再以发酵底物总量的0.2％添加植物乳杆菌(编号SICC1.518)种曲即种曲添加量为27公斤；温度控制38℃，发酵24h，即获得发酵培养液；将所得发酵培养液经纯化、超滤浓缩工序后在70℃-80℃条件下低温干燥，获小分子群物质浓缩物产品。
实施例4：
天然植物小分子群物质浓缩物，用牛鞭草40％、三叶草25％、黑麦草15％、紫苋菜10％、厚皮菜10％(体积百分比)的植物汁液组方混合，将所得植物汁液按比例混合后，置于具有生物反应系统的发酵罐中作为发酵底物，发酵罐20吨，按组方比例混合后的植物汁液作为发酵底物18吨，以发酵底物总量的0.2％先添加黑曲霉菌种(编号SICC3.301)种曲即种曲添加量为36公斤；温度28℃-30℃，PH6.5，发酵24h；再以发酵底物总量的0.2％添加植物乳杆菌(编号SICC1.518)种曲即种曲添加量为36公斤；温度控制38℃，发酵24h，即获得发酵培养液；将所得发酵培养液经纯化、超滤浓缩工序后在70℃-80℃条件下低温干燥，获小分子群物质浓缩物产品。
实施例5：
试验报告：植物源浓缩小分子群物质对猪营养生理效应的影响。
采用单因子试验设计，选取体重(60kg左右)、日龄、血缘一致的PIC猪24头，按体重相近，公母各半的原则随机分为3个处理，每个处理4个重复，每个重复2头猪。生长试验期47天，代谢试验期6天。参照NRC1998猪的饲养标准推荐参数并结合生产实际配制日粮，基础日粮为玉米-豆粕型，DE 13.44MJ/kg、CP17％、TDLys 0.85％、TDMet 0.22％。在基础日粮中分别添加1000mg/kg的植物提取物、1000mg/kg半胱胺构成试验日粮。所有日粮均不添加任何抗生素。植物提取物、半胱胺均由公司提供，有效含量分别为：25％，7％。
试验旨在阐明不同饲料添加剂，即天然复合物(植物提取浓缩物)和天然单一物质(半胱胺)在生产中推荐用量下对肥育猪生产性能、血液指标、胴体品质的影响，在此基础上探讨其促生长的机理和对动物健康水平的影响，从而为植物源天然小分子群物质的合理开发与利用积累资料。
植物提取浓缩物、半胱胺对肥育猪生产性能的影响，不同添加剂对60-100kg肥育猪生产性能的影响结果如表2-1所示。
表2-1不同处理对肥育猪生产性能的影响(60-100kg)
注：同一行数据标有不同大写字母表示差异极显著(P＜0.01)，标有不同小写字母表示差异显著(P＜0.05)；下同。
由表2-1可见，与对照组相比，植物提取物和半胱胺对肥育猪的日采食量(ADFI)有不同程度的影响。其中，半胱胺组比对照组显著提高了ADFI 357g/d(P＜0.05)；植物提取物组仅比对照提高了147g/d，差异不显著。半胱胺组显著的提高了试猪的ADFI，即CS可促进动物采食，增加ADFI；而植物提取物也提高了ADFI，提高幅度不如半胱胺。
与对照组相比，二种添加剂均显著提高了试猪的日增重。植物提取物比对照组提高了128.88g/d(P＜0.05)，日增重达773.3g/d；半胱胺组比对照组提高了125.42g/d(P＜0.05)，日增重达到769.84g/d。
与对照组相比，植物提取物和半胱胺对60-100kg生长育肥猪的饲料转化率表现出不同的作用效果。其中植物提取物组F/G与对照组相比，由3.65降至3.22，下降了11.78％(P＜0.01)，达到极显著水平。半胱胺组由3.65降低到3.51，下降了3.8％。
综上可以看出，植物提取浓缩物和半胱胺能改善动物的生产性能，但二者的作用方式不一样。植物提取浓缩物对动物采食量影响不明显，但极显著的改善饲料利用效率，进而显著提高试猪的日增重；半胱胺促进动物摄食，通过多采食，提高动物日增重，而对饲料养分的利用效率不产生明显影响。由此可见推测，植物提取浓缩物主要通过提高饲料养分在体内的利用效率，显著的改善动物的生产性能；半胱胺主要通过促进动物采食，显著提高日增重，提高动物的生产性能，而对饲料利用效率的改善作用不如植物提取浓缩物。
Claims (4)
1、一种天然植物小分子群物质浓缩物，其特征在于，组方如下：牛鞭草30～40％、三叶草20～30％、黑麦草10～15％、紫苋菜10～15％、厚皮菜10～15％(体积百分比)的植物汁液组方混合，接种黑曲霉菌种(编号SICC3.301)种曲，植物乳杆菌(编号SICC1.518)种曲，经发酵后制成。
2、根据权利要求1所述的天然植物小分子群物质浓缩物的生产方法，其特征在于，步骤如下：
(1)将天然植物牛鞭草、三叶草、黑麦草、紫苋菜、厚皮菜分别收割清洗、紫外线消毒、打浆、超声波破碎、压榨过滤、获得植物汁液；
(2)将所得植物汁液按比例混合，置于发酵罐中作为发酵底物，以发酵底物总量的0.2％先添加黑曲霉菌种(编号SICC3.301)种曲，温度28℃～30℃，PH6.5，发酵24h；
(3)再以发酵底物总量的0.2％添加植物乳杆菌(编号SICC1.518)种曲，温度38℃，发酵24h，获得发酵培养液；
(4)将发酵培养液纯化、超滤浓缩后在70℃～80℃条件下低温干燥，获小分子群物质浓缩物产品；压榨后的植物纤维经干燥、超细处理获副产品浓缩纤维。
3、根据权利要求2所述的天然植物小分子群物质浓缩物的生产方法，其特征在于，所述黑曲霉菌种(编号SICC3.301)发酵前先将原始菌种接种至试管察氏培养基，温度28℃～30℃培养4～5天；从一级种子接种至三角瓶固体培养基，温度28℃～30℃培养2～3天，加无菌水后制成孢子悬浮液；由麸皮、豆粕、无机盐和产酶促进剂并加水100％组成发酵培养基，PH自然，0.1Mpa，灭菌30～40min，冷却后按培养基的量接入0.2％孢子悬浮液，置于发酵室内，温度保持在28～30℃，相对湿度保持在85～90％条件下，培养48h出曲。
4、根据权利要求2所述的天然植物小分子群物质浓缩物的生产方法，其特征在于，所述植物乳杆菌(编号SICC1.518)发酵前先将原始菌种活化在液体的MRS培养基，混匀后置37℃恒温箱中培养9～12h后，选取菌液作革兰氏染色、镜检，确定纯度后，接种于液体培养基中反复活化；从一级种子接种至三角瓶液体培养基，PH6.5，温度38℃，培养20h；将液体MRS发酵培养基，在PH6.5，温度121℃，灭菌15min；冷却后按培养基的量接种0.5％，置于发酵室内，温度保持在38℃，培养48h出曲。
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