CN110269146A - 一种应用于饲料上的微生态制剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用于饲料上的微生态制剂，该微生态制剂含聚谷氨酸、功能微生物、海洋生物活性物质及生物有机质，包括如下质量百分比的组分：聚谷氨酸0.1‑15％，功能微生物10‑35％，海洋生物活性物质0.5‑20％，生物有机质30‑60％；本发明的微生态制剂，施加到饲料中能提高饲料的吸收效率，营养物质吸收能力增强，动物生长速度快，免疫力强，存活率大大提高；同时可以在保证产量的条件下，减少抗生素的用量，动物产品安全性更好、品质更高。

Description

一种应用于饲料上的微生态制剂
技术领域
本发明涉及一种应用于饲料的微生态制剂，具体涉及含聚谷氨酸、功能微生物、海洋生物活性物质、生物有机质的微生态制剂，属于饲料领域。
背景技术
我国饲料工业是一个新兴产业，其成长发展历程基本上与改革开放进程同步，2016年全国商品饲料总产量达到20918万吨，总产值8014亿元。饲料工业是支撑现代畜牧水产养殖业发展的基础产业，是关系到城乡居民动物性食品供应的民生产业。
随着人民生活水平提高，城镇化进程加快，动物性产品需求仍呈刚性增长，饲料工业还有较大市场潜力；随着养殖业生产方式加快转变，尤其是标准化规模养殖加速发展，饲料工业对养殖业的支撑地位将更加突出，产业拓展的空间也更为广阔。与此同时，未来五年饲料工业面临的挑战更加严峻，新的矛盾和问题更加突出，保持全面均衡持续发展的难度越来越大，对饲料工业发展提出了更高的要求。
质量安全形势日趋复杂。饲料安全是动物性食品安全的基础，社会关注度和媒体聚焦度不断加大。超量添加抗生素等严重影响食品安全性。科技支撑依然不足。总体来看，饲料科技领域引进技术多，自主创新少，一般性科技成果多，重大突破性成果少。饲料行业科技在提高资源利用效率、保障产品质量安全、促进节能减排等方面都须待解决。
发明内容
发明目的：为了提高饲料产品的安全性，以及饲料产品科技含量，提供一种含聚谷氨酸的微生态制剂。
技术方案：一种应用于饲料的微生态制剂，包括如下质量百分比的组分：聚谷氨酸0.1-15％，功能微生物10-35％，海洋生物活性物质0.5-20％，生物有机质30-60％，余量为水。
其中，所述聚谷氨酸重均分子量为2-700kDa，优选分子量为5-50kDa，所述聚谷氨酸为聚谷氨酸纯品、聚谷氨酸盐纯品、聚谷氨酸发酵液、聚谷氨酸发酵液干燥物和聚谷氨酸可湿性粉剂中的任意一种或几种的组合。聚谷氨酸的添加量以聚谷氨酸纯品、或聚谷氨酸盐纯品、或聚谷氨酸发酵液、或聚谷氨酸发酵液干燥物、或聚谷氨酸可湿性粉剂中所含的聚谷氨酸计算；上述聚谷氨酸的相关产品通过现有发酵技术制备。当聚谷氨酸为聚谷氨酸发酵液时，微生物液体菌剂中聚谷氨酸的质量以发酵液中聚谷氨酸含量计算，水溶液即为聚谷氨酸发酵液(不包括其中的聚谷氨酸)。
聚谷氨酸是一种特殊的阴离子高分子聚合物，侧链含有大量羧基基团，这些基团赋予其特殊的生物活性，作为一种粘附性的物质，聚谷氨酸可为功能微生物提供夹膜保护，促使功能微生物形成一种外在的包裹生物膜系统，由此隔断微生物细胞内外的物质交换，达到一种平衡稳态。同时，聚谷氨酸能够促进动物营养物质的吸收，改善肠道菌群结构，提高动物自身的免疫力。
其中，所述功能微生物为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)和解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)中任意一种发酵液或几种发酵液的组合，枯草芽孢杆菌发酵液、胶冻样芽孢杆菌发酵液、解淀粉芽孢杆菌发酵液中活菌数为1×109-1×1011CFU/mL，功能微生物在微生态制剂中的活菌数≥5×109CFU/mL。功能微生物的添加量按照枯草芽孢杆菌、胶冻样芽胞杆菌、解淀粉芽孢杆菌中任意一种或组合的总和计算，微生态制剂中有效活菌数≥5×109CFU/mL。枯草芽孢杆菌、胶冻样芽胞杆菌、解淀粉芽孢杆菌由高密度发酵所得，并通过冷藏法使菌体进入芽孢形态，芽孢状态是芽孢杆菌的休眠状态，在不萌发的状态下可存活几年至几十年。
