一种抗菌肽活性淡水鱼养殖专用饲料添加剂及其制备方法
技术领域
本发明属于饲料领域,具体涉及一种抗菌肽活性淡水鱼养殖专用饲料添加剂及其制备方法。
背景技术
随着水产养殖业的发展,淡水鱼的养殖已经成为我国渔业最重要的组成部分,但是,随着养殖环境的劣变和高密度养殖的发展,细菌性感染已经成为淡水鱼类养殖业发展壮大的阻碍,常见的由细菌引起的烂尾、烂鳍症、细菌性鳃病、立鳞病、红点病、细菌性败血症对淡水鱼的养殖都会带来致命的危害,特别是细菌性败血症,主要由嗜水气单胞菌和温和气单胞菌等感染引起,该病对团头鲂,鲫鱼、鲢鱼、鳙鱼危害最为严重,感染初期,鱼的颌、咽腔、鳃盖、眼睛、鳍基及体侧呈点状出血,肠内有少量食物,严重时体表成片出血,眼球突出,眼眶发红,肛门红肿,腹部膨大,腹腔有腹水并有溶血现象,解剖后可见腮丝末端腐烂,肝、肾肿大,脾呈紫黑色,胆囊胀大,肠系膜、腹壁、肠壁充血发红,该病死亡率极高,在养殖户中也被称为“淡水鱼之癌”,一般该病爆发时传染性极强,且必须通过清塘、消毒才能杜绝该病的再次爆发。基于淡水鱼养殖中存在的以上问题,目前兽医采用的主要手段是抗生素疗法,在鱼类饲料中加入抗生素,在池塘中加入生石灰等消毒。但是,由于持续低水平饲喂抗生素,抗生素饲料添加剂造成的细菌耐药性、肉制品中药物残留、过敏中毒反应以及“三致”作用等危害日益严重,越来越受到人们的关注和许多国家的限制。从现状和发展趋势看,在食用动物中禁用、限用抗生素饲料添加剂已经成为世界共识,是大势所趋。
目前,饲料抗生素的替代方式主要有两种,其一为饲喂微生物添加剂即益生素(菌)来改善肠道微生物的比例,抑制有害微生物,促进动物生长;其二为使用饲用酸化剂,改善肠道内容物的酸碱度,抑制有害菌,促进有益菌生长。但总体而言,以上两种措施相对于抗生素的作用仍然有一定的差距。各种动物在长期的自然进化过程中在体内已建立了平衡的微生物菌群共生生态系统,并建立了一套维持其体内菌群稳态的机制,抗菌肽是这一机制中的主要因子之一在维持肠道正常菌群平衡中起着非常重要的作用,并可能与肠道粘膜免疫有一定的关系。与抗生素相比,抗菌肽的抑菌活性更高、抑菌范围更广,对于动物的生产性能也具有明显的促进作用;更为重要的是,抗菌肽不会产生任何的耐药性;因此,研制和开发出合适的抗菌肽,将是饲料抗生素的最佳替代品。
抗菌肽是指存在于生物体内能抵抗外界微生物侵害,消除体内突变细胞的一类小分子多肽,它是先天免疫系统的重要组成部分。抗菌肽通常由15-45个氨基酸残基组成,大部分带正电荷。多种生物如细菌、昆虫、植物和脊椎动物体内都含有抗菌肽。由于抗生素耐药性和残留问题的日益突出,作为一种抗生素的替代物,抗菌肽因其没有抗生素的上述缺点而备受关注。抗生素在畜牧生产中应用已久,但其长期使用也引起了耐药性和残留等严重问题。因此有必要寻找与抗生素效果相似,而又没有上述问题的抗生素替代物。抗菌肽是在生物体内广泛存在的一种抗菌物质,是一种低分子量的多肽,对革兰氏阳性和阴性菌均有较强的杀伤作用。
尽管抗菌肽的有效作用已经得到普遍的确认,也在业界内得到了认可,但是近年来,抗菌肽的应用仍受到较大的局限,具体而言,一方面,其生产工艺不成熟,高产菌株难以发现和产业化生产,另一方面,成本高昂,难以在大范围内推广。基于此,经与国内多所知名高校长期合作研究,在大量实验的基础上,得到了一种抗菌肽活性饲料的制备方法,并且具体研究了各种饲喂对象,例如猪、鸡、鸭、牛和水产动物的生长和摄食习惯,进行了差异化的深入研究,获得了多种具体活性肽饲料及其制备方法,例如本发明所涉及的抗菌肽活性淡水鱼养殖专用饲料添加剂及其制备方法。
