CN106578379A

CN106578379A - 一种生物酵解浒苔制备功能性饲料添加剂的方法

Info

Publication number: CN106578379A
Application number: CN201611128132.8A
Authority: CN
Inventors: 王鹏; 乔乐克; 迟永洲
Original assignee: Ocean University of China
Current assignee: Ocean University of China
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2016-12-09
Publication date: 2017-04-26

Abstract

本发明公开了一种生物酵解浒苔功能性饲料添加剂的制备方法。该方法步骤主要包括前处理、高浓度浒苔液体转化与协同酵解、功能性饲料添加剂的制备。该方法主要通过实现浒苔藻体营养物质、功能因子的提取及活性功能成分的生物转化制备浒苔功能性饲料添加剂。本发明工艺简便易行，生产效率高，在饲用过程中可有效提高海参、鲍鱼、对虾及鱼类等水产养殖动物的摄食消化率，缩短养殖周期，提高经济效益。

Description

一种生物酵解浒苔制备功能性饲料添加剂的方法

技术领域

本发明涉及浒苔饲料添加剂的制备方法，具体涉及一种生物酵解浒苔功能性饲料添加剂的制备方法，属于生物发酵技术领域。

背景技术

饲料添加剂是在饲料生产、加工和使用过程中添加的少量或微量物质，它可以起到强化基础饲料的营养价值，节约饲料成本，改善受试动物生长品质等作用。近年来，随着生物发酵技术及行业的快速发展，其众多产品、副产品逐渐应用于生产生活中。

然而，传统陆生源的植物添加剂营养成分较为单一，蛋白质种类及其他营养成分不能完全满足动物机体的生长需求。海藻作为海生资源的一大类，其营养成分和陆生植物营养成分具有良好的互补作用。然而，海藻中的营养物质多为大分子聚合物，直接应用于生产生活不利于机体吸收，通过发酵菌剂的微生物发酵，可实现大分子高聚物到小分子低聚物的生物转化，更有利于机体吸收。

王世英在研究过程中，以海带粉为主要原料，利用枯草芽孢杆菌、海洋酵母等作为发酵菌种发酵海带，并进行刺参喂养；ZL201310502898.8涉及一种生产生物海藻蛋白饲料的方法，主要是对海藻加工生产褐藻胶、甘露醇等废弃的海藻渣进行固体发酵，结合酶解作用制备具有生物活性和促生长因子功能的饲料；ZL201310320890.X涉及一种海藻免疫增强型南美白对虾配合饲料的制备方法，主要是将龙须菜、浒苔等海藻组合物分步酶解后加入乳酸菌和酵母菌厌氧发酵，发酵之后的产物同磷虾粉等营养成分复配制得配合饲料；ZL201310455160.0涉及一种浒苔多糖饲料添加剂的制备方法，具体经过预处理、浒苔多糖的提取、提取液的浓缩、载体吸附和喷雾干燥等步骤制得，应用于畜禽类和水产类动物；ZL201410144343.5涉及一种浒苔饲料添加剂的制备方法，主要通过酵母菌和乳酸菌在发酵袋中进行长时间厌氧发酵制得，操作复杂，生产周期长。

浒苔作为一种大型绿藻，其生物资源量巨大，营养丰富。将浒苔应用于饲料将大大拓展其市场应用。然而，常见的应用方法主要是将浒苔粉直接作为饲料添加剂，其中的大分子物质对动物的消化吸收存在一定的不利因素。本方法通过酶解与液体发酵协同的形式转化高浓度浒苔制备功能性饲料添加剂，制备工艺简单，生产周期短。同时更加有利于动物对海藻营养物质的吸收，显著提高动物饲喂品质。

据本发明人查阅相关文献和书籍，没有关于与本专利相关的酶解与发酵协同在有氧条件下转化高浓度浒苔制备功能性饲料添加剂的报道与专利。

发明内容

本发明旨在提供一种酶解与发酵协同转化高浓度浒苔制备功能性饲料添加剂的方法。本发明所述方法步骤主要包括藻体预处理、高浓度浒苔液体转化与协同酵解、功能性饲料添加剂的制备，制备工艺简单，生产周期短，实现浒苔藻体营养物质的提取及大分子高聚物到小分子低聚物的生物转化，应用于海参、鲍鱼、对虾及鱼类等水产动物养殖业中有显著促生长效果。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种酶解与发酵协同转化高浓度浒苔制备功能性饲料添加剂的方法，由以下步骤组成：

