CN108450705A - 一种复合微生物发酵剂、使用该发酵剂制备的生物发酵饲料及其制备方法 - Google Patents

一种复合微生物发酵剂、使用该发酵剂制备的生物发酵饲料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种复合微生物发酵剂、使用该发酵剂制备的生物发酵饲料及其制备方法，所述复合微生物发酵剂包括红酵母和红曲霉，所述红酵母和红曲霉的重量比为(2‑4):3，本发明通过研究蛋鸡的自身特点和生长需求，科学筛选活性菌种，优化菌种配比，得到一种复合微生物发酵剂，将其适量添加到饲料原料中，调整发酵工艺流程，最终制备得到质量安全稳定且营养均衡的生物发酵饲料，红酵母和红曲霉在特定比例下发挥相互促进的作用，制备得到的饲料饲喂蛋鸡后能有效提高蛋黄颜色并降低蛋黄胆固醇，提高鸡蛋的营养价值，具有广阔的应用前景和市场价值。

Description

一种复合微生物发酵剂、使用该发酵剂制备的生物发酵饲料 及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物发酵技术领域，尤其涉及一种复合微生物发酵剂、使用该发酵剂制备的生物发酵饲料及其制备方法。
背景技术
鸡蛋，是自然界中营养价值最高的食物之一，其营养素的全面、均衡程度是其他食物无法比拟的。随着人们生活水平的不断提高，膳食结构不断变化。禽蛋禽肉制品已成为我国居民的日常食品，其胆固醇的高含量和高摄入已成为消费者和研究者关心的问题。蛋黄中含有较高的胆固醇，对于患动脉硬化、冠心病、高血压者鸡蛋不宜多吃。为降低蛋黄总胆固醇含量，现有技术通常是在鸡饲料中添加微量元素，抑制鸡体内胆固醇的产生和在鸡蛋中的沉积。胆固醇的过量摄入与高脂血症、肥胖和冠心病发生率密切相关。血浆中的总胆固醇和低密度脂蛋白(LDL)浓度过高，将导致冠状动脉病变。美国心脏协会建议每天摄入的胆固醇不应超过300mg。类胡萝卜素是一种橘黄色脂溶性化合物，已被FAO和WHO等国际组织认定为A类营养色素，已在50多个国家和地区获准作为营养、着色双重功用的食品添加剂应用。类胡萝卜素也是一种抗氧化剂，进而防止老化和衰老引起的多种退化性疾病。由于机体内不能合成类胡萝卜素，必须由食物、饲料或添加剂提供。
CN107699502A公开了一种胶红酵母突变菌株及其应用，所述胶红酵母突变菌株为胶红酵母ZTHY2(Rhodotorula muciladinosa ZTHY2)，保藏号为CCTCC NO：M 2015296。该突变菌株是通过复合诱变的方法获得，类胡萝卜素产量72h内可达到39mg/L，是出发菌株的3.6倍，发酵96h可达到52mg/L，且在制备动物生长促进剂或动物饲料添加剂，尤其是在提高三黄鸡和断奶仔猪的生产性能、改善鸡蛋的品质、降低蛋黄中胆固醇的含量方面有较高的应用价值。CN101791041A提供了一种以红曲霉菌发酵产物制备的功能性家禽饲料添加剂，在一定的添加浓度下，能充分发挥红曲色素和他汀类物质的协同作用，达到大幅度降低禽蛋中胆固醇的目的。该方法以特定的红曲霉菌发酵产物作为家禽的饲料添加剂，所生产的禽蛋和禽肉中胆固醇含量和甘油三酯含量大幅度下降，且未检出他汀类物质和桔霉素，同时提高家禽的抗病能力，增加产蛋率，加深蛋黄颜色，提高蛋壳硬度。在禽蛋和禽肉中，未检出桔霉素和他汀类物质。CN105230563A公开了一种低胆固醇鸡蛋的生产方法，蛋鸡饲喂饲料中包含0.01-0.03wt％的本地土著益生菌和3-6wt％中药粉组合物，该发明在鸡饲料中加入本地土著益生菌及本地中药成分，既能抑制鸡体内胆固醇的产生和沉积，又提高了蛋鸡免疫能力，鸡蛋经检验低于400毫克/100克蛋黄。但上述现有技术饲料成分复杂，有的发明中添加中药，制备工艺繁琐，生产的发酵饲料营养不均衡，效果有限。
