CN103609881B - 一种含益生菌的肉羊发酵精饲料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含益生菌的肉羊发酵精饲料及其制备方法，属于一种生物饲料。其特征在于，一种肉羊精饲料经酿酒酵母和植物乳杆菌发酵制备而成，该发酵精饲料含有大量益生菌，植物乳杆菌≥108cfu/g、酿酒酵母≥108cfu/g、粗蛋白≥12％、真蛋白≥8％。本发明的含益生菌的肉羊发酵精饲料，具有调节胃肠道菌群，促进动物消化功能，提高饲料利用率，增加蛋白质合成，增强机体免疫，促进动物生长，降低养殖成本，改善环境污染等作用。
Description
技术领域
本发明属于生物饲料技术领域，涉及一种含益生菌的肉羊发酵精饲料及其制备方法。
背景技术
益生菌发酵饲料即微生物饲料，是指从微生态理论和绿色食品意识出发，在微生态理论指导下，采用已知有益的微生物与饲料混合发酵等特殊工艺制成的含活性益生菌的安全、无污染、无残留的优质饲料，称为生物饲料。生物饲料是我国食品安全战略中所涉及的重要内容。在国家生物农业发展纲要中，高效优质生物饲料是优先发展主题。开发利用生物饲料，可将饲料生产、农副产品利用和环境保护三者有机地结合起来，不但可弥补我国蛋白饲料的不足，缓解饲料资源短缺问题，又有效地降低了对环境的污染。益生菌发酵饲料能够减少饲料中有害微生物的数量，维持动物胃肠道菌群平衡，增强动物免疫力，提高动物生产性能以及改善环境。
益生菌种类繁多，美国食品药物管理局(FDA)和美国饲料公定协会(AAFCO)公布了40余种。我国农业部2003年12月发布的第318号公告“饲料添加剂品种目录”中有15种。目前市场上用于饲料发酵的益生菌种类主要是乳酸菌、芽孢杆菌、酵母和霉菌。乳酸菌是应用最早、最广泛的益生菌，是一类能在可利用的碳水化合物发酵过程中产生大量乳酸的细菌的总称。通常为厌氧或者兼性厌氧菌，耐酸，在pH值为4.5以下时仍可生长，研究发现代谢产物和活菌液对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌都有很强的抑菌效果，随着pH值的降低抑菌作用逐渐变强，活菌体内和代谢产物中含有较高的超氧化物歧化酶(SOD)，能增强动物的体液免疫和细胞免疫。酵母则是一类非丝状真核微生物，一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌，酵母菌体中含有非常丰富的蛋白质、B族维生素、脂肪、糖、酶等多种营养成分。大量的应用研究试验证明，酵母在提高动物免疫力、提高动物生产性能和减少应激等方面均起作用。啤酒酵母除用于酿造啤酒及其他的饮料酒外，还可发酵面包。菌体维生素、蛋白质含量高，可作食用、药用和饲料酵母。
新生反刍动物使用益生菌发酵饲料可以促进其瘤胃发育，提前断奶，开食料中使用的益生菌主要是乳酸杆菌，乳酸杆菌可改变幼龄反刍动物的瘤胃功能。益生菌发酵饲料还可以增强幼龄反刍动物的抗病能力，促进增重，提高生产性能。羔羊开食料中添加酵母培养物，可提高生产性能和采食量。那日苏等用酵母培养物对放牧补饲绵羊做对比试验，结果使日增重提高11.1％。
目前关于肉羊发酵精饲料的研究与应用报道较少，本发明从肉羊的生理特点出发，在瘤胃微生态学和系统动物营养观点指导下，以肉羊精饲料为发酵原料，经过酵母菌、植物乳杆菌混合固态发酵，采用响应面优化等技术，开发出1种发酵精饲料，其活菌数多、营养丰富、适口性好、利用率高。既可缓解饲料短缺的问题，又可减少环境污染。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种含益生菌的肉羊发酵精饲料及其制备方法，采用酿酒酵母和植物乳杆菌厌氧与好氧组合发酵工艺发酵，杂菌率低，运用响应面法使试验次数少，周期短、精度高等特点优化生产工艺参数，是针对肉羊瘤胃内的微生态环境和瘤胃微生物对机体的生理功能开发的，产品更具有针对性、实用性和高效性。
