CN110331106A - 一种提高猪肉鲜味的光合细菌制剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高猪肉鲜味的光合细菌液体制剂，其含有沼泽红假单胞菌菌活细胞。所述制剂为沼泽红假单胞菌的光照厌氧异养液体发酵培养物，且在该发酵培养物中，沼泽红假单胞菌的菌落形成单位为1.0×109/mL到1.0×1010/mL。本发明还涉及上述光合细菌液体制剂在提高猪肉鲜味中的应用，结果表明，在猪饲料和/或饮水中添加0.1wt％到10.0wt％的上述光合细菌液体制剂并搅拌均匀后投喂杜洛克白猪，不仅可以明显增加了杜洛克白猪的生长速度，而且大幅度提高了杜洛克白猪肉中显示鲜味的呈味核苷酸和呈味氨基酸含量，该光合细菌液体制剂具有重要的应用前景。

Description

一种提高猪肉鲜味的光合细菌制剂及其应用
技术领域
本发明属于生物技术领域，涉及一种提高猪肉鲜味的光合细菌制剂及其应用。
背景技术
光合细菌(Photosynthetic Bacteria，简称PSB)是地球上出现最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成体系的原核生物，是在厌氧条件下进行不放氧光合作用细菌的总称。光合细菌属于一类没有形成芽孢能力的革兰氏阴性菌，是以光作为能源、在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物作为供氢体兼碳源进行光合作用的微生物。
作为典型光合细菌菌种之一的沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)已于1998年经农业部审核批准作为微生态制剂应用于畜禽和水产养殖行业，其蛋白含量高达60％以上，同时富含辅酶Q10、番茄红素、抗病毒物质和生长促进因子，具有很高的饲料价值。
在畜禽养殖方面，光合细菌可以提高牛、羊、猪、兔、鸡和鸭的生长速度和抗病能力，例如，增加仔猪增重速率15％以上，提高肉蛋奶产量幅度在5％-30％之间，增加奶牛每头每天产奶量1.5公斤以上。在水产养殖方面，光合细菌作为一种优质的微生态制剂，不仅可以去除氨氮、亚硝酸和硫化氢等污染物明显改善水质，而且可以提高鱼虾的生长速度和抗病能力。尽管我们研究发现投喂沼泽红假单胞菌可以提高肉鸡的生长速度，但在利用光合细菌提高猪肉鲜味方面却尚未见有文献报道。
猪肉是我国肉类消费的主体，占肉类总产量的60％以上。我国生猪养殖一直高度追求肉产量和产肉效率，虽然应用快速肥育技术缩短了猪生长周期，大幅度提高了猪肉的生产效率，然而猪肉品质与鲜味却不断下降。近年来，随着人们生活水平的提高和食品安全意识的增强，消费者对猪肉品质与鲜味提出了更高的要求。
因此，目前亟需研究开发一种能够安全有效地提高猪肉鲜味的制剂。
发明内容
本发明的目标之一是提供一种提高猪肉鲜味的光合细菌制剂。该制剂中含有沼泽红假单胞菌活细胞，将其用于猪的饲料或饮水，用于投喂猪，可以明显增加猪肉中呈味核苷酸和呈味氨基酸含量，提高猪肉鲜味。
本发明的目标之二是提供一种上述光合细菌制剂在提高猪肉鲜味中的应用。
为此，本发明第一方面提供了一种提高猪肉鲜味的光合细菌液体制剂，其含有沼泽红假单胞菌活细胞。
根据本发明，所述制剂为沼泽红假单胞菌的光照厌氧异养液体发酵培养物。
在本发明的一些实施例中，在所述沼泽红假单胞菌的光照厌氧异养液体发酵培养物中，所述沼泽红假单胞菌菌落形成单位(CFU)为1.0×109/mL到1.0×1010/mL。
在本发明的一些具体实施例中，所述沼泽红假单胞菌的保藏编号为CGMCCNO.1.2180。
根据本发明，所述制剂投喂猪后能够提高猪肉中的呈味核苷酸含量。
