CN107099466A - 一种复合固体发酵物的制备方法及其用途 - Google Patents

一种复合固体发酵物的制备方法及其用途 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合固体发酵物的制备方法及其用途，在结合传统的酵母发酵生产饲料工艺的基础上，通过添加干酪乳杆菌进行复合菌发酵，不仅有利于酵母菌的生长，干酪乳杆菌的活菌量也大幅提高，可达到50‑80亿/g，比优化之前提高3‑4倍，同时，可改善发酵饲料风味，提高饲料营养价值，在猪类等单胃动物养殖业应用前景较广阔。

Description

一种复合固体发酵物的制备方法及其用途
技术领域
本发明涉及属发酵饲料技术领域，尤其涉及一种复合固体发酵物的制备方法及其用途。
背景技术
啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae），啤酒酵母的营养丰富，含有较高的蛋白质、 葡聚糖、 甘露聚糖、 谷胱甘肽及核酸等成分,其以存活状态在动物消化道运行并发挥作用的，通过液固体发酵，酵母菌含量大幅提升，代谢产物大量积累，实现饲料营养的最大利用率，同时，预防动物疾病，保障动物健康。
干酪乳杆菌（Lactobacillus casei），作为最早录入饲料添加剂品种目录的益生菌之一，进入动物体后可以在肠道内大量存活，起到调节肠内菌群平衡、促进动物体消化吸收等作用，同时，其对宿主营养、免疫、防病等具有显著的益生功效，越来越成为人们研究、开发、生产的焦点。
然而，却鲜少有人将两者联合固体发酵，共同作用，本发明以提高猪类健康水平、降低饲料成本的原则，发明一种复合发酵方法，以期为畜牧业提供新方向。
发明内容
发明的目的：为了提供一种效果更好的复合固体发酵的制备方法及其用途，具体目的见具体实施部分的多个实质技术效果。
本发明的第一个目的是提供一种液固相联合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复合菌株，提高产品的综合应用功能。同时，产品适口性好，不仅能提供丰富的营养物质，并且起到预防保健的作用。
技术方案：
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、厌氧发酵培养，制取液体发酵培养液；
2）按比例将培养菌液与固体发酵培养基混匀，备用；
3）按比例将上述制好的混合固体培养基进行混匀，温度控制20~45℃，有氧发酵24~36h，厌氧发酵72h，得到固体发酵产物；
4）将得到的培养物进行超低温环保连续干燥，粉碎，包装。
作为本发明的一个实施例，种子罐培养液以5~10%的接种量接种到7T发酵罐，接种后，发酵罐转子缓慢转动2小时，让菌种在恒温环境中进行充分孵育，发酵菌液pH控制在6.0~7.2，发酵20~24h时，培养液活菌数达到10~80亿/mL.
作为本发明的又一个实施例，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70~80%，用翻料机2~4小时翻料一次，确保好氧发酵中温度与氧气的供给。
作为本发明的又一个实施例，固体好氧发酵中活菌数可达50~80亿CFU/g。
作为本发明的又一个实施例，固体厌氧发酵72h，活菌进行充分的代谢产物积累，固料培养基进行了充分的生物分解，更有利于动物肠道吸收。
作为本发明的又一个实施例，啤酒酵母摇瓶种子液体培养基组成：
葡萄糖: 5~15 g/L，蛋白胨：10~15 g/L，酵母膏：10~20 g/L，KH2PO4：0.5~1.5 g/L，MgSO4: 0.2~0.8 g/L，CaCl2：0.1~0.5 g/L.，调节至pH 4.0~6.0，121℃高压30min。
作为本发明的又一个实施例，干酪乳杆菌摇瓶种子液体培养基组成：
葡萄糖：2~5g/L，蛋白胨：10~15 g/L，酵母膏：10~15 g/L，K2HPO4：0.5~1g/L，NaH2PO4:3~5g/L，调节至pH 6.5~7.5，121℃高压30min。
作为本发明的又一个实施例，所述固体发酵培养基组成：
麸皮：50~70%，大豆粕：10~15%，玉米：10~20%，米糠：40~60%。
从上面所述中看出，本发明提供的培养物的制备过程中，通过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，经过充分的厌氧发酵，菌积累大量代谢产物，成为一种功能与营养俱佳的发酵饲料。
本发明的主要优点是：
1.生产工艺周期缩短，降低生产成本，并提供了丰富的蛋白质，水解酶类，维生素等营养与免疫物质；
2.该产品独特的复合菌株发酵，结合啤酒酵母和干酪乳杆菌两种菌各自的独特优势，添加于猪类的饲料中，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
