CN107251989B - 一种包含桑黄菌的复合固态益生菌剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包含桑黄菌的复合固态益生菌剂的制备方法，所述方法采用桑黄菌种子液接种到固态发酵培养基内进行发酵，降解纤维素和半纤维素类物质生产单糖；然后再分若干次先后加入后发酵菌液，发酵结束后得到发酵产物，将发酵产物干燥后制得复合固态益生菌剂。本发明根据不同益生菌对营养物质需求差异，进行分段固态发酵，能够高效分解培养基；桑黄菌利用固态基质生长产生活性多糖，同时降解纤维素和半纤维素类物质生成单糖；固态益生菌剂具有特殊的酱香味，含有真菌多糖，有效活菌数高，有机氮含量高，具有调节动物肠道菌群、提高免疫力、提高固态基质利用率、降低牲畜粪便臭味、改善环境的功效。

Description

一种包含桑黄菌的复合固态益生菌剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合菌剂，具体涉及一种包含桑黄菌的复合固态益生菌剂的制备方法。
背景技术
复合固态益生菌剂是目前研究较多的一种动物饲料及添加剂产品，目前常规的菌剂发酵是采用单个或多个菌种进行一次性发酵制备的产品，其有益微生物的含量较少，并且对于培养基中营养物质的分解利用不充分，在实际饲养过程中并不能产生理想的效果。并且，现有的发酵中大都采用酵母菌和乳酸菌等菌种进行发酵，其发酵产物和效果大致相同，饲料中的营养物质也基本一致，不能带来新的喂养效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，设计一种包含桑黄菌的复合固态益生菌剂的制备方法，本发明根据不同益生菌对营养物质需求差异，进行分段固态发酵，能够高效分解培养基；桑黄菌利用固态基质生长产生活性多糖，同时降解纤维素和半纤维素类物质生成葡萄糖、木糖等单糖；采用芽孢杆菌好氧发酵，再用乳酸菌和酿酒酵母菌兼性厌氧发酵，三次发酵能够高效分解利用营养物质，利用此方法生产的固态益生菌剂具有特殊的酱香味，含有真菌多糖，有效活菌数高，有机氮含量高，具有调节动物肠道菌群、提高免疫力、提高固态基质利用率、降低牲畜粪便臭味、改善环境的功效。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是一种包含桑黄菌的复合固态益生菌剂的制备方法，所述方法采用桑黄菌种子液接种到固态发酵培养基内进行发酵，降解纤维素和半纤维素类物质生产单糖；然后再分若干次先后加入后发酵菌液，进行有先后顺序的若干次后发酵过程，发酵结束后得到发酵产物，将发酵产物干燥后制得复合固态益生菌剂。分别进行多次的单独发酵，能够高效利用和分解培养基中的物质，有利于动物高效吸收。
优选的，后发酵菌液包括芽孢杆菌、酿酒酵母菌和乳酸菌中的一种或多种。
优选的，固态发酵培养基中各组分的质量份数为：玉米粉17-23份，玉米皮31-39份，豆粕5-9份，大豆皮7-13份，麸皮16-24份，玉米蛋白粉1.5-4.5份，滑石粉1-4份，蒙脱石0.1-0.3份，糖蜜0.8-2.8份。固态培养基中的滑石粉和蒙脱石可作为惰性固态基质载体，促进桑黄菌的生长，促进桑黄菌的发酵效率。
优选的，固态发酵培养基中各组分的质量份数为：玉米粉20份，玉米皮35份，豆粕7.5份，大豆皮10份，麸皮20份，玉米蛋白粉3份，滑石粉2.5份，蒙脱石0.2份，糖蜜1.8份。本配比为发明人长时间大量实验验证的最佳配比，在本发明的发酵条件下，该培养基能够满足桑黄菌的高效发酵，并且能够高效分解和利用各种组分，确保最终的菌剂中的营养物质均被高效利用。
