CN102396652A - 一种水产动物用复合酶制剂及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

一种水产动物用复合酶制剂及其制备工艺，所述复合酶制剂包含：中性蛋白酶酶活5000～7000u/g，甘露聚糖酶酶活2000～3000u/g，木聚糖酶酶活3000～4000u/g，纤维素酶酶活2000～3000u/g。所述制备工艺采用以两种耐高温高产菌株混合发酵技术制备。本发明制备工艺简单可控，更易操作，且所得产品不但产酶能力增强，而且所产酶的耐高温特性增强，完全可以耐受水产饲料生产时的调质温度，保持较高的活性；可降低、消除抗营养因子引起的食糜粘度增加及纤维素屏障作用，补充内源消化蛋白酶的不足，有助高蛋白水产料的消化吸收，降低水产动物粪便中养分含量，减少对水体的污染，改善水质；提高动物生产性能，降低饵料系数，降低养殖成本。

Description

一种水产动物用复合酶制剂及其制备工艺

技术领域

本发明属于饲料添加剂技术领域，具体涉及一种水产动物用复合酶制剂及其制备工艺。

背景技术

鱼、虾类水产动物对蛋白质的需求较陆生动物高，蛋白质水平一般要求在25％～50％之间，所以水产饲料蛋白质含量都很高，而水产动物内源性蛋白酶往往不能充分利用蛋白质，加入外源性蛋白酶后，可弥补内源性蛋白酶的不足，提高蛋白质吸收率10％左右，在节约蛋白质同时减少对环境的污染。同时鱼、虾等水生动物的消化道与其它动物有较大区别，消化道较短，食物在消化道停留的时间短，消化吸收率差；而且众多水生动物没有胃，消化道pH在6.8～7.2之间，需要合适PH值的蛋白酶才能发挥水解蛋白质的作用，提高饲料消化利用率。另外，常规饲料原料如玉米、麦类、饼粕类等都存在一定量的抗营养因子，最多的就是非淀粉多糖，有的甚至占到了整个原料的四分之一，要分解这些抗营养因子，就必须依靠添加非淀粉多糖酶：如木聚糖酶、纤维素酶、甘露聚糖酶等。

由于水产动物消化系统的特殊性，水产饲料的加工需要采用定型和制粒工艺，但制粒过程中的高温(一般为80℃)会造成大部分酶蛋白失活，活性下降50～80％，甚至无效果。所以，如何提高饲用水产复合酶的耐受温度也是一个急需解决的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种水产动物用复合酶制剂及其制备工艺，以两种菌株混合发酵技术制备水产动物饲用复合酶制剂，且采用该方法制备的水产动物饲用复合酶制剂，不但产酶能力增强，而且所产酶的耐高温特性增强，可以耐受水产饲料生产时的调质温度，提高水产动物对饲料养份的利用效率，尤其是蛋白质的利用率，减少氮、磷排泄量，降低水环境的污染，促进水产动物健康生产，提高水产养殖业的经济效益和生态效益。

本发明采用的技术解决方案：

一种水产动物用复合酶制剂包含：中性蛋白酶酶活5000～7000u/g，甘露聚糖酶酶活2000～3000u/g，木聚糖酶酶活3000～4000u/g，纤维素酶酶活2000～3000u/g。

其中，

中性蛋白酶的作用机理：将大分子蛋白质水解为小分子肽或氨基酸等产物，以利于蛋白质的有效吸收和利用。

甘露聚糖酶的作用机理：将广泛存在于豆类籽实中的甘露聚糖降解为甘露低聚糖，不仅消除了甘露聚糖对单胃动物的抗营养作用，同时生成的甘露低聚糖在动物肠道中起着重要的调节作用。

木聚糖酶的作用机理：可将木聚糖降解成低聚木糖和木糖，使木聚糖的黏性和持水性大大下降，从而消除木聚糖的抗营养作用。

纤维素酶的作用机理：将纤维素分解为葡萄糖，消除其抗营养作用，调节肠道菌群平衡，增强动物生产性能。

所述水产动物用复合酶制剂的制备工艺，包括下述步骤：

第一步：对产中性蛋白酶、纤维素酶的米曲霉菌种以及产木聚糖酶、甘露聚糖酶的黑曲霉菌种进行紫外线照射诱变，筛选出耐高温高产菌株后保藏，并对保藏的菌种传代；

第二步：将保藏的米曲霉菌种、黑曲霉菌种分别接种在麦芽汁琼脂培养基斜面上，置于恒温培养箱中，30℃培养76h-82h，待斜面长满菌丝并长满孢子后，加入适量的无菌水分别洗下孢子，制成米曲霉一级种子悬浮液和黑曲霉一级种子悬浮液；