进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1：本发明的实施实例中，制备的培养物包括以下步骤：
（1）用基础YEPD 液体培养基对啤酒酵母生产菌株进行复壮：挑取一环斜面菌株，接种于种子液培养基中，150 mL 三角瓶培养基装液量为 50 mL，25~35℃、180~200 r/min 摇瓶培养 16~18 h，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，1000 mL 三角瓶装液量 400 mL，25~35℃、180 ~200 r/min 摇瓶培养 16~18h；其中，基础YEPD 液体培养基成分为: 葡萄糖：20 g/L，蛋白胨：20g/L，酵母膏：10 g/L；摇瓶种子培养基成分为：葡萄糖：30~45 g/L，蛋白胨：8~13 g/L，(NH4)2SO4：8~13 g/L，酵母膏：18~24 g/L，KH2PO4：0.5~1.5 g/L，MgSO4: 0.2~0.8 g/L，CaCl2：0.1~0.5 g/L，初始pH 5.0；上述两种培养基均在 115℃条件下高温灭菌 30min。
接着，将此种子培养液以 1~3％的接种量接入500 L的种子发酵罐进行扩繁，控制温度为25~35℃，有氧发酵 16~20 h，其中，刚接入时应缓慢转动转子，调节转速为40 r/min，2 h后，转速调至60 r/min，制得酵母发酵种子液，其中，种子罐液体培养基为：葡萄糖：30~45 g/L，蛋白胨：8~13 g/L，酵母膏：18~24 g/L，KH2PO4：0.5~1.5 g/L，MgSO4: 0.2~0.8g/L，初始pH 5.5, 115℃高压30min。
与此同时，干酪乳杆菌也进行复壮，活化，逐级培养，其中，一级种子培养基配方为：牛肉膏 10 g/L，蛋白胨 10 g/L，酵母膏 5 g/L，葡萄糖 20 g/L，柠檬酸钠 5 g/L，无水乙酸钠 5 g/L，K2HPO42 g/L，MgSO4· 7H2O 0.2 g/L，MnSO4·5H2O 0.05g/L，吐温 80 1 mL/L ；
接着，将此种子培养液以 0.1~1％的接种量接入500 L的种子发酵罐进行扩繁，控制温度为35~45℃，有氧发酵 18~24 h，其中，刚接入时应缓慢转动转子，调节转速为40 r/min，2h后，转速调至110 r/min，制得乳杆菌发酵种子液，其中，种子罐液体培养基为：干酪乳杆菌培养基组成为：葡萄糖：2~5g/L，蛋白胨：10~15 g/L， K2HPO4：0.5~1g/L，Na2HPO4:3~5g/L，柠檬酸钠 3~10 g/L，MnSO4·5H2O 0.01~0.1g/L，调节至pH 7.0~7.2。
下面，将两种种子培养液分别以酵母菌20~40％的接种量，干酪乳杆菌10~30%的接种量同时接入7T的发酵罐，控制温度为25~40℃，有氧发酵 20~24 h，其中7T发酵罐发酵培养基组成为：葡萄糖：20~30 g/L，蛋白胨：10~15 g/L，酵母膏：15~20 g/L，KH2PO4：0.5~1.5g/L，MgSO4: 0.2~0.8 g/L，pH自然；
（2）将部分需要粉碎固体培养基原料提前粉碎，用孔径1.2mm筛子过滤，其中，固体培养基为麸皮：50~70%，大豆粕：10~15%，玉米：10~20%，米糠：40~60%；
（3）把步骤1）得到的培养液（含菌量为100~120亿CFU/mL）与步骤2）的固体培养基用混料机混匀，其水分控制在70~80%，在 25~45℃有氧发酵 24~36 小时，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 6.5~7.5，接着，进行全厌氧发酵72h；
（4）将上述固体发酵产物进行低温环保烘干，粉碎，包装后即为培养物，该产品具有酵母的醇香味与干酪乳杆菌特殊的酸香味，适宜动物的嗅觉敏感度，增加饲料利用率。
实施例2 是在实施例 1 基础上的进一步实施例，所述以啤酒酵母和干酪乳杆菌液体菌株添加比例为5:1。
实施例3 是在实施例 1 基础上的进一步实施例，所述啤酒酵母和干酪乳杆菌液体菌株添加比例为10:1。
实施例4 是在实施例 1 基础上的进一步实施例，所述以麸皮，大豆粕，米糠为固体基料发酵的配方比例调至：麸皮：20~30%，大豆粕：5~20%，玉米：20~30%米糠：30~50%。
实施例1~4得到的培养物检测指标对比如下表：
粗蛋白 粗灰分 水 分
实施例 1 17.23% 4.89% 9.35%
实施例 2 17.92% 5.12% 9.67%
实施例 3 18.14% 5.15% 9.21%
实施例 4 17.35% 4.95% 9.48%
总的来说：在猪等单胃动物中添加这种发酵饲料后，通过调节动物肠道平衡，动物整体生产性能变好，如有效控制仔猪腹泻，仔猪死亡率降低5%；对于母猪而言，有效解决便秘，改善奶品质，帮助其缓解产后各种应激反应；而在育肥猪中添加后，育肥猪日增重明显增加，平均增加120g左右，提髙日粮中粗纤维表观消化率8%。