优选地，所述枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)在中国典型培养物保藏中心的保藏编号为CCTCC NO:M 2016264，胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)在中国典型培养物保藏中心的保藏编号为CCTCC NO:M 2016265，解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)在中国典型培养物保藏中心的保藏编号为CCTCC NO:M 2016266，记载于专利2016106658324中。
优选地，所述功能微生物为枯草芽孢杆菌发酵液、胶冻样芽孢杆菌发酵液和解淀粉芽孢杆菌发酵液的组合，其体积比为0.1-10:0.1-10:0.1-10。功能微生物分泌的纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶等可以将饲料中的纤维素、蛋白质和葡萄糖等营养物质提前分解，禽畜在进食后很容易吸收，因此可以提高禽畜对饲料的吸收率和利用率。
其中，所述海洋生物活性物质为海洋贝类、虾类、蟹类、鱼类、海洋植物等生物残体，前期经过粉碎处理，后期经生物发酵制备而成。海洋活性物质主要为壳寡糖、动物蛋白质、植物蛋白质、动物氨基酸、植物氨基酸、海藻多糖、维生素、天然活性钙、天然活性镁等混合物质。这些活性物质能够很好的提高禽畜的免疫力，抗病能力有效提高。上述海洋生物活性物质可以从市场购买复配或者按照现有技术制备。
其中，所述生物有机质为糖蜜和酵母提取物中任意一种或两种的组合。生物有机质的添加量按照酵母提取物、糖蜜、生化黄腐酸中任意一种或组合的总和计算。上述生物有机质均可从市场购买或者按照现有技术制备。
其中，酵母提取物主要成分为多肽、氨基酸、微量元素等。
生物有机质在本发明使用比例下，可通过形成高渗透压环境来抑制芽孢杆菌的芽孢萌发，维持微生态制剂中的功能微生物处于芽孢状态。而当微生态制剂施用于饲料中时，生物有机质浓度降低，随即改变其“身份”，成为芽孢萌发及微生物增殖的营养成分。此外，生物有机质还可以为动物提供丰富的营养物质，促进其健康生长。
本发明进一步提供所述微生态制剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将斜面保存的功能微生物菌种接种于活化培养基上，25-35℃活化18-24h；挑取活化培养基上的菌种，转接于发酵培养基中，30-35℃培养12-24h，将发酵液或发酵液浓缩液置于4℃冷库中低温处理28-50h；
(2)将步骤(1)得到的功能微生物、聚谷氨酸、海洋生物活性物质、生物有机质和水按照质量百分比混匀，即得微生态制剂。
步骤(1)中，当功能微生物包括两种或两种以上发酵液时，按照步骤(1)分别得到发酵液或发酵液浓缩液，然后根据体积比将发酵液进行混合；所述活化培养基为LB培养基，配方如下：蛋白胨10g/L，酵母粉5g/L，氯化钠10g/L，pH6.0-8.0，所述溶剂为水。所述发酵培养基的配方如下：碳源10-100g/L，氮源1-40g/L，无机盐0.01-50g/L，溶剂为水，pH5.0-9.0。
优选地，所述碳源为葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、木糖、果糖、乳酸、柠檬酸、甘油、淀粉和糖蜜中任意一种或几种的组合；所述氮源为酵母粉、牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、玉米浆、豆饼粉、棉籽饼粉、尿素、(NH4)2SO4、NH4Cl、(NH4)2HPO4和NH4NO3中任意一种或几种的组合；所述无机盐为硫酸盐、磷酸盐、磷酸二氢盐、磷酸氢二盐和盐酸盐中任意一种或几种的组合。
本发明更进一步提供所述微生态制剂在改善饲料营养物质的利用效率、提高动物生产水平、改进动物产品品质中任意一种或几种中的应用。
其中，所述微生态制剂可以在饲养动物时以一定的比例添加至饲料中，直接食用。
优选地，所述动物为牛、羊、猪、鸡等。
