CN104543399A - 一种酵母硒饲料添加剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种酵母硒饲料添加剂的制备方法,首先采用酒精工业黄水、麸皮、米糠、玉米粉等工农业副产物为原料制备发酵基质,然后通过对酵母菌筛选与驯化培养获得富硒酵母菌,并将其接种在所得的发酵基质中进行发酵,再将发酵后的物料进行干燥、粉碎、包装即制得产品。与传统的酵母硒饲料添加剂相比,本发明采用米糠、麸皮、酒精工业黄水等工农业副产物作为培养原料和基质,从而扩大了资源的再利用,减少浪费与环境污染,并且降低了酵母硒饲料添加剂的生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物饲料添加剂加工领域,尤其是利用酵母菌制备酵母硒饲料添加剂的方法。
背景技术
硒是动物体必需的微量矿物元素之一,缺硒易导致肌肉营养不良、肝坏死、渗出性素质、胰脏纤维化等典型症状。在我国,缺硒具有地区性差异,对于非缺硒地区,其饲料原料中含有的硒能够满足动物体需求,一般不需要额外添加。但是,对于硒缺乏地区或特殊阶段的动物需要额外添加硒元素。目前,作为硒的补充剂,无机亚硒酸钠仍是主要的添加形式,亚硒酸钠吸收率较高,一般不存在利用率问题,但是,亚硒酸钠毒性较强,再加上其吸收率高,添加不当往往造成动物中毒。近些年来,低毒性、高效性硒制剂被研发出来,如酵母硒等,其利用效果也得到了广泛认可,但是现有技术中,酵母硒的工艺比较复杂,生产成本较高,增加了养殖户的养殖成本。
酒精工业是我国一项重要的能源产业,但在酒精生产过程中会产生巨大的副产物,其中酒糟等固体成分和部分黄水一起可继续生产DDGS等饲料原料而被再次利用,而绝大部分的黄水却没有得到很好的利用。黄水是在生产酒精过程中排出的富含多种营养成分的液体物质。由于其富含营养成分,排入环境中往往造成严重的水体污染。因此如何综合利用黄水资源,如何能够变废为宝,彻底解决黄水的去路问题显得尤为重要,如若能将黄水变废为宝,充分利用起来,将降低企业的成本投入,同时也符合生态环境建设的需要。
本发明以中华人民共和国农业部1126号公告《饲料添加剂品种目录(2008)》批准使用的酵母菌为主要菌种,通过富硒能力筛选、驯化培养与生产参数筛选等,利用酒精工业黄水研制酵母硒硒饲料添加剂,一方面实现酒精工业黄水的处理,另一方面又简化了酵母硒生产工艺,降低酵母硒生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种酵母硒饲料添加剂的制备方法,通过对酵母菌的筛选以及驯化培养获得富硒能力强的酵母菌菌种,并且采用酒精工业黄水、麸皮等工、农业副产物作为培养基质,进行酵母硒饲料添加剂的制备,从而大大降低了现有技术中酵母硒的生产成本,同时达到资源再利用,降低环境污染等目的,而且也解决了制备过程中各项参数的确定及发酵物料的干燥、包装等技术问题。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:
一种酵母硒饲料添加剂的制备方法,首先,将固体原料和液体原料以1:1~2的比例混合得到发酵底物,再向其中接种酵母菌进行发酵,发酵完毕后将得到的物料干燥、包装即制得产品,所述液体原料为从板框压滤机的板框中直接收集的酒精工业黄水,然后经过滤、灭菌后pH调节至5.5~6.2得到,其中所述的酵母菌为经过筛选及驯化培养而获得的富硒能力强的酵母菌,所述制备方法包括以下具体步骤:
1、发酵原料的处理
本发明所用的发酵原料包括固体原料和液体原料。