目前越来越多的人认识到健康的重要性，并着力减少高胆固醇食品的消费。因此，研发一种降低禽肉禽蛋中胆固醇含量并提高蛋黄中类胡萝卜素含量的发酵剂并生产饲料，提高禽肉禽蛋制品的质量，具有重要的经济和社会意义。
发明内容
针对现有技术的不足及实际的需求，本发明提供一种复合微生物发酵剂、使用该发酵剂制备的生物发酵饲料及其制备方法，所述复合微生物发酵剂中的红酵母和红曲霉在特定比例下发挥相互促进的作用，制备得到的饲料饲喂蛋鸡后能有效提高蛋黄颜色并降低蛋黄胆固醇，提高鸡蛋的营养价值，具有广阔的应用前景和市场价值。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种复合微生物发酵剂，所述发酵剂包括红酵母和红曲霉。
本发明中，发明人在长期生产实践过程中，充分研究蛋鸡产蛋的营养需求和代谢机理，对多种发酵菌种进行科学筛选，优化菌种配比，意外地发现，红曲霉和红酵母按照特定比例相互搭配后，互相促进，协同增效，得到第一方面所述的复合微生物发酵剂，该发酵剂发酵得到的饲料营养均衡，能显著提高蛋黄的颜色并降低胆固醇含量。
优选地，所述红酵母，命名为红酵母(Rhodotorula sp)BFC1703，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，邮编100101，保藏编号为CGMCC No.15125，保藏日期为2017年12月26日；
所述红曲霉，命名为红曲霉(Monascus sp)BFC170401，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，邮编100101，保藏编号为CGMCC No.15088，保藏日期为2017年12月26日。
本发明中，红酵母属和红曲霉属的菌株均能制备成发酵剂并提高提高蛋黄的颜色并降低胆固醇含量，但经过实验验证，保藏编号为CGMCC No.15125的红酵母和保藏编号为CGMCC No.15088的红曲霉的协同搭配作用更显著。
优选地，所述红酵母和红曲霉的重量比为(1-6):3，例如可以是1:3、2:3、1:1、4:3、5:3或2:1，优选为(2-4):3。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述发酵剂用于制备饲料和/或饲料辅料的用途。
第三方面，本发明提供一种生物发酵饲料，所述饲料采用如第一方面所述的发酵剂发酵得到。
优选地，所述饲料按重量份数包括如下组分：8-12份的发酵剂，1-3份的糖蜜，32-38份的水和80-120份的固体原料。
优选地，所述发酵剂的重量份数为8-12份，例如可以是8份、9份、10份、11份或12份。
优选地，所述糖蜜的重量份数为1-3份，例如可以是1份、2份或3份。
优选地，所述水的重量份数为32-38份，例如可以是32份、33份、34份、35份、36份、37份或38份。
优选地，所述固体原料的重量份数为80-120份，例如可以是80份、85份、90份、95份、100份、105份、110份、115份或120份。
优选地，所述固体原料按重量份数包括如下组分：
玉米28-32份，豆粕12-17份，棉粕12-17份，玉米胚芽粕8-12份，麸皮13-17份和米糠粕13-17份。
优选地，所述玉米的重量份数为28-32份，例如可以是28份、29份、30份、31份或32份。
优选地，所述豆粕的重量份数为12-17份，例如可以是12份、13份、14份、15份、16份或17份。
优选地，所述棉粕的重量份数为12-17份，例如可以是12份、13份、14份、15份、16份或17份。
优选地，所述玉米胚芽粕的重量份数为8-12份，例如可以是8份、9份、10份、11份或12份。
