CN105494919A - 一种复合菌发酵的酵母培养物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合菌发酵的酵母培养物及其制备方法，在优化传统液固相结合的酵母发酵生产饲料工艺上，通过复合菌发酵，不仅缩短发酵生产周期，优化固体发酵工艺，同时，与单菌发酵相比，复合菌发酵的菌含量，生物量及粗蛋白含量均有所提高，尤其是甘露聚糖的含量也相应提高，达到3.5%，这对于提高动物免疫力，防治动物疾病具有重大意义。
Description
技术领域
本发明属于发酵饲料技术领域，特别涉及一种复合菌发酵的酵母培养物及其制备方法。
背景技术
20世纪以来，微生态制剂，以其无毒副作用，无残留，无耐药性等诸多优点，作为一种纯天然生物活性微生态饲料添加剂产品，在水产养殖业，及畜禽动物养殖业中得到了广泛应用。
酵母培养物（YeastCulture），一种复杂的微生态制剂，由酵母活细胞，酵母细胞壁成分，酵母细胞发酵代谢产物及其供酵母发酵生长的变性培养基组成，经过特定的发酵工艺厌氧发酵而成，可提供丰富的营养物质，如B族维生素，氨基酸，消化促因子-酶类，有机酸(乳酸，苹果酸，甲酸，琥珀酸)，矿物质与一些酯类、醇类物质及未知生长因子等，同时，因β-葡聚糖，甘露聚糖等物质具有一定的免疫原性，又具有保健作用，而酵母菌发酵产生的一些增味物质与芳香类物质又可以提高饲料适口性，加上其营养作用，能最大限度的发挥饲料的营养作用，国内外学者经过大量的研究证明，酵母培养物对于反刍动物生产性能，瘤胃微生物平衡及肠道微生物区系的调控等均具有有益的作用，如在日粮中添加YC能增加肉牛的体重、饲料效率，还可改变瘤胃发酵，增加瘤胃乳酸利用菌和纤维分解菌，增加消化率，增加瘤胃细菌浓度等。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种液固态发酵工艺的优化方法，通过发酵工艺的优化，缩短发酵周期，降低生产成本，简易控制工艺，进行大规模生产。本发明的另一目的是通过优化复合菌发酵工艺，提高产品质量，不仅增加产品适口性，且在提供丰富的营养物质的同时，起到防治动物疾病的作用。
本发明采用以下技术方案实现：
本发明的一种复合菌发酵的酵母培养物的制备方法，包括以下几个步骤：
（1）在YEPD液体基础培养基将酵母菌株复壮活化，分别培养，然后接种于摇瓶种子培养基中，再通过种子罐到发酵罐进行逐级放大培养，得到酵母液体发酵培养液；
（2）将固体培养基按配方中的预设比例粉碎，混合均匀；
（3）将上述酵母菌培养液与固体培养基混合，在温度为25~35℃的条件下好氧发酵16~20h，厌氧发酵约24~36h，得到固体发酵产物。
进一步地，所述步骤1）中的酵母菌株为自行选育的高活力生产菌种。
进一步地，在所述步骤（3）中，所述有氧发酵条件为：空气相对湿度60%~70%，所述酵母菌发酵菌液与接种的固体培养基混合后的水分控制在50%~60%，接种量为45%~55%，pH控制在4.0~5.0。