在本发明的一些实施例中，所述制剂投喂猪后能够将猪肉中的呈味核苷酸含量提高15wt％-86wt％。
本发明中，呈味核苷酸包括次黄嘌呤核苷酸、鸟嘌呤核苷酸和腺嘌呤核苷酸中的一种或几种。
根据本发明，所述制剂投喂猪后能够提高猪肉中的呈味氨基酸含量。
在本发明的一些实施例中，所述制剂投喂猪后能够将猪肉中的呈味氨基酸含量提高0.6wt％-21wt％。
本发明中，呈味氨基酸包括谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、丙氨酸和脯氨酸中的一种或几种。
本发明第二方面提供了如本发明第一方面所述的提高猪肉鲜味的光合细菌液体制剂在提高猪肉鲜味中的应用。
根据本发明，所述应用包括在猪的饲料和/或猪的饮水中加入所述制剂，搅拌均匀后投喂猪。
在本发明的一些实施例中，以猪的饲料和/或猪的饮水的总重量计，所述制剂在猪的饲料和/或猪的饮水中的加入量为0.1wt％到10.0wt％。
在本发明的一些优选的实施例中，以猪的饲料和/或猪的饮水的总重量计，所述制剂在猪的饲料和/或猪的饮水中的加入量为1.0wt％到10.0wt％。
在本发明的一些进一步优选的实施例中，以猪的饲料和/或猪的饮水的总重量计，所述制剂在猪的饲料和/或猪的饮水中的加入量为10.0wt％。
本发明中，所述饲料包括颗粒、粉剂、半固体和液体饲料中的一种或多种。
本发明中，所述猪包括瘦肉型猪、黑猪、杜洛克白猪、家猪和野猪中的一种或多种。
本发明提供了一种提高猪肉鲜味的光合细菌液体制剂，其含有沼泽红假单胞菌活细胞。因为沼泽红假单胞菌蛋白含量高达60％以上，同时富含辅酶Q10、番茄红素、抗病毒物质和生长促进因子，因此通过在饲料中添加沼泽红假单胞菌，不仅明显提高了猪的生长速度和抗病能力，更重要的是通过呈味核苷酸和呈味氨基酸含量的提升大幅度提高猪肉的鲜味，具有重要和广泛的应用前景。
具体实施方式
为使本发明容易理解，下面将详细说明本发明。但在详细描述本发明前，应当理解本发明不限于描述的具体实施方式。还应当理解，本文中使用的术语仅为了描述具体实施方式，而并不表示限制性的。
除非另有定义，本文中使用的所有术语与本发明所属领域的普通技术人员的通常理解具有相同的意义。虽然与本文中描述的方法和材料类似或等同的任何方法和材料也可以在本发明的实施或测试中使用，但是现在描述了优选的方法和材料。
I、术语
本发明所述用语“提高猪肉鲜味的光合细菌液体制剂”是指含有微生物活细胞，且通过投喂猪后具有提高猪肉中呈味核苷酸和呈味氨基酸含量的制剂，其中，所述微生物为沼泽红假单胞菌活细胞。
II、实施方案
如前所述，我国生猪养殖一直高度追求肉产量和产肉效率，虽然应用快速肥育技术缩短了猪生长周期，大幅度提高了猪肉的生产效率，然而猪肉品质与鲜味却不断下降。近年来，随着人们生活水平的提高和食品安全意识的增强，消费者对猪肉品质与鲜味提出了更高的要求，如何提高猪肉品质与鲜味是国内外学者亟待解决的基础研究与应用的难题。针对上述问题，本发明人对于猪肉的呈味成分及提高猪肉鲜味的方法进行了大量的研究。
首先，本发明人对猪肉的呈味成分进行了分析研究，猪肉主要包括水、核苷酸、蛋白质、氨基酸、糖类和脂类等成分，滋味主要来自于肉中的呈味物质如核苷酸、氨基酸、多肽、酸类和糖类等，这些物质被舌上的味蕾感受后经神经传导到大脑，从而呈现出甜、咸、酸、苦和鲜等味道，其中鲜味的强弱则主要由肉中呈味核苷酸和呈味氨基酸含量决定。研究发现，呈味核苷酸主要由次黄嘌呤核苷酸(肌苷酸，Inosine5-monophosphate，IMP)、鸟嘌呤核苷酸(guanosinemonophosphate，GMP)和腺嘌呤核苷酸(Adenosine monophosphate，AMP)组成，呈味氨基酸主要包括谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、丙氨酸和脯氨酸。因此猪肉中呈味核苷酸和呈味氨基酸含量的上升，可以提高猪肉鲜味的程度。
