CN104855686A

CN104855686A - 一种红薯渣发酵生产蛋白质饲料、延长保存期的方法

Info

Publication number: CN104855686A
Application number: CN201510200301.3A
Authority: CN
Inventors: 李丽立; 王升平; 张彬; 欧荣娣; 范觉鑫; 刘志强; 李峰
Original assignee: Institute of Subtropical Agriculture of CAS
Current assignee: Institute of Subtropical Agriculture of CAS
Priority date: 2015-04-24
Filing date: 2015-04-24
Publication date: 2015-08-26

Abstract

本发明公开了一种红薯渣发酵生产蛋白质饲料的制备方法和应用，其步骤：（1）菌种选择：选取枯草芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌；（2）菌株液体发酵：对选出的菌株进行发酵，制作液体发酵种子液；（3）袋装厌氧发酵：菌株A、菌株B和菌株C分别计数后调整浓度，按体积比进行混合制备发酵接种菌剂，将新鲜红薯渣或干红薯渣、麦麸和豆粕按照质量比混合，获得混合物，将混合发酵接种菌剂按质量比添加至混合物中，混合后装袋密封发酵，获得红薯渣发酵生产蛋白质。一种红薯渣发酵生产蛋白质在制备猪饲料中的应用。方法易行，操作简便，发酵的红薯渣用做饲料能显著促进动物生长，降低料肉比，改善动物肠道微生物群落结构，降低动物腹泻率。

Description

一种红薯渣发酵生产蛋白质饲料、延长保存期的方法

技术领域

本发明涉及微生物发酵领域，更具体涉及一种利用红薯渣发酵生产蛋白质饲料的制备方法，同时还涉及一种发酵红薯渣蛋白质饲料在制备猪饲料中的用途。

背景技术

红薯渣是红薯经加工提取淀粉后的残渣，其主要成分为纤维素和未完全提取的淀粉。未经处理的红薯渣难于被动物直接消化利用，使得其在饲料中仅作为纤维饲料使用，且添加量很小，其它的红薯渣被直接丢弃，随着薯类淀粉的需求量不断增加，加工中的红薯渣也不断增多，红薯渣堆放在野外7天后就开始发霉变质，污染水源和空气等，成为环境污染的重要来源之一，将红薯渣资源化利用是有效解决红薯渣问题的方法之一。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种红薯渣发酵生产蛋白质的制备方法，方法易行，操作简便，利用能分解红薯渣中的纤维和淀粉的细菌对红薯渣进行发酵，降解红薯渣中的纤维素和淀粉合成蛋白质。

本发明的另一个目的是在于提供了一种红薯渣发酵生产蛋白质在制备猪饲料中的应用，使新鲜红薯渣能长久存放，不会发霉，以利于用做饲料。发酵的红薯渣用做饲料能显著促进动物生长，降低料肉比，改善动物肠道微生物群落结构，降低动物腹泻率。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术方案：

其技术构思是：以枯草芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌作为生产菌种，扩大培养后，对红薯渣进行固体袋装发酵。

一种红薯渣发酵生产蛋白质的制备方法，其步骤是：

(1)菌种选择：选取枯草芽孢杆菌(以下称为菌株A)、酵母菌(以下称为菌株B)、乳酸菌(以下称为菌株C)。商品化或已公开报道的菌株或是按照常规方式筛选的具备所述功能的菌株均能完成本发明。

(2)菌株液体发酵：对选出的菌株A、菌株B、菌株C分别进行常规液体发酵，制作液体发酵种子液。

所述的菌株A采用LB培养基(成分为：胰蛋白胨10g、酵母浸出物5g、氯化钠10g、蒸馏水1000ml，PH值6.8-7.2)，摇瓶发酵培养条件为：发酵温度30-37℃，发酵时间18-36h，转速150-225r/min。

所述的菌株B采用YPD培养基(成分为：胰蛋白胨20g、酵母膏10g、葡萄糖20g、蒸馏水1000ml，PH值6.8-7.2)，摇瓶发酵培养条件为：发酵温度30-37℃，发酵时间18-36h，转速150-225r/min。