进一步地，在所述步骤1)中，将所述酵母菌种子培养液以1%~3%的接种量接种至葡萄糖液体培养基中扩繁，在28~30℃条件下有氧发酵16~20h，制得所述酵母液体发酵培养液。
进一步地，步骤1）中所述YEPD液体基础培养基的组成为：葡萄糖：20g/L，蛋白胨：20g/L，酵母膏10g/L；所述瓶种子培养基组成为：葡萄糖：30~45g/L，蔗糖：30~45g/L，蛋白胨：8~13g/L，(NH4)2SO4：8~13g/L，酵母膏：18~24g/L，KH2PO4：0.5~1.5g/L，MgSO4:0.2~0.8g/L，CaCl2：0.1~0.5g/L.初始pH5.5~6.0,115℃高压20min，接种后控制该培养液转速在160~180r/min。
进一步地，所述步骤1）中发酵罐利用深层培养法进行扩繁，即由罐底部通气搅拌的培养方法，相对于由气液界面靠自然扩散使氧溶解的表面培养法，培养基成分配比为：葡萄糖：20~30g/L，蛋白胨：10~15g/L，酵母膏：15~20g/L，KH2PO4：0.5~1.5g/L，MgSO4:0.2~0.8g/L，CaCl2：0.1~0.5g/L；其中，当液体发酵10h后开始补料，补料培养基组成：葡萄糖：20~30g/L，蛋白胨：18~25g/L，尿素：1~3g/L，共补4~6次，每2~3h一次。
进一步地，所述固体培养基由以下物质按照质量百分比组成：玉米粉：50~60%，麸皮：30~40%，豆粕：10~15%。
一种酵母培养物，所述酵母培养物根据所述的一种复合菌发酵的酵母培养物的制备方法制备得到。
本发明的一种复合菌发酵的酵母培养物及其制备方法具有以下有益效果：
本发明提供的酵母培养物的制备过程中，通过酵母菌液体发酵工艺优化，不仅有效缩短生产周期，增加饲料适口性，同时，产品工艺简易可控制，质量有保障，是一种具有多种功能的酵母培养物。
本发明的主要优点是：
生产工艺周期缩短，降低生产成本，并提供了丰富的蛋白质，维生素，聚糖等营养与免疫物质。
该产品除具有酵母培养物特有的营养与保健功能，添加于畜禽的饲料中，提高其对环境应激的适应能力，增强其免疫力与抗病力，提高经济效益。
具体实施方式
以下将对本发明进行详细说明。
本实施例的一种复合菌发酵的酵母培养物的制备方法，包括以下几个步骤：
（1）将菌种分别进行复壮，接种至摇瓶培养，再进行发酵罐逐级扩大好氧发酵培养，制取酵母液体发酵培养液；
（2）按比例将固体发酵培养基粉碎，混匀，备用；
（3）按比例将上述制好的酵母液体发酵培养液与固体培养基进行混匀，温度控制25~35℃，有氧发酵16~20h，得到固体发酵初产物；
（4）将上述固体发酵产物进行厌氧发酵24~36h，即为酵母培养物；
（5）将得到的酵母培养物进行低温环保干燥，粉碎，包装。
作为上述技术方案的进一步改进，酵母种子罐培养液以6%~10%的接种量接种到7T发酵罐，接种后，发酵罐缓慢转动2h，让酵母菌种在恒温环境中进行充分孵育，发酵菌液pH控制在4.0-5.0，发酵16~20h时，培养液活菌数达到10~12亿CFU/mL.