优选的，桑黄菌接种到固态发酵培养基内进行发酵的过程为：将固态发酵培养基灭菌后，以5％-20％体积的接种量接入桑黄菌种子液，调节培养基含水量为40％-85％，于25-35℃固态发酵3-8天；发酵完成后搅拌混合所得的固态发酵培养基，将菌丝体均匀分散于固态发酵培养基内。
优选的，桑黄菌种子液的制备方法为：将7mm的桑黄菌片接入桑黄菌培养基内，于25-35℃摇床培养12-48h制得桑黄菌种子液；7mm桑黄菌片是用实验室的打孔器打孔取样7mm直径的桑黄菌片。
桑黄菌培养基的组分为：麦芽浸粉15-25g/L，葡萄糖10-25g/L，MgSO4 0.1-0.8g/L，KH2PO4 0.2-2g/L，MnSO4 0.001-0.003g/L，CuSO4 0.001-0.03g/L，NaCl 0.2-2g/L。
优选的，后发酵菌液中，芽孢杆菌种子液的制备过程为，从试管斜面挑取挑取芽孢杆菌2环，接入LB培养基，于25-32℃摇床培养12-48h制得芽孢杆菌种子液；
酿酒酵母菌种子液的制备过程为：从试管斜面挑取挑取酿酒酵母菌2环，接入标准YPDA培养基，于25-32℃静置培养12-60h制得酿酒酵母菌种子液；
乳酸菌种子液的制备过程为：从试管斜面挑取挑取乳酸菌2环，接入MRS培养基，于30-42℃静置培养12-48h制得乳酸菌种子液。
优选的，后发酵过程的操作为：以5％-20％体积的接种量加入芽孢杆菌种子液，调节培养基的含水量为50-80％，于25-32℃静置发酵12-48h；然后再分别以5％-20％体积的接种量同时加入酿酒酵母种子液和乳酸菌种子液，调节培养基的含水量为50-80％，于25-32℃静置发酵12-72h。
优选的，发酵产物干燥的操作是将发酵产物于40-80℃烘干，至发酵产物中的含水量为10-12.5％时，制得最终复合固态益生菌剂。
本发明同时公开了一种上述方法制得的包含桑黄菌的复合固态益生菌剂作为动物饲料或动物饲料添加剂的应用。
本发明的优点和有益效果在于：
本发明根据不同益生菌对营养物质需求差异，进行分段固态发酵，能够高效分解培养基；桑黄菌利用固态基质生长产生活性多糖，同时降解纤维素和半纤维素类物质生成葡萄糖、木糖等单糖。
采用芽孢杆菌好氧发酵，再用乳酸菌和酿酒酵母菌兼性厌氧发酵，三次发酵能够高效分解利用营养物质。
利用此方法生产的固态益生菌剂具有特殊的酱香味，含有真菌多糖，有效活菌数高，有机氮含量高，具有调节动物肠道菌群、提高免疫力、提高固态基质利用率、降低牲畜粪便臭味、改善环境的功效。
并且本发明降低了复合益生菌剂生产成本，设备简单，易于操作，无污染，加入桑黄真菌降解固态基质纤维素提高饲料适口性，产生的活性多糖具有调节免疫力的功效，后续发酵过程中生成的乙酸乙酯，乳酸乙酯等赋予菌剂独特的酱香味。改善口感，同时可以防止饲料腐变，改善饲养环境。
相比于传统酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌固态发酵培养基，本发明中由于桑黄菌具有分解纤维素的作用，可以将饲料配方中的纤维素类物质分解成葡萄糖等，可以提供碳源，可以不需额外添加单糖。
本发明中的桑黄菌能够分解培养基中的纤维素和半纤维素，半纤维素降解率为18％-50％，纤维素分解率为10-28％，能够提供足够的碳源和单糖。
本发明中桑黄菌发酵后产生胞内活性多糖，活性多糖溶液浓度在0.1-2mg/L，羟自由基去除率为5％-59％，能够为饲料中增加糖分含量。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