所述的菌株C采用MRS培养基(组成成份为：牛肉蛋白粉10g、鱼肉汁10g、酵母浸出汁粉5g、葡萄糖20g、醋酸钠5g、柠檬酸二铵2g、吐温80为0.1g、硫酸镁0.58g、硫酸锰0.28g，用蒸溜水配制成1000ml)，摇瓶发酵培养条件为：发酵温度30-37℃，发酵时间18-36h，转速150-225r/min。

(3)袋装厌氧发酵：菌株A、菌株B和菌株C分别计数后调整浓度为10¹⁰cfu/ml，按体积比1:1:1进行混合制备发酵接种菌剂，将新鲜红薯渣(水分为50％-90％)或干红薯渣(1-200目)、麦麸和豆粕按照质量比5:4:1充分混合，调整水分至35-45％，获得一种混合物，将混合发酵接种菌剂按质量比3-10％添加至上述混合物中，充分混合后装袋密封发酵，发酵时间6－60天。获得一种红薯渣发酵生产蛋白质。

本发明中(菌株A)为：枯草芽孢杆菌PL83，在中国典型培养物保藏中心购买(武汉)，菌种保藏号为CCTCC NO:M 2013412。

酵母菌(菌株B)为：产朊假丝酵母，在中国工业微生物保藏中心购买，菌种保藏号为CICC NO:31430。

乳酸菌(菌株C)为：植物乳酸杆菌，在中国工业微生物保藏中心购买，菌种保藏号为CICC NO:21790。

所述的步骤(3)中，复合菌种的接种量为3％，发酵时间为6－60天。

所述的固态发酵基料：固态发酵基料中新鲜红薯渣1-100％，麦麸1-100％，豆粕1-100％，调整水分至35-45％，在红薯渣中加入一定比例麦麸(或)和豆粕，使用铲子或搅拌机或混合机等充分混合均匀。

通过上述步骤获得了一种红薯渣发酵生产蛋白质，所获得的发酵红薯渣即可用做蛋白质饲料用于饲料配制，和其它原料混合配制成动物用全价饲料。

一种红薯渣发酵生产蛋白质在制备猪饲料中的应用，其步骤是：

A、所述发酵红薯渣可直接按照1:99-30:70的比例与全价配合饲料混合，用于饲喂动物；

B、所述发酵红薯渣(1-30％)可与玉米等能量饲料(30-60％)、豆粕等蛋白质饲料(5-30％)、麦麸(5-30％)、预混合饲料(1-4％)等配制成全价饲料，用于动物养殖。

与现有技术相比，本发明具有以下效果：

1、利用廉价的红薯渣发酵生产蛋白质饲料，应用于饲料生产，有效降低饲料生产成本；

2、该方法在发酵过程中由于细菌的生长，发酵终产品中含有丰富的细菌蛋白，可为动物提供部分优质细菌蛋白，间接降低饲料生产成本。

3.利用本发明的技术方案，所获得的产品中蛋白质含量达到20-31％。

4.将红薯渣袋装发酵，有效解决了红薯渣7天就发霉变质，不能再利用，且污染环境的问题，延长了的红薯渣的保存期，能长期保存。

5.本发明利用袋装固态发酵方法，对红薯渣进行发酵，降解纤维素和淀粉，制备蛋白质饲料，应用于养殖和饲料行业，节省饲料成本30-100元/吨、减少了环境污染，是一种安全、有效、环保的蛋白质饲料。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用于限制本发明的范围，本发明所述技术方案如未特别说明，均为本领域的常规方案，所用试剂或材料，如未特别说明，均来源于商业化渠道。

本发明实施例中(菌株A)为：枯草芽孢杆菌PL83，在中国典型培养物保藏中心购买(武汉)，菌种保藏号为CCTCC NO:M 2013412。

实施例1：

菌株A发酵液的制备：

取2ml菌株A(活菌浓度为10¹⁰CFU/ml)，接种于100ml培养基中进行摇瓶发酵培养，发酵温度为28～37℃，PH值为7.2，转速为200～300r/min，发酵时间为24～36h。摇瓶发酵培养基为LB培养基，成分为：胰蛋白胨10g、酵母浸出物5g、氯化钠10g、蒸馏水1000ml，PH值为7.2。