其具体技术方案为：
一种含益生菌的肉羊发酵精饲料，各组成成分及其所占质量百分数为：豆粕2.0％、菜粕8.0％、棉粕11.0％、DDGS8.7％、玉米蛋白21.15％、盐0.7％、石粉1.85％、统糠6.0％、预混料0.2％、膨润土5.0％、磷酸氢钙0.4％、玉米35.0％。所述精饲料的营养水平为粗蛋白18.0％、真蛋白14.31％、水分12.1％、粗脂肪3.23％、粗纤维5.8％、粗灰分6.29％、钙0.88％、磷0.60％。
进一步优选，所述发酵菌种植物乳杆菌和酿酒酵母购自中国普通微生物菌种保藏管理中心，所述的菌种植物乳杆菌和酿酒酵母为植物乳杆菌CGMCC1.103(LactobacillusplantarumCGMCC1.103)和酿酒酵母CGMCC2.119(SaccharomycescerevisiaeCGMCC2.119)。
进一步优选，所述精饲料由植物乳杆菌CGMCC1.103和酿酒酵母CGMCC2.119按3：7比例混合发酵精饲料制备而成。
进一步优选，所述精饲料发酵后营养水平为：植物乳杆菌≥108cfu/g、酿酒酵母≥108cfu/g，粗蛋白≥12％、真蛋白≥8％。
一种本发明所述的含益生菌的肉羊发酵精饲料的制备方法，将植物乳杆菌CGMCC1.103和酿酒酵母CGMCC2.119以3：7比例混合，按10％(v/w)的比例接种于肉羊精饲料固态培养基中，料水比1：0.8(w/v)，32℃条件下发酵49h，料层厚度90cm，翻料次数1次。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的肉羊精饲料经过植物乳杆菌和酿酒酵母混合发酵，运用响应面法等优化生产工艺参数后，制备的肉羊发酵精饲料含有大量益生菌，杂菌率低且对其适口性有明显改善，能促进动物消化利用，提高饲料利用率，增强机体免疫，促进动物生长，降低养殖成本，改善环境污染。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
本发明所述的含益生菌的肉羊发酵精饲料的制备方法，具体步骤如下：
(1)种子液制备
A、植物乳杆菌
将植物乳杆菌依次经过斜面培养、一级种子液培养和二级种子液培养，制得植物乳杆菌的种子液，活菌数达108cfu/g；
植物乳杆菌的斜面培养、一级种子液培养和二级种子液培养的温度均为37℃，时间均为24h；
植物乳杆菌斜面培养基为MRS培养基(成分为：蛋白陈10.0g，牛肉膏10.0g，酵母膏5.0g，柠檬酸氢二钾2.0g，葡萄糖20.0g，吐温801.0mL，三水合乙酸钠5.0g，磷酸氢二钾2.0g，硫酸镁0.58g，硫酸锰0.25g，蒸馏水1000mL，pH6.2～6.6琼脂粉20g)或广东环凯公司购买的MRS琼脂培养基。一级种子液和二级种子液成分与斜面培养基相同，不加琼脂。
B、酿酒酵母
将酵母菌依次经过斜面培养、一级种子液培养和二级种子液培养，制得酵母菌的种子液，活菌数达108cfu/g；
酵母菌的斜面培养为30℃恒温培养48h，一级种子液培养和二级种子液培养的温度均为32℃，120r/min摇床培养36h；
酵母菌斜面活化培养基：酵母膏10.0g，葡萄糖20.0g，加入蒸馏水至1000mL，蛋白陈20.0g，琼脂粉20.0g，pH自然；或广东环凯公司的麦芽琼脂培养基。一级种子液和二级种子液成分与斜面培养基相同，不加琼脂。
(2)肉羊精饲料制备