作为上述技术方案的进一步改进，上述步骤（3）中，其有氧发酵条件为：空气相对湿度60~70%，所述液体发酵培养液与固体发酵培养基混合的水分控制为50%~60%，用翻料机2~4小时翻料一次，确保氧气充足，发酵顺利。
作为上述技术方案的进一步改进，固体好氧发酵中活菌数可达8~10亿CFU/mL。
作为上述技术方案的进一步改进，液体培养菌种为复合菌种，菌种为自行选育2#，4#生产菌株，及1612（葡萄酒酵母），复合比为：1:1:2；
作为上述技术方案的进一步改进，摇瓶种子液体培养基组成：
葡萄糖：30~45g/L，蔗糖：30~45g/L，蛋白胨：8~13g/L，(NH4)2SO4：8~13g/L，酵母膏：18~24g/L，KH2PO4：0.5~1.5g/L，MgSO4:0.2~0.8g/L，CaCl2：0.1~0.5g/L.初始pH5.5,115℃高压20min。
作为上述技术方案的进一步改进，7T发酵罐发酵培养基组成：
葡萄糖：20~30g/L，蛋白胨：10~15g/L，酵母膏：15~20g/L，KH2PO4：0.5~1.5g/L，MgSO4:0.2~0.8g/L，CaCl2：0.1~0.5g/L；其中，当液体发酵10h后开始补料，补料培养基组成：葡萄糖：20~30g/L，蛋白胨：18~25g/L，尿素：1~3g/L，共4~6次，每2~3小时一次。
作为上述技术方案的进一步改进，所述固体发酵培养基组成：
玉米粉：50~60%，麸皮：30~40%，豆粕：10~15%；
或者，玉米粉：30~35%，一次皮：25~40%，豆粕：10~15%，麸皮：10~15%，米糠：10~15%。
以下通过具体实施例阐述本发明的具体实现过程。
实施例1：
本发明的实施实例中，制备的酵母培养物包括以下步骤：
分别用基础YEPD液体培养基对三株生产菌进行复壮：挑取一环斜面菌株，接种于种子液培养基中，150mL三角瓶培养基装量为50mL，28~30℃、180~200r/min摇瓶培养16~18h，此为一级种子液，将此种子液以1~3%的接种量接入二级种子液培养基中，1000mL三角瓶装液量360mL，28℃~30℃、180~200r/min摇瓶培养16~18h；其中，基础YEPD液体培养基成分为葡萄糖：30~45g/L，蔗糖：30~45g/L，蛋白胨：8~13g/L，(NH4)2SO4：8~13g/L，酵母膏：18~24g/L，KH2PO4：0.5~1.5g/L，MgSO4:0.2~0.8g/L，CaCl2：0.1~0.5g/L.初始pH5.5；上述两种培养基均在115℃条件下高温灭菌25min。其中，接种的菌为2%的三种复合菌，菌株（4#：2#：1612）比例为2:1:1.
具体的说，三种菌株分别为啤酒酵母4#，产朊假丝酵母2#，葡萄酒酵母1612。
接着，将此种子培养液以1%~3％的接种量接入500L的种子发酵罐进行扩繁，控制温度为28~30℃，有氧发酵16~20h，其中，刚接入时应缓慢转动转子，调节转速为40r/min，2h后，转速调至60r/min，制得酵母发酵种子液，其中，种子罐液体培养基为：葡萄糖：30~45g/L，蔗糖：30~45g/L，蛋白胨：8~13g/L，(NH4)2SO4：8~13g/L，酵母膏：18~24g/L，KH2PO4：0.5~1.5g/L，MgSO4:0.2~0.8g/L，CaCl2：0.1~0.5g/L.初始pH5.5,115℃高压20min。
下面，将此种子培养液以6%~10％的接种量接入7T的发酵罐，控制温度为28~32℃，有氧发酵20~24h，其中7T发酵罐发酵培养基组成为：葡萄糖：20~30g/L，蛋白胨：10~15g/L，酵母膏：15~20g/L，KH2PO4：0.5~1.5g/L，MgSO4:0.2~0.8g/L，CaCl2：0.1~0.5g/L；其中，当液体发酵10h后开始补料，补料培养基组成：葡萄糖：20~30g/L，蛋白胨：18~25g/L，尿素：1~3g/L，共4~6次，每2~3h一次。
（2）将固体培养基原料提前粉碎，用40目筛子过滤，按比例混匀，其中，固体培养基为玉米粉：50~60%，麸皮：30~40%，豆粕：10~15%；
（3）把步骤1）得到的酵母培养液（含菌量为10~12亿CFU/mL）与步骤2）的固体培养基用混料机混匀，其水分控制在50~60%，在25~35℃有氧发酵18~24h，得到固体发酵初产物。其中，此过程中，控制空气相对湿度为60~70%，pH控制在4.5~5.0，可有效的相对控制杂菌的生长。
（4）将上述固体发酵产物进行厌氧发酵，发酵24~48h后，将其进行低温烘干，粉碎，包装后即为酵母培养物，该产品具有发酵特殊醇香味。
实施例2是在实施例1基础上的进一步实施例，所述以玉米粉，麸皮，豆粕为固体基料发酵的复合菌为菌株（2#：4#：1612）比例为2:1:1.