1.1、固体原料的处理
将麸皮、米糠和玉米粉按照重量比4:4:2的比例混合均匀,然后按照重量比0.05~0.15%的比例向其中加入硒原料,并混合均匀备用,硒原料选取亚硒酸钠。
1.2、液体原料的处理
液体原料采用酒精工业黄水,将从板框压滤机的板框中收集的酒精工业黄水经灭菌后调节pH至5.5~6.2得到,灭菌方法为将过滤后的酒精工业黄水在121℃条件下灭菌15~20min后冷却。
2、酵母菌的筛选及驯化培养
2.1、配制含硒基础培养基和含硒梯度培养基
含硒基础培养基的配制方法为:将10μg硒原料(以硒计)加入经步骤1.2处理过的酒精工业黄水中,并定容至1L,然后调整pH至5.5~6.2,备用;
含硒梯度培养基的配制方法为:按照上述含硒基础培养基的配制方法,在硒含量10μg的基础上依次递增50%,并保证培养基的总体积为1L,依次配制含硒梯度培养基,备用。
2.2、酵母菌的筛选
按照5~8%的接种比例,将中华人民共和国农业部1126号公告《饲料添加剂品种目录(2008)》中所列出的酵母菌分别加入步骤2.1所制备的含硒基础培养基中,并且一个含硒基础培养基只接种一种酵母菌,然后将接种后的含硒基础培养基在31~34.5℃、55r/min的恒温培养箱内培养24h后,记录各种酵母菌的数量,数量最多者被筛选作为发酵用的酵母菌菌种。
2.3、酵母菌的驯化培养
在同样的培养条件下,将步骤2.2所筛选的酵母菌菌种依次培养于步骤2.1中所制备的梯度培养基中,然后测定酵母菌中的硒含量,硒含量高者为富硒能力强,从而获得富硒能力强的酵母菌,备用。
3、酵母菌的接种发酵
3.1、发酵培养基的制作
向步骤1.1所得的固体原料中按照固液比1:1.5加入经步骤1.2处理过的酒精工业黄水,搅拌混匀,调和成发酵培养基,备用。
3.2、酵母菌菌种的扩大培养
将步骤2.3中经驯化培养后所得的富硒能力强的酵母菌菌种按照0.5~2%的接种量接种于经步骤1.2处理所得的酒精工业黄水中进行培养,培养温度30~31℃,培养时间48h,从而获得用于发酵的酵母菌扩大菌种液,备用。
3.3、制备发酵基质
取3.2所得的酵母菌扩大菌种液按照5~8%的接种量接种在由步骤3.1制备的发酵培养基中,搅拌混匀得到发酵基质。
3.4、发酵基质的发酵
将3.3所得的发酵基质置于30~31℃的恒温培养箱内发酵48h,得到发酵物料,在此过程中,每隔1h搅拌一次发酵基质。
4、发酵物料的干燥与包装
将步骤3.4中所得的发酵物料置于65℃电热恒温干燥箱内,并不断翻动物料,每间隔半个小时对物料进行取样测定含水量,直至物料含水量降至12%~14%即为干燥,然后将干燥后的物料取出粉碎,从而获得发酵态锰饲料添加剂成品,并真空包装,真空度为0.085~0.095Mpa。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(1)与传统酵母硒生产相比,本发明采用麸皮、酒精工业黄水等工农业副产物作为培养原料和基质,从而扩大了资源利用,降低了酵母硒饲料添加剂的生产成本,方法更简单,容易操作;
(2)本发明通过对酵母菌进行筛选和驯化培养,更具针对性,提高了发酵的效率,并保证了酵母硒饲料添加剂中具有较高的吸收率;
(3)本发明提供了一种基于酒精工业黄水、麸皮等工、农业副产物为基质制作酵母硒饲料添加剂的一系列方法步骤,包括固体物料组成与比例、培养物料化学性质调控、发酵参数筛选等。
附图说明
图1是酒精工业黄水中各种营养成分的含量。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的阐述。