肉羊精饲料由内蒙古优牧特农牧科技股份有限公司提供，配方组成为豆粕2.0％、菜粕8.0％、棉粕11.0％、DDGS8.7％、玉米蛋白21.15％、盐0.7％、石粉1.85％、统糠6.0％、预混料0.2％、膨润土5.0％、磷酸氢钙0.4％、玉米35.0％(按质量百分比计算)。
(3)固态发酵
将植物乳杆菌和酿酒酵母以3：7比例混合，按10％(v/w)比例接种于上述肉羊精饲料培养基中，料水比1：0.8(w/v)，32℃条件下发酵49h，料层厚度90cm，翻料次数1次，制得一种含益生菌的肉羊发酵精饲料。
上述植物乳杆菌和酿酒酵母购自中国普通微生物菌种保藏管理中心。
实施例1、一种含益生菌的肉羊发酵精饲料的制备
1、斜面培养
在斜面培养基中植物乳杆菌在37℃条件下培养24h；酿酒酵母在斜面培养基中30℃培养48h。
2、一级种子液培养
将斜面培养后的两个菌种分别接入250mL三角瓶中进行培养，每瓶装有50mL一级种子液培养基，各取斜面活化菌种1环接入各自培养基中；植物乳杆菌于37℃静置培养24h，活菌数达108cfu/mL，得到其一级种子液；酵母菌于32℃、120r/min摇床培养36h，活菌数达108cfu/mL，得到酵母菌的一级种子液。
3、二级种子液培养
植物乳杆菌二级种子液：将一级种子液以10％接种于二级种子培养基中，37℃下培养24h，活菌数达108cfu/mL，得到植物乳杆菌的二级种子液；
酿酒酵母二级种子液：将一级种子液以10％接种于二级种子培养基中，120r/min，32℃下培养36h，活菌数达108cfu/mL，得到酿酒酵母的二级种子液。
4、固态发酵
固态培养基组成为豆粕2.0％、菜粕8.0％、棉粕11.0％、DDGS8.7％、玉米蛋白21.15％、盐0.7％、石粉1.85％、统糠6.0％、预混料0.2％、膨润土5.0％、磷酸氢钙0.4％、玉米35.0％(按质量百分比计算)。
将植物乳杆菌和酿酒酵母以3：7比例混合，按10％(v/w)比例接种于上述固态培养基中，料水比1∶1(w/v)，35℃条件下发酵48h，设定250mL锥形瓶中固态培养基相应的料层厚度分别为3cm、5cm、7cm、9cm，每组设置3个平行样，测定产物真蛋白含量，最后得到料层厚度为5cm时的真蛋白含量最高。
实施例2、一种含益生菌的肉羊发酵精饲料的制备
1、斜面培养
在斜面培养基中植物乳杆菌在37℃条件下培养24h；酿酒酵母在斜面培养基中30℃培养48h。
2、一级种子液培养
将斜面培养后的两个菌种分别接入250mL三角瓶中进行培养，每瓶装有50mL一级种子液培养基，各取斜面活化菌种1环接入各自培养基中；植物乳杆菌于37℃静置培养24h，活菌数达108cfu/mL，得到其一级种子液；酵母菌于32℃、120r/min摇床培养36h，活菌数达108cfu/mL，得到酵母菌的一级种子液。
3、二级种子液培养
植物乳杆菌二级种子液：将一级种子液以10％接种于二级种子培养基中，37℃下培养24h，活菌数达108cfu/mL，得到植物乳杆菌的二级种子液；
酿酒酵母二级种子液：将一级种子液以10％接种于二级种子培养基中，120r/min，32℃下培养36h，活菌数达108cfu/mL，得到酿酒酵母的二级种子液。
4、固态发酵
固态培养基组成为豆粕2.0％、菜粕8.0％、棉粕11.0％、DDGS8.7％、玉米蛋白21.15％、盐0.7％、石粉1.85％、统糠6.0％、预混料0.2％、膨润土5.0％、磷酸氢钙0.4％、玉米35.0％(按质量百分比计算)。
将植物乳杆菌和酿酒酵母以3∶7比例混合，料水比1：1(w/v)，35℃条件下发酵48h，料层厚度为5cm，设定接种比例分别为0％、5％、10％、15％，每组设置3个平行样，测定产物真蛋白含量，最后得到接种比例为10％～15％对产物真蛋白含量无显著差异，为节约成本，选择接种比例为10％。