优选地，所述麸皮的重量份数为13-17份，例如可以是13份、14份、15份、16份或17份。
优选地，所述米糠粕的重量份数为13-17份，例如可以是13份、14份、15份、16份或17份。
第四方面，本发明提供一种制备如第三方面所述饲料的方法，包括如下步骤：
(1)按比例称取固体原料进行粉碎并混合均匀；
(2)将发酵剂、糖蜜、水和固体原料按比例混合并搅拌均匀，进行发酵，制备得到发酵饲料。
优选地，步骤(1)所述粉碎的粒径为1.5-2.5mm，例如可以是1.5mm、1.8mm、2mm、2.2mm或2.5mm。
优选地，步骤(1)所述比例为：
玉米28-32份，豆粕12-17份，棉粕12-17份，玉米胚芽粕8-12份，麸皮13-17份和米糠粕13-17份。
优选地，步骤(2)所述比例为：
8-12份的发酵剂，1-3份的糖蜜，32-38份的水和80-120份的固体原料。
优选地，步骤(2)所述发酵的温度为26-30℃，例如可以是26℃、27℃、28℃、29℃或30℃。
优选地，步骤(2)所述发酵为无氧发酵。
优选地，步骤(2)所述发酵的时间为6-8天，例如可以是6天、7天或8天。
作为优选技术方案，一种制备如第三方面所述饲料的方法，具体包括如下步骤：
(1)按玉米28-32份，豆粕12-17份，棉粕12-17份，玉米胚芽粕8-12份，麸皮13-17份和米糠粕13-17份的比例称取固体原料进行粉碎并混合均匀，其中粉碎的粒径为1.5-2.5mm；
(2)按8-12份的发酵剂，1-3份的糖蜜，32-38份的水和80-120份的固体原料的比例将其混合并搅拌均匀，进行无氧发酵，发酵的温度为26-30℃，时间为6-8天，制备得到发酵饲料。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明通过研究蛋鸡的自身特点和生长需求，科学筛选活性菌种，优化菌种配比，得到复合微生物发酵剂，红酵母和红曲霉在特定比例下发挥相互促进的作用，制备得到的饲料饲喂蛋鸡后能有效提高蛋黄颜色并降低蛋黄胆固醇，饲喂30天后胆固醇含量下降19.13％，罗氏比色扇分值增加6分，提高鸡蛋的营养价值，具有广阔的应用前景和市场价值；
(2)本发明提供的饲料制备方法简洁高效，易于推广，能够制备得到安全稳定的发酵饲料。
附图说明
图1是本发明结果分析中的蛋黄颜色比较图，左侧培养皿中为对照组蛋黄，右侧培养皿中为实施例2组蛋黄。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案，但本发明并非局限在实施例范围内。
实施例1发酵接种液的制备
将活化后的红酵母和红曲霉分别接种于YPD液体培养基中，28℃，200rpm培养2天后，分别转接YPD液体培养基，28℃，200rpm继续培养3天，作为发酵饲料接种液备用。
实施例2制备发酵饲料
(1)按照表1中的配方先将固体原料粉碎并混合均匀；
表1
原料/品种 用量(kg)
玉米(需2.0mm粉碎) 300.00
豆粕(需2.0mm粉碎) 150.00
棉粕(需2.0mm粉碎) 150.00
玉米胚芽粕(需2.0mm粉碎) 100.00
麸皮(需2.0mm粉碎) 150.00
米糠粕(需2.0mm粉碎) 150.00
再将红酵母种子液和红曲霉种子液按照1:1的重量比混合，得到发酵剂，将发酵剂、糖蜜、水和固体原料按10:2:35:100比例，混合搅拌均匀，转入呼吸袋中，热封口后置于28℃下厌氧发酵。随着发酵时间的延长，发酵料中类胡萝卜素和红曲色素逐渐积累，物料颜色逐渐由浅黄色变红、深红，至第7天后，颜色逐渐稳定，从呼吸阀处可闻到芳香发酵气味，发酵料制作完成。
实施例3
与实施例2相比，除了发酵剂中红酵母和红曲霉的重量比改为1:3，其他条件与实施例2相同。