然后，本发明人通过在饲料中添加益生菌投喂猪，研究了食用不同益生菌后猪肉中体现鲜味的呈味核苷酸和呈味氨基酸含量的变化。结果发现投喂沼泽红假单胞菌后，可以明显提升猪肉中呈味核苷酸和呈味氨基酸的含量。
并且，本发明人通过研究还发现，沼泽红假单胞菌蛋白含量高达60％以上，同时高产番茄红素和辅酶Q10，其细胞壁成分含有脂多糖和肽聚糖，具有极高的营养价值和提高动物免疫能力的功能。通过培养基和培养条件优化控制的一系列研究，终于获得了较高细胞浓度的沼泽红假单胞菌液体发酵培养物。
本发明人进一步研究发现，如果直接将沼泽红假单胞菌液体发酵培养物按照一定比例添加到饲料中投喂猪后，不仅使猪的生长速度和抗病能力有所提升，更重要的是使猪肉中体现鲜味的呈味核苷酸和呈味氨基酸含量得到了大幅度提高。
因此，本发明第一方面所涉及的提高猪肉鲜味的光合细菌液体制剂含有沼泽红假单胞菌活细胞。
在本发明的实施例中，所述沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris(Molisch)van Niel)的保藏编号为CGMCC NO.1.2180。
沼泽红假单胞菌是我国农业部批准可以在畜禽和水产养殖领域使用的益生菌种，已经得到了广泛应用。因为沼泽红假单胞菌作为一种益生菌，高产番茄红素和辅酶Q10等重要生命活性物质，其细胞壁成分含有脂多糖和肽聚糖，具有极高的营养价值，并能提高动物免疫能力；用于投喂猪，不仅可以提高猪的生长速度和抗病能力，更重要的是辅酶Q10可以促进猪的产能代谢，大幅度提高了猪肉中呈味核苷酸和呈味氨基酸的含量，使猪肉的鲜味得到了大幅度提升。
例如，在本发明的一些实施例中，所述制剂投喂杜洛克白猪后能够将猪的生长速度提高4％-12％。
又如，在本发明的一些实施例中，所述制剂投喂杜洛克白猪后能够将猪肉中的呈味核苷酸含量提高15wt％-86wt％。
本发明中，所述呈味核苷酸包括次黄嘌呤核苷酸、鸟嘌呤核苷酸和腺嘌呤核苷酸中的一种或几种。
再如，在本发明的一些实施例中，所述制剂投喂杜洛克白猪后能够将猪肉中的呈味氨基酸含量提高0.6wt％-21wt％。
本发明中，呈味氨基酸包括谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、丙氨酸和脯氨酸中的一种或几种。
根据本发明，所述提高猪肉鲜味的光合细菌液体制剂系沼泽红假单胞菌的液体发酵培养物。
在本发明的一些实施例中，所述提高猪肉鲜味的光合细菌液体制剂制备方法如下：
将沼泽红假单胞菌在液体培养基30-35℃下进行光照厌氧培养5-7天获得，其培养物中沼泽红假单胞菌菌落形成单位在1.0×109/mL和1.0×1010/mL之间。
本发明第二方面所涉及的如本发明第一方面所述的提高猪肉鲜味的光合细菌液体制剂在提高猪肉鲜味中的应用，可以理解为利用本发明上述光合细菌液体制剂来提高猪肉鲜味的方法，其包括在猪的饲料和/或猪的饮水中加入所述制剂，搅拌均匀后投喂猪，由此，可以提高猪肉中呈味核苷酸和呈味氨基酸的含量，并提高猪肉的鲜味。
在本发明的一些具体实施例中，以猪的饲料和/或猪的饮水的总重量计，向猪的饲料和/或猪的饮水中加入0.1wt％到10.0wt％，优选1.0wt％到10.0wt％，进一步优选10.0wt％的本发明上述光合细菌液体制剂，经搅拌均匀后投喂猪，可以显著提高猪肉中呈味核苷酸和呈味氨基酸的含量，进而显著提高猪肉的鲜味。
本发明中对于猪的种类没有特别的限制，例如，所述猪可以是瘦肉型猪、黑猪、杜洛克白猪、家猪和野猪等等。
本发明中对于饲料没有特别的限制，例如，所述饲料可以是颗粒、粉剂、半固体和液体饲料等等。