（1）前处理：原料浒苔经过匀浆或粉碎处理后得预处理浒苔收集备用；

（2）高浓度浒苔的液体转化与协同酵解：向水中添加9%-15%（以质量体积比计）的预处理浒苔（以干重计），加热煮沸后，采用三段式控制：第一阶段，加入预处理浒苔干重0.2%-0.8%（以质量体积比计）的复合酶进行预水解；第二阶段，补充营养盐，接种交替单胞菌进行液体转化；第三阶段，进行过程控制，强化酵解并收集酵解产物；

（3）酵解产物处理：将步骤（2）中得到的发酵产物经过滤、分级及干燥等工艺制备浒苔功能性生物饲料添加剂。

其中，所述步骤（1）中原料浒苔若为新鲜浒苔则用胶体磨进行匀浆，胶体磨磨齿间隙20μm；原料浒苔若为干浒苔粉则用气流式超微粉碎机进行粉碎，粒径分布范围为100-200目。

其中，所述步骤（2）中复合酶包括纤维素酶和β-淀粉酶，比例为3:1-6:1（以体积比计），纤维素酶活力为5万-10万U/mL，β-淀粉酶活力为10万-20万U/mL。

其中，所述步骤（2）中交替单胞菌为Alteromonas cdwelliana A321，菌种保藏于中国典型培养物保藏中心，编号为CCTCC NO：M2012132。

其中，所述步骤（2）中三段式控制具体控制工艺为第一阶段0-4 h，控制pH 5.5-6.5，温度45-55℃，搅拌桨转速50-100 rpm；第二阶段5-15 h，接种量10%-20%（以体积比计），控制pH 6.5，温度30-34℃，搅拌桨转速100-200 rpm，溶氧量70%-100%；第三阶段16-36h，控制温度24-28℃，搅拌桨转速400-600 rpm，通气量1.0-2.0 vvm。

本发明提供的方法具有以下特点：

（1）本发明使得大分子浒苔多糖转变为具有生物学活性的小分子低聚糖，显著增加了浒苔的利用价值，降低饲料系数；（2）产物中含有活性寡糖和促生长因子，增加饲料适口性和摄食率；（3）该饲料添加剂可以提高水产动物的消化率和对饲料的利用率，使其维持一定的生长速度。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步的解释说明。

实施例1

浒苔功能性饲料添加剂制备工艺如下。

1.前处理：新鲜浒苔用胶体磨进行匀浆，胶体磨磨齿间隙20μm。

2. 高浓度浒苔的液体转化与协同酵解：向水中添加9%（以质量体积比计）的预处理浒苔（以干重计），加热煮沸后，采用三段式控制：第一阶段，加入预处理浒苔干重0.6%（以干重的质量体积比计）的复合酶，纤维素酶与β-淀粉酶比例为3:1（以体积比计），控制pH5.5，温度45℃，搅拌转速100 rpm水解4 h；第二阶段，补充营养盐，接种10%的交替单胞菌进行液体转化，控制pH 6.5，温度30℃，搅拌桨转速200 rpm，溶氧量70%-100%，维持10 h；第三阶段，调节温度至28℃，搅拌桨转速400 rpm，通气量2.0 vvm，强化酵解20 h并收集酵解产物；

所述营养盐组成为：鱼粉蛋白0.2%-1.0%，磷酸氢二钾0.05%-0.1%，氯化钠0.2%-1.0%，磷酸氢钙0.05%-0.2%，硫酸镁0.02%-0.1%，硫酸亚铁0.01%-0.1%，硫酸锌0.02%-0.05%，复合维生素0.005%-0.01%。

