CN104872396A

CN104872396A - 一种以玉米浆为基质利用鼠李糖乳杆菌发酵黄芪制备饲料原料的方法

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Publication number: CN104872396A
Application number: CN201510341361.7A
Authority: CN
Inventors: 林建国; 王常高; 杜馨; 蔡俊
Original assignee: Hubei University of Technology
Current assignee: Hubei University of Technology
Priority date: 2015-06-18
Filing date: 2015-06-18
Publication date: 2015-09-02
Anticipated expiration: 2035-06-18
Also published as: CN104872396B

Abstract

本发明公开了一种以玉米浆为基质利用鼠李糖乳杆菌发酵黄芪制备饲料原料的方法。本发明方法包括如下步骤：（1）往黄芪粉中添加液体玉米浆配制发酵培养基并进行灭菌；（2）将鼠李糖乳杆菌种子液接入到发酵培养基中，再加入无菌水使发酵体系含水量为30-40%，混合均匀，厌氧条件下进行发酵；（3）发酵产物干燥后即得饲料原料。本发明一方面利用了工业副产物玉米浆为鼠李糖乳杆菌提供氮源和碳源，提高了发酵产物中的粗蛋白质含量，降低了生产成本；另外一方面利用鼠李糖乳杆菌发酵黄芪替代了传统的物理化学方法提取黄芪多糖和黄芪甲苷，提高了发酵产物中的黄芪多糖和黄芪甲苷的含量，避免了物理化学方法提取带来的环境污染问题。

Description

一种以玉米浆为基质利用鼠李糖乳杆菌发酵黄芪制备饲料原料的方法

技术领域

本发明属于微生物发酵技术领域，特别涉及一种以玉米浆为基质利用鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)发酵黄芪制备饲料原料的方法。

背景技术

玉米浆是制备玉米淀粉的副产物，其含有丰富的可溶性蛋白、生长素和一些前体物质。黄芪是一种豆科草本植物，其干燥根是一种极具开发潜力的中草药资源，含有黄芪多糖、黄芪皂甙、多种氨基酸、蔗糖、叶酸及硒、锌、铜等多种微量元素，具有极高的食用和药用价值。2013年农业部将玉米浆和黄芪均列入了《饲料原料目录》，因此它们在饲料行业极具开发前景。

黄芪多糖和黄芪甲苷是黄芪的主要有效成分，具有增强细胞新陈代谢、促进血液循环，提高机体免疫力，调节机体微生态平衡以及抗病毒、抗肿瘤、抗衰老、抗辐射、抗应激、抗氧化等药理作用和保健功能，可以作为免疫促进剂或调节剂直接应用于饲料的制备或者直接服用。但是，目前一般采用物理和化学法提取黄芪多糖和黄芪甲苷，黄芪多糖和黄芪甲苷的提取率相对较低，并且会造成一定的环境污染，成为限制其应用的主要技术瓶颈。因此，如何将黄芪中的黄芪多糖和黄芪甲苷不经过物理化学提取最大限度的直接应用于饲料的制备，成为养殖业迫切需要解决的问题。

目前市场上销售的常规饲料或者自配饲料通常是以玉米、豆粕或麸皮等为原料制成的饲料，一般含有大量的纤维素和非淀粉多糖类碳水化合物，而牲畜对此类物质的消化吸收率较低。为了提高牲畜对饲料的吸收率，有的研究者采用加入纤维素分解菌如放线菌类，但成效并不显著；也有研究者在饲料类中添加抗生素以提高动物的抗病性，但对牲畜及人类造成较大的危害。本发明以玉米浆作为基质利用鼠李糖乳杆菌发酵黄芪制备饲料原料，既可以提高饲料中蛋白质的含量，又可以提高饲料中黄芪多糖和黄芪甲苷的含量，从而有利于提高牲畜对营养物质的消化吸收率以及提高牲畜自身的免疫力和抗病力。

发明内容

本发明的目的是提供一种以玉米浆为基质利用鼠李糖乳杆菌发酵黄芪制备饲料原料的方法。该方法以玉米浆为基质，利用鼠李糖乳杆菌发酵黄芪，能充分吸收玉米浆中的一些可溶性蛋白和糖类作为氮源和碳源，同时又能将黄芪中的黄芪多糖和黄芪甲苷最大限度释放出来，发酵产物含有丰富的蛋白质、黄芪多糖和黄芪甲苷。将发酵产物作为饲料原料，既有利于动物对营养物质的吸收利用从而促进生长，又有利于提高动物自身的免疫力从而提高动物的抗病能力。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种以玉米浆为基质利用鼠李糖乳杆菌发酵黄芪的方法，包括如下步骤：