发明内容
为了弥补现有技术中抗菌肽饲料生产难以产业化以及生产成本高的缺陷,本发明旨在提供一种抗菌肽活性淡水鱼养殖专用饲料添加剂及其制备方法。
为解决以上问题,本发明采用如下技术方案:
一种抗菌肽活性淡水鱼养殖专用饲料添加剂及其制备方法,是由组分A和组分B组成,其中组分A是由玉米粉300-500重量份,苹果渣20-30重量份,DDGS10-15重量份,玉米蛋白粉20-30重量份和豆粕100-200重量份经复合发酵菌剂发酵制备而成;组分B是由黄芪9-15重量份,马齿苋22-30重量份,贯众3-5重量份,牡丹皮5-7重量份,白矾0.05-0.1重量份,米糠50-80重量份制备而成;其中所述的复合菌剂是地衣芽孢杆菌(Bacilluslichnifarimis)、短小芽孢杆菌(Bacillusbrevis)和产朊假丝酵母(Candidautilis)组成。
其中制备组分A的制备方法包括如下步骤:
步骤(1),按重量份称取玉米粉、苹果渣、DDGS、玉米蛋白粉和豆粕,将其混合均匀后粉碎过10-30目筛,而后加入混合物重量30%的纯净水,搅拌均匀;
步骤(2),向步骤(1)搅拌得到的混合物中加入活化后的复合菌剂,继续搅拌均匀,而后在27-29℃发酵8-12小时,在此过程中向混合物中通过空气,通气量为15L空气/100kg饲料混合物/分钟;而后调整发酵混合物的温度,在35-38℃发酵8-12小时,在此过程中向混合物中通过空气,通气量为5L空气/100kg饲料混合物/分钟;接下来调整发酵物的温度,在42-44℃静置发酵12-24小时;
步骤(3),将步骤(2)制得的发酵产物进行低温干燥,再粉碎成粉,过30-50目的,即得组分A。
其中组分B的制备方法包括如下步骤:
步骤(一),按重量份称取黄芪、马齿苋、贯众、牡丹皮、白矾和米糠,并将称取的牡丹皮、贯众和马齿苋碎成10-20目的粉末,将称取的米糠、白矾分别粉碎成50-60目的粉末;
步骤(二),取称取的牡丹皮、贯众和马齿苋,将其与体积浓度为75%的乙醇按等质量混合,在密闭容器中加热至55-65℃,提取3-5小时,而后过滤得到醇提滤渣和醇提滤液;将醇提滤渣和称取的黄芪以及白矾粉末混合,加入混合物质量1.5-2倍的水,在密闭容器中加热至50-55℃,提取8-12小时,而后过滤得到水提滤液;
步骤(三),将步骤(二)制得的醇提滤液和水提滤液以及步骤(一)制得的米糠粉混合,搅拌均匀后进行低温干燥,再粉碎成30-50目的粉末,即得组分B。
在生产过程中,可以将制得的组分A和组分B混合均匀后包装出售,也可以是单独包装出售,待用户实际使用时进行混合。
优选地,组分A是由玉米粉400重量份,苹果渣25重量份,DDGS15重量份,玉米蛋白粉25重量份和豆粕150重量份经复合发酵菌剂发酵制备而成。
优选地,组分B是由黄芪12重量份,马齿苋25重量份,贯众4重量份,牡丹皮6重量份,白矾0.08重量份,米糠60重量份。
优选地,作为建议,但并不强制地,所述的复合菌剂是地衣芽孢杆菌(Bacilluslichnifarimis)、短小芽孢杆菌(Bacilluspumilus)和产朊假丝酵母(Candidautilis)按照活菌数(CFU)1:1:1组成。
