CN106472961A - 一种生物降解饲料中赭曲霉毒素的脱毒剂及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种生物降解饲料中赭曲霉毒素的脱毒剂及制备工艺，脱毒剂包括：膨润土40～60；免疫多糖20；自由基清除剂10～20；降解赭曲霉毒素的枯草芽孢杆菌粉剂20～30；制备枯草芽孢杆菌粉剂的步骤：1)原始菌种进行种子液活化，在盛放培养基的一级发酵罐中进行种母培养；2）种母培养液在盛放LB培养基的二级发酵罐进行放大培养；3）将菌体和发酵液进行分离、浓缩、干燥，制成降解赭曲霉毒素的枯草芽孢杆菌粉剂；粉剂与上述重量份两次混合物复配得到成品。本发明对赭曲霉毒素的降解率高达92%以上，降解效率高，避免了吸附剂的缺陷，且产品中添加免疫多糖、清除自由基成分，能够起到保肝护肝、提高机体免疫力的功能，效果明显。
Description
技术领域
本发明属于饲料添加剂技术，更具体地，涉及一种通过生物技术降解动物饲料中的赭曲霉毒素的脱毒剂及其该脱毒剂的制备工艺。
背景技术
饲料霉菌毒素：霉菌产生的次级代谢产物，对动物的生长速度、身体器官、繁殖性能、生产性能等带来负面影响。
赭曲霉毒素(Ochratoxin A，OA)：是由曲霉属和青霉属产生的有毒代谢产物，具有强烈的肾脏毒性和肝脏毒性，并有致畸、致突变和致癌作用。
霉菌毒素吸附剂：将部分、少量、特定毒素通过物理方式吸附掉，排出体外，不会改变毒素性状和化学结构；
目前我国原料污染比较严重，且霉菌毒素的污染已是一个全球性问题，据联合国粮农组织调查，全世界每年被真菌污染的谷物，油料种子和饲料约占其总量的10%左右，而据美国的调查，全世界贸易供应的谷物中，有25%受到霉菌毒素的污染。霉菌毒素严重威胁着动物的生产性能和人类健康，每年给食品工业、饲料工业和畜牧业带来巨大的经济损失。由于物理和化学方法去除霉菌毒素存在种种应用缺陷，目前生物降解已成为安全、高效且环保的解毒方法而备受关注。
目前对霉菌毒素脱毒处理主要有：机械脱毒、生物脱毒、化学脱毒及物理吸附脱毒等方法。其中，机械脱毒、化学脱毒因操作繁杂、成本高昂、自身脱毒技术缺陷、以及化学品残留等问题无法在生产实践中有效使用；物理吸附剂脱毒法主要是通过在饲料或谷物中添加各种吸附剂，降低或消除霉菌毒素在胃肠道的吸收，即在饲料中添加可以吸附霉菌毒素的物质，使毒素在经过动物肠道时不被动物所吸收，直接排出动物体外。这是目前饲料市场上较为成熟且较可行的一种霉菌毒素脱毒方法，但是考虑到霉菌毒素结构的多样性、特异性和单一性、常规吸附剂物质的局限性，任何单一、常规的吸附剂物质均不能有效解决多种霉菌毒素的污染及危害问题。目前广泛研究的霉菌毒素吸附剂包括粘土类吸附剂或者有机多聚体，但就目前使用的情况来看，效果均不理想。
目前市场上解决霉菌毒素问题基本以吸附剂为主，主要成分为基本为蒙脱石、酵母细胞壁多糖。基本原理是利用二者的物理吸附，将部分毒素吸附后排除体外，但吸附剂的缺点是只能吸附部分毒素，不能彻底解决霉菌毒素带来的危害；另外吸附剂在吸附毒素的同时还会吸附饲料中的营养物质及添加剂药物，对动物的生产性能带来负面影响，影响养殖者的经济效益。
赭曲霉毒素A (Ochratoxin A，OA)是由曲霉属和青霉属产生的有毒代谢产物，具有强烈的肾脏毒性和肝脏毒性，并有致畸、致突变和致癌作用。