有益效果：(1)聚谷氨酸在微生态制剂中为功能微生物提供荚膜保护，并使功能微生物形成生物薄膜系统，达到一种稳定平衡态，使其处于芽孢状态；聚谷氨酸由微生物发酵产生，由D-谷氨酸和L-谷氨酸单体通过谷氨酰胺键均聚而成，具有无毒、生物可降解和环境友好等优点，还具有提高动物对养分的吸收等功效。(2)当微生态制剂处于包装状态时，生物有机质通过提供高有机质环境和高渗透压环境抑制功能微生物芽孢的萌发，从而使得功能微生物处于芽孢状态；当微生态制剂使用时，有机质又可为功能微生物芽孢的萌发提供营养，促进功能微生物的快速增殖；当生物有机质与聚谷氨酸复合使用时，除具有营养增效功能外，主要通过协同效应维持微生态制剂中功能微生物的活力，大大延长了功能微生物的存活时间，使微生态制剂中的功能微生物的活菌数量在18个月内维持≥5×109CFU/mL。(3)本发明的微生态制剂，施加到饲料中能提高饲料的吸收效率，营养物质吸收能力增强，动物生长速度快，免疫力强，存活率大大提高。(4)本发明的微生态制剂可以在保证产量的条件下，减少抗生素的用量，动物产品安全性更好、品质更高。
具体实施方式
实施例1功能微生物的发酵
按如下步骤制备功能微生物：
将4℃斜面保存的枯草芽孢杆菌CCTCC NO:M 2016264、胶冻样芽胞杆菌CCTCC NO:M 2016265、解淀粉芽孢杆菌CCTCC NO:M 2016266活化，分别接种于茄形培养瓶培养基(即活化培养基)上，32℃培养18h。将活化的菌种分别转移至发酵培养基中，30℃培养24h，将发酵液置于4℃冷库中低温处理48h，经平板涂布测定，每种微生物发酵液中的活菌数量可达到8×109CFU/mL以上，将三种微生物发酵液按照体积比1:1:1的比例混匀复配即得功能微生物。
所述茄形培养瓶中的培养基为LB培养基，发酵培养基组分为：葡萄糖50g/L，蛋白胨10g/L，(NH4)2SO4 0.05g/L，NaCl 1g/L，MnSO4·4H2O 0.5g/L，KH2PO4 1.0g/L，pH为6.0-8.0。
以上生产罐的发酵培养过程中无菌空气的通气量为0.6vvm，搅拌速度为220rpm。
实施例2微生态制剂的制备
按照如下方法制备含聚谷氨酸、功能微生物、海洋生物活性物质、生物有机质的微生态制剂：
(1)聚谷氨酸采用发酵法制备(参考文献Xu Z,Feng X,Dan Z,et al.Enhancedpoly(γ-glutamic acid)fermentation by Bacillus subtilis,NX-2immobilized in anaerobic plant fibrous-bed bioreactor[J].Bioresour Technol,2014,155:8-14)，发酵液经浓缩后聚谷氨酸含量为15％；
(2)海洋生物活性物质由海洋生物残体经粉碎预处理、固体发酵、粉碎制备而成；
(3)糖蜜由制糖厂采购；
(4)将实施例1得到的复合功能微生物与聚谷氨酸发酵浓缩液、海洋生物活性物质、糖蜜按照质量比为2.5:1:1.5:5的比例混合均匀得到微生态制剂。经检测，聚谷氨酸含量质量百分比为3.5％，生物有机质含量质量百分比为58％，有效活菌数为6.8×109CFU/mL。
实施例3微生态制剂可以促进生猪生长
本实施例中所用的微生态制剂如下：
(1)实施例2制备得到的微生态制剂，按照一定的比例添加到饲料中，试验对象为猪场的一批生猪，初始体重基本相当，通过喂食60天，观察饲养猪仔生长状况。
(2)试验设计
试验设3次重复，3个处理，共计90头生猪。
(3)试验处理：
处理1：空白对照，饲料不添加微生态制剂；
处理2：饲料中添加5％的微生态制剂；
处理3：饲料中添加10％的微生态制剂。
(4)试验方法
试验选用同一时期生猪进行喂养，喂食量等数据保持一致。
(5)结果分析
60天后，统计生猪的生长状况，生猪体重的变化。
表1不同处理对生猪体重的影响
备注：处理组中的每组数据为平均数。
从表1的数据来看，较出事体重，处理1增重84.4％，处理2增重92.1％，处理3增重94.1，处理2较处理1提高7.7％，处理3较处理1提高9.7％，处理3较处理2提高2.0％。从数据来看，在饲料中添加一定比例的微生态制剂可以提高生猪的体重，微生态制剂有利于生猪对饲料的消化吸收效，具有提高生猪生长性能的效用。
实施例4微生态制剂可以提高蛋鸡产蛋率
(1)实施例2制备得到的微生态制剂，按照一定的比例添加到饲料中，试验对象为芦花鸡，所处产蛋期为始产期，通过喂食饲料7周，观察产蛋率变化。
(2)试验设计
试验设计为3个处理，每个处理3次重复，共9组，每组母鸡的数量为5只，共计45只。
(3)试验处理
处理1：空白对照，饲料不添加微生态制剂；
处理2：饲料中添加5％的微生态制剂；
处理3：饲料中添加10％的微生态制剂。
(4)试验方法
选取周龄在50周的芦花鸡开始喂养，28天后进行产蛋率的统计。在喂养过程中，养鸡场的温度、湿度、光照时间、投喂饲料量、饲养场地大小等条件保持一致。