本实施例为一种包含桑黄菌的复合固态益生菌剂的制备方法，所述方法采用桑黄菌种子液接种到固态发酵培养基内进行发酵，降解纤维素和半纤维素类物质生产单糖；然后再分2次先后加入后发酵菌液，进行有先后顺序的2次后发酵过程，发酵结束后得到发酵产物，将发酵产物干燥后制得复合固态益生菌剂。后发酵菌液为芽孢杆菌、酿酒酵母菌和乳酸菌。
固态发酵培养基中各组分的质量份数为：玉米粉20份，玉米皮35份，豆粕7.5份，大豆皮10份，麸皮20份，玉米蛋白粉3份，滑石粉2.5份，蒙脱石0.2份，糖蜜1.8份。
桑黄菌接种到固态发酵培养基内进行发酵的过程为：将固态发酵培养基灭菌后，以12.5％体积的接种量接入桑黄菌种子液，调节培养基含水量为65％，于30℃固态发酵5.5天；发酵完成后搅拌混合所得的固态发酵培养基，将菌丝体均匀分散于固态发酵培养基内。
桑黄菌种子液的制备方法为：将7mm的桑黄菌片接入桑黄菌培养基内，于30℃摇床培养36h制得桑黄菌种子液；桑黄菌培养基的组分为：麦芽浸粉20g/L，葡萄糖17.5g/L，MgSO4 0.5g/L，KH2PO4 1.1g/L，MnSO4 0.002g/L，CuSO4 0.002g/L，NaCl 1.1g/L。7mm桑黄菌片是用实验室的打孔器打孔取样7mm直径的桑黄菌片。
后发酵菌液中，芽孢杆菌种子液的制备过程为，从试管斜面挑取挑取芽孢杆菌2环，接入LB培养基，于28.5℃摇床培养24h制得芽孢杆菌种子液；
酿酒酵母菌种子液的制备过程为：从试管斜面挑取挑取酿酒酵母菌2环，接入标准YPDA培养基，于28.5℃静置培养36h制得酿酒酵母菌种子液；
乳酸菌种子液的制备过程为：从试管斜面挑取挑取乳酸菌2环，接入MRS培养基，于36℃静置培养24h制得乳酸菌种子液。
后发酵过程的操作为：以12.5％体积的接种量加入芽孢杆菌种子液，调节培养基的含水量为65％，于28.5℃静置发酵36h；然后再分别以12.5％体积的接种量同时加入酿酒酵母种子液和乳酸菌种子液，调节培养基的含水量为65％，于28.5℃静置发酵42h。
发酵产物干燥的操作是将发酵产物于60℃烘干，至发酵产物中的含水量为11.25％时，制得最终复合固态益生菌剂。
本实施例的有益效果在于：
本发明根据不同益生菌对营养物质需求差异，进行分段固态发酵，能够高效分解培养基；桑黄菌利用固态基质生长产生活性多糖，同时降解纤维素和半纤维素类物质生成葡萄糖、木糖等单糖。
采用芽孢杆菌好氧发酵，再用乳酸菌和酿酒酵母菌兼性厌氧发酵，三次发酵能够高效分解利用营养物质。
利用此方法生产的固态益生菌剂具有特殊的酱香味，含有真菌多糖，有效活菌数高，有机氮含量高，具有调节动物肠道菌群、提高免疫力、提高固态基质利用率、降低牲畜粪便臭味、改善环境的功效。
并且本发明降低了复合益生菌剂生产成本，设备简单，易于操作，无污染，加入桑黄真菌降解固态基质纤维素提高饲料适口性，产生的活性多糖具有调节免疫力的功效，后续发酵过程中生成的乙酸乙酯，乳酸乙酯等赋予菌剂独特的酱香味。改善口感，同时可以防止饲料腐变，改善饲养环境。
相比于传统酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌固态发酵培养基，本发明中由于桑黄菌具有分解纤维素的作用，可以将饲料配方中的纤维素类物质分解成葡萄糖等，可以提供碳源，可以不需额外添加单糖。