优选地,作为建议,但并不强制地,所述的地衣芽孢杆菌为购自中国普通微生物菌种保藏管理中心的编号为CGMCC1.1858或者编号为CGMCC1.7461的地衣芽孢杆菌;所述短小芽孢杆菌为购自中国普通微生物菌种保藏管理中心的编号为CGMCC1.3533或者编号为CGMCC1.2160的短小芽孢杆菌,所述产朊假丝酵母为购自中国普通微生物菌种保藏管理中心的编号为CGMCC2.1180或者编号为CGMCC2.1005的产朊假丝酵母。
本发明所涉及的抗菌肽活性淡水鱼养殖专用饲料添加剂的使用方法是:将其与常规的饲料原料按照1:80的质量比混合均匀后,按照常规的淡水鱼颗粒饲料的制粒方法制粒后,按照常规的淡水鱼饲喂方法使用即可。
基于以上发明内容,本发明具有如下优点:
第一,发明人经反复实践,得出发酵效果最好的抗菌肽发酵基质配方与复合发酵菌剂的组合,研究表明,采用本发明的复合发酵菌剂只有在本发明的发酵基质上才能获得最好的发酵效果,抗菌效果最好,若将其与常规的饲料原料混合发酵,抗菌肽的产量极低。并且,在发酵过程中也倾注了发明人大量的心血,基于各个发酵阶段的营养特点和菌种生长特点,最终得出了本发明所涉及的分段发酵方式,在发酵的第一阶段和第二阶段主要涉及菌种的基础代谢和菌种的扩繁,第二和三阶段主要涉及抗菌肽的积累,特别是第三阶段的发酵,其中酵母菌的发酵也产生了一定的类似果香味,也使得最终发酵产物以及组分A具有良好的风味,这种发酵底物和复合菌剂的配合以及发酵过程控制是严格遵守的,也是申请人所倾注大量心血的研究成果,在以往的报道中也是没有的。
第二,本发明具有淡水鱼的生长特点和易感病症,特别是容易爆发的感染症状,依据兽药中药学的机理,参考中医传统,选择了几种药物进行组合,其中的黄芪、马齿苋作为君药,主要起到杀菌、提升鱼的表皮和鳃的抗感染能力,贯众为臣,牡丹皮为佐,白矾为引,以上药物按照本发明的配比使用,达到了1+1>2的协同效果,其对于淡水鱼的抗感染能力和抗病能力有了极大的提升,特别是在饲喂过程中,完全杜绝了细菌性白血病和细菌性鳃病的发生,鱼的生长速度也较传统饲喂或者普通饲料饲喂的生长速度快。作为解释,本发明中所选用的黄芪,具有益卫固表、利水消肿的功效,能够增强机体的非特异性免疫功能;马齿苋,具有清热止痢、解毒杀虫的功用,其对痢疾杆菌具有杀菌作用,对志贺氏、宋内氏、斯氏及费氏痢疾杆菌有抑制作用,对伤寒杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及常见的致病性皮肤真菌亦具有抑制作用;贯众,具有杀蛔虫、绦虫、蛲虫的作用,还具有清热解毒、止血凉血的功效,其煎剂对牛片形吸虫病即阔吸虫病具有治疗功效;牡丹皮,具有清热凉血、活血行淤的功用,其中的丹皮酚具有镇静、催眠、镇痛的功效,水煎剂对白色葡萄球菌、枯草杆菌、伤寒杆菌等具有较强的抑制作用,对痢疾杆菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、肺炎球菌、霍乱弧菌等均具有抑制作用,对病毒也有一定的抗性;白矾,具有燥湿祛痰、收敛止血、杀虫解毒的功用。在本发明中以上药物并非简单单独发生作用,而是协同作用。
第三,本发明中将抗菌肽饲料添加剂和中药添加剂组合使用,也起到了很好的协同功效,其所达到的抗菌、抗感染效果远远大于预期,且其也起到了极好的促进淡水鱼生长的效果。
