CN102342371B - 一种利用纳豆芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌制备复合饲料添加剂的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用纳豆芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌制备复合饲料添加剂的工艺。其固体培养基的各组份重量份为：麸皮26-38，秸秆10-20，豆饼粉22-30，尿素0.1-0.3，硫酸镁0.2-0.4，氯化钴0.01-0.05，氯化锌0.01-0.05，氯化硒0.01-0.05，CaCO30.3-0.9，草碳7.5-14，K2HPO40.1-0.6，蔗糖1-5。将纳豆芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌接种于上述固体发酵培养基，经过双菌固态联合发酵、干燥、粉碎后得到复合微生态制剂。本方法采用了独特的培养基和双菌联合固态发酵技术，加快了菌种繁殖速度，缩短了发酵周期，降低了生产成本，提高了产品的芽胞形成率。
Description
技术领域
本发明涉及饲用饲料添加剂领域，具体涉及利用纳豆芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌制备饲料添加剂的培养基配方和制备工艺。
背景技术
养殖户在养殖家禽家畜时为了达到预防疾病的目的，往往在饲料中添加大量抗生素，其结果是不可避免的造成抗生素滥用，在动物体内产生药物残留，最终通过食物链在人类身体中蓄积，严重威胁人类健康。研究表明纳豆芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌均是一类益生菌，利用其制成的制剂添加到饲料中可起到如下作用：①抑制致病菌的生长，替代抗菌素起防病抗病作用；②促进消化和提高饲料利用率，降低饲养成本；③提高抗感染能力，增强免疫功能；④能显著降低养殖动物粪便中氨等臭气排放及降低粪便中磷的排泄，有益于改善养殖环境和环境保护。由于芽孢杆菌制剂具有上述重要优良特征，因此吸引了众多国内外学者对其进行深入研究，研究内容主要集中于芽孢杆菌的筛选(杨晓斌，谢拥葵，韦燕鹏等，益生菌纳豆芽孢杆菌的筛选.广州食品工业科技.2003年增刊)、制备纤溶酶(余功保，郭爱玲，秦巧玲等.一株高产纳豆激酶菌株的筛选及其发酵条件的优化，食品科学，2007年第4期)、液体深层发酵工艺(朱健辉，杜连祥，路福平.纳豆激酶液态发酵工艺优化。食品与发酵工业，05年第8期)和粉剂制备工艺(钟青萍，王发祥，刘家畅等。纳豆菌活菌干燥制剂的研制.食品工业科技，2005年第8期)等方面。而固体发酵工艺尤其是双菌联合固体发酵尚未见报道。目前的芽孢杆菌制剂的生产工艺和发酵培养基配方所生产的制剂活菌含量不高，制剂有效期短，使得产品难以达到理想的疾病预防和生长促进效果。
发明内容
本发明的内容在于，针对现有发酵培养基和发酵工艺的不足，提供一种利用纳豆芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌制备饲料添加剂的固体发酵培养基和工艺方法。
本发明的技术方案如下：
一种利用纳豆芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌制备复合饲料添加剂的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)先利用摇床培养瓶分别培养纳豆芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的一级菌种；
(2)将两种一级菌种分别接种到种子罐里，发酵生产二级纳豆芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌菌种；
(3)固体培养基的制备
按配方要求配置固体发酵培养基，固体发酵培养基的各组份重量份为：麸皮26-38，秸秆10-20，豆饼粉22-30，尿素0.1-0.3，硫酸镁0.2-0.4，氯化钴0.01-0.05，氯化锌0.01-0.05，氯化硒0.01-0.05，CaCO3 0.3-0.9，草碳7.5-14，K2HPO4 0.1-0.6，蔗糖1-5；
将各组份混合并搅拌均匀，送入固体发酵池进行灭菌，将固体发酵池密封后，加热到120-123℃并保温15分钟，自然冷至35-38℃得到固体发酵培养基；