本发明中的桑黄菌能够分解培养基中的纤维素和半纤维素，半纤维素降解率为18％-50％，纤维素分解率为10-28％，能够提供足够的碳源和单糖。
本发明中桑黄菌发酵后产生胞内活性多糖，活性多糖溶液浓度在0.1-2mg/L，羟自由基去除率为5％-59％，能够为饲料中增加糖分含量。
实施例2
在实施例1的基础上，本发明优选的实施例是一种包含桑黄菌的复合固态益生菌剂的制备方法：
固态发酵培养基中各组分的质量份数为：玉米粉17份，玉米皮39份，豆粕5份，大豆皮13份，麸皮16份，玉米蛋白粉4.5份，滑石粉1份，蒙脱石0.3份，糖蜜0.8份。
桑黄菌接种到固态发酵培养基内进行发酵的过程为：将固态发酵培养基灭菌后，以5％体积的接种量接入桑黄菌种子液，调节培养基含水量为85％，于25℃固态发酵8天；发酵完成后搅拌混合所得的固态发酵培养基，将菌丝体均匀分散于固态发酵培养基内。
桑黄菌种子液的制备方法为：将7mm的桑黄菌片接入桑黄菌培养基内，于25℃摇床培养48h制得桑黄菌种子液；桑黄菌培养基的组分为：麦芽浸粉15g/L，葡萄糖25g/L，MgSO40.1g/L，KH2PO4 2g/L，MnSO4 0.001g/L，CuSO4 0.03g/L，NaCl 0.2g/L。
后发酵菌液中，芽孢杆菌种子液的制备过程为，从试管斜面挑取挑取芽孢杆菌2环，接入LB培养基，于25℃摇床培养48h制得芽孢杆菌种子液；
酿酒酵母菌种子液的制备过程为：从试管斜面挑取挑取酿酒酵母菌2环，接入标准YPDA培养基，于25℃静置培养60h制得酿酒酵母菌种子液；
乳酸菌种子液的制备过程为：从试管斜面挑取挑取乳酸菌2环，接入MRS培养基，于30℃静置培养48h制得乳酸菌种子液。
后发酵过程的操作为：以5％体积的接种量加入芽孢杆菌种子液，调节培养基的含水量为80％，于25℃静置发酵48h；然后再分别以5％体积的接种量同时加入酿酒酵母种子液和乳酸菌种子液，调节培养基的含水量为80％，于25℃静置发酵72h。
发酵产物干燥的操作是将发酵产物于40℃烘干，至发酵产物中的含水量为12.5％时，制得最终复合固态益生菌剂。
其余内容与实施例1完全相同。
实施例3
在实施例2的基础上，本发明较佳的实施例还包括一种包含桑黄菌的复合固态益生菌剂的制备方法：
固态发酵培养基中各组分的质量份数为：玉米粉23份，玉米皮31份，豆粕9份，大豆皮7份，麸皮24份，玉米蛋白粉1.5份，滑石粉4份，蒙脱石0.1份，糖蜜2.8份。
桑黄菌接种到固态发酵培养基内进行发酵的过程为：将固态发酵培养基灭菌后，以20％体积的接种量接入桑黄菌种子液，调节培养基含水量为40％，于35℃固态发酵3天；发酵完成后搅拌混合所得的固态发酵培养基，将菌丝体均匀分散于固态发酵培养基内。
桑黄菌种子液的制备方法为：将7mm的桑黄菌片接入桑黄菌培养基内，于35℃摇床培养12h制得桑黄菌种子液；桑黄菌培养基的组分为：麦芽浸粉25g/L，葡萄糖10g/L，MgSO40.8g/L，KH2PO4 0.2g/L，MnSO4 0.003g/L，CuSO4 0.001g/L，NaCl 2g/L。
后发酵菌液中，芽孢杆菌种子液的制备过程为，从试管斜面挑取挑取芽孢杆菌2环，接入LB培养基，于32℃摇床培养12h制得芽孢杆菌种子液；
酿酒酵母菌种子液的制备过程为：从试管斜面挑取挑取酿酒酵母菌2环，接入标准YPDA培养基，于32℃静置培养12h制得酿酒酵母菌种子液；
乳酸菌种子液的制备过程为：从试管斜面挑取挑取乳酸菌2环，接入MRS培养基，于42℃静置培养12h制得乳酸菌种子液。
