CN102334589B - 一种用芽孢杆菌发酵废液制备发酵饲料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用芽孢杆菌发酵废液制备发酵饲料的方法，其特征在于，包括将乳酸菌菌种接种到培养基中进行厌氧培养，得到乳酸菌种子母液；在芽孢杆菌发酵废液中加入糖蜜得到芽孢杆菌发酵废液与糖蜜的混合物，灭菌，接种乳酸菌种子母液，厌氧培养，得到乳酸菌种子液；将固体饲料原料豆粕粉与芽孢杆菌发酵废液混合得到豆粕粉与芽孢杆菌发酵废液的混合物，灭菌，接种所得的乳酸菌种子液，厌氧培养，烘干，粉碎得到发酵饲料。本发明利用芽孢杆菌发酵废液作为培养液用来培养乳酸菌菌种，有利于保护环境从而解决废液排放所产生的污染问题。本发明利用芽孢杆菌发酵废液替代发酵饲料中的生产用水，可以达到节约用水的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种用芽孢杆菌发酵废液制备发酵饲料的方法，利用微生物发酵所产生的废液培养乳酸菌菌种，并可替代发酵饲料中的生产用水。
背景技术
发酵工业也像其它工业一样，对环境的污染日益严重，所以发酵废液的处理问题已成为发酵工业发展中的重大问题。微生物发酵废液中有机物含量高、色度也高，含多种营养素及未认定的生长素等可利用成分，但一般不含重金属、氰等严重影响人体健康的有毒物质。对这些成分的回收利用已逐步工业化，一种是将发酵废液蒸发、浓缩干燥，直接制成干饲料。这种方法对营养成分较高的废液有较高的经济价值，但设备投资大、能耗高。另一种是将废液用于培养微生物，充分利用其中营养成分，制取单细胞蛋白或生产甲烷以回收能源，但此法且耗费大、占地广。
畜禽养殖普遍使用的发酵料是对饲料原料进行微生物固体发酵处理，改善饲料原料中的部分营养组成，提高饲料利用率。常用于发酵的微生物种类有酵母菌、乳酸菌、芽孢杆菌等益生菌。
循环经济作为一种新型而先进的经济形态，体现为集约化使用有限资源创造性的整合各种资源和生产要素，通过资源要素不断循环，放大经济效率和经济效益，进而改变传统的线性发展模式。通过不同要素间的组合和补充，形成生态工业网络体系，促进产业结构的合理调整和优化布局，以降低经济发展和环境保护的社会成本和经济成本。如同农副产品下脚料和化肥厂固定联系一样，液体微生物发酵厂与饲料原料固体发酵厂之间建立一对一的固定联系，将二次发酵后的液体全部使用于固体发酵饲料原料中，充分利用了废液中营养物质的同时还节约了淡水的使用量，达到发酵废水零排放效果的同时还可大力推进循环经济的发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种用芽孢杆菌发酵废液制备发酵饲料的方法，解决发酵废液作为废水直接排放造成的环境污染问题，变废为宝。
为了达到上述目的，本发明提供了一种用芽孢杆菌发酵废液制备发酵饲料的方法，其特征在于，包括：
第一步：将乳酸菌种接种到培养基中进行厌氧培养，得到乳酸菌种子母液；
第二步：在芽孢杆菌发酵废液中加入糖蜜得到芽孢杆菌发酵废液与糖蜜的混合物，灭菌，接种第一步所得的乳酸菌种子母液，厌氧培养，得到乳酸菌种子液；
第三步：将固体饲料原料豆粕粉与芽孢杆菌发酵废液混合得到豆粕粉与芽孢杆菌发酵废液的混合物，灭菌，接种第二步所得的乳酸菌种子液，厌氧培养，烘干，粉碎得到发酵饲料。 本发明中，芽孢杆菌发酵废液为将芽孢杆菌菌种接种到液体培养基中进行好氧培养后，将所得的发酵液离心所得的残留一定营养成分的上清液，其中含有一定量的芽孢杆菌和多种营养物质。
优选地，所述第一步中的乳酸菌种为嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌和乳链球菌中的至少一种。
优选地，所述第一步中的培养基为MRS培养基，其制备方法为：将蛋白胨1wt%、牛肉膏1wt%、酵母膏0.5wt%、柠檬酸三铵0.2wt%、葡萄糖2wt%、乙酸钠0.2wt%，吐温80 0.1wt%，磷酸氢二钾0.2wt%，硫酸镁0.058wt%，四水合硫酸锰0.025wt%以及余量的蒸馏水混合，在121℃灭菌20min。
优选地，所述第一步中的乳酸菌种与培养基的重量比为1：50～100。
优选地，所述第一步中的培养温度为30℃～40℃，培养时间为24h～48h。
优选地，所述第二步中芽孢杆菌发酵废液与糖蜜的重量比为100：1～5。
优选地，所述第二步中灭菌的温度为100～121℃，时间为15min～30min。
优选地，所述第二步中第一步所得的乳酸菌种子母液的接种量为所述的芽孢杆菌发酵废液与糖蜜的混合物的1～5wt%。