(4)将步骤(2)制得的二级纳豆芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌菌种分别接种到固体发酵池内，然后加水，用自动翻料机翻拌使固体培养基与菌种子充分混合，其中纳豆芽孢杆菌接种量为总重量的为11-13％，地衣芽孢杆菌接种量总重量的为7-9％，搅拌使得固体培养基和菌种充分混匀；
(5)加水到固体发酵池，翻拌均匀后密封固体发酵池，保温保湿发酵生长48-56h后制得成品。
所述的利用纳豆芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌制备复合饲料添加剂的工艺，其特征在于：步骤(5)所述的固体发酵条件为，发酵前期在30-40小时以内，发酵温度为28-36℃，通风量为0.6-0.8m3/min，此后的生长后期温度提升至40℃，通风量为0.2-0.4m3/min，再发酵16-26小时，制得成品饲料添加剂。
所述的利用纳豆芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌制备复合饲料添加剂的工艺，其特征在于固体发酵培养基的各组份重量份为：麸皮26-38，秸秆10-20，豆饼粉22-30，尿素0.1-0.3，硫酸镁0.2-0.4，氯化钴0.01-0.05，氯化锌0.01-0.05，氯化硒0.01-0.05，CaCO3 0.3-0.9，草碳7.5-14，K2HPO4 0.1-0.6，蔗糖1-5。本发明利用了新型的固体发酵培养基配方并采用了双菌联合固体发酵制备技术，由于采用了双菌联合固态发酵，能保证纳豆芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌制进行联合固体发酵，与现有物理搅拌方式相比具有明显的技术优势：
第一，加快了菌种繁殖速度，缩短了发酵周期，使菌种发酵周期缩短到48-54小时，既减小了菌种生长期长易被杂菌污染的概率，又降低了生产成本。而同类菌种的发酵周期普遍需要72-100小时。
第二，本发明利用了独特的培养基配方，基本培养基原材料成本低、普遍易得，其中所含的氯化钴、氯化硒、氯化锌和硫酸镁提供了芽孢杆菌生长所必须的微量元素，具有促进芽抱菌形成芽抱的作用，提高了产品的芽孢形成率。根据检测，纳豆芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌菌种联合固态发酵生长平台期芽胞形成率高达90％，而同类菌种仅为50％，最高不超过70％。
第三，双菌联合固体发酵设备投资少，工艺简单，生产成本低。
具体实施方式
下面通过实施例作进一步描述。
实施例1制备二级纳豆芽孢杆菌种子
1.通过摇床摇瓶培养制备纳豆芽孢杆菌一级种子。
出发菌株为纳豆芽孢杆菌(菌种从中科院北京微生物研究所菌种保藏中心购买)
一级液体种子培养基配方中各组份的重量百分含量为：蛋白胨10％，牛肉膏5％，氯化钠5％，蔗糖0.15％，余量为水，pH7.0-7.2。
培养条件：将纳豆芽孢杆菌接种于肉汤培养基斜面，37℃培养24小时；
挑取一杯斜面种子接种于液体种子培养基，于旋转式摇床200rpm，37℃培养16h，得到-级种子液。
2.在20-60L的种子罐内放置种子培养基并进行灭菌处理，种子罐液灭菌温度为121℃灭菌15分钟，冷却至37℃；然后将一级种子接种到种子罐中，使种子罐内温度控制在32-38℃，罐压为0.5kg/cm2，种子罐转速180-220转/分，通风量10m3/h，生产周期10-18小时，得到二级种子液。
本实施例所述制备过程和所用材料与现有技术大致相同，其中一级培养基配方和二级培养基配方中的各组份均由市场购得。(采用的化工产品为工业级)
实施例2制备二级地衣芽孢杆菌种子
制备方法同上述纳豆芽孢杆菌
实施例3
利用纳豆芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌联合固态发酵工艺生产复合饲料添加剂
(1)按配方要求配置固体发酵培养基，计100公斤，其中麸皮33公斤，秸秆20公斤，豆饼粉28公斤，草碳12公斤，蔗糖5公斤，尿素和硫酸镁各0.3公斤，氯化钴、氯化锌和氯化硒各0.03公斤，CaCO3 0.8公斤，K2HPO4 0.5公斤，秸秆为粉碎后过20目筛，其余各组份为粉末状。
(2)将各组份混合并搅拌均匀，送入固体发酵池进行灭菌，将固体发酵池密封后，加热到121℃并保温，自然冷至37℃得到固体发酵培养基；
(3)将实施例1和实施例2种子罐内二级纳豆芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌种子分别接种到固体发酵池内，然后加水，用自动翻料机翻拌使固体培养基与菌种子充分混合，其中二级纳豆芽孢杆菌种子的用量为12公斤，二级地衣芽胞杆菌菌种子的用量为8公斤，加水量为18公斤；
