CN109287848B - 一种发酵增强剂、其制备方法及应用 - Google Patents

一种发酵增强剂、其制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种发酵增强剂、其制备方法及应用，属于饲料发酵技术领域。本发明的发酵增强剂，由以下组分按重量份数组成：酵母培养物10～15份，茶树精油1～2份，葡萄籽提取物0.5～1份，甘露醇0.5～1份，葡萄糖氧化酶0.5～1份，酪素0.2～0.8份，维生素B1 0.01～0.05份，微量元素0.01～0.08份。本发明的发酵增强剂不仅能够显著增加发酵过程中细菌的数目，还能提高发酵菌的酶活性或酶的分泌量，使用本发明的发酵增强剂能够提高发酵的效率，缩短发酵时间；提高发酵产品的质量。

Description

一种发酵增强剂、其制备方法及应用
技术领域
本发明属于饲料发酵技术领域，具体涉及一种发酵增强剂、其制备方法及应用。
背景技术
近年来，畜禽、反刍动物和水产养殖动物规模化、集约化养殖高速发展；微生物发酵技术越来越多的被应用到饲料行业中，发酵饲料可以充分利用杂粮、杂粕和农副产品下脚料、食品工业下脚料来生产浓缩饲料，是饲料原料的充分补充，其具有价格低、适口性好、营养物质利用率高、抗生素使用少等优点，成为养殖业户的新选择。
然而目前发酵饲料生产过程中存在许多问题，例如发酵菌种来源繁多，菌种发酵过程漫长，发酵效率低，发酵不完全，成本高等；为了进一步提高发酵饲料的生产技术，推动饲料发酵行业的发展，亟需提供一种发酵完全、降低生产成本、缩短发酵时间的饲料发酵技术。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种发酵增强剂、其制备方法及应用。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种发酵增强剂，由以下组分按重量份数组成：
酵母培养物10～15份，茶树精油1～2份，葡萄籽提取物0.5～1份，甘露醇0.5～1份，葡萄糖氧化酶0.5～1份，酪素0.2～0.8份，维生素B10.01～0.05份，微量元素0.01～0.08份。
在上述方案的基础上，所述发酵增强剂，由以下组分按重量份数组成：
酵母培养物12份，茶树精油1.6份，葡萄籽提取物0.8份，甘露醇0.6份，葡萄糖氧化酶0.6份，酪素0.6份，维生素B10.03份，微量元素0.05份。
在上述方案的基础上，所述微量元素为：
KH2PO45.0g/L、K2HPO42.0g/L、MgSO42.0g/L、FeSO42.8g/L、CuSO43.0g/L、MnSO41.5g/L、ZnSO42.4g/L、CaCl22.4g/L、水余量。
在上述方案的基础上，所述酵母培养物由液体发酵培养物与固体发酵培养物按5:1的重量比混合而成。
在上述方案的基础上，所述酵母液体发酵培养物的制备方法为：
将酵母按10％的接种量接种至液体发酵培养基中，32℃，195r/min，培养64h；离心收集菌体，即为酵母液体发酵培养物。
在上述方案的基础上，所述酵母固体发酵培养物的制备方法为：
将酵母液体菌种按20％的接种量喷洒至固体发酵培养基，在45℃下，厌氧发酵36h，发酵完成后加入1％的纤维素酶，40℃，酶解4h，酶解完成后，100℃，处理10min，冷却至室温，即得酵母固体发酵培养物。
在上述方案的基础上，所述的酵母为产朊假丝酵母。
产朊假丝酵母(Candida utilis)编号为AS2.281，北纳创联生物技术有限公司；
所述液体发酵培养基为：葡萄糖40g/L、蛋白胨10g/L、KH2PO42g/L、MgSO4·7H2O0.3g/L，加水定容至1L；121℃、高压蒸汽灭菌15min；
所述固体发酵培养基为：豆粕80％、玉米蛋白粉15％、氨基酸粉15％，加水使含水量32％，pH5～6，121℃、高压蒸汽灭菌15min。
纤维素酶购自南宁东恒华道生物科技有限责任公司，酶活1万U/g；
上述发酵增强剂的制备方法，步骤如下：
(1)将酵母培养物与微量元素混合后，喷雾干燥成粉末A；
(2)将酪素、葡萄籽提取物添加到茶树精油中，再依次加入维生素B1、甘露醇、葡萄糖氧化酶，混合均匀得混合物B；
(3)将粉末A与混合物B充分混合后，真空包装，低温储存。
上述方法制备的发酵增强剂在饲料发酵中的应用。
在上述方案的基础上，所述发酵增强剂的添加量为2.5～5％。
本发明技术方案的优点
本发明的发酵增强剂不仅能够显著增加发酵过程中细菌的数目，还能提高发酵菌的酶活性或酶的分泌量，使用本发明的发酵增强剂能够提高发酵的效率，缩短发酵时间；提高发酵产品的质量。