实施例3、一种含益生菌的肉羊发酵精饲料的制备
1、斜面培养
在斜面培养基中植物乳杆菌在37℃条件下培养24h；酿酒酵母在斜面培养基中30℃培养48h。
2、一级种子液培养
将斜面培养后的两个菌种分别接入250mL三角瓶中进行培养，每瓶装有50mL一级种子液培养基，各取斜面活化菌种1环接入各自培养基中；植物乳杆菌于37℃静置培养24h，活菌数达108cfu/mL，得到其一级种子液；酵母菌于32℃、120r/min摇床培养36h，活菌数达108cfu/mL，得到酵母菌的一级种子液。
3、二级种子液培养
植物乳杆菌二级种子液：将一级种子液以10％接种于二级种子培养基中，37℃下培养24h，活菌数达108cfu/mL，得到植物乳杆菌的二级种子液；
酿酒酵母二级种子液：将一级种子液以10％接种于二级种子培养基中，120r/min，32℃下培养36h，活菌数达108cfu/mL，得到酿酒酵母的二级种子液。
4、固态发酵
固态培养基组成为豆粕2.0％、菜粕8.0％、棉粕11.0％、DDGS8.7％、玉米蛋白21.15％、盐0.7％、石粉1.85％、统糠6.0％、预混料0.2％、膨润土5.0％、磷酸氢钙0.4％、玉米35.0％(按质量百分比计算)。
将植物乳杆菌和酿酒酵母以3：7比例混合，按10％(v/w)接种比例接种于上述固态培养基中，35℃条件下发酵48h，料层厚度为5cm，设定料水比分别为1：0.6、1∶0.8、1∶1、1：1.2、1∶1.4，每组设置3个平行样，测定产物真蛋白含量，最后得到料水比为1：0.8和1：1时，发酵产物中真蛋白含量较高，因此，料水比选为1：0.8即水分占45％。
实施例4、一种含益生菌的肉羊发酵精饲料的制备
1、斜面培养
在斜面培养基中植物乳杆菌在37℃条件下培养24h；酿酒酵母在斜面培养基中30℃培养48h。
2、一级种子液培养
将斜面培养后的两个菌种分别接入250mL三角瓶中进行培养，每瓶装有50mL一级种子液培养基，各取斜面活化菌种1环接入各自培养基中；植物乳杆菌于37℃静置培养24h，活菌数达108cfu/mL，得到其一级种子液；酵母菌于32℃、120r/min摇床培养36h，活菌数达108cfu/mL，得到酵母菌的一级种子液。
3、二级种子液培养
植物乳杆菌二级种子液：将一级种子液以10％接种于二级种子培养基中，37℃下培养24h，活菌数达108cfu/mL，得到植物乳杆菌的二级种子液；
酿酒酵母二级种子液：将一级种子液以10％接种于二级种子培养基中，120r/min，32℃下培养36h，活菌数达108cfu/mL，得到酿酒酵母的二级种子液。
4、固态发酵
固态培养基组成为豆粕2.0％、菜粕8.0％、棉粕11.0％、DDGS8.7％、玉米蛋白21.15％、盐0.7％、石粉1.85％、统糠6.0％、预混料0.2％、膨润土5.0％、磷酸氢钙0.4％、玉米35.0％(按质量百分比计算)。
将植物乳杆菌和酿酒酵母以3：7比例混合，按10％(v/w)接种比例接种于上述固态培养基中，料水比为1：0.8(w/v)，发酵48h，料层厚度为5cm，发酵温度分别设定为28℃、30℃、32℃、34℃、36℃、38℃，每组设置3个平行样，测定产物真蛋白含量，得到发酵温度在32℃时，真蛋白含量最高，发酵效果最佳。
实施例5、一种含益生菌的肉羊发酵精饲料的制备
1、斜面培养
在斜面培养基中植物乳杆菌在37℃条件下培养24h；酿酒酵母在斜面培养基中30℃培养48h。
2、一级种子液培养
将斜面培养后的两个菌种分别接入250mL三角瓶中进行培养，每瓶装有50mL一级种子液培养基，各取斜面活化菌种1环接入各自培养基中；植物乳杆菌于37℃静置培养24h，活菌数达108cfu/mL，得到其一级种子液；酵母菌于32℃、120r/min摇床培养36h，活菌数达108cfu/mL，得到酵母菌的一级种子液。