综上所述,本发明的饲料添加剂精选天然原料,经发酵或提取制得了一种天然、绿色、安全的饲料添加剂,其相比传统的抗生素药物,更加符合现代渔业发展的需求,且其生产工艺简单,不需要复杂的设备,生产成本低,但是其效果好,见效快,具有极大的生产价值。经中试试验,采用本发明的饲料添加剂仅增加1%的饲喂成本,但是养殖的直接经济效益可以提高20-50%左右,因而,本发明的饲料添加剂具有极大的社会价值和广大的市场前景。
具体实施方式
实施例1:一种抗菌肽活性淡水鱼养殖专用饲料添加剂及其制备方法,是由组分A和组分B组成,其中组分A是由玉米粉400重量份,苹果渣25重量份,DDGS15重量份,玉米蛋白粉25重量份和豆粕150重量份经复合发酵菌剂发酵制备而成;组分B是由黄芪12重量份,马齿苋25重量份,贯众4重量份,牡丹皮6重量份,白矾0.08重量份,米糠60重量份制备而成;其中所述的复合菌剂是地衣芽孢杆菌(Bacilluslichnifarimis)、短小芽孢杆菌(Bacillusbrevis)和产朊假丝酵母(Candidautilis)组成。
其中制备组分A的制备方法包括如下步骤:
步骤(1),按重量份称取玉米粉、苹果渣、DDGS、玉米蛋白粉和豆粕,将其混合均匀后粉碎过30目筛,而后加入混合物重量30%的纯净水,搅拌均匀;
步骤(2),向步骤(1)搅拌得到的混合物中加入活化后的复合菌剂,继续搅拌均匀,而后在29℃发酵8小时,在此过程中向混合物中通过空气,通气量为15L空气/100kg饲料混合物/分钟;而后调整发酵混合物的温度,在38℃发酵8小时,在此过程中向混合物中通过空气,通气量为5L空气/100kg饲料混合物/分钟;接下来调整发酵物的温度,在44℃静置发酵12小时;
步骤(3),将步骤(2)制得的发酵产物进行低温干燥,再粉碎成粉,过50目筛,即得组分A。
其中组分B的制备方法包括如下步骤:
步骤(一),按重量份称取黄芪、马齿苋、贯众、牡丹皮、白矾和米糠,并将称取的牡丹皮、贯众和马齿苋碎成10目的粉末,将称取的米糠、白矾分别粉碎成60目的粉末;
步骤(二),取称取的牡丹皮、贯众和马齿苋,将其与体积浓度为75%的乙醇按等质量混合,在密闭容器中加热至65℃,提取3小时,而后过滤得到醇提滤渣和醇提滤液;将醇提滤渣和称取的黄芪以及白矾粉末混合,加入混合物质量2倍的水,在密闭容器中加热至55℃,提取8小时,而后过滤得到水提滤液;
步骤(三),将步骤(二)制得的醇提滤液和水提滤液以及步骤(一)制得的米糠粉混合,搅拌均匀后进行低温干燥,再粉碎成50目的粉末,即得组分B。
将制得的组分A和组分B混合均匀后包装出售。
实施例2:一种抗菌肽活性淡水鱼养殖专用饲料添加剂及其制备方法,是由组分A和组分B组成,其中组分A是由玉米粉500重量份,苹果渣30重量份,DDGS15重量份,玉米蛋白粉20重量份和豆粕100重量份经复合发酵菌剂发酵制备而成;组分B是由黄芪15重量份,马齿苋22重量份,贯众5重量份,牡丹皮5重量份,白矾0.1重量份,米糠50重量份制备而成;其中所述的复合菌剂是地衣芽孢杆菌(Bacilluslichnifarimis)、短小芽孢杆菌(Bacillusbrevis)和产朊假丝酵母(Candidautilis)组成。
其中制备组分A的制备方法包括如下步骤:
步骤(1),按重量份称取玉米粉、苹果渣、DDGS、玉米蛋白粉和豆粕,将其混合均匀后粉碎过10目筛,而后加入混合物重量30%的纯净水,搅拌均匀;
步骤(2),向步骤(1)搅拌得到的混合物中加入活化后的复合菌剂,继续搅拌均匀,而后在27℃发酵12小时,在此过程中向混合物中通过空气,通气量为15L空气/100kg饲料混合物/分钟;而后调整发酵混合物的温度,在35℃发酵12小时,在此过程中向混合物中通过空气,通气量为5L空气/100kg饲料混合物/分钟;接下来调整发酵物的温度,在42℃静置发酵24小时;
步骤(3),将步骤(2)制得的发酵产物进行低温干燥,再粉碎成粉,过50目筛,即得组分A。
其中组分B的制备方法包括如下步骤:
步骤(一),按重量份称取黄芪、马齿苋、贯众、牡丹皮、白矾和米糠,并将称取的牡丹皮、贯众和马齿苋碎成20目的粉末,将称取的米糠、白矾分别粉碎成60目的粉末;
步骤(二),取称取的牡丹皮、贯众和马齿苋,将其与体积浓度为75%的乙醇按等质量混合,在密闭容器中加热至55℃,提取5小时,而后过滤得到醇提滤渣和醇提滤液;将醇提滤渣和称取的黄芪以及白矾粉末混合,加入混合物质量1.5倍的水,在密闭容器中加热至55℃,提取8小时,而后过滤得到水提滤液;
步骤(三),将步骤(二)制得的醇提滤液和水提滤液以及步骤(一)制得的米糠粉混合,搅拌均匀后进行低温干燥,再粉碎成50目的粉末,即得组分B。
实施例3:抗菌、抑菌实验
为了验证本发明产品的抗菌活性,特设置以下三个对比试验组,其中:
对照试验组1是由玉米粉400重量份,苹果渣25重量份,DDGS15重量份,玉米蛋白粉25重量份和豆粕150重量份经复合发酵菌剂发酵制备而成;其中所述的复合菌剂是地衣芽孢杆菌(Bacilluslichnifarimis)、短小芽孢杆菌(Bacillusbrevis)和产朊假丝酵母(Candidautilis)组成。其制备方法包括如下步骤:步骤(1),按重量份称取玉米粉、苹果渣、DDGS、玉米蛋白粉和豆粕,将其混合均匀后粉碎过30目筛,而后加入混合物重量30%的纯净水,搅拌均匀;步骤(2),向步骤(1)搅拌得到的混合物中加入活化后的复合菌剂,继续搅拌均匀,而后在32℃发酵48小时,在此过程中向混合物中通过空气,通气量为15L空气/100kg饲料混合物/分钟;步骤(3),将步骤(2)制得的发酵产物进行低温干燥,再粉碎成粉,过50目筛,即得对照试验组1的产品。
对照试验组2是由玉米粉400重量份,玉米蛋白粉25重量份和豆粕150重量份经复合发酵菌剂发酵制备而成;其中所述的复合菌剂是地衣芽孢杆菌(Bacilluslichnifarimis)、短小芽孢杆菌(Bacillusbrevis)和产朊假丝酵母(Candidautilis)组成。其制备方法包括如下步骤:步骤(1),按重量份称取玉米粉、玉米蛋白粉和豆粕,将其混合均匀后粉碎过30目筛,而后加入混合物重量30%的纯净水,搅拌均匀;步骤(2),向步骤(1)搅拌得到的混合物中加入活化后的复合菌剂,继续搅拌均匀,而后在29℃发酵8小时,在此过程中向混合物中通过空气,通气量为15L空气/100kg饲料混合物/分钟;而后调整发酵混合物的温度,在38℃发酵8小时,在此过程中向混合物中通过空气,通气量为5L空气/100kg饲料混合物/分钟;接下来调整发酵物的温度,在44℃静置发酵12小时;步骤(3),将步骤(2)制得的发酵产物进行低温干燥,再粉碎成粉,过50目筛,即得对照试验组2的产品。