优选地，所述第二步中的厌氧培养的温度为30℃～40℃，时间为24h～48h。
优选地，所述第三步中的固体饲料原料与芽孢杆菌发酵废液的混合重量比为1:1～5。
优选地，所述第三步中的灭菌温度为100℃～121℃，时间为30～60min。
优选地，所述第三步中的乳酸菌种子液的接种量为固体饲料原料与芽孢杆菌发酵废液的混合物的2～10wt%。
优选地，所述第三步中的厌氧培养的温度为30℃～40℃，时间为72h～120h。
优选地，所述第三步中的烘干温度为40℃～60℃，烘干至水分含量小于15wt%。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明利用芽孢杆菌发酵废液作为培养液用来培养乳酸菌菌种，有利于保护环境从而解决废液排放所产生的污染问题。
2、本发明利用芽孢杆菌发酵废液替代发酵饲料中的生产用水，可以达到节约用水的目的。
3、本发明通过乳酸菌固体发酵豆粕，降解了豆粕中的大部分抗性蛋白(包括胰蛋白酶抑制剂和脲酶)，提高了粗蛋白和可溶性蛋白的含量，并能同时提高动物的免疫能力。经测定，由上述方法生产的豆粕发酵饲料，发酵结束时粗蛋白含量≥55%，可溶性蛋白含量≥30%，胰蛋白酶抑制剂降解率≥90%，脲酶活性抑制率≥60%。
4、本发明所得的豆粕发酵饲料可以部分或者完全替代原始豆粕用于禽畜的饲养。
本发明的检测方法：脲酶活性的检测方法为国家标准GB/T8622-2006，胰蛋白酶抑制剂的检测方法为国家标准GB/T21498-2008，可溶性蛋白含量的检测方法为国家标准NY/T1205-2006。
具体实施方式
下面结合实施例来具体说明本发明。实施例中使用的乳酸菌种皆购自中国农业微生物菌种保藏管理中心，分别为嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus， ACCC10637）、植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum，ACCC11118）和乳链球菌（Streptococcus lactis， ACCC10653）。实施例中使用的芽孢杆菌发酵废液为将芽孢杆菌以重量比1：100接种到液体培养基（制备方法为：将蛋白胨1wt%、牛肉膏0.3wt%、氯化钠0.5wt%以及余量的蒸馏水混合，在121℃灭菌20min）中在37℃下好氧培养48h后，将所得的发酵液离心所得的残留一定营养成分的上清液。
实施例1
（1）制备MRS培养基：将蛋白胨1wt%、牛肉膏1wt%、酵母膏0.5wt%、柠檬酸三铵0.2wt%、葡萄糖2wt%、乙酸钠0.2wt%，吐温80 0.1wt%，磷酸氢二钾0.2wt%，硫酸镁0.058wt%，四水合硫酸锰0.025wt%以及余量的蒸馏水混合，在121℃灭菌20min。
（2）将植物乳杆菌以重量比为1： 100接种到MRS培养基中，在38℃厌氧培养36h，得到乳酸菌种子母液；
（3）在芽孢杆菌发酵废液（将蛋白胨1wt%、牛肉膏0.3wt%、氯化钠0.5wt%以及余量的蒸馏水混合，在121℃灭菌20min得到液体培养基，将地衣芽孢杆菌Bacillus licheniformis，保藏单位是中国农业微生物菌种保藏管理中心，保藏号是ACCC 10146以重量比1：100接种到液体培养基中在37℃下好氧培养48h后，将所得的发酵液离心所得的残留一定营养成分的上清液即为芽孢杆菌发酵废液）中按重量比为100：3加入糖蜜得到芽孢杆菌发酵废液与糖蜜的混合物，115℃灭菌30min，接种所得的乳酸菌种子母液，乳酸菌种子母液的接种量为芽孢杆菌发酵废液与糖蜜的混合物的3wt%，在38℃厌氧培养36h，得到乳酸菌种子液；
（4）将固体饲料原料豆粕粉与芽孢杆菌发酵废液按重量比1:3混合得到固体饲料原料与芽孢杆菌发酵废液的混合物，115℃灭菌30min，接种所得的乳酸菌种子液，乳酸菌种子液的接种量为固体饲料原料与芽孢杆菌发酵废液的混合物的5wt%，38℃厌氧培养100h，50℃烘干至水分含量小于15wt%，粉碎得到发酵饲料。
实施例2
（1）制备MRS培养基：将蛋白胨1wt%、牛肉膏1wt%、酵母膏0.5wt%、柠檬酸三铵0.2wt%、葡萄糖2wt%、乙酸钠0.2wt%，吐温80 0.1wt%，磷酸氢二钾0.2wt%，硫酸镁0.058wt%，四水合硫酸锰0.025wt%以及余量的蒸馏水混合，在121℃灭菌20min。
（2）将嗜酸乳杆菌以重量比为1： 50接种到MRS培养基中，在30℃厌氧培养48h，得到乳酸菌种子母液；