本发明公开了一种复合固体发酵物的制备方法及其用途，在结合传统的酵母发酵生产饲料工艺的基础上，通过添加干酪乳杆菌进行复合菌发酵，不仅有利于酵母菌的生长，干酪乳杆菌的活菌量也大幅提高，可达到50-80亿/g，比优化之前提高3-4倍，同时，可改善发酵饲料风味，提高饲料营养价值，在猪类等单胃动物养殖业应用前景较广阔。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种复合固体发酵的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
1）先将两株菌分别复壮活化，培养，然后接种于摇瓶培养基中，再通过种子罐到发酵罐进行逐级放大培养，分别得到两种菌各自液体发酵培养液；两株菌分别为啤酒酵母菌和干酪乳杆菌；
2）将两株菌各自培养好的液体发酵液与特定固体培养基按混合均匀；
3）将上述两种菌的液体发酵液与特定固体培养基按比例混合均匀，在温度为25~45℃的条件下好氧发酵24~30h，厌氧发酵72h，即为固体发酵产物。
2.如权利要求 1 所述的一种复合固体发酵的制备方法，其特征在于，经步骤 1) 的有氧发酵后，啤酒酵母活菌数达到 10-15 亿 CFU/mL，干酪乳杆菌活菌数达到20-80亿 CFU/mL。
3.如权利要求1 所述的一种复合固体发酵的制备方法，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 50~80％，所述发酵菌液与接种的固体培养基混合后的水分控制在70~80％，啤酒酵母接种量为30~50%，干酪乳杆菌接种量为0.1~2%。
4.如权利要求1 所述的一种复合固体发酵的制备方法，其特征在于，在所述步骤1)中，将所述干酪乳杆菌斜面种子接种至培养基：牛肉膏 10 g/L，蛋白胨 10 g/L，酵母浸粉5 g/L，葡萄糖 20 g/L，柠檬酸钠 5 g/L，无水乙酸钠 5 g/L，K2HPO4 2 g/L，MgSO4·7H2O0.2 g/L，MnSO4·5H2O 0.05g/L，吐温 80 1 mL/L中扩繁，在35~45℃条件下有氧发酵 20~24小时，制得基础菌液体发酵菌液；将啤酒酵母接种至葡萄糖：20 g/L，蛋白胨：20 g/L，酵母膏10 g/L培养基中，制得基础发酵菌液。
5.如权利要求 1 所述的一种复合固体发酵的制备方法，其特征在于，所述酵母菌液体基础培养基的组成为：葡萄糖：20 g/L，蛋白胨：20 g/L，酵母膏10 g/L；一级摇瓶种子啤酒酵母培养基组成为：葡萄糖：30~45 g/L，蛋白胨：8~13 g/L，(NH4)2SO4：8~13 g/L，酵母膏：18~24 g/L，KH2PO4：0.5~1.5 g/L，MgSO4: 0.2~0.8 g/L；初始pH 5.5~6.0, 115℃高压20 min，接种后控制该培养液转速在 160~180 r/min；干酪乳杆菌培养基组成为：牛肉膏 8~20 g/L，蛋白胨 8~20 g/L，葡萄糖 10~20 g/L，柠檬酸钠 3~10 g/L， K2HPO42 g/L，MgSO4·7H2O0.1~0.5 g/L，MnSO4·5H2O 0.01~0.1g/L，调节至pH 7.0~7.2, 121℃高压30min，接种后控制该培养液转速在 180~200r/min。
6.如权利要求 1 所述的一种复合固体发酵的制备方法，其特征在于，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，培养基溶氧更好，啤酒酵母培养基成分配比为：葡萄糖: 5~15 g/L，蛋白胨：10~15 g/L，KH2PO4：0.5~1g/L，MgSO4·7H2O 0.1~0.5 g/L ；干酪乳杆菌培养基组成为：葡萄糖：2~5g/L，蛋白胨：10~15 g/L， K2HPO4：0.5~1g/L，Na2HPO4:3~ 5g/L，柠檬酸钠 3~10g/L，MnSO4·5H2O 0.01~0.1g/L，调节至pH 7.0~7.2。
7.如权利要求 1 所述的一种复合固体发酵的制备方法，其特征在于，在所述步骤 2)中，将所用原料提前粉碎，用孔径1.2mm筛子过滤，选用筛下物。
8.如权利要求 1 所述的制备方法，其特征在于，所述固体培养基由以下物质按照重量份数组成：麸皮：50~70份，大豆粕：10~15份，玉米:10~20份，米糠：40~60份。
9.一种液固相复合发酵物，其特征在于，所述培养物如权利要求 1~8 中任意一项所述的培养物的制备方法制备得到。
10.如权利要求 1~8 中任意一项所述的培养物的制备方法制备得到的发酵物在制备饲料或者是在饲养动物的过程中的用途。
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