CN104872376A - 一种以脱脂米糠为原料两步发酵法制备益生素的方法 - Google Patents

Abstract

一种以脱脂米糠为原料两步发酵法制备的益生素，该益生素是以脱脂米糠为原料，加入0.5%~5.0%的糖蜜，加水调节水分含量为35%~45%，接入活化后的菌种进行发酵后加入酶制剂进行酶解，后进行低温干燥，得到益生素。本发明选用脱脂米糠为主要原料，生产工艺更简洁、环保，脱脂米糠不仅成本低廉，而且营养丰富，有利于微生物生长，可使产品的生物活性更高。相比于传统的液体发酵生产的益生素，脱脂米糠经过发酵之后，其中的蛋白分子经过了微生物的降解形成了小肽，具有生物活性，在发酵之后用纤维素酶和蛋白酶进行酶解，可以更好地使培养基降解，变成了动物肠道中微生物的营养底物，能够更好地维持动物肠道中的微生态平衡。

Description

一种以脱脂米糠为原料两步发酵法制备益生素的方法

技术领域

本发明涉及一种益生素的制备方法，具体涉及一种以脱脂米糠为原料两步发酵法制备益生素的方法，属于微生态制剂技术领域。

背景技术

益生素(Probitics)又叫微生态制剂，它是以微生态理论为指导，由益生菌经发酵培养、加工、干燥等一系列工序生产出的生物制剂，它能补充动物消化道内缺少或缺失的有益微生物，维持或改善动物消化道内的微生态平衡，增进动物免疫机能，缓解机体应激效应。

益生素是由肠道益生菌，主要是乳酸菌、酵母菌和芽孢杆菌，在现代发酵工艺控制下采用液、固态相结合或直接在固体培养基上发酵后连同固体基质一起加工制得的产品。产品主要为大量的益生菌和及其代谢产物、发酵后变性的固体基质、酵母细胞内容物以及酵母细胞壁。产品成分复杂，含有矿物质、B族维生素、增味物质、消化酶、甘露寡糖、β~葡聚糖和氨基酸以及“未知促生长因子”等，这些物质对于动物胃肠道中的微生物而言是绝好的营养底物，可以促进微生物的生长，存在的有益菌如乳酸菌、芽孢杆菌和酵母菌的生长又可以抑制有害菌的生长，维持肠道微生物平衡，增加饲料在肠道中的消化吸收，提高饲料报酬，进而提高动物的生产性能，是集保健和营养等多重功效为一体的微生态饲料添加剂。

目前益生素的生产大多需要比较昂贵的氮源，如液体发酵需要使用酵母膏，固体发酵需要使用豆粕等，产品成本较高。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种以脱脂米糠为原料两步发酵法制备益生素的方法，其目的在于：将脱脂米糠作为生产的主要原料，脱脂米糠既作为微生物生长的营养，又作为产品在干燥时菌体和活性物质的载体和保护剂，生产一种成本低、产品活性高的益生素。

本发明的技术解决方案：

一种以脱脂米糠为原料两步发酵法制备的益生素，其特征在于：该益生素是以脱脂米糠为原料，加入0.5%~5.0%的糖蜜，加水调节水分含量为35%~45%，接入活化后的菌种进行发酵，在发酵48~60h后，加入酶制剂进行酶解，在30~50℃的条件下酶解12~36h,然后控制温度30-50℃进行低温干燥，得到益生素。

一种以脱脂米糠为原料两步发酵法制备益生素的方法，其特征在于，具体工艺步骤如下。

（1）混料：根据生产量要求，确定脱脂米糠的投加量，糖蜜的用量为脱脂米糠干重的0.5%~5%，加水调节水分为35%~45%。

（2）菌种活化：酵母菌按1：10加36℃温水和0.5%~5%红糖，活化15～60分钟，活化时间不超过60分钟，酵母菌按1：10加36℃温水和0.5%~5%红糖，活化2~3个小时。

（3）接种：先将占脱脂米糠干重的0.5%~5%的糖蜜与脱脂米糠混合，然后将活化后的菌种接种到脱脂米糠和糖蜜的混合基质中，其中酵母菌菌粉和乳酸菌菌粉的用量为脱脂米糠干重的0.05%~0.5%，枯草芽孢杆菌菌粉的用量为脱脂米糠干重的0.01%~0.1%，混合后温度控制在15~28℃。