实施例4
与实施例2相比，除了发酵剂中红酵母和红曲霉的重量比改为2:1，其他条件与实施例2相同。
实施例5
与实施例2相比，除了发酵剂中红酵母和红曲霉的重量比改为2:3，其他条件与实施例2相同。
实施例6
与实施例2相比，除了发酵剂中红酵母和红曲霉的重量比改为4:3，其他条件与实施例2相同。
实施例7
与实施例2相比，除了发酵剂中红酵母和红曲霉的重量比改为5:3，其他条件与实施例2相同。
实施例8
与实施例2相比，除了制备发酵饲料过程中，发酵剂的重量份数改为8份外，其他条件与实施例2相同。
实施例9
与实施例2相比，除了制备发酵饲料过程中，发酵剂的重量份数改为12份外，其他条件与实施例2相同。
实施例10
与实施例2相比，除了将发酵剂的红曲霉改为保藏编号为CGMCC No.2275的红曲霉(公开于CN101235353A)外，其他条件与实施例2相同。
实施例11
与实施例2相比，除了将发酵剂的红酵母改为保藏编号为CGMCC No.4445的红酵母(公开于CN102154134A)外，其他条件与实施例2相同。
实施例12
与实施例2相比，除了发酵剂中红酵母与红曲霉的重量比改为3:1外，其他条件与实施例2相同。
实施例13
与实施例2相比，除了发酵剂中红酵母与红曲霉的重量比改为1:4外，其他条件与实施例2相同。
实施例14
与实施例2相比，除了制备发酵饲料过程中，发酵剂的重量份数改为5份外，其他条件与实施例2相同。
实施例15
与实施例2相比，除了制备发酵饲料过程中，发酵剂的重量份数改为15份外，其他条件与实施例2相同。
对比例1
与实施例2相比，除了发酵剂中不含有红酵母外，其他条件与实施例2相同。
对比例2
与实施例2相比，除了发酵剂中不含有红曲霉外，其他条件与实施例2相同。
蛋鸡饲喂试验
选取28周龄体况良好、产蛋率接近的伊莎褐蛋鸡2400只，随机分为16组，每组3个重复，每个重复50只鸡。对照组为一组，不添加发酵饲料，试验组为12组，在对照组日粮基础上额外添加实施例2-15和对比例1-2制备得到的5％发酵饲料。试验鸡笼养，每笼3只，自由采食的饮水，常规饲养管理。试验饲喂30天，在第1、10和30天每个重复组随机收集鸡蛋20枚，用于分析。
鸡蛋蛋黄颜色测定
用罗氏比色扇对蛋黄颜色进行对比检测。
鸡蛋蛋黄中胆固醇含量的测定
每个重复组随机抽取5个蛋黄，混合在一起作为一个样品进行胆固醇含量的检测，方法参照GB5009.128—2016《食品中胆固醇的测定》。
结果与分析
蛋黄颜色结果
16组的蛋黄颜色增值结果见表2，分别计算饲喂10天后和30天后的蛋黄颜色比饲喂第一天的蛋黄颜色的增加值，实施例2与对照组的蛋黄10天后颜色增值结果见图1；
由图1可知，额外添加5％发酵料的实施例2组在饲喂10天后明显改善了鸡蛋的蛋黄颜色，罗氏比色扇分值比对照组高5个点。
表2
从表2中可看出，额外添加了在本发明提供的比例条件范围内的实施例2-11制备得到的5％发酵料的蛋鸡在饲喂10天后明显改善了鸡蛋的蛋黄颜色(p<0.05)，罗氏比色扇分值比对照组高4-5个点，而实施例12和实施例13的发酵剂菌种配比超范围，实施例14-15中发酵剂的添加量超范围，对比例1-2中缺少任一菌种后，得到的饲料饲喂蛋鸡后对蛋黄颜色的提高效果明显下降。
蛋黄中胆固醇含量
试验组和对照组的蛋黄胆固醇含量见表3；
表3
从表3中可看出，饲喂30天后，额外添加了在本发明提供的比例条件范围内的实施例2-11制备得到的5％发酵料的蛋鸡在饲喂30天后，蛋黄胆固醇含量与对照组相比明显下降(p<0.05)，实施例2的效果最好，下降幅度达19.13％；而实施例12-13的发酵剂菌种配比超范围，实施例14-15中发酵剂的添加量超范围，对比例1-2中缺少任一菌种后，得到的饲料饲喂蛋鸡后降低胆固醇的效果明显下降。