第三步：取豆粕65～75wt％，麦麸20～30wt％，硫酸铵2～5wt％，磷酸二氢钾1～1.5wt％混合均匀制成固体培养基料；

第四步：取适量固体培养基料装入容器中，按料水重量比1∶1.0～1.3的比例加水混匀，121℃灭菌30min后冷却制成固体培养基；然后按固体培养基料5～10wt％的比例在固体培养基上分别接种米曲霉一级种子悬浮液和黑曲霉一级种子悬浮液，置于恒温培养箱中，30℃培养85～87h，待培养基表面长满孢子后，加入适量的无菌水分别洗下孢子，制成米曲霉二级种子悬浮液和黑曲霉二级种子悬浮液；

第五步：取豆粕60～70wt％，麦麸20～30wt％，稻壳粉5～10wt％，硫酸铵2～3wt％，磷酸二氢钾1～1.5wt％，硫酸镁0.15～0.2wt％混合均匀制成发酵培养基料；

第六步：在发酵培养基料中按料水重量比2.5∶1的比例加水混匀，121℃灭菌30min后冷却制成发酵培养基；然后按发酵培养基料15～20wt％的比例分别将米曲霉二级种子悬浮液和黑曲霉二级种子悬浮液均匀喷洒在发酵培养基中，搅拌均匀后装入曲盘进行发酵，发酵温度28～32℃，相对湿度75～80％，发酵时间84～96h；

第六步：将发酵结束形成的固体基质，在45～50℃下低温气流干燥至含水量8～10％，然后粉碎后包装成成品。

本发明具有的优点和效果：

1、本发明水产动物饲用复合酶制剂可降低、消除抗营养因子引起的食糜粘度增加及纤维素屏障作用，补充内源消化蛋白酶的不足，有助高蛋白水产料的消化吸收，降低水产动物粪便中养分含量，减少对水体的污染，改善水质；提高动物生产性能，降低饵料系数，降低养殖成本。

2、本发明采用两种菌株混合发酵技术制备，制备工艺简单可控，更易操作。

3、本发明采用耐高温高产菌株为原种，不但产酶能力增强，而且所产酶的耐高温特性增强，完全可以耐受水产饲料生产时的调质温度，保持较高的活性。

具体实施方式

第一步：对产中性蛋白酶、纤维素酶的米曲霉菌种以及产木聚糖酶、甘露聚糖酶的黑曲霉菌种进行紫外线照射诱变，筛选出耐高温高产菌株后保藏，并对保藏的菌种传代；

第二步：将保藏的米曲霉菌种、黑曲霉菌种分别接种在麦芽汁琼脂培养基斜面上，置于恒温培养箱中，30℃培养76h-82h，待斜面长满菌丝并长满孢子后，加入适量的无菌水分别洗下孢子，制成米曲霉一级种子悬浮液和黑曲霉一级种子悬浮液；

第三步：取豆粕70wt％，麦麸26wt％，硫酸铵3wt％，磷酸二氢钾1wt％混合均匀制成固体培养基料；

第四步：取第三步制备的固体培养基料20g装入300ml三角瓶中，加水25ml混匀，121℃灭菌30min后冷却制成固体培养基；然后在固体培养基上分别接种米曲霉一级种子悬浮液和黑曲霉一级种子悬浮液各1.5ml，置于恒温培养箱中，30℃培养86h，待培养基表面长满孢子后，加入适量的无菌水分别洗下孢子，制成米曲霉二级种子悬浮液和黑曲霉二级种子悬浮液；

第五步：取豆粕65wt％，麦麸22wt％，稻壳粉9wt％，硫酸铵2.3wt％，磷酸二氢钾1.5wt％，硫酸镁0.2wt％混合均匀制成发酵培养基料；

第六步：取第五步制备的发酵培养基料50kg按料水重量比2.5∶1的比例加水20kg混匀，121℃灭菌30min后冷却制成发酵培养基；分别取米曲霉二级种子悬浮液和黑曲霉二级种子悬浮液各0.75-1L均匀喷洒在发酵培养基中，搅拌均匀后装入曲盘进行发酵，发酵温度28～32℃，相对湿度75～80％，发酵时间84～96h；

第六步：将发酵结束形成的固体基质，在45～50℃下低温气流干燥至含水量8～10％，然后粉碎后包装成成品。

经测定所得产品包含：中性蛋白酶酶活5560u/g，甘露聚糖酶酶活2300u/g，木聚糖酶酶活3300u/g，纤维素酶酶活2500u/g。

所得产品对水产饲料蛋白质及能量消化率的影响试验

一、试验饲料：共配制2组试验饲料，在基础饲料中添加0.07％的本发明所得产品为复合酶制剂组，不添加本发明的基础饲料为对照组，饲料配方和营养成分见表1，饲料原料经粉碎过40目筛，经双螺杆制粒机制成直径1.5mm的颗粒，制好的饲料存放于冰箱中备用。

表1基础日粮配方

二、试验用水产动物：试验用健康草鱼平均体长15cm，平均体重约32.7g。选用240尾健康草鱼，随机分为2组，每组4个重复，每个重复30尾，分别饲喂两组试验饲料。