后发酵过程的操作为：以20％体积的接种量加入芽孢杆菌种子液，调节培养基的含水量为50％，于32℃静置发酵12h；然后再分别以20％体积的接种量同时加入酿酒酵母种子液和乳酸菌种子液，调节培养基的含水量为50％，于32℃静置发酵12h。
发酵产物干燥的操作是将发酵产物于80℃烘干，至发酵产物中的含水量为10％时，制得最终复合固态益生菌剂。
其余内容与实施例1完全相同。
实施例4
在实施例1的基础上，本发明较佳的实施例为一种包含桑黄菌的复合固态益生菌剂的制备方法：
固态发酵培养基中各组分的质量份数为：玉米粉18.5份，玉米皮33份，豆粕6份，大豆皮8.5份，麸皮18.5份，玉米蛋白粉2.5份，滑石粉2.5份，蒙脱石0.15份，糖蜜1.2份。
桑黄菌接种到固态发酵培养基内进行发酵的过程为：将固态发酵培养基灭菌后，以8％体积的接种量接入桑黄菌种子液，调节培养基含水量为35％，于28℃固态发酵4.5天；发酵完成后搅拌混合所得的固态发酵培养基，将菌丝体均匀分散于固态发酵培养基内。
桑黄菌种子液的制备方法为：将7mm的桑黄菌片接入桑黄菌培养基内，于29℃摇床培养20h制得桑黄菌种子液；桑黄菌培养基的组分为：麦芽浸粉7.5g/L，葡萄糖13.5g/L，MgSO4 0.25g/L，KH2PO40.95g/L，MnSO4 0.0015g/L，CuSO4 0.0015g/L，NaCl 0.85g/L。
后发酵菌液中，芽孢杆菌种子液的制备过程为，从试管斜面挑取挑取芽孢杆菌2环，接入LB培养基，于29℃摇床培养21h制得芽孢杆菌种子液；
酿酒酵母菌种子液的制备过程为：从试管斜面挑取挑取酿酒酵母菌2环，接入标准YPDA培养基，于28℃静置培养32h制得酿酒酵母菌种子液；
乳酸菌种子液的制备过程为：从试管斜面挑取挑取乳酸菌2环，接入MRS培养基，于35℃静置培养24h制得乳酸菌种子液。
后发酵过程的操作为：以8.5％体积的接种量加入芽孢杆菌种子液，调节培养基的含水量为61％，于26℃静置发酵22h；然后再分别以12％体积的接种量同时加入酿酒酵母种子液和乳酸菌种子液，调节培养基的含水量为57％，于27℃静置发酵38h。
发酵产物干燥的操作是将发酵产物于52℃烘干，至发酵产物中的含水量为10.5％时，制得最终复合固态益生菌剂。
其余内容与实施例1完全相同。
实施例5
在实施例1的基础上，本发明较佳的实施例还包括一种包含桑黄菌的复合固态益生菌剂的制备方法：
固态发酵培养基中各组分的质量份数为：玉米粉21份，玉米皮37.5份，豆粕7.5份，大豆皮10.5份，麸皮21.5份，玉米蛋白粉3.7份，滑石粉3.2份，蒙脱石0.25份，糖蜜2.2份。
桑黄菌接种到固态发酵培养基内进行发酵的过程为：将固态发酵培养基灭菌后，以17％体积的接种量接入桑黄菌种子液，调节培养基含水量为77％，于32℃固态发酵6.5天；发酵完成后搅拌混合所得的固态发酵培养基，将菌丝体均匀分散于固态发酵培养基内。
桑黄菌种子液的制备方法为：将7mm的桑黄菌片接入桑黄菌培养基内，于33℃摇床培养38h制得桑黄菌种子液；桑黄菌培养基的组分为：麦芽浸粉22g/L，葡萄糖21g/L，MgSO40.65g/L，KH2PO4 1.7g/L，MnSO4 0.0025g/L，CuSO4 0.0025g/L，NaCl 1.65g/L。
后发酵菌液中，芽孢杆菌种子液的制备过程为，从试管斜面挑取挑取芽孢杆菌2环，接入LB培养基，于30℃摇床培养38h制得芽孢杆菌种子液；
酿酒酵母菌种子液的制备过程为：从试管斜面挑取挑取酿酒酵母菌2环，接入标准YPDA培养基，于31℃静置培养52h制得酿酒酵母菌种子液；