摇瓶发酵结束后进行发酵罐扩大培养，取100ml摇瓶发酵种子液接种到10L发酵罐中，装液量5L，发酵温度为30～37℃，PH值为7.2，搅拌速度为200～300r/min，发酵24～36h。发酵罐中试培养基与摇瓶发酵培养基成分一致，发酵结束后将培养基置于4℃备用。

实施例2：

菌株B发酵液的制备：

取2ml菌株B(活菌浓度为10¹⁰CFU/ml)，接种于100ml培养基中进行摇瓶发酵培养，发酵温度为26～30℃，PH值为6.6，转速为200r/min，发酵时间为24-48h。摇瓶发酵培养基为YPD培养基，其成分为：胰蛋白胨20g、酵母膏10g、葡萄糖20g、蒸馏水1000ml，PH值6.8-7.2。

摇瓶发酵结束后进行发酵罐扩大培养，取100ml摇瓶发酵种子液接种到10L发酵罐中，装液量5L，发酵温度为28～37℃，PH值为6.6～6.8，搅拌速度为200～300r/min，发酵36～72h。发酵罐中试培养基与摇瓶发酵培养基成分一致，发酵结束后将培养基置于4℃备用。

实施例3：

菌株C发酵液的制备：

取2ml菌株C(活菌浓度为10¹⁰CFU/ml)，接种于100ml培养基中进行摇瓶发酵培养，发酵温度为28～37℃，PH值为6.0～7.0，转速为200～300r/min，发酵时间为24～48h。摇瓶发酵培养基为MRS培养基，成分为：牛肉蛋白粉10g、鱼肉汁10g、酵母浸出汁粉5g、葡萄糖20g、醋酸钠5g、柠檬酸二铵2g、硫酸镁0.58g、硫酸锰0.28g、琼脂粉15g，加1g吐温80，溶解于蒸溜水1000中，调节pH值为6.0～7.0。

摇瓶发酵结束后进行发酵罐扩大培养，取100ml摇瓶发酵种子液接种到10L发酵罐中，装液量5L，发酵温度为30～37℃，PH值为6.0～7.0，搅拌速度为200～300r/min，发酵24～48h。发酵罐中试培养基与摇瓶发酵培养基成分一致，发酵结束后将培养基置于4℃备用。

实施例4：

一种红薯渣发酵生产蛋白质的制备方法，其步骤是：

(2)菌株液体发酵：对选出的菌株A、菌株B、菌株C分别进行常规液体发酵，制作液体发酵种子液。菌株A培养参照参考文献：郝林华,孙丕喜,姜振波,陈靠山,&牛德庆.(2006).枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)液体发酵条件.上海交通大学学报:农业科学版,24(4),380-385；菌株B培养参照参考文献：陆文蔚,胡国平,王淑珍,&杨梦菲.(2010).产朊假丝酵母发酵培养基的优化研究.现代食品科技,26(9),965-966；菌株C培养参照参考文献：李市场,朱朝阳,&王敏.(2009).L-乳酸生产菌干酪乳杆菌6028液体发酵条件的研究.安徽农业科学,36(35),15394-15396)。

(3)袋装厌氧发酵：菌株A、菌株B和菌株C分别计数后调整浓度为10¹⁰cfu/ml，按体积比1:1:1进行混合制备发酵接种菌剂。按照如下配方配置固态发酵基料：新鲜红薯渣500kg，豆粕100kg，麦麸400kg，氯化铵6kg，尿素8kg，磷酸二氢钾4.8kg。将红薯渣、豆粕和麦麸用人工或混合机进行充分混合，将氯化铵、尿素和磷酸二氢钾放入盛少量水的容器中充分溶解混合后均匀喷洒至红薯渣、豆粕和麦麸的混合物中，调整水分至35％，获得一种混合物，将混合发酵接种菌剂按质量比3％喷洒至上述混合物中，充分混合后装袋密封发酵，发酵时间15或25或35或45或55天。