(4)结果与分析
选取的芦花鸡在54周后进行产蛋率的测试，具体结果如下。
表2微生态制剂对产蛋率的影响
通过表2可知，处理2比处理1产蛋率增加11.8％，处理3比处理1增加15.9％，处理3较处理2增加4.1％。从三周的变化趋势来看，处理1的产蛋率逐渐降低，而处理2、处理3产蛋率较稳定，未出现减退的迹象。从以上数据可以看出，在母鸡发育成熟后，微生态制剂有利于延长产蛋期，且使产蛋率保持较高水平。
实施例5微生态制剂可以减少养殖过程中抗生素的用量
(1)实施例2制备得到的微生态制剂，按照一定的比例添加到饲料中，试验对象为童子肉鸡鸡雏，观察鸡雏各生理性能。
(2)试验设计
试验设计为3个处理，每个处理3次重复，共9组，每组鸡雏的数量为50只，共计450只。
(3)试验处理
处理1：空白对照，饲料不添加微生态制剂；
处理2：饲料中添加5％的抗生素；
处理3：饲料中添加5％的微生态制剂。
处理2中的抗生素主要为阿莫西林、强力霉素、庆大霉素等抗生素。
(4)试验方法
按照以上处理方式饲养。饲料选取市面上常规的饲料作为基础日粮。试验期间对3个处理组的发病情况、死亡情况等指标联系记录42天，试验结束后称重，计算死淘率。
(5)结果与分析
相关指标，具体结果如下。
表3不同处理试验肉鸡生产性能比较
由表3可知，在饲料中添加微生态制剂，鸡雏日增质量处理3与处理2基本相当，要优于处理1。在死淘率方面，处理3明显优于处理1，处理3略优于处理2。说明饲料中添加微生态制剂能够增快鸡雏生长速度，且死亡率要优于抗生素组。在饲养禽畜过程中，微生态制剂的添加可以减少一定抗生素的用量，利于食品安全性。
本发明提供了一种应用于饲料的微生态制剂的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，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。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (8)

1.一种应用于饲料的微生态制剂，其特征在于，包括如下质量百分比的组分：聚谷氨酸0.1-15％，功能微生物10-35％，海洋生物活性物质0.5-20％，生物有机质30-60％，余量为水。
2.根据权利要求1所述的应用于饲料的微生态制剂，其特征在于，所述的聚谷氨酸为γ-聚谷氨酸纯品、γ-聚谷氨酸盐纯品、γ-聚谷氨酸发酵液或γ-聚谷氨酸发酵液喷雾干燥粉剂中的任意一种或几种的组合；其中，γ-聚谷氨酸的分子量为2-700kDa。
3.根据权利要求1所述的应用于饲料的微生态制剂，其特征在于，所述功能微生物为枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌中的任意一种发酵液或几种发酵液的组合，枯草芽孢杆菌发酵液、胶冻样芽孢杆菌发酵液、解淀粉芽孢杆菌发酵液中活菌数为1×109-1×1011 CFU/mL，功能微生物在微生态制剂中的活菌数≥5×109 CFU/mL。
4.根据权利要求1所述的应用于饲料的微生态制剂，其特征在于，所述海洋生物活性物质为一种或多种海洋生物残体前期经过粉碎处理，后期经生物发酵制备而成；海洋生物残体包括海洋贝类、虾类、蟹类、鱼类、海洋植物的残体。
5.根据权利要求1所述的应用于饲料的微生态制剂，其特征在于，所述生物有机质为糖蜜和酵母提取物中任意一种或两种的组合。
6.根据权利要求3所述的应用于饲料的微生态制剂，其特征在于，所述功能微生物为枯草芽孢杆菌发酵液、胶冻样芽孢杆菌发酵液和解淀粉芽孢杆菌发酵液按照体积比为(0.1-10):(0.1-10):(0.1-10)的混合。
7.根据权利要求3所述的应用于饲料的微生态制剂，其特征在于，所述功能微生物中的发酵液通过如下方法制备：将斜面保存的菌种接种于活化培养基上，25-35℃活化18-24h；挑取活化培养基上的菌种，转接于发酵培养基中，30-35℃培养12-24h，将发酵液或发酵液浓缩液置于4℃冷库中低温处理28-50h即得。
8.根据权利要求7所述的应用于饲料的微生态制剂，其特征在于，所述发酵培养基的配方如下：碳源10-100g/L，氮源1-40g/L，无机盐0.01-50g/L，溶剂为水，pH5.0-9.0。
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