乳酸菌种子液的制备过程为：从试管斜面挑取挑取乳酸菌2环，接入MRS培养基，于39℃静置培养39h制得乳酸菌种子液。
后发酵过程的操作为：以17.5％体积的接种量加入芽孢杆菌种子液，调节培养基的含水量为76％，于30℃静置发酵38h；然后再分别以17.5％体积的接种量同时加入酿酒酵母种子液和乳酸菌种子液，调节培养基的含水量为72％，于30℃静置发酵64h。
发酵产物干燥的操作是将发酵产物于71℃烘干，至发酵产物中的含水量为12％时，制得最终复合固态益生菌剂。
其余内容与实施例1完全相同。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种包含桑黄菌的复合固态益生菌剂的制备方法，其特征在于，所述方法采用桑黄菌种子液接种到固态发酵培养基内进行发酵，降解纤维素和半纤维素类物质生产单糖；然后再分若干次先后加入后发酵菌液，进行有先后顺序的若干次后发酵过程，发酵结束后得到发酵产物，将发酵产物干燥后制得复合固态益生菌剂；
后发酵菌液包括芽孢杆菌、酿酒酵母菌和乳酸菌中的一种或多种；
固态发酵培养基中各组分的质量份数为：玉米粉20份，玉米皮35份，豆粕7.5份，大豆皮10份，麸皮20份，玉米蛋白粉3份，滑石粉2.5份，蒙脱石0.2份，糖蜜1.8份；
桑黄菌接种到固态发酵培养基内进行发酵的过程为：将固态发酵培养基灭菌后，以5％-20％体积的接种量接入桑黄菌种子液，调节培养基含水量为40％-85％，于25-35℃固态发酵3-8天；发酵完成后搅拌混合所得的固态发酵培养基，将菌丝体均匀分散于固态发酵培养基内；
后发酵过程的操作为：以5％-20％体积的接种量加入芽孢杆菌种子液，调节培养基的含水量为50-80％，于25-32℃静置发酵12-48h；然后再分别以5％-20％体积的接种量同时加入酿酒酵母种子液和乳酸菌种子液，调节培养基的含水量为50-80％，于25-32℃静置发酵12-72h。
2.如权利要求1所述的包含桑黄菌的复合固态益生菌剂的制备方法，其特征在于，桑黄菌种子液的制备方法为：将7mm的桑黄菌片接入桑黄菌培养基内，于25-35℃摇床培养12-48h制得桑黄菌种子液；
桑黄菌培养基的组分为：麦芽浸粉15-25g/L，葡萄糖10-25g/L，MgSO4 0.1-0.8g/L，KH2PO4 0.2-2g/L，MnSO4 0.001-0.003g/L，CuSO40.001-0.03g/L，NaCl 0.2-2g/L。
3.如权利要求1所述的包含桑黄菌的复合固态益生菌剂的制备方法，其特征在于，后发酵菌液中，芽孢杆菌种子液的制备过程为，从试管斜面挑取芽孢杆菌2环，接入LB培养基，于25-32℃摇床培养12-48h制得芽孢杆菌种子液；
酿酒酵母菌种子液的制备过程为：从试管斜面挑取酿酒酵母菌2环，接入标准YPDA培养基，于25-32℃静置培养12-60h制得酿酒酵母菌种子液；
乳酸菌种子液的制备过程为：从试管斜面挑取乳酸菌2环，接入MRS培养基，于30-42℃静置培养12-48h制得乳酸菌种子液。
4.如权利要求1-3任一所述的包含桑黄菌的复合固态益生菌剂的制备方法，其特征在于，发酵产物干燥的操作是将发酵产物于40-80℃烘干，至发酵产物中的含水量为10-12.5％时，制得最终复合固态益生菌剂。
5.一种如权利要求1-4任一所述的制备方法制得的包含桑黄菌的复合固态益生菌剂在制备作为动物饲料或动物饲料添加剂的应用。
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