（4）发酵控制：入槽后堆料高度控制在60~80cm，发酵时间为12~24小时，温度控制在45℃，第一次翻料后，减少堆料厚度40~60cm，之后每天翻料一次，发酵48~60小时完成。

（5）发酵完成之后加入纤维素酶和蛋白酶进行酶解，纤维素酶的添加量为4~50u/g脱脂米糠干基，蛋白酶的添加量为4~50u/g脱脂米糠干基，酶解时间为12~36h，温度为30~50℃。

本发明的有益效果。

（1）选用酵母菌、乳酸菌和枯草芽孢杆菌作为发酵菌株。其中枯草芽孢杆菌虽然不能再肠道中定植，但是枯草芽孢杆菌属于好氧菌，能够消耗肠道中的氧气，维持肠道中的厌氧环境，抑制其他需氧致病菌（如大肠杆菌）的生长，有利于乳酸菌在肠道中的定植，且芽孢芽孢杆菌分泌大量的淀粉酶和蛋白酶有利于饲料在肠道中的消化提高饲料的料肉比；乳酸菌可以在肠道中定植，维持肠道中的低pH值环境，在肠道中形成优势种群，抑制其他有害菌的生长；酵母菌在发酵过程中，形成了大量的营养丰富的代谢产物，如酵母细胞壁等可以修复肠道粘膜，减少腹泻的发生，提高免疫力，有利于动物的应激反应，酵母代谢产生的小肽和其他营养因子是微生物生长的绝佳的营养物质，可以维持乳酸菌在肠道中优势种群地位，维持动物肠道整个微生态的平衡。

（2）选用脱脂米糠为主要原料，脱脂米糠不仅成本低廉，而且营养丰富，有利于微生物生长，更重要的是，脱脂米糠表面粗糙多孔，有利于附着活菌和活性物质，充当活菌和活性物质干燥时的载体和保护剂，结合低温干燥，使产品的生物活性更高。比液体发酵离心后菌体干燥添加载体生产的益生素，工艺更简洁、环保。

（3）相比于传统的液体发酵生产的益生素，脱脂米糠经过发酵之后，其性质已经发生了变化，其中的蛋白分子经过了微生物的降解形成了小肽，具有生物活性。而液体发酵最后干燥时添加的载体未经过任何发酵，不具有生物活性。

（4）在发酵之后用纤维素酶和蛋白酶进行酶解，可以更好地使培养基降解，变成了动物肠道中微生物的营养底物，能够更好地维持动物肠道中的微生态平衡。

具体实施方式

下面结合实施例来对本发明做进一步描述。

实施例一：

在发酵槽中加入100kg脱脂米糠、54kg水、500g糖蜜，加入500g酵母干粉、100g乳酸菌干粉、20g枯草芽孢杆菌干粉，混匀，温度控制为28℃。入槽后堆料高度70cm，发酵约36小时，温度50℃，第一次翻料后，减少堆料厚度50cm，之后每天翻料一次，发酵48小时完成。加入20g纤维素酶和20g蛋白酶进行酶解，酶解24小时完成。50℃下干燥后，粉碎制成成品。

实施例二：

在发酵槽中加入100kg脱脂米糠、67kg水、2.5kg糖蜜，加入500g酵母干粉、100g乳酸菌干粉、20g枯草芽孢杆菌干粉，混匀，温度控制为28℃。入槽后堆料高度70cm，发酵约48小时，温度50℃，第一次翻料后，减少堆料厚度50cm，之后每天翻料一次，发酵72小时完成。加入20g纤维素酶和20g蛋白酶进行酶解，酶解24小时完成。50℃下干燥后，粉碎制成成品。

实施例三：

在发酵槽中加入100kg脱脂米糠、82kg水、500g糖蜜，加入500g酵母干粉、100g乳酸菌干粉、20g枯草芽孢杆菌干粉，混匀，温度控制为28℃。入槽后堆料高度70cm，发酵约48小时，温度50℃，第一次翻料后，减少堆料厚度50cm，之后每天翻料一次，发酵96小时完成。加入20g纤维素酶和20g蛋白酶进行酶解，酶解36小时完成。50℃下干燥后，粉碎制成成品。

实施例四：

在发酵槽中加入100kg脱脂米糠、60kg水、800g糖蜜，加入500g酵母干粉、300g乳酸菌干粉、20g枯草芽孢杆菌干粉，混匀，温度控制为28℃。入槽后堆料高度70cm，发酵约30小时，温度50℃，第一次翻料后，减少堆料厚度40cm，之后每天翻料一次，发酵48小时完成。加入50g纤维素酶和50g蛋白酶进行酶解，酶解12小时完成。50℃下干燥后，粉碎制成成品。