产品干物质粗蛋白含量由达到31％；纤维素含量由17％降低到9％。

实施例6：

A、对照组饲料配制：根据表1的配方进行饲料配制，按照玉米、豆粕、小麦、鱼粉、猪肠膜蛋白粉、蔗糖、葡萄糖、磷酸氢钙、石粉、食盐、赖氨酸盐酸盐、苏氨酸、预混料、大豆油的顺序依次加入到混合机中，混合5-10分钟。

B、实验组饲料配制：将A步中所配制的全价料和本发明所制备的发酵红薯渣按19:1的比例加入到混合机中充分混匀，混合时间为5-10分钟。

发酵红薯渣蛋白质饲料养猪试验

随机抽取个体相近的21日龄断奶仔猪，随机组成对照组和试验组，每组30头，每组分为3栏，每栏10头。对照组饲喂基础日粮，配方如表1：

表1猪全价料配方

预混料^*每公斤含:10.00mg铜；100.00mg铁；0.30mg sodium；100.00mg锌；10.00mg镁；386.0IU维生素D3；3086.0IU维生素A；15.4IU维生素E；2.30mg维生素K；3.90mg核黄素；15.40mg D-泛酸；23.00mg烟酸；77.00mg胆碱；and 15.4μg维生素B12.

试验料为在配方不变的基础上外加5％(质量比)发酵红薯渣蛋白质饲料而得。

经过21天的饲养试验，试验组和对照组头数、增重、采食量、料肉比统计结果如下表：

	对照组	试验组
			总头数(头)	26	26
初均重(㎏)	5.73±0.07	5.71±0.07
			末均重(㎏)	12.88±0.47^a	13.33±0.37^b
头均日增重(g)	340±21.13^a	363±13.37^b
			头均日采食量(g)	581±43.03	577±38.13
料肉比	1.71±0.11^a	1.59±0.07^b
			腹泻率(％)	17.83	6.13

结果表明，添加5％发酵红薯渣蛋白质饲料，能提高仔猪生产性能、降低料肉比，显著降低仔猪腹泻率。

Claims

1.一种红薯渣发酵生产蛋白质的制备方法，其步骤是：

（1）菌种选择：选取枯草芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌；

（2）菌株液体发酵：对选出的菌株A、菌株B、菌株C分别进行常规液体发酵，制作液体发酵种子液；

所述的菌株A采用LB培养基成分为：胰蛋白胨 10 g、酵母浸出物5 g、氯化钠10 g、蒸馏水1000ml，PH值6.8-7.2，摇瓶发酵培养条件为：发酵温度30-37℃，发酵时间18-36h，转速150-225 r/min；

所述的菌株B采用YPD培养基成分为：胰蛋白胨 20 g、酵母膏10 g、葡萄糖20 g、蒸馏水1000ml，PH值6.8-7.2，摇瓶发酵培养条件为：发酵温度30-37℃，发酵时间18-36h，转速150-225 r/min；

所述的菌株C采用MRS培养基组成成份为：牛肉蛋白粉10 g、鱼肉汁10 g、酵母浸出汁粉5 g、葡萄糖20 g、醋酸钠5 g、柠檬酸二铵2 g、吐温80为0.1 g、硫酸镁0.58 g、硫酸锰0.28 g、琼脂粉15 g，用蒸溜水配制成1000ml，摇瓶发酵培养条件为：发酵温度30-37℃，发酵时间18-36h，转速150-225 r/min；

（3）袋装厌氧发酵：菌株A、菌株B和菌株C分别计数后调整浓度为10¹⁰cfu/ml，按体积比1:1:1进行混合制备发酵接种菌剂，将新鲜红薯渣或干红薯渣、麦麸和豆粕按照质量比5:4:1充分混合，调整水分至35-45%，获得一种混合物，将混合发酵接种菌剂按质量比3-10%添加至上述混合物中，混合后装袋密封发酵，发酵时间6－60天，获得一种红薯渣发酵生产蛋白质。

2.权利要求1所述的一种红薯渣发酵生产蛋白质在制备猪饲料中的应用。