本发明发酵增强剂中的酵母培养物是由液体发酵培养物和固体发酵培养物的组合；经液体发酵后的酵母培养物能够积累菌体蛋白和生长因子，而经固体发酵的酵母培养物则含有更多的消化酶类，两者组合在一起，营养丰富，成分复杂，相辅相成，共同促进细菌的发酵过程。
葡萄糖氧化酶有助于增强发酵效果，酪素、维生素B1和微量元素的添加可为细菌提供丰富的营养基质，促进细菌的生长繁殖；甘露醇能够增加发酵物料的渗透性，有利于细菌或胞外酶发挥作用；而茶树精油和葡萄籽提取物的添加能够有助于细菌清除在高水平发酵代谢过程中产生的活性氧或有毒代谢物质，增加细菌活性，提高发酵效率，本发明的各组分间相互配合，相辅相成，共同提高发酵效率，缩短发酵时间，提高发酵产品的质量。
附图说明
图1发酵增强剂的用量对发酵玉米秸秆的影响。
具体实施方式
在本发明中所使用的术语，除非有另外说明，一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义。
下面结合具体实施例，并参照数据进一步详细的描述本发明。以下实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
实施例1
酵母液体发酵培养物的制备方法：
产朊假丝酵母(Candidautilis)编号为AS2.281，北纳创联生物技术有限公司；
活化培养基：麦芽汁琼脂。
液体发酵培养基为：葡萄糖40g/L、蛋白胨10g/L、KH2PO42g/L、MgSO4·7H2O0.3g/L，加水定容至1L；121℃、高压蒸汽灭菌15min；
将酵母按10％的接种量接种至液体发酵培养基中，32℃，195r/min，培养64h；离心收集菌体，即为酵母液体发酵培养物。
所述酵母固体发酵培养物的制备方法为：
所述固体发酵培养基为：豆粕80％、玉米蛋白粉15％、氨基酸粉15％，加水使含水量32％，pH5～6，121℃、高压蒸汽灭菌15min。
将酵母液体菌种按20％的接种量喷洒至固体发酵培养基，在45℃下，厌氧发酵36h，发酵完成后加入1％的纤维素酶，40℃，酶解4h，酶解完成后，100℃，处理10min，冷却至室温，即得酵母固体发酵培养物。
实施例2
一种发酵增强剂，由以下组分按重量份数组成：
酵母培养物10份，茶树精油1份，葡萄籽提取物0.5份，甘露醇0.5份，葡萄糖氧化酶0.5份，酪素0.2份，维生素B10.01份，微量元素0.01份。
所述微量元素为：
KH2PO45.0g/L、K2HPO42.0g/L、MgSO42.0g/L、FeSO42.8g/L、CuSO43.0g/L、MnSO41.5g/L、ZnSO42.4g/L、CaCl22.4g/L、水余量。
所述酵母培养物由液体发酵培养物与固体发酵培养物按5:1的重量比混合而成。
上述发酵增强剂的制备方法，步骤如下：
(1)将酵母培养物与微量元素混合后，喷雾干燥成粉末A；
(2)将酪素、葡萄籽提取物添加到茶树精油中，再依次加入维生素B1、甘露醇、葡萄糖氧化酶，混合均匀得混合物B；
(3)将粉末A与混合物B充分混合后，真空包装，低温储存。
实施例3
一种发酵增强剂，由以下组分按重量份数组成：
酵母培养物12份，茶树精油1.6份，葡萄籽提取物0.8份，甘露醇0.6份，葡萄糖氧化酶0.6份，酪素0.6份，维生素B10.03份，微量元素0.05份。
所述微量元素为：
KH2PO45.0g/L、K2HPO42.0g/L、MgSO42.0g/L、FeSO42.8g/L、CuSO43.0g/L、MnSO41.5g/L、ZnSO42.4g/L、CaCl22.4g/L、水余量。
所述酵母培养物由液体发酵培养物与固体发酵培养物按5:1的重量比混合而成。
制备方法同实施例2。
实施例4
一种发酵增强剂，由以下组分按重量份数组成：
酵母培养物15份，茶树精油2份，葡萄籽提取物1份，甘露醇1份，葡萄糖氧化酶1份，酪素0.8份，维生素B10.05份，微量元素0.08份。
所述微量元素为：
KH2PO45.0g/L、K2HPO42.0g/L、MgSO42.0g/L、FeSO42.8g/L、CuSO43.0g/L、MnSO41.5g/L、ZnSO42.4g/L、CaCl22.4g/L、水余量。
所述酵母培养物由液体发酵培养物与固体发酵培养物按5:1的重量比混合而成。
制备方法同实施例2。
对比例1
一种发酵增强剂，由以下组分按重量份数组成：
酵母液体发酵培养物12份，茶树精油1.6份，葡萄籽提取物0.8份，甘露醇0.6份，葡萄糖氧化酶0.6份，酪素0.6份，维生素B10.03份，微量元素0.05份。
所述微量元素为：