本发明中对于猪的饮水没有特别的限制，例如，所述饮水可以是自来水、地下水、溪流水、江河水、湖泊水库水等等。
本发明中对于猪的投料方式或饮水没有特别的限制，可以采用常规的投料方式进行投料或饮水。
III、实施例
以下通过具体实施例对于本发明进行具体说明。下文所述实验方法，如无特殊说明，均为实验室常规方法。下文所述实验材料，如无特别说明，均可由商业渠道获得。
本发明实验所采用的菌种为沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris(Molisch)van Niel，菌种保藏编号为：CGMCC NO.1.2180)，购自中国普通微生物菌种保藏管理中心。
实施例1：
第一步将沼泽红假单胞菌在液态培养基35℃下进行光照厌氧培养5天，培养物中沼泽红假单胞菌菌落形成单位为5.0×109/mL。
第二步将1kg沼泽红假单胞菌液体发酵培养物加入到1000kg固体配合饲料中，按照总质量比0.1∶100进行充分搅拌混合均匀后直接投喂猪。
实施例2：
第一步同实施例1.
第二步将10kg沼泽红假单胞菌液体发酵培养物加入到1000kg固体配合饲料中，按照总质量比1∶100进行充分搅拌混合均匀后直接投喂猪。
实施例3：
第一步同实施例1.
第二步将100kg沼泽红假单胞菌液体发酵培养物加入到1000kg固体配合饲料中，按照总质量比10∶100进行充分搅拌混合均匀后直接投喂猪。
实施例4：
上述实施例在固体配合饲料中按照不同质量分数加入沼泽红假单胞菌液体发酵培养物，充分搅拌均匀投喂猪。实验设有实验组1(实施例1)、实验组2(实施例2)、实验组3(实施例3)和对照组(饲料中未添加沼泽红假单胞菌液体发酵培养物)，每组有6个平行，每个平行有6头杜洛克白猪。整个实验进行了80天，分别在实验初始和结束称取每头猪的重量(表1)，同时实验第80天每个平行取一头猪，经宰杀后各取约3kg腰部眼肌肉，同时取市售的黑猪腰部眼肌肉3kg作为比对，送往农业部农产品质量监督检验测试中心分别采用国标方法(GB5413.40-2016食品安全国家标准：婴幼儿食品和乳品中核苷酸测定；GB5009.124-2016食品安全国家标准：食品中氨基酸测定)进行猪肉中呈味核苷酸和呈味氨基酸含量的测定，各组数据的均值结果分别见表1和表2和表3。
表1沼泽红假单胞菌促进杜洛克白猪生长的效果
检测指标\实验类别 对照组 实验组1 实验组2 实验组3
初始猪平均重量(kg/头) 56.8 57.0 56.1 57.2
实验80天猪平均重量(kg/头) 132.4 135.8 136.3 141.2
平均每头增重(kg/头) 75.6 78.8 80.2 84.0
提高生长速度(％) 4.2 6.1 11.1
表1显示，随着在饲料中添加沼泽红假单胞菌发酵培养物质量分数的增加，在连续80天投喂杜洛克白猪后促进其生长的效果越明显，提高猪生长速率从4.2％提高到11.1％，说明投喂沼泽红假单胞菌可以明显提高杜洛克白猪的生长速度。
表2沼泽红假单胞菌提高杜洛克白猪肉中呈味核苷酸含量的效果
检测指标\实验类别 对照组 实验组1 实验组2 实验组3 黑猪肉
次黄嘌呤核苷酸(mg/100g) 4.33 5.21 7.42 7.98 7.96
鸟嘌呤核苷酸(mg/100g) 0.50 0.55 0.71 0.83 0.85
腺嘌呤核苷酸(mg/100g) 2.14 2.30 3.22 4.13 4.11
总计(mg/100g) 6.97 8.06 11.35 12.94 12.92
提高呈味核苷酸比例(％) 15.6 62.8 85.7 85.4
表2显示，随着在饲料中添加沼泽红假单胞菌发酵培养物质量分数的增加，在连续80天投喂杜洛克白猪后提高猪肉中呈味核苷酸含量越明显，提高幅度从15.6％增加到85.7％，在实验组3也就是实施例3下，杜洛克白猪肉中呈味核苷酸的含量已经超过了黑猪肉中呈味核苷酸的含量。