实施例1:一种酵母硒饲料添加剂的制备方法,首先,将固体原料和液体原料混合得到发酵底物,再向其中接种酵母菌进行发酵,发酵完毕后将得到的物料干燥、包装即制得产品,其中所述的酵母菌为经过筛选及驯化培养而获得的富硒能力强的酵母菌,所述酵母硒饲料添加剂的制备方法包括以下具体步骤:
1、发酵原料的处理
本发明所用的发酵原料包括固体原料和液体原料。
1.1、固体原料的处理
固体原料包括硒原料、麸皮、米糠和玉米粉,其中,硒原料选取亚硒酸钠;麸皮为小麦麸,风干基础,粗蛋白含量15.3%;米糠为市售品;玉米粉为市售品,并过80目筛。
将上述麸皮、米糠和玉米粉按照重量比4:4:2的比例混合均匀,然后按照重量比0.05%的比例向其中加入硒原料(以硒计),并混合均匀备用。
1.2、液体原料的处理
液体原料采用酒精工业黄水,从板框压滤机的板框中收集的酒精工业黄水,置于121℃条件下灭菌15min,冷却后将其pH调节至5.5,备用。
2、酵母菌的筛选及驯化培养
2.1、配制含硒基础培养基和含硒梯度培养基
含硒基础培养基的配制方法为:将10μg硒原料(以硒计)加入经步骤1.2处理过的酒精工业黄水中,并定容至1L,然后调整pH至5.5,备用;
含硒梯度培养基的配制方法为:按照上述含硒基础培养基的配制方法,在硒含量10μg的基础上依次递增50%,并保证培养基的总体积为1L,依次配制含硒梯度培养基,备用。
2.2、酵母菌的筛选
按照5%的接种比例,将中华人民共和国农业部1126号公告《饲料添加剂品种目录(2008)》所列出的酵母菌分别加入步骤2.1所制备的含硒基础培养基中,并且一个含硒基础培养基只接种一种酵母菌,在31℃、55r/min的恒温培养箱内培养24h后,用平板计数法记录各种酵母菌的数量,酿酒酵母的数量最多,因此酿酒酵母被筛选作为发酵用的酵母菌菌种。
2.3、酵母菌的驯化培养
在同样的培养条件下,将步骤2.2所筛选的酿酒酵母菌种依次培养于步骤2.1中所制备的含硒梯度培养基中,通过平板计数法统计酵母菌能够生存繁殖的数量,生存繁殖数量越多说明耐硒能力强;同时,在3000r/min条件下离心,获得酿酒酵母,采用传统湿法消煮后,用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定酿酒酵母中硒含量,硒含量高即为富硒能力强,从而获得富硒能力强的酿酒酵母,备用。
3、酵母菌的接种发酵
3.1、发酵培养基的制作
按照固液比1:1.5的比例向步骤1.1所处理的固体原料中缴入步骤1.2处理得到的酒精工业黄水,搅拌混匀,并调和成发酵培养基,备用。
3.2、微生物菌种的扩大培养
将步骤2.3中经驯化培养后的酿酒酵母菌种按照0.5%的接种量接种于经步骤1.2处理所得的酒精工业黄水中进行培养,培养温度30℃,培养时间48h,从而获得用于发酵的酿酒酵母扩大菌种液,备用。
3.3、制备发酵基质
取3.2所得的酿酒酵母扩大菌种液按照5%的接种量接种在步骤3.1制备发酵培养基中,搅拌混匀得到发酵基质。
3.4、发酵基质的发酵
将3.3所得的发酵基质置于30℃的恒温培养箱内发酵48h得到发酵物料,在此过程中,每隔1h搅拌一次发酵基质。
4、发酵物料的干燥与包装
将步骤3.4中所得的发酵物料置于65℃电热恒温干燥箱内,并不断翻动物料,每间隔半个小时对物料进行取样测定含水量,直至物料水分损失至12%即为干燥,然后将干燥后的物料取出粉碎,从而获得发酵态锰饲料添加剂成品,并真空包装,真空度为0.085Mpa。