目前饲料中的霉菌毒素处理方法基本以吸附为主，因吸附剂只对黄曲霉毒素有效，对玉米赤霉烯酮、呕吐毒素、赭曲霉毒素等其他霉毒素基本没有效果，大大影响了饲料品质，严重影响动物生产性能和经济效益。且吸附剂也会吸附饲料中的维生素、矿物质等营养物质和药物，造成二次环境污染，且添加剂量大，影响适口性。
生物脱毒为一种新型的霉菌毒素脱毒方式，主要有酶解法和微生物发酵法。酶解法主要是选用某些酶，利用其降解或破坏毒素。但此类方法由于霉菌毒素种类较多，要求酶系复杂完整，且易受动物消化器官功能的影响；另外由于酶不耐热而在饲料加工过程中容易失活，并且成本较高，也难以在实际生产中推广使用。采用微生物发酵来去除霉菌毒素有许多报道，如将霉菌毒素发酵转化为其它的产物，但这种转化通常是缓慢的，而且是不完全的，并且转化产物的安全性尚无定论，能否在实际生产中发挥作用还需作系统完善的研究。因此，研究一种安全、有效，既能有效地降低霉菌毒素对动物的危害，又不对动物生长造成负面影响，对药物及其他营养物质无吸附作用的霉菌毒素降解吸附剂，是一项极具前景的研究课题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有吸附剂的不足,提供一种能通过生物降解饲料中的赭曲霉毒素、增强动物机体抵抗力、调整肠道健康，有效预防、消除赭曲霉毒素对动物危害的饲料添加剂及其制备工艺。
为实现本发明的目的，本发明提供一种新型赭曲霉毒素脱毒处理技术，通过生物发酵技术，将能够分解赭曲霉毒素的枯草芽孢杆菌发酵形成产品，枯草芽孢杆菌进入体内产生分解毒素的酶，对赭曲霉毒素生物降解以达到祛除毒素的目的。
本发明的技术方案为：
一种生物降解饲料中赭曲霉毒素的脱毒剂，所述脱毒剂由以下成分的重量份复配而成：
膨润土 40～60；
免疫多糖 20；
自由基清除剂 10～20；
枯草芽孢杆菌粉剂 20～30；
其中，所述枯草芽孢杆菌粉剂为降解赭曲霉毒素的枯草芽孢杆菌制成的粉剂。
本发明的生物降解饲料中赭曲霉毒素的脱毒剂的制备工艺包括步骤：
1)将试管中奶粉保存的降解赭曲霉毒素的枯草芽孢杆菌原始菌种按2%的接种量接种于盛放LB培养基的三角瓶中，并于37℃，200r/min的条件下培养24h进行种子液活化，将活化好的种子液以2%的接种量接种于盛放培养基的一级发酵罐中进行种母培养，在发酵过程中通过空气压缩器不间断将无菌空气输送到发酵罐中；
2）将一级发酵罐中发酵的种母培养液通过无菌管道输入盛放LB培养基的二级发酵罐进行放大培养，调节发酵罐中培养基的pH值为7.2±0.3，且通过空气压缩机不间断通入无菌空气，调节发酵温度为37±2℃，转速为200r/min，使有益菌发酵最大化；
3）通过高速离心分离器将菌体和发酵液进行分离，将分离得到的发酵液通过无菌管道，输送到交换树脂塔进行浓缩，浓缩后的发酵液通过喷雾干燥塔将菌液迅速干燥制成降解赭曲霉毒素的枯草芽孢杆菌粉剂；
4）将20重量份的免疫多糖、10～20重量份的自由基清除剂进行第一次混合,得到一次混合物；
5）在一次混合物中加入20～30重量份发酵的枯草芽孢杆菌粉剂进行第二次混合,得到二次混合物；
6）在第二次混合物中加入40～60重量份膨润土作为载体,即得到成品。
所述一级发酵罐和二级发酵罐的LB培养基配方和配置方法为:胰蛋白胨10g，氯化钠10g，酵母浸粉5g，用蒸馏水定容到1000mL，调节pH=7.2，封口后，于121℃，高压灭菌20min。