三、试验饲养管理：试验鱼放养期间用10mg/kg的高锰酸钾溶液浸泡鱼缸3小时，再用清水冲洗两次。放养后用20ppm甲醛溶液消毒，每逢下雨天消毒1次。每天喂料3次，试验前23天，日投喂量为体重的1.2％，试验后20天，日投喂量为体重的3％。每次喂料后观察鱼的采集情况，一般30分钟内鱼能吃完料，摄食后3.5～4h开始排粪。实验用水族箱为圆桶状，容积0.3m³，水深约0.6m，采用循环过滤系统饲养，持续充氧，饲养期46天，期间PH在7.5左右，水温20～28℃，水中溶氧＞8mg/L，氨氮含量＜0.2mg/L.

四、样品收集：于投喂饲料的第23天开始用虹吸法收集粪便于塑料盆中，将水全部沥干后移至表面皿中，置烘箱中以105℃烘干后置于干燥器中保存，收粪3周。

五、测定指标与方法：饲养开始与结束分别称每箱鱼体重，在饲养期记录每日的投饵量，计算增重率和饲料系数。饲料常规营养成分按国标方法测定，能量用半自动氧弹式测热计进行测定。

增重率(％)＝总鱼体净重/初始体重×100；

饲料系数＝总饲料摄入量/总鱼体净增重；

表观消化率＝(1-粪便中养分含量/粪便中指示剂含量×饲料中指示剂含量/饲料中养分含量)×100％；

表2草鱼的增重率和饲料系数

由表2可见，本发明的水产动物用复合酶制剂添加于水产饲料中，草鱼增重率高于对照组，饲料系数低于对照组，增重和饲料利用率分别提高22.2％和19.9％。

表3草鱼对两组饲料的能量和粗蛋白表观消化率

	蛋白质消化率(％)	总能消化率(％)
			对照组	73.0±2.47	40.1±1.38
复合酶组	81.9±1.74	53.8±2.39
			P	0.25	0.003

由表3可见，蛋白质表观消化率添加复合酶制剂组比对照组高10.86％，能量消化率添加复合酶制剂组比对照组高34.2％

通过实验可以看出，本发明的水产动物用复合酶制剂在应用效果上表现为可显著提高水产饲料中粗蛋白质的消化吸收率，提高饲料能值，提高水产动物生产性能，降低饲料系数，减少水体污染。

Claims (2)

1.一种水产动物用复合酶制剂，其特征是所述复合酶制剂包含：中性蛋白酶酶活5000～7000u/g，甘露聚糖酶酶活2000～3000u/g，木聚糖酶酶活3000～4000u/g，纤维素酶酶活2000～3000u/g。

2.一种权利要求1所述的水产动物用复合酶制剂的制备工艺，其特征是包括下述步骤：

第一步：对产中性蛋白酶、纤维素酶的米曲霉菌种以及产木聚糖酶、甘露聚糖酶的黑曲霉菌种进行紫外线照射诱变，筛选出耐高温高产菌株后保藏，并对保藏的菌种传代；

第二步：将保藏的米曲霉菌种、黑曲霉菌种分别接种在麦芽汁琼脂培养基斜面上，置于恒温培养箱中，30℃培养76h-82h，待斜面长满菌丝并长满孢子后，加入适量的无菌水分别洗下孢子，制成米曲霉一级种子悬浮液和黑曲霉一级种子悬浮液；

第三步：取豆粕65～75wt％，麦麸20～30wt％，硫酸铵2～5wt％，磷酸二氢钾1～1.5wt％混合均匀制成固体培养基料；

第四步：取适量固体培养基料装入容器中，按料水重量比1∶1.0～1.3的比例加水混匀，121℃灭菌30min后冷却制成固体培养基；然后按固体培养基料5～10wt％的比例在固体培养基上分别接种米曲霉一级种子悬浮液和黑曲霉一级种子悬浮液，置于恒温培养箱中，30℃培养85～87h，待培养基表面长满孢子后，加入适量的无菌水分别洗下孢子，制成米曲霉二级种子悬浮液和黑曲霉二级种子悬浮液；

第五步：取豆粕60～70wt％，麦麸20～30wt％，稻壳粉5～10wt％，硫酸铵2～3wt％，磷酸二氢钾1～1.5wt％，硫酸镁0.15～0.2wt％混合均匀制成发酵培养基料；

第六步：在发酵培养基料中按料水重量比2.5∶1的比例加水混匀，121℃灭菌30min后冷却制成发酵培养基；然后按发酵培养基料15～20wt％的比例分别将米曲霉二级种子悬浮液和黑曲霉二级种子悬浮液均匀喷洒在发酵培养基中，搅拌均匀后装入曲盘进行发酵，发酵温度28～32℃，相对湿度75～80％，发酵时间84～96h；

第七步：将发酵结束形成的固体基质，在45～50℃下低温气流干燥至含水量8～10％，然后粉碎后包装成成品。