3、二级种子液培养
植物乳杆菌二级种子液：将一级种子液以10％接种于二级种子培养基中，37℃下培养24h，活菌数达108cfu/mL，得到植物乳杆菌的二级种子液；
酿酒酵母二级种子液；将一级种子液以10％接种于二级种子培养基中，120r/min，32℃下培养36h，活菌数达108cfu/mL，得到酿酒酵母的二级种子液。
4、固态发酵
固态培养基组成为豆粕2.0％、菜粕8.0％、棉粕11.0％、DDGS8.7％、玉米蛋白21.15％、盐0.7％、石粉1.85％、统糠6.0％、预混料0.2％、膨润土5.0％、磷酸氢钙0.4％、玉米35.0％(按质量百分比计算)。
将植物乳杆菌和酿酒酵母以3：7比例混合，按10％(v/w)接种比例接种于上述固态培养基中，料水比为1：0.8(w/v)，发酵温度为32℃，料层厚度为5cm，发酵时间分别设定为26h、36h、48h、60h、72h，每组设置3个平行样，测定产物真蛋白含量，得到发酵时间为48h～60h时真蛋白含量最高，发酵效果最佳。
实施例6、一种含益生菌的肉羊发酵精饲料的制备
1、斜面培养
在斜面培养基中植物乳杆菌在37℃条件下培养24h；酿酒酵母在斜面培养基中30℃培养48h。
2、一级种子液培养
将斜面培养后的两个菌种分别接入250mL三角瓶中进行培养，每瓶装有50mL一级种子液培养基，各取斜面活化菌种1环接入各自培养基中；植物乳杆菌于37℃静置培养24h，活菌数达108cfu/mL，得到其一级种子液；酵母菌于32℃、120r/min摇床培养36h，活菌数达108cfu/mL，得到酵母菌的一级种子液。
3、二级种子液培养
植物乳杆菌二级种子液：将一级种子液以10％接种于二级种子培养基中，37℃下培养24h，活菌数达108cfu/mL，得到植物乳杆菌的二级种子液；
酿酒酵母二级种子液：将一级种子液以10％接种于二级种子培养基中，120r/min，32℃下培养36h，活菌数达108cfu/mL，得到酿酒酵母的二级种子液。
4、生产工艺参数优化
(1)发酵条件重要因素筛选(PB设计法)
将发酵时间、发酵温度、加水量、接种量、料层厚度和翻料次数6个实验因素进行Plackett-Burman设计，将结果运用Minitab16进行分析，得到对响应值即真蛋白含量影响较大的3个因素分别为发酵时间、翻料次数和料层厚度。
(2)应用响应面分析法确定重要因素的最佳水平
将料层厚度、发酵时间和翻料次数3个因素分别作为A、B、C，发酵产物中真蛋白含量Y为影响因子，根据Box-Behnken中心组合设计原理，设计三因素三水平共17个实验点的响应面分析实验，通过各个因子交互作用的响应面的3D和等值线分析图分析得到料层厚度为90cm、发酵时间为49h、翻料次数为1次时理论上能够得到最佳的真蛋白含量为8.936％。
5、固态发酵
固态培养基组成为豆粕2.0％、菜粕8.0％、棉粕11.0％、DDGS8.7％、玉米蛋白21.15％、盐0.7％、石粉1.85％、统糠6.0％、预混料0.2％、膨润土5.0％、磷酸氢钙0.4％、玉米35.0％(按质量百分比计算)。
将植物乳杆菌和酿酒酵母以3：7比例混合，其生产工艺参数为：接种量10％(v/w)，料水比1：0.8(w/v)，发酵温度为32℃，发酵时间49h，料层厚度90cm，翻料次数1次。
实施例7、一种含益生菌的肉羊发酵精饲料的检测
1、发酵产物营养成分分析
(1)活菌数的测定
植物乳杆菌：倾倒法，通过稀释梯度从-1到-8次依次稀释，吸取-8次方的菌液1mL注入已灭菌的培养皿上，再用40℃MRS固体培养基倾倒入培养皿中待凝固后放入培养箱中培养24h观察菌落。