3. 酵解产物处理：将步骤2中得到的酵解产物经过滤及离心实现固液分离，再经过喷雾干燥工艺制备浒苔功能性饲料添加剂。

实施例2

浒苔功能性饲料添加剂制备工艺如下。

1. 前处理：干浒苔粉用气流式超微粉碎机进行粉碎，粒径分布范围为100-200目。

2. 高浓度浒苔的液体转化与协同酵解：向水中添加12%（以质量体积比计）的预处理浒苔，加热煮沸后，采用三段式控制：第一阶段，加入预处理浒苔干重0.4%的复合酶，纤维素酶与β-淀粉酶比例为6:1（以体积比计），控制pH 6.0，温度55℃，搅拌转速50 rpm水解4h；第二阶段，补充营养盐（组成同实施例1），接种15%的交替单胞菌进行液体转化，控制pH6.0，温度32℃，搅拌桨转速150 rpm，溶氧量70%-100%，维持10 h；第三阶段，调节温度至26℃，搅拌桨转速600 rpm，通气量1.0 vvm，强化酵解20 h并收集酵解产物。

3. 酵解产物处理：将步骤2中得到的酵解产物经过滤及离心实现固液分离，再经过喷雾干燥工艺制备浒苔功能性生物饲料添加剂。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种生物酵解浒苔制备功能性饲料添加剂的方法，其特征在于利用复合酶与交替单胞菌协同耦合作用进行高浓度浒苔的液体转化与协同酵解，酵解产物经后续过滤、分级及干燥等工艺实现浒苔功能性饲料添加剂的制备，具体操作步骤如下：

（2）高浓度浒苔的液体转化与协同酵解：向水中添加9%-15%（以质量体积比计）的预处理浒苔（以干重计），加热煮沸后，采用三段式控制：第一阶段，加入预处理浒苔干重0.1%-0.6%（以质量体积比计）的复合酶进行预水解；第二阶段，补充营养盐，接种交替单胞菌进行液体转化；第三阶段，进行过程控制，强化酵解并收集酵解产物；

（3）酵解产物处理：将步骤（2）中得到的酵解产物经过滤、分级及干燥等工艺制备浒苔功能性饲料添加剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：原料浒苔若为新鲜浒苔则用胶体磨进行匀浆，胶体磨磨齿间隙20μm；原料浒苔若为干浒苔粉则用气流式超微粉碎机进行粉碎，粒径分布范围为100-200目。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：复合酶包括纤维素酶和β-淀粉酶，比例为3:1-6:1（以体积比计），纤维素酶活力为5万-10万U/mL，β-淀粉酶活力为10万-20万U/mL。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：营养盐成分（以质量体积比计）为，鱼粉蛋白0.2%-1.0%，磷酸氢二钾0.05%-0.1%，氯化钠0.2%-1.0%，磷酸氢钙0.05%-0.2%，硫酸镁0.02%-0.1%，硫酸亚铁0.01%-0.1%，硫酸锌0.02%-0.05%，复合维生素0.005%-0.01%。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：交替单胞菌为Alteromonas cdwellianaA321，菌种保藏于中国典型培养物保藏中心，编号为CCTCC NO：M2012132。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：三段式控制具体控制工艺为第一阶段0-4h，控制pH 5.5-6.5，温度45-55℃，搅拌桨转速50-100 rpm；第二阶段5-15 h，接种量10%-20%（以体积比计），控制pH 6.5，温度30-34℃，搅拌桨转速100-200 rpm，溶氧量70%-100%；第三阶段16-36 h，控制温度24-28℃，搅拌桨转速400-600 rpm，通气量1.0-2.0 vvm。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：酵解产物粘度2-20mPa•s，基本组成（以质量体积比计）为可溶性固形物8.0%-14.0%，蛋白质0.5%-1.2%，可溶性多糖1.2%-2.5%，小分子低聚糖0.8%-1.8%，黄酮类化合物0.04%-0.1%。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：浒苔功能性饲料添加剂在饲料中的添加量为0.2%-8%。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：浒苔功能性饲料添加剂的应用范围为海参、鲍鱼、对虾及鱼类等水产动物养殖业中。