实施例2:一种酵母硒饲料添加剂的制备方法,首先,将固体原料和液体原料混合得到发酵底物,再向其中接种酵母菌进行发酵,发酵完毕后将得到的物料干燥、包装即制得产品,其中所述的酵母菌为经过筛选及驯化培养而获得的富硒能力强的酵母菌,所述酵母硒饲料添加剂的制备方法包括以下具体步骤:
1、发酵原料的处理
本发明所用的发酵原料包括固体原料和液体原料。
1.1、固体原料的处理
固体原料包括硒原料、麸皮、米糠和玉米粉,其中,硒原料选取亚硒酸钠;麸皮为小麦麸,风干基础,粗蛋白含量15.3%;米糠为市售品;玉米粉为市售品,并过80目筛。
将上述麸皮、米糠和玉米粉按照重量比4:4:2的比例混合均匀,然后按照重量比0.1%的比例向其中加入硒原料(以硒计),并混合均匀备用。
1.2、液体原料的处理
液体原料采用酒精工业黄水,从板框压滤机的板框中收集的酒精工业黄水,置于121℃条件下灭菌18min,冷却后将其pH调节至5.8,备用。
2、酵母菌的筛选及驯化培养
2.1、配制含硒基础培养基和含硒梯度培养基
含硒基础培养基的配制方法为:将10μg硒原料(以硒计)加入经步骤1.2处理过的酒精工业黄水中,并定容至1L,然后调整pH至5.8,备用;
含硒梯度培养基的配制方法为:按照上述含硒基础培养基的配制方法,在硒含量10μg的基础上依次递增50%,并保证培养基的总体积为1L,依次配制含硒梯度培养基,备用。
2.2、酵母菌的筛选
按照7%的接种比例,将中华人民共和国农业部1126号公告《饲料添加剂品种目录(2008)》所列出的酵母菌分别加入步骤2.1所制备的含硒基础培养基中,并且一个含硒基础培养基只接种一种酵母菌,在32.5℃、55r/min的恒温培养箱内培养24h后,用平板计数法记录各种酵母菌的数量,酿酒酵母的数量最多,因此酿酒酵母被筛选作为发酵用的酵母菌菌种。
2.3、酵母菌的驯化培养
在同样的培养条件下,将步骤2.2所筛选的酿酒酵母菌种依次培养于步骤2.1中所制备的含硒梯度培养基中,通过平板计数法统计酵母菌能够生存繁殖的数量,生存繁殖数量越多说明耐硒能力强;同时,在3000r/min条件下离心,获得酿酒酵母,采用传统湿法消煮后,用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定酿酒酵母中硒含量,硒含量高即为富硒能力强,从而获得富硒能力强的酿酒酵母,备用。
3、酵母菌的接种发酵
3.1、发酵培养基的制作
按照固液比1:1.5的比例向步骤1.1所处理的固体原料中缴入步骤1.2处理得到的酒精工业黄水,搅拌混匀,并调和成发酵培养基,备用。
3.2、微生物菌种的扩大培养
将步骤2.3中经驯化培养后的酿酒酵母菌种按照1.2%的接种量接种于经步骤1.2处理所得的酒精工业黄水中进行培养,培养温度30.5℃,培养时间48h,从而获得用于发酵的酿酒酵母扩大菌种液,备用。
3.3、制备发酵基质
取3.2所得的酿酒酵母扩大菌种液按照7%的接种量接种在步骤3.1制备发酵培养基中,搅拌混匀得到发酵基质。
3.4、发酵基质的发酵
将3.3所得的发酵基质置于30.5℃的恒温培养箱内发酵48h得到发酵物料,在此过程中,每隔1h搅拌一次发酵基质。
4、发酵物料的干燥与包装
将步骤3.4中所得的发酵物料置于65℃电热恒温干燥箱内,并不断翻动物料,每间隔半个小时对物料进行取样测定含水量,直至物料水分损失至13%即为干燥,然后将干燥后的物料取出粉碎,从而获得发酵态锰饲料添加剂成品,并真空包装,真空度为0.09Mpa。
实施例3:一种酵母硒饲料添加剂的制备方法,首先,将固体原料和液体原料混合得到发酵底物,再向其中接种酵母菌进行发酵,发酵完毕后将得到的物料干燥、包装即制得产品,其中所述的酵母菌为经过筛选及驯化培养而获得的富硒能力强的酵母菌,所述酵母硒饲料添加剂的制备方法包括以下具体步骤:
1、发酵原料的处理
本发明所用的发酵原料包括固体原料和液体原料。
1.1、固体原料的处理
固体原料包括硒原料、麸皮、米糠和玉米粉,其中,硒原料选取亚硒酸钠;麸皮为小麦麸,风干基础,粗蛋白含量15.3%;米糠为市售品;玉米粉为市售品,并过80目筛。
将上述麸皮、米糠和玉米粉按照重量比4:4:2的比例混合均匀,然后按照重量比0.15%的比例向其中加入硒原料(以硒计),并混合均匀备用。
1.2、液体原料的处理
液体原料采用酒精工业黄水,从板框压滤机的板框中收集的酒精工业黄水,置于121℃条件下灭菌20min,冷却后将其pH调节至6.2,备用。
2、酵母菌的筛选及驯化培养
2.1、配制含硒基础培养基和含硒梯度培养基
含硒基础培养基的配制方法为:将10μg硒原料(以硒计)加入经步骤1.2处理过的酒精工业黄水中,并定容至1L,然后调整pH至6.2,备用;
含硒梯度培养基的配制方法为:按照上述含硒基础培养基的配制方法,在硒含量10μg的基础上依次递增50%,并保证培养基的总体积为1L,依次配制含硒梯度培养基,备用。
2.2、酵母菌的筛选
按照8%的接种比例,将中华人民共和国农业部1126号公告《饲料添加剂品种目录(2008)》所列出的酵母菌分别加入步骤2.1所制备的含硒基础培养基中,并且一个含硒基础培养基只接种一种酵母菌,在34.5℃、55r/min的恒温培养箱内培养24h后,用平板计数法记录各种酵母菌的数量,酿酒酵母的数量最多,因此酿酒酵母被筛选作为发酵用的酵母菌菌种。
2.3、酵母菌的驯化培养
在同样的培养条件下,将步骤2.2所筛选的酿酒酵母菌种依次培养于步骤2.1中所制备的含硒梯度培养基中,通过平板计数法统计酵母菌能够生存繁殖的数量,生存繁殖数量越多说明耐硒能力强;同时,在3000r/min条件下离心,获得酿酒酵母,采用传统湿法消煮后,用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定酿酒酵母中硒含量,硒含量高即为富硒能力强,从而获得富硒能力强的酿酒酵母,备用。
3、酵母菌的接种发酵
3.1、发酵培养基的制作
按照固液比1:1.5的比例向步骤1.1所处理的固体原料中缴入步骤1.2处理得到的酒精工业黄水,搅拌混匀,并调和成发酵培养基,备用。
3.2、微生物菌种的扩大培养
将步骤2.3中经驯化培养后的酿酒酵母菌种按照2%的接种量接种于经步骤1.2处理所得的酒精工业黄水中进行培养,培养温度31℃,培养时间48h,从而获得用于发酵的酿酒酵母扩大菌种液,备用。
3.3、制备发酵基质
取3.2所得的酿酒酵母扩大菌种液按照8%的接种量接种在步骤3.1制备发酵培养基中,搅拌混匀得到发酵基质。
3.4、发酵基质的发酵
将3.3所得的发酵基质置于31℃的恒温培养箱内发酵48h得到发酵物料,在此过程中,每隔1h搅拌一次发酵基质。
4、发酵物料的干燥与包装
将步骤3.4中所得的发酵物料置于65℃电热恒温干燥箱内,并不断翻动物料,每间隔半个小时对物料进行取样测定含水量,直至物料水分损失至14%即为干燥,然后将干燥后的物料取出粉碎,从而获得发酵态锰饲料添加剂成品,并真空包装,真空度为0.095Mpa。
进一步优选的,在上述三个实施例中,增加对酒精工业黄水进行营养补充的步骤,具体方法如下:对灭菌后的酒精工业黄水进行营养成分测定,测定结果见附图1,并根据测定的结果以及酿酒酵母生长繁殖的营养需要,对其进行营养补充,营养补充的具体营养物质种类以及补充量为:葡萄糖2%、麦芽1.5‰、硫酸铵0.3%、氯化钠0.5‰、氯化钾0.3%,然后利用氢氧化钠或碳酸氢钠将补充营养后的酒精工业黄水的pH调节至5.5~6.2。