综上所述，本发明通过研究蛋鸡的自身特点和生长需求，科学筛选活性菌种，优化菌种配比，得到复合微生物发酵剂，将其适量添加到饲料原料中，调整发酵工艺流程，最终制备得到质量安全稳定且营养均衡的生物发酵饲料，红酵母和红曲霉在特定比例下发挥相互促进的作用，缺一不可，制备得到的饲料饲喂蛋鸡后能有效提高蛋黄颜色并降低蛋黄胆固醇，饲喂30天后胆固醇含量下降19.13％，罗氏比色扇分值增加6分，提高鸡蛋的营养价值，具有广阔的应用前景和市场价值。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种复合微生物发酵剂，其特征在于，所述发酵剂包括红酵母和红曲霉。
2.根据权利要求1所述的发酵剂，其特征在于，所述红酵母，命名为红酵母(Rhodotorula sp)BFC1703，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏编号为CGMCC No.15125，保藏日期为2017年12月26日；
所述红曲霉，命名为红曲霉(Monascus sp)BFC170401，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏编号为CGMCC No.15088，保藏日期为2017年12月26日。
3.根据权利要求1所述的发酵剂，其特征在于，所述红酵母和红曲霉的重量比为(1-6):3，优选为(2-4):3。
4.一种如权利要求1-3中任一项所述发酵剂用于制备饲料和/或饲料辅料的用途。
5.一种生物发酵饲料，其特征在于，所述饲料采用如权利要求1-3中任一项所述的发酵剂发酵得到。
6.根据权利要求5所述的饲料，其特征在于，所述饲料按重量份数包括如下组分：8-12份的发酵剂，1-3份的糖蜜，32-38份的水和80-120份的固体原料。
7.根据权利要求6所述的饲料，其特征在于，所述固体原料按重量份数包括如下组分：
玉米28-32份，豆粕12-17份，棉粕12-17份，玉米胚芽粕8-12份，麸皮13-17份和米糠粕13-17份。
8.一种制备如权利要求5-7中任一项所述饲料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按比例称取固体原料进行粉碎并混合均匀；
(2)将发酵剂、糖蜜、水和固体原料按比例混合并搅拌均匀，进行发酵，制备得到发酵饲料。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述粉碎的粒径为1.5-2.5mm；
优选地，步骤(1)所述固体原料的比例为：
玉米28-32份，豆粕12-17份，棉粕12-17份，玉米胚芽粕8-12份，麸皮13-17份和米糠粕13-17份；
优选地，步骤(2)所述比例为：
8-12份的发酵剂，1-3份的糖蜜，32-38份的水和80-120份的固体原料；
优选地，步骤(2)所述发酵的温度为26-30℃；
优选地，步骤(2)所述发酵为无氧发酵；
优选地，步骤(2)所述发酵的时间为6-8天。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)按玉米28-32份，豆粕12-17份，棉粕12-17份，玉米胚芽粕8-12份，麸皮13-17份和米糠粕13-17份的比例称取固体原料进行粉碎并混合均匀，其中粉碎的粒径为1.5-2.5mm；
(2)按8-12份的发酵剂，1-3份的糖蜜，32-38份的水和80-120份的固体原料的比例将其混合并搅拌均匀，进行无氧发酵，发酵的温度为26-30℃，时间为6-8天，制备得到发酵饲料。
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