KH2PO45.0g/L、K2HPO42.0g/L、MgSO42.0g/L、FeSO42.8g/L、CuSO43.0g/L、MnSO41.5g/L、ZnSO42.4g/L、CaCl22.4g/L、水余量。
制备方法同实施例2。
对比例2
一种发酵增强剂，由以下组分按重量份数组成：
酵母培养物12份，葡萄籽提取物0.8份，甘露醇0.6份，葡萄糖氧化酶0.6份，酪素0.6份，维生素B10.03份，微量元素0.05份。
所述微量元素为：
KH2PO45.0g/L、K2HPO42.0g/L、MgSO42.0g/L、FeSO42.8g/L、CuSO43.0g/L、MnSO41.5g/L、ZnSO42.4g/L、CaCl22.4g/L、水余量。
所述酵母培养物由液体发酵培养物与固体发酵培养物按5:1的重量比混合而成。
制备方法同实施例2。
对比例3
一种发酵增强剂，由以下组分按重量份数组成：
酵母培养物12份，茶树精油1.6份，甘露醇0.6份，葡萄糖氧化酶0.6份，酪素0.6份，维生素B10.03份，微量元素0.05份。
所述微量元素为：
KH2PO45.0g/L、K2HPO42.0g/L、MgSO42.0g/L、FeSO42.8g/L、CuSO43.0g/L、MnSO41.5g/L、ZnSO42.4g/L、CaCl22.4g/L、水余量。
所述酵母培养物由液体发酵培养物与固体发酵培养物按5:1的重量比混合而成。
制备方法同实施例2。
对比例4
一种发酵增强剂，由以下组分按重量份数组成：
酵母培养物12份，茶树精油1.6份，葡萄籽提取物0.8份，甘露醇0.6份。
所述酵母培养物由液体发酵培养物与固体发酵培养物按5:1的重量比混合而成。
制备方法同实施例2。
对比例5
一种发酵增强剂，由以下组分按重量份数组成：
甘露醇0.6份，葡萄糖氧化酶0.6份，酪素0.6份，维生素B10.03份，微量元素0.05份。
所述微量元素为：
KH2PO45.0g/L、K2HPO42.0g/L、MgSO42.0g/L、FeSO42.8g/L、CuSO43.0g/L、MnSO41.5g/L、ZnSO42.4g/L、CaCl22.4g/L、水余量。
制备方法同实施例2。
一、发酵增强剂对发酵玉米秸秆的影响
玉米秸秆发酵方法：
将玉米秸秆粉碎过40目筛，高压蒸汽灭菌121℃30min，灭菌完成后，冷却至室温；
调节玉米秸秆的含水量75～85％，按1％的接种量向玉米秸秆中接种枯草芽孢杆菌；28～32℃，发酵7d；
所述枯草芽孢杆菌为ACCC11025，中国农业微生物菌种保藏管理中心。
试验方法：
在接种枯草芽孢杆菌的同时，分别向不同组的玉米秸秆中加入实施例2～4和对比例1～5的发酵增强剂，添加量为3％；并以不加任何发酵增强剂的玉米秸秆作为空白对照组，28～32℃，发酵7d；分别于第1d、3d、5d、7d取样测定发酵玉米秸秆中枯草芽孢杆菌数量、纤维素的降解率。
表1发酵增强剂对枯草芽孢杆菌数量的影响(cfu/g)
第一天 第三天 第五天 第七天
实施例2 5.11×10<sup>6</sup> 8.35×10<sup>7</sup> 9.68×10<sup>8</sup> 3.39×10<sup>9</sup>
实施例3 5.07×10<sup>6</sup> 8.86×10<sup>7</sup> 1.05×10<sup>9</sup> 3.47×10<sup>9</sup>
实施例4 5.15×10<sup>6</sup> 8.77×10<sup>7</sup> 1.00×10<sup>9</sup> 3.40×10<sup>9</sup>
对比例1 5.12×10<sup>6</sup> 7.35×10<sup>7</sup> 6.95×10<sup>8</sup> 9.33×10<sup>8</sup>
对比例2 5.09×10<sup>6</sup> 7.56×10<sup>7</sup> 7.21×10<sup>8</sup> 9.11×10<sup>8</sup>
对比例3 5.10×10<sup>6</sup> 7.91×10<sup>7</sup> 7.11×10<sup>8</sup> 9.04×10<sup>8</sup>
对比例4 5.05×10<sup>6</sup> 6.94×10<sup>7</sup> 5.48×10<sup>8</sup> 9.08×10<sup>8</sup>
对比例5 5.13×10<sup>6</sup> 5.14×10<sup>7</sup> 3.35×10<sup>8</sup> 7.21×10<sup>8</sup>