Claims (5)
1.一种酵母硒饲料添加剂的制备方法,首先,将固体原料和液体原料以1:1~2的比例混合得到发酵底物,再向其中接种酵母菌进行发酵,发酵完毕后将得到的物料干燥、包装即制得产品,所述液体原料为从板框压滤机的板框中收集的酒精工业黄水,经过灭菌、冷却后pH调节至5.5~6.2得到,其特征在于:所述固体原料为将麸皮、米糠、玉米粉按照重量比4:4:2的比例混合均匀,再按照重量比向其中加入0.05~0.15%的硒原料混合均匀得到,所述的硒原料为亚硒酸钠,所述的酵母菌为经过筛选及驯化培养而获得的富硒能力强的酵母菌,酵母菌的筛选及驯化培养包括以下步骤:
(1)配制含硒基础培养基和含硒梯度培养基
含硒基础培养基的制法是:将10μg硒溶解于经上述处理的酒精工业黄水中,并定容至1L,然后调整pH至5.5~6.2,备用;
含硒梯度培养基的制法是:按照上述含硒基础培养基的制法,将硒含量在10μg的基础上依次递增50%,培养基的总体积为1L,依次配制含硒梯度培养基,备用;
(2)酵母菌的筛选
将中华人民共和国农业部1126号公告《饲料添加剂品种目录(2008)》中所列出的酵母菌按照5~8%的接种量,分别加入步骤(1)所制备的含硒基础培养基中,并且一个含硒基础培养基只接种一种酵母菌,然后将接种后的含硒基础培养基在31~34.5℃、55r/min的恒温培养箱内培养24h后,记录各种酵母菌数量,筛选数量最多者作为发酵用的酵母菌菌种;
(3)酵母菌的驯化培养
在同样的培养条件下,将步骤(2)所筛选的酵母菌菌种依次培养于步骤(1)中所制备的含硒梯度培养基中,然后测定酵母菌中硒含量,硒含量高者为富硒能力强,从而获得富硒能力强的酵母菌菌种,备用。
2.根据权利要求1所述的一种酵母硒饲料添加剂的制备方法,其特征在于:酵母菌的接种发酵方法如下:
(1)发酵培养基的制作
按照固液比1:1.5的比例向所述的固体原料中添加经处理所得的酒精工业黄水,搅拌混匀,调和成发酵培养基,备用;
(2)酵母菌菌种的扩大培养
将经过权利要求1中酵母菌筛选以及驯化培养所得的富硒能力强的酵母菌菌种接种于处理过的酒精工业黄水中进行培养,其接种量为0.5~2%,培养温度30~31℃,培养时间48h,从而获得用于发酵的酵母菌扩大菌种液,备用;
(3)制备发酵基质
取经扩大培养所得的酵母菌扩大菌种液按照5~8%的接种量接种在所述的发酵培养基中,搅拌混匀得到发酵基质;
(4)发酵基质的发酵
将所述的发酵基质置于30~31℃的恒温培养箱内发酵48h,得到发酵物料。
3.根据权利要求2所述的一种酵母硒饲料添加剂的制备方法,其特征在于:所得的发酵物料的干燥与包装方法是将发酵物料置于65℃电热恒温干燥箱内,并不断翻动物料,每间隔半个小时对物料进行取样测定含水量,直至物料含水量降至12%~14%,然后将干燥后的物料取出粉碎,并真空包装,真空度为0.085~0.095Mpa,从而获得酵母硒饲料添加剂成品。
4.根据权利要求2所述的一种酵母硒饲料添加剂的制备方法,其特征在于:所述发酵基质在恒温培养箱内发酵的过程中,每隔1h搅拌发酵基质一次。
5.根据权利要求1所述的一种酵母硒饲料添加剂的制备方法,其特征在于:对所述酒精工业黄水进行灭菌的方法是:将收集到的酒精工业黄水在121℃条件下灭菌15~20min后冷却。
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