所述一级发酵罐中进行种母培养的方式和培养基成分的重量百分比为：麸皮80%、稻壳15%、豆粕4.95%、硫酸盐0.05&，料水比，1:1.1；高压灭菌。
所述无菌空气采用蒸汽灭菌器进行灭菌。
本发明将降解赭曲霉毒素毒素的枯草芽孢杆菌复合，芽孢杆菌进入体内产降解毒素的酶，将霉菌毒素酶解成无毒物质而达到去除毒素的目的,且在体内能够持续产酶，产酶量大，降解效率高；而且芽孢杆菌耐高温、耐酸、耐抗生素，抗逆性强。所以以芽孢杆菌的形式复合产品优势较大。将降解毒素的酶提出做成产品,成本低，且酶的抗逆性强，耐高温。
本发明对赭曲霉毒素的降解率高达92%以上，降解效率高，避免了吸附剂的缺陷，且产品中添加免疫多糖、清除自由基成分，能够起到保肝护肝、提高机体免疫力的功能，效果明显。
附图说明
图1是本发明脱毒剂的工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本发明进一步详细说明。
本发明是通过多株不同的有益菌组合，有益菌在体内产生降解赭曲霉毒素的酶，将赭曲霉毒素酶解成无毒物质，从而达到消除毒素的目的，这种生物降解方法降解效率高，特异性强，排毒效果速度。且配方中加入免疫多糖和清除自由基成分，起到提高机体免疫力和保肝护肝的效果，从根本上解决赭曲霉毒素带来的危害。
霉菌毒素降解剂的降解机理是通过枯草芽孢杆菌产酶，将霉菌毒素酶解成无毒物质而达到去除毒素的目的。如果将降解毒素的酶提出做成产品是最好的，但是现有技术的缺点是成本太高，且酶的抗逆性差。比如：不耐高温。
本发明的技术方案：将降解赭曲霉毒素的芽孢杆菌发酵，得到高浓度芽孢杆菌菌粉，根据不同的饲料原料毒素含量，将芽孢杆菌与其他有效成分复配形成产品。
图1是本发明脱毒剂的工艺流程图。如图所示，本发明的工艺流程包括以下步骤：
1、将先前保存于奶粉管中的具有降解赭曲霉毒素的菌按2%的接种比例接种于盛放LB培养基（LB培养基配方: 胰蛋白胨 10 g，氯化钠 10 g，酵母浸粉 5 g，用蒸馏水定容到1000mL，调节pH=7.2。封口后，于121℃，高压灭菌20min）的三角瓶中，将三角瓶置于37℃，200r/min的条件下活化24h，将活化好的种子液按2%的接种量接种于一级发酵罐中进行种母培养（培养基成分：麸皮80%，稻壳15%，豆粕4.95%，硫酸盐0.05%，料水比，1:1.1，高压灭菌），由于发酵的菌是好氧菌，所以在发酵过程中需要不断将无菌空气（采用蒸汽灭菌器进行灭菌）通过空气压缩器输送到发酵罐中，发酵培养24h；
2、将一级发酵罐中发酵好的种母培养液通过无菌管道进入二级发酵罐放大培养，（培养基成分同一级发酵罐），通过调节发酵罐中培养基的pH值为7.2±0.3，且通过空气压缩机不断通入无菌空气，调节发酵温度为37±2℃，转速为200r/min，使有益菌发酵最大化；
3、通过高速离心分离器将菌体和发酵液进行分离，将分离得到的发酵液通过无菌管道，输送到交换树脂塔进行浓缩，浓缩后的发酵液通过喷雾干燥塔将菌液迅速干燥制成粉剂，即得到降解赭曲霉毒素的菌粉；
4、根据不同配方需要，将不同制得的菌粉、其他有效成分和载体混合，形成复配产品。具体配比如下：将40～60重量份的膨润土、20重量份的免疫多糖、10～20重量份的自由基清除剂、20～30重量份的芽孢杆菌复配。具体操作方法：a、按照如下重量份称取原料；b、将免疫多糖、自由基清除剂进行第一次混合,得到一次混合物；c、在一次混合物中加入降解赭曲霉毒素的菌粉进行第二次混合,得到二次混合物；d、在第二次混合物中加入载体膨润土,即得到成品。