实施例3是在实施例1基础上的进一步实施例，所述以玉米粉，一次皮，豆粕，麸皮，米糠为固体基料发酵的复合菌株为（4#：2#：1612）比例为2:1:1.
对比实施例是在实施例1基础上的进一步实施例，所述以玉米粉，麸皮，豆粕为固体基料发酵的菌株为单菌啤酒酵母4#。
实施例1-3得到的酵母培养物检测指标对比如下表：
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种复合菌发酵的酵母培养物的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
（1）在YEPD液体基础培养基将酵母菌株复壮活化，分别培养，然后接种于摇瓶种子培养基中，再通过种子罐到发酵罐进行逐级放大培养，得到酵母液体发酵培养液；
（2）将固体培养基按配方中的预设比例粉碎，混合均匀；
（3）将上述酵母菌培养液与固体培养基混合，在温度为25~35℃的条件下好氧发酵16~20h，厌氧发酵约24~36h，得到固体发酵产物。
2.根据权利要求1所述的一种复合菌发酵的酵母培养物的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中的酵母菌株为自行选育的高活力生产菌种。
3.根据权利要求1所述的一种复合菌发酵的酵母培养物的制备方法，其特征在于，在所述步骤（3）中，所述有氧发酵条件为：空气相对湿度60%~70%，所述酵母菌发酵菌液与接种的固体培养基混合后的水分控制在50%~60%，接种量为45%~55%，pH控制在4.0~5.0。
4.根据权利要求1所述的一种复合菌发酵的酵母培养物的制备方法，其特征在于，在所述步骤1)中，将所述酵母菌种子培养液以1%~3%的接种量接种至葡萄糖液体培养基中扩繁，在28~30℃条件下有氧发酵16~20h，制得所述酵母液体发酵培养液。
5.根据权利要求1所述的一种复合菌发酵的酵母培养物的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述YEPD液体基础培养基的组成为：葡萄糖：20g/L，蛋白胨：20g/L，酵母膏10g/L；所述摇瓶种子培养基组成为：葡萄糖：30~45g/L，蔗糖：30~45g/L，蛋白胨：8~13g/L，(NH4)2SO4：8~13g/L，酵母膏：18~24g/L，KH2PO4：0.5~1.5g/L，MgSO4:0.2~0.8g/L，CaCl2：0.1~0.5g/L.初始pH5.5~6.0,115℃高压20min，接种后控制该培养液转速在160~180r/min。
6.根据权利要求1所述的一种复合菌发酵的酵母培养物的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中发酵罐利用深层培养法进行扩繁，即由罐底部通气搅拌的培养方法，相对于由气液界面靠自然扩散使氧溶解的表面培养法，培养基成分配比为：葡萄糖：20~30g/L，蛋白胨：10~15g/L，酵母膏：15~20g/L，KH2PO4：0.5~1.5g/L，MgSO4:0.2~0.8g/L，CaCl2：0.1~0.5g/L；其中，当液体发酵10h后开始补料，补料培养基组成：葡萄糖：20~30g/L，蛋白胨：18~25g/L，尿素：1~3g/L，共补4~6次，每2~3h一次。
7.根据权利要求1所述的一种复合菌发酵的酵母培养物的制备方法，其特征在于，所述固体培养基由以下物质按照质量百分比组成：玉米粉：50~60%，麸皮：30~40%，豆粕：10~15%。
8.一种酵母培养物，其特征在于，所述酵母培养物根据权利要求1~9中任意一项所述的一种复合菌发酵的酵母培养物的制备方法制备得到。
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