(1)往黄芪粉中添加液体玉米浆配制发酵培养基并进行灭菌。

(2)将鼠李糖乳杆菌种子液接入到发酵培养基中，再加入适量无菌水使发酵体系含水量为30-40％，混合均匀，厌氧条件下进行发酵。

步骤(1)中所述的玉米浆的添加量优选为发酵培养基质量的10-20％。

步骤(1)中所述的灭菌的方法优选为紫外线灭菌。

步骤(2)中所述的鼠李糖乳杆菌种子液优选通过包含如下步骤的方法制备得到：将鼠李糖乳杆菌接种于装有种子培养基的摇瓶中，37℃生长18-20小时至对数生长期；所述的种子培养基的配制为：取蛋白胨10g、牛肉膏10g、酵母膏5g、葡萄糖20g、吐温-2080mL、K₂HPO₄2g、乙酸钠5g、MgSO₄·7H₂O 0.2g、MnSO₄·4H₂O 0.05g，蒸馏水定容至1000mL，调pH为6.2-6.4，在121℃高压灭菌15min。

步骤(2)中所述的鼠李糖乳杆菌种子液的接种量优选为1-5％(V/m，mL/g)。

步骤(2)中所述的发酵的条件优选为37℃发酵5-7天。

优选的，所述的以玉米浆为基质利用鼠李糖乳杆菌发酵黄芪的方法包括如下步骤：

(1)往黄芪粉中添加液体玉米浆配制发酵培养基，将其置于紫外灯下灭菌；其中，玉米浆的添加量为发酵培养基质量的15％。

(2)将鼠李糖乳杆菌种子液按3％的接种量接入到发酵培养基中，再加入适量无菌水使发酵体系含水量为30％，混合均匀，厌氧条件下37℃发酵6天。

上述以玉米浆为基质利用鼠李糖乳杆菌发酵黄芪的方法在制备饲料原料中的应用。

一种饲料原料，将通过上述方法得到的发酵产物干燥得到。

本发明所得发酵产物中粗蛋白质含量为356.17-371.25mg/g，黄芪多糖含量为305.38-324.51mg/g，黄芪甲苷含量为0.41-0.46mg/g，与发酵前相比，粗蛋白质、黄芪多糖和黄芪甲苷分别增加了0.33-0.39倍，4.05-4.37倍和2.28-2.68倍。

本发明以玉米浆为基质利用鼠李糖乳杆菌发酵黄芪制备饲料原料，一方面利用了工业副产物玉米浆为鼠李糖乳杆菌提供氮源和碳源，提高了发酵产物中的粗蛋白质含量，降低了生产成本；另外一方面利用鼠李糖乳杆菌发酵黄芪替代了传统的物理化学方法提取黄芪多糖和黄芪甲苷，提高了发酵产物中的黄芪多糖和黄芪甲苷的含量，避免了物理化学方法提取带来的环境污染问题。因此，以玉米浆为基质利用鼠李糖乳杆菌发酵黄芪制备饲料原料具有良好的市场前景。

具体实施方式

以下实施例用于进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制，在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

实施例1

1、材料

(1)菌种：鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)。

(2)种子培养基：改良的MRS培养基，其中蛋白胨10g、牛肉膏10g、酵母膏5g、葡萄糖20g、吐温-2080mL、K₂HPO₄2g、乙酸钠5g、MgSO₄·7H₂O 0.2g、MnSO₄·4H₂O 0.05g、蒸馏水1000mL，pH 6.2-6.4，在121℃高压灭菌15min。

(3)发酵培养基原料：黄芪粉，玉米浆。其中，黄芪粉的制备为：将黄芪切片(购自内蒙古天创农牧业科技股份有限公司)用粉碎机粉碎，然后过50目筛制成黄芪粉；玉米浆(液体，水份含量为约60％)为潍坊盛泰药业有限公司副产品。

(4)种子液的制备：将鼠李糖乳杆菌接种于装有种子培养基的摇瓶中，37℃生长18-20小时至对数生长期，接种备用。

2、具体步骤

(1)往黄芪粉中添加玉米浆配制100g发酵培养基，将发酵培养基放入塑封袋中，置于紫外灯下30分钟消毒备用。

(2)将鼠李糖乳杆菌种子液接入到发酵培养基中，再加入适量无菌水使发酵体系含水量为30％，混合均匀。

(3)用真空包装机对塑封袋抽真空塑封，37℃恒温培养，间隔一定时间翻滚塑封袋，使黄芪充分发酵。

(4)测定发酵产物中粗蛋白质、黄芪多糖和黄芪甲苷含量。

3、发酵条件优化

采用单因素试验和正交试验相结合的实验设计方法，以粗蛋白质、黄芪多糖及黄芪甲苷含量为检测指标，对影响发酵的因素接种量、玉米浆添加量和发酵时间进行优化。其中单因子试验中接种量设计的水平为1％、2％、3％、4％、5％(体积质量比，mL/g)；玉米浆添加量的水平为发酵培养基总质量的5％、10％、15％、20％、25％；发酵时间设计的水平为4天、5天、6天、7天、8天。正交实验设计为三因素三水平的实验设计，每组试验均设置3个重复。