酿酒酵母：涂布法，通过稀释梯度从-1到-8次依次稀释，吸取-8次方的菌液1mL涂布于已制备好的麦芽汁固体培养基上恒温培养箱中培养48h观察菌落。
(2)粗蛋白含量测定
采用GB/T6432-1994饲料中粗蛋白测定方法。
(3)真蛋白含量测定
采用三氯乙酸法，将真蛋白质与NPN沉淀分离，再用凯氏定氮法测定发酵前后精饲料中真蛋白的含量。
(4)粗纤维含量测定
采用GB/T6434-1994饲料中粗纤维测定方法。
(5)粗灰分含量测定
采用GB/T6434-1994饲料中粗灰分测定方法。
结果如下表1：
表1一种含益生菌的肉羊发酵精饲料营养成分分析结果
2、动物生产性试验
试验选用同品种、同性别、体重相近、健康无病的4月龄羔羊40只，随机分为2组，对照组和实验组，每组20只，组间差异不显著(P＞0.05)。对照组饲喂未发酵的肉羊精饲料，实验组饲喂益生菌发酵后的肉羊精饲料。试验羊的精粗料供给、饲喂方法、管理措施及日常安排均按羊场常规方法进行。分组饲养，饮水、光照、运动等条件一致。试验开始和试验结束进行2次空腹称重，每次连续称重2d，取平均值，测定日增重。并记录投料量，计算各组的平均日耗量，根据增重计算饲料转化率。同时，还对羊的排粪次数、粪量及形状有无异常等进行观察。试验共70d，前10d为预饲期，正式期为60d。试验结果见表2，从表中可见，实验组与对照组相比，平均日增重提高了11.60％，饲料转化率提高了18.13％。
表2含益生菌的肉羊发酵精饲料对肉羊生长性能试验结果
| 项目 | 对照组 | 实验组 |
| 平均始重(kg) | 17.45 | 17.97 |
| 平均末重(kg) | 35.02 | 37.59 |
| 增重(kg/只) | 17.57 | 19.62 |
| 日增重(kg/只) | 0.293 | 0.327 |
| 日耗料(kg/只) | 1.05 | 0.96 |
| 料重比 | 3.586 | 2.936 |
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种含益生菌的肉羊发酵精饲料，其特征在于，肉羊精饲料各组成成分及其所占质量百分数为：豆粕2.0％、菜粕8.0％、棉粕11.0％、DDGS8.7％、玉米蛋白21.15％、盐0.7％、石粉1.85％、统糠6.0％、预混料0.2％、膨润土5.0％、磷酸氢钙0.4％、玉米35.0％，所述精饲料的营养水平为粗蛋白18.0％、真蛋白14.31％、水分12.1％、粗脂肪3.23％、粗纤维5.8％、粗灰分6.29％、钙0.88％、磷0.60％；
所述肉羊发酵精饲料由植物乳杆菌CGMCC1.103和酿酒酵母CGMCC2.119混合发酵精饲料制备而成；
所述植物乳杆菌CGMCC1.103和酿酒酵母CGMCC2.119的比例为3∶7；
所述肉羊发酵精饲料发酵后营养水平为：植物乳杆菌≥108cfu/g、酿酒酵母≥108cfu/g、粗蛋白≥12％、真蛋白≥8％。
2.一种权利要求1所述的含益生菌的肉羊发酵精饲料的制备方法，其特征在于，将植物乳杆菌CGMCC1.103和酿酒酵母CGMCC2.119以3∶7比例混合，按10％v/w的比例接种于肉羊精饲料中，料水比1∶0.8w/v，32℃条件下发酵49h，料层厚度90cm，翻料次数1次。
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| CN201310573406.4A CN103609881B (zh) | 2013-11-14 | 2013-11-14 | 一种含益生菌的肉羊发酵精饲料及其制备方法 |
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