对照试验组3为本发明实施例1的A组分。
设置两个试验组,分别为本发明实施例1、2的产品,分别取水常温浸提实施例1、2以及对照试验组1-3的产品,产品和水的比例为1:10,常温提取5小时,而后对浸提液过滤后,将滤液过0.22微米的滤器,得到无菌提取滤液,取无菌提取滤液分别对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌和志贺氏菌进行抑菌圈试验,记录抑菌圈的大小,具体结果见下表1:
表1抑菌试验结果—抑菌圈大小(mm)
由以上抑菌试验可,本发明实施例1、2的产品对于常见的畜禽、水产易感病菌-金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌和志贺氏菌都具有很好的抑制作用,并且通过对照试验组3与对照试验组1和2的比较可知,本发明组分A的制备过程中,发酵底物和发酵参数对于发酵产物—抗菌肽的产量及抗菌活性具有重要的影响,在偏离本发明的生产条件下,其抗菌效果明显减弱,而由实施例1和2与对比试验组3的比较可知,本发明的产品中,组分B和组分A的配合使用对于抑菌活性具有明显的协同、增强的效果,其抑菌程度明显好于单独使用A组分。
实施例4:动物饲喂试验
选取网箱养殖的、平均体重为1.0-1.1kg的草鱼1000尾,随机分为5组,每个网箱200尾左右,在同一片水域饲养,其中组1为空白对照组,采用普通市售的草鱼颗粒饲料进行饲喂;组2-3为实验组,分别采用实施例1、2的抗菌肽活性淡水鱼养殖专用饲料添加剂与普通市售的草鱼颗粒饲料原料按照1:80的质量比混合均匀后按照传统制粒方法制成草鱼颗粒饲料后进行饲喂;组4-5为对比组,分别采用实施例1中的组分A、组分B与普通市售的草鱼颗粒饲料原料按照1:80的质量比混合均匀后按照传统制粒方法制成草鱼颗粒饲料后进行饲喂,饲喂220天左右直至草鱼上市,统计感染爆发次数(以出现2尾以上、且验证为细菌性感染导致的死鱼为1次)、最终草鱼的存活率和平均体重增长率(平均体重增加量/最初平均体重*100%)。具体结果见下表2:
表2饲喂试验结果
|
感染发病次数 |
存活率 |
平均体重增长率 |
组1(空白对照) |
8 |
72% |
213.2% |
组2(实施例1) |
0 |
92% |
317.5% |
组3(实施例2) |
0 |
89% |
295.4% |
组4(组分A) |
3 |
79% |
241.4% |
组5(组分B) |
5 |
82% |
259.7% |
由上表的结果可知,相比不添加添加剂的情况,添加本发明的添加剂或者实施例1制得的组分A或组分B均取得了改善淡水鱼抗感染能力、提高淡水鱼养殖存活率的效果,且对于生长情况也有一定的改善,但是,相比组4和组5,组2-3的养殖效果明显要好,其感染发生次数以及死亡率显然低于单独饲喂组分A或组分B,且要好于二者简单的叠加,说明组分A和组分B起到了一定的协同增效的作用。
以上所涉及的原料均为现有技术可以购买得到的常规原料及菌种。此外应理解,在阅读了本发明的上述内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本发明所限定的范围。