4、检测方法

(1)粗蛋白质的测定方法：参考食品安全国家标准(GB 5009.5-2010)食品中蛋白质的测定，凯氏定氮法。

(2)黄芪多糖的测定方法：蒽酮硫酸比色法。样品制备：称取10g发酵产物，加入4倍95％乙醇4℃静置过夜，4000rpm离心10分钟，回收乙醇，沉淀用蒸馏水稀释，作为供试品。

(3)黄芪甲苷的测定方法：高效液相色谱法。样品制备：取发酵产物10g，60℃水浴蒸干，放入索氏提取器中，加甲醇40mL，冷浸过夜。再加甲醇适量，80℃水浴加热回流4h，提取液浓缩至干。残渣加水10mL，微热使溶解，用水饱和的正丁醇振摇提取4次，每次40mL，合并正丁醇液，用氨试液充分洗涤2次，每次40mL，弃去氨液，正丁醇层挥干后用甲醇定容至5mL，供测试用。取黄芪甲苷配成0.5mg/mL浓度，为对照样品。色谱条件及系统适用性：经预试，选择C18色谱柱(150mm×4.6mm，5μm)，流动相为乙腈:水＝32:68等度洗脱，检测波长为202nm，流速为0.8mL/min，柱温30℃，进样量为10μL，采用外标法定量。

5、结果

在上述不同条件下所得发酵产物中粗蛋白质含量为356.17-371.25mg/g、黄芪多糖含量为305.38-324.51mg/g、黄芪甲苷含量为0.41-0.46mg/g，与发酵前相比，粗蛋白质、黄芪多糖和黄芪甲苷分别增加了0.33-0.39倍，4.05-4.37倍和2.28-2.68倍。

根据上述结果也确定了鼠李糖乳杆菌发酵黄芪的最佳条件为：接种量为3％，玉米浆添加量为15％，发酵时间为6天。在该条件下，发酵产物中粗蛋白质含量为368.38mg/g、黄芪多糖含量为312.32mg/g、黄芪甲苷含量为0.42mg/g，与发酵前相比，分别增加了0.38倍、4.17倍和2.36倍，结果见表1。

表1.发酵前和发酵后样品中粗蛋白、黄芪多糖和黄芪甲苷的含量

Claims

1.一种以玉米浆为基质利用鼠李糖乳杆菌发酵黄芪的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）往黄芪粉中添加液体玉米浆配制发酵培养基并进行灭菌；

（2）将鼠李糖乳杆菌种子液接入到发酵培养基中，再加入适量无菌水使发酵体系含水量为30-40%，混合均匀，厌氧条件下进行发酵。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中所述的玉米浆的添加量为发酵培养基质量的10-20%。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中所述的灭菌的方法为紫外线灭菌。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中所述的鼠李糖乳杆菌种子液通过包含如下步骤的方法制备得到：将鼠李糖乳杆菌接种于装有种子培养基的摇瓶中，37℃生长18-20小时至对数生长期；所述的种子培养基的配制为：取蛋白胨10g、牛肉膏10g、酵母膏5g、葡萄糖20g、吐温-20 80mL、K₂HPO₄ 2g、乙酸钠5g、MgSO₄·7H₂O 0.2g、MnSO₄·4H₂O 0.05g，蒸馏水定容至1000mL，调pH为6.2-6.4，在121℃高压灭菌15min。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中所述的鼠李糖乳杆菌种子液的接种量为1-5%。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中所述的发酵的条件为37℃发酵5-7天。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）往黄芪粉中添加液体玉米浆配制发酵培养基，将其置于紫外灯下灭菌；其中，玉米浆的添加量为发酵培养基质量的15%；

（2）将鼠李糖乳杆菌种子液按3%的接种量接入到发酵培养基中，再加入适量无菌水使发酵体系含水量为30%，混合均匀，厌氧条件下37℃发酵6天。

8.权利要求1-7任一项所述的方法在制备饲料原料中的应用。

9.一种饲料原料，其特征在于：将通过权利要求1-7任一项所述的方法得到的发酵产物干燥得到。