表3沼泽红假单胞菌提高杜洛克白猪肉中呈味氨基酸含量的效果
表3显示，随着在饲料中添加沼泽红假单胞菌发酵培养物质量分数的增加，在连续80天投喂杜洛克白猪后提高猪肉中呈味氨基酸含量越明显，提高幅度从0.6％增加到20.1％，在实验组3也就是实施例3下，杜洛克白猪肉中呈味氨基酸的含量与黑猪肉中呈味氨基酸的含量基本持平。
上述结果表明，随着在固体饲料中添加沼泽红假单胞菌发酵液质量分数从0.1％增加到10％，不仅加快了杜洛克白猪的生长速度(表1)，而且大幅度提高了杜洛克白猪肉中呈味核苷酸(表2)和呈味氨基酸(表3)的含量。在实验组3也就是实施例3在饲料中按照10％质量分数添加沼泽红假单胞菌发酵液下，杜洛克白猪肉中呈味核苷酸(表2)和呈味氨基酸(表3)含量与黑猪肉中呈味核苷酸(表2)和呈味氨基酸(表3)含量基本相同，因此大幅度提高了杜洛克白猪肉的鲜味，具有重要且广泛的应用前景。
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明做出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

Claims (10)

1.一种提高猪肉鲜味的光合细菌液体制剂，其含有沼泽红假单胞菌活细胞。
2.根据权利要求1所述的制剂，其特征在于，所述制剂为沼泽红假单胞菌的光照厌氧异养液体发酵培养物；优选地，在所述沼泽红假单胞菌的光照厌氧异养液体发酵培养物中，所述沼泽红假单胞菌菌落形成单位(CFU)为1.0×109/mL到1.0×1010/mL。
3.根据权利要求1或2所述的制剂，其特征在于，所述沼泽红假单胞菌的保藏编号为CGMCC NO.1.2180。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制剂，其特征在于，所述制剂投喂猪后能够提高猪肉中的呈味核苷酸含量；优选地，所述制剂投喂猪后能够将猪肉中的呈味核苷酸含量提高15wt％-86wt％；和/或，呈味核苷酸包括次黄嘌呤核苷酸、鸟嘌呤核苷酸和腺嘌呤核苷酸中的一种或几种。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的制剂，其特征在于，所述制剂投喂猪后能够提高猪肉中的呈味氨基酸含量；优选地，所述制剂投喂猪后能够将猪肉中的呈味氨基酸含量提高0.6wt％-21wt％；和/或，呈味氨基酸包括谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、丙氨酸和脯氨酸中的一种或几种。
6.如权利要求1-5中任意一项所述的提高猪肉鲜味的光合细菌液体制剂在提高猪肉鲜味中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述应用包括在猪的饲料和/或猪的饮水中加入所述制剂，搅拌均匀后投喂猪。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，以猪的饲料和/或猪的饮水的总重量计，所述制剂在猪的饲料和/或猪的饮水中的加入量为0.1wt％到10.0wt％，优选为1.0wt％到10.0wt％，进一步优选为10.0wt％。
9.根据权利要求7或8所述的应用，其特征在于，所述饲料包括颗粒、粉剂、半固体和液体饲料中的一种或多种。
10.根据权利要求6-9中任意一项所述的应用，其特征在于，所述猪包括瘦肉型猪、黑猪、杜洛克白猪、家猪和野猪中的一种或多种。
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