（3）在芽孢杆菌发酵废液（将蛋白胨1wt%、牛肉膏0.3wt%、氯化钠0.5wt%以及余量的蒸馏水混合，在121℃灭菌20min得到液体培养基，将枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis，保藏单位是中国农业微生物菌种保藏管理中心，保藏号是ACCC 11025以重量比1：100接种到液体培养基中在37℃下好氧培养48h后，将所得的发酵液离心所得的残留一定营养成分的上清液即为芽孢杆菌发酵废液）中按重量比为100：1加入糖蜜得到芽孢杆菌发酵废液与糖蜜的混合物，100℃灭菌30min，接种所得的乳酸菌种子母液，乳酸菌种子母液的接种量为芽孢杆菌发酵废液与糖蜜的混合物的1wt%，在30℃厌氧培养48h，得到乳酸菌种子液；
（4）将固体饲料原料豆粕粉与芽孢杆菌发酵废液按重量比1:1混合得到固体饲料原料与芽孢杆菌发酵废液的混合物，100℃灭菌60min，接种所得的乳酸菌种子液，乳酸菌种子液的接种量为固体饲料原料与芽孢杆菌发酵废液的混合物的2wt%，30℃厌氧培养120h，40℃烘干至水分含量小于15wt%，粉碎得到发酵饲料。
实施例3
（1）制备MRS培养基：将蛋白胨1wt%、牛肉膏1wt%、酵母膏0.5wt%、柠檬酸三铵0.2wt%、葡萄糖2wt%、乙酸钠0.2wt%，吐温80 0.1wt%，磷酸氢二钾0.2wt%，硫酸镁0.058wt%，四水合硫酸锰0.025wt%以及余量的蒸馏水混合，在121℃灭菌20min。
（2）将乳链球菌以重量比为1：75接种到MRS培养基中，在40℃厌氧培养24h，得到乳酸菌种子母液；
（3）在芽孢杆菌发酵废液（将蛋白胨1wt%、牛肉膏0.3wt%、氯化钠0.5wt%以及余量的蒸馏水混合，在121℃灭菌20min得到液体培养基，将蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus，保藏单位是中国农业微生物菌种保藏管理中心，保藏号是ACCC 11109以重量比1：100接种到液体培养基中在37℃下好氧培养48h后，将所得的发酵液离心所得的残留一定营养成分的上清液即为芽孢杆菌发酵废液）中按重量比为100：5加入糖蜜得到芽孢杆菌发酵废液与糖蜜的混合物，121℃灭菌15min，接种所得的乳酸菌种子母液，乳酸菌种子母液的接种量为芽孢杆菌发酵废液与糖蜜的混合物的1wt%，在40℃厌氧培养24h，得到乳酸菌种子液；
（4）将固体饲料原料豆粕粉与芽孢杆菌发酵废液按重量比1:5混合得到固体饲料原料与芽孢杆菌发酵废液的混合物，121℃灭菌60min，接种所得的乳酸菌种子液，乳酸菌种子液的接种量为固体饲料原料与芽孢杆菌发酵废液的混合物的10wt%，40℃厌氧培养72h，60℃烘干至水分含量小于15wt%，粉碎得到发酵饲料。
Claims (1)
1.一种用芽孢杆菌发酵废液制备发酵饲料的方法，其特征在于，包括：
第一步：将乳酸菌种接种到培养基中进行厌氧培养，得到乳酸菌种子母液；所述的乳酸菌种为嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌和乳链球菌中的至少一种；所述的培养基为MRS培养基，其制备方法为：将蛋白胨1wt%、牛肉膏1wt%、酵母膏0.5wt%、柠檬酸三铵0.2wt%、葡萄糖2wt%、乙酸钠0.2wt%，吐温80 0.1wt%，磷酸氢二钾0.2wt%，硫酸镁0.058wt%，四水合硫酸锰0.025wt%以及余量的蒸馏水混合，在121℃灭菌20min；所述的培养温度为30℃～40℃，培养时间为24h～48h；
第二步：在芽孢杆菌发酵废液中加入糖蜜得到芽孢杆菌发酵废液与糖蜜的混合物，灭菌，接种第一步所得的乳酸菌种子母液，厌氧培养，得到乳酸菌种子液；所述的芽孢杆菌发酵废液与糖蜜的重量比为100：1～5；所述的第一步所得的乳酸菌种子母液的接种量为所述的芽孢杆菌发酵废液与糖蜜的混合物的1～5wt%；所述的厌氧培养的温度为30℃～40℃，时间为24h～48h；
第三步：将固体饲料原料与芽孢杆菌发酵废液混合得到固体饲料原料与芽孢杆菌发酵废液的混合物，灭菌，接种第二步所得的乳酸菌种子液，厌氧培养，烘干，粉碎得到发酵饲料，所述的固体饲料原料与芽孢杆菌发酵废液的混合重量比为1:1～5；所述的乳酸菌种子液的接种量为固体饲料原料与芽孢杆菌发酵废液的混合物的2～10wt%；所述的厌氧培养的温度为30℃～40℃，时间为72h～120h。
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