(4)密封固体发酵池，并控制其内温度在28-35℃，通风量0.7m3/min，40小时后使池内温度提升至40℃，通风量0.3m3/min，50小时得成品。
经过上述步骤生产复合饲料添加剂活菌含量高，经鉴定活菌总数为1.2×1010-2.0×1010cef/g。该复合饲料添加剂具有耐高温、耐酸碱、耐胆汁的特点，并具有较好的贮存稳定性。将双菌联合固态发酵制得的复合饲料添加剂以0，1％的量添加于饲料中，用于肉鸡饲养，对肉鸡的日增重相对于普通饲料提高大于6％，饲料系数和存活率均有显著改善。
将本发明方法制备的复合饲料添加剂以4-5％的比例添加到畜禽、水产业饲料中，采用添加有本发明的复合饲料添加剂的饲料来喂养畜禽类、水产类动物，结果如下：
表10.02％复合饲料添加剂对断奶仔猪增重的影响(单位：kg/头)
注：进行列比较，肩注★表示差并显著(p＜0.05)；肩注★★表示差异极显著(p＜0.01)。(下同)
从表1可以看出断奶仔猪的平均总增重、平均日增重分别提高了12.33％、13.89％，差异显著(P＜0.05)。同时地衣芽孢杆菌使料肉比降低了15.49％，差异极显著(P＜0.01)。
表20.02％复合饲料添加剂对断奶仔猪采食量及料肉比的影响
表30.02％复合饲料添加剂对断奶仔猪腹泻的影响(％)
1组为空白对照组，饲喂基础日粮，采用300瘦肉型乳猪配合饲料，由正大康地珠海有限公司提供。2组为试验组，饲喂试验日粮，在基础日粮上按200g/t复合饲料添加剂量添加，。试验仔猪随机分为2个组，每组2个重复，每重复26头(公母各半)。试验前预试5天，30日龄称重，开始正式试验，试验周期21天。
地衣芽孢杆菌可使养殖黄鳍鲷的成活率、体长增长率和体重量增长率分别提高18.2％、21.0％和312％，见表4。
表4黄鳍鲷的成活率、体长增长率和体质量增长率
在养殖池塘进水消毒后3d，试验组按15kg·hm-2的用量施加复合饲料添加剂组(菌浓度为109cfu·g-1)以营造良好的池塘生态环境，试验鱼人池后每15d使用1次芽孢杆菌，用量为7.5kg·hm-2，对照组则整个过程均不使用微生态制剂。
表5复合饲料添加剂组对异育银鲫增重率与饵料系数的影响(n＝3)
注：同一列数据后不同字母表示差异显著(P＜0.05)。
试验菌种：复合饲料添加剂组。试验日粮：基础日粮中分别添加0、100、200、300和400mg·kg-1地衣芽孢杆菌。
Claims (2)
1.一种利用纳豆芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌制备复合饲料添加剂的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）先利用摇床培养瓶分别培养纳豆芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的一级菌种；
（2）将两种一级菌种分别接种到种子罐里，发酵生产二级纳豆芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌菌种；
（3）固体培养基的制备
按配方要求配置固体发酵培养基, 固体发酵培养基的各组分重量份为：麸皮26-38，秸秆 10-20，豆饼粉22-30，尿素0.1-0.3，硫酸镁0.2-0.4，氯化钴0.01-0.05，氯化锌0.01-0.05，氯化硒0.01-0.05，CaCO3 0.3-0.9，草 炭7.5-14，K2HPO 40.1-0.6，蔗糖1-5；
将各组分混合并搅拌均匀,送入固体发酵池进行灭菌,将固体发酵池密封后,加热到120-123℃并保温15分钟,自然冷至35-38℃得到固体发酵培养基；
（4）将步骤（2）制得的二级纳豆芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌菌种分别接种到固体发酵池内,然后加水,用自动翻料机翻拌使固体培养基与菌种充分混合,其中纳豆芽孢杆菌接种量为总重量的11-13%，地衣芽孢杆菌接种量为总重量的7-9%，搅拌使得固体培养基和菌种充分混匀；
（5）加水到固体发酵池，翻拌均匀后密封固体发酵池，保温保湿发酵生长48-56h后制得成品。
2.根据权利要求1所述的利用纳豆芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌制备复合饲料添加剂的工艺，其特征在于：步骤（5）所述的固体发酵条件为，发酵前期在30-40小时以内，发酵温度为28-36℃，通风量为0.6-0.8m3/min，此后的生长后期温度提升至40℃，通风量为0.2-0.4m3/min，再发酵16-26小时，制得成品饲料添加剂 。
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