本发明是由有益菌在体内产生降解毒素的酶，将毒素酶解成无毒物质，从而达到消除毒素的目的，这种生物降解方法降解效率高，特异性强，排毒效果速度。且配方中加入免疫多糖和清除自由基成分，起到提高机体免疫力和保肝护肝的效果，从根本上解决霉菌毒素带来的危害。本发明是将降解赭曲霉毒素的枯草芽孢杆菌复合，枯草芽孢杆菌进入体内产生降解霉菌毒素的酶，且在体内能够持续产酶，产酶量大，降解效率高；而且枯草芽孢杆菌耐高温、耐酸、耐抗生素，抗逆性强。所以以枯草芽孢杆菌的形式复合产品优势较大。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种生物降解饲料中赭曲霉毒素的脱毒剂，其特征在于，所述脱毒剂由以下成分的重量份复配而成：
膨润土 40～60；
免疫多糖 20；
自由基清除剂 10～20；
枯草芽孢杆菌粉剂 20～30；
其中，所述枯草芽孢杆菌粉剂为降解赭曲霉毒素的枯草芽孢杆菌制成的粉剂。
2.如权利要求1所述生物降解饲料中赭曲霉毒素的脱毒剂的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺包括步骤：
1)将试管中奶粉保存的降解赭曲霉毒素的枯草芽孢杆菌原始菌种按2%的接种量接种于盛放LB培养基的三角瓶中，并于37℃，200r/min的条件下培养24h进行种子液活化，将活化好的种子液以2%的接种量接种于盛放培养基的一级发酵罐中进行种母培养，在发酵过程中通过空气压缩器不间断将无菌空气输送到发酵罐中；
2）将一级发酵罐中发酵的种母培养液通过无菌管道输入盛放LB培养基的二级发酵罐进行放大培养，调节发酵罐中培养基的pH值为7.2±0.3，且通过空气压缩机不间断通入无菌空气，调节发酵温度为37±2℃，转速为200r/min，使有益菌发酵最大化；
3）通过高速离心分离器将菌体和发酵液进行分离，将分离得到的发酵液通过无菌管道，输送到交换树脂塔进行浓缩，浓缩后的发酵液通过喷雾干燥塔将菌液迅速干燥制成降解赭曲霉毒素的枯草芽孢杆菌粉剂；
4）将20重量份的免疫多糖、10～20重量份的自由基清除剂进行第一次混合,得到一次混合物；
5）在一次混合物中加入20～30重量份发酵的枯草芽孢杆菌粉剂进行第二次混合,得到二次混合物；
6）在第二次混合物中加入40～60重量份膨润土作为载体,即得到成品。
3.根据权利要求2所述的脱毒剂的制备工艺，其特征在于，所述一级发酵罐和二级发酵罐的LB培养基配方和配置方法为:胰蛋白胨10g，氯化钠10g，酵母浸粉5g，用蒸馏水定容到1000mL，调节pH=7.2，封口后，于121℃，高压灭菌20min。
4.根据权利要求3所述的脱毒剂的制备工艺，其特征在于，所述一级发酵罐中进行种母培养的方式和培养基成分的重量百分比为：麸皮80%、稻壳15%、豆粕4.95%、硫酸盐0.05&，料水比，1:1.1；高压灭菌。
5.根据权利要求4所述的脱毒剂的制备工艺，其特征在于，所述无菌空气采用蒸汽灭菌器进行灭菌。
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