实施例五：

在发酵槽中加入100kg脱脂米糠、70水、4g糖蜜，加入500g酵母干粉、200g乳酸菌干粉、50g枯草芽孢杆菌干粉，混匀，温度控制为28℃。入槽后堆料高度60cm，发酵约36小时，温度50℃，第一次翻料后，减少堆料厚度40cm，之后每天翻料一次，发酵64小时完成。加入40g纤维素酶和40g蛋白酶进行酶解，酶解24小时完成。50℃下干燥后，粉碎制成成品。

按照实施例四制得的益生素饲料添加剂用于生长育肥组饲喂实验：

选取60头生长状况相近三元杂交猪，体重20kg左右，随机分为2组，每组30头。分为对照组和实验组，对照组小猪饲喂普通日粮，实验组小猪按照其基础日粮的1%的比例添加实例4所制备的益生素。试验期：100天。

    添加本发明生产的益生素的实验组与对照组相比，平均日中增加了9.49%，料肉比降低了8.05%（具体结果见表1）。

表1 以脱脂米糠为原料制备的益生素生长育肥猪实验

组别	平均始重/Kg	平均末重/Kg	平均日增重/g	平均日采食量/kg	料肉比	死淘率/%
							对照组	20.32	97.23	769.1	2.29	2.98	3.33
实验组	20.15	104.36	842.1	2.31	2.74	0

Claims (7)

1.一种以脱脂米糠为原料两步发酵法制备的益生素，其特征在于：以脱脂米糠为原料，加入0.5%~5.0%的糖蜜，加水调节水分含量为35%~45%，接入活化后的菌种进行发酵，在发酵48~60h后，加入酶制剂进行酶解，在温度30~50℃下酶解12~36h,然后控制温度30-50℃进行低温干燥，得到益生素。

2.一种以脱脂米糠为原料两步发酵法制备益生素的方法，其特征在于，具体工艺步骤如下：

（1）混料：根据生产量要求，确定脱脂米糠的投加量，糖蜜的用量为脱脂米糠干重的0.5%~5%，加水调节水分为35%~45%。

（2）菌种活化：酵母菌按1：10加36℃温水和0.5%~5%红糖，活化15～60分钟，活化时间不超过60分钟，酵母菌按1：10加36℃温水和0.5%~5%红糖，活化2~3个小时。

（3）接种：先将占脱脂米糠干重的0.5%~5%的糖蜜与脱脂米糠混合，然后将活化后的菌种接种到脱脂米糠和糖蜜的混合基质中，其中酵母菌菌粉和乳酸菌菌粉的用量为脱脂米糠干重的0.05%~0.5%，枯草芽孢杆菌菌粉的用量为脱脂米糠干重的0.01%~0.1%，混合后温度控制在15~28℃。

（4）发酵控制：入槽后堆料高度控制在60~80cm，发酵时间为12~24小时，温度控制在45℃，第一次翻料后，减少堆料厚度40~60cm，之后每天翻料一次，发酵48~60小时完成。

（5）发酵完成之后加入纤维素酶和蛋白酶进行酶解，纤维素酶的添加量为4~50u/g脱脂米糠干重，蛋白酶的添加量为4~50u/g脱脂米糠干重，酶解时间为12~36h，温度为30~50℃。

3.根据权利要求2所述的一种以脱脂米糠为原料两步发酵法制备的益生素，其特征在于：步骤（1）中糖蜜的用量为脱脂米糠干重的2.25%。

4.根据权利要求2所述的一种以脱脂米糠为原料两步发酵法制备的益生素，其特征在于：步骤（3）中酵母菌菌粉和乳酸菌菌粉的用量为脱脂米糠干基的0.25%，枯草芽孢杆菌菌粉的用量为脱脂米糠干基的0.04%。

5.根据权利要求2所述的一种以脱脂米糠为原料两步发酵法制备的益生素，其特征在于：步骤（4）中 温度控制在45℃，发酵时间为16小时。

6.根据权利要求2所述的一种以脱脂米糠为原料两步发酵法制备的益生素，其特征在于：步骤（5）中纤维素酶的添加量为20u/g脱脂米糠干重。

7.根据权利要求2所述的一种以脱脂米糠为原料两步发酵法制备的益生素，其特征在于：步骤（5）中蛋白酶的添加量为25u/g脱脂米糠干重。