空白对照组 5.08×10<sup>6</sup> 3.92×10<sup>7</sup> 2.06×10<sup>8</sup> 5.65×10<sup>8</sup>
由表1可知，在试验的第1天，各组枯草芽孢杆菌的数目几乎没有差异，从第3天开始，实施例2～4组枯草芽孢杆菌的数目显著高于空白对照组和对比例5组，与其他各组没有显著差异；在第5天，实施例2～4组枯草芽孢杆菌的数目显著高于其他各组，试验第7天枯草芽孢杆菌数目增加速度减缓；由此可知，本发明的发酵增强剂能够增强细菌的活力，增加发酵细菌的数目，以达到提高发酵效果的目的。
表2发酵增强剂对纤维素降解率的影响(％)
第三天 第五天 第七天
实施例2 40.3 48.7 51.7
实施例3 41.5 49.3 53.4
实施例4 41.1 49.3 52.5
对比例1 37.9 42.7 44.3
对比例2 39.7 46.0 49.2
对比例3 39.5 46.5 49.7
对比例4 32.3 38.1 40.4
对比例5 20.2 26.7 29.5
空白对照组 18.7 22.4 25.8
由表2可知，在试验的第3天，实施例2～4和对比例4、5和空白对照组的纤维素的降解率有显著差异，而与其他各组无显著差异；从试验第5天，实施例2～4的纤维素降解率显著高于其他各组，由此可知，本发明的发酵增强剂能够显著增加纤维素降解率。
二、发酵增强剂的用量对发酵玉米秸秆的影响
在接种枯草芽孢杆菌的同时，分别向不同组的玉米秸秆中加入实施例3的发酵增强剂，添加量分别为1％、1.5％、2.0％、2.5％、3.0％、3.5％、4.0％、4.5％、5.0％；28～32℃，发酵5d；发酵结束后取样测定各组发酵玉米秸秆中纤维素的降解率。
由图1可知，在添加量为1～2.5％，纤维素的降解率随着发酵增强剂添加量的增加而增加，在添加量大于3％时，纤维素的降解率随着发酵增强剂添加量的增加变化不大，在实际应用中可采用3％的添加量。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种发酵增强剂，其特征在于：由以下组分按重量份数组成：
酵母培养物10～15份，茶树精油1～2份，葡萄籽提取物0.5～1份，甘露醇0.5～1份，葡萄糖氧化酶0.5～1份，酪素0.2～0.8份，维生素B10.01～0.05份，微量元素0.01～0.08份；
所述酵母培养物由液体发酵培养物与固体发酵培养物按5:1的重量比混合而成；
所述酵母液体发酵培养物的制备方法为：将酵母按10％的接种量接种至液体发酵培养基中，32℃，195r/min，培养64h；离心收集菌体，即为酵母液体发酵培养物；
所述酵母固体发酵培养物的制备方法为：将酵母液体菌种按20％的接种量喷洒至固体发酵培养基，在45℃下，厌氧发酵36h，发酵完成后加入1％的纤维素酶，40℃，酶解4h，酶解完成后，100℃，处理10min，冷却至室温，即得酵母固体发酵培养物。
2.根据权利要求1所述发酵增强剂，其特征在于：由以下组分按重量份数组成：
酵母培养物12份，茶树精油1.6份，葡萄籽提取物0.8份，甘露醇0.6份，葡萄糖氧化酶0.6份，酪素0.6份，维生素B10.03份，微量元素0.05份。
3.根据权利要求1或2任一项所述发酵增强剂，其特征在于：所述微量元素为：
KH2PO45.0g/L、K2HPO42.0g/L、MgSO42.0g/L、FeSO42.8g/L、CuSO43.0g/L、MnSO41.5g/L、ZnSO42.4g/L、CaCl22.4g/L、水余量。
4.根据权利要求1或2任一项所述发酵增强剂，其特征在于：所述的酵母为产朊假丝酵母。
5.权利要求1～4任一项所述发酵增强剂的制备方法，其特征在于：步骤如下：
(1)将酵母培养物与微量元素混合后，喷雾干燥成粉末A；
(2)将酪素、葡萄籽提取物添加到茶树精油中，再依次加入维生素B1、甘露醇、葡萄糖氧化酶，混合均匀得混合物B；
(3)将粉末A与混合物B充分混合后，真空包装，低温储存。
6.权利要求5所述方法制备的发酵增强剂在饲料发酵中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述发酵增强剂的添加量为2.5～5％。
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发酵促进剂在酒精发酵过程中对酿酒酵母的影响;盘柳萍等;《轻工科技》;20130531(第5期);27-28、62 *

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