CN110438109A - 一种液体发酵生产饲用菌酶复合制剂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液体发酵生产饲用菌酶复合制剂的方法,涉及微生物发酵技术领域,方法包括(1)酿酒酵母和米曲霉茄氏瓶斜面种子培养;(2)酿酒酵母和米曲霉的混合种子液的培养;(3)酿酒酵母和米曲霉复合制剂发酵液的生产;(4)酿酒酵母和米曲霉复合制剂的制备。本发明利用酿酒酵母和米曲霉混合发酵的工艺,在发酵生产酵母菌剂的同时还生产蛋白酶、淀粉酶等生物活性物质,有效降低了总的综合生产成本,提高了本发明产品的应用优势,可促进其在畜禽、水产饲料水产企业中的应用。

Description

一种液体发酵生产饲用菌酶复合制剂的方法
技术领域
本发明涉及微生物发酵技术领域,具体涉及一种以米曲霉和酿酒酵母混合液体发酵的工艺来生产饲用酿酒酵母和蛋白酶及淀粉酶复合制剂的方法。
背景技术
酿酒酵母(Saccharomyces cercvisiae)是一种可食用微生物,是一种兼性好氧微生物,在有氧和厌氧条件下均能生长,也是常用的微生态制剂菌种。饲料中添加酵母对饲养的动物的生长性能有积极影响。酿酒酵母具有较强的耐酸性,可以耐受一般饲料中酸化剂的添加剂量,能通过胃酸的考验,达到肠道。在动物肠道生长繁殖过程中能利用糖产生酸,促进肠道pH下降,能有效降低动物肠道中的有害的致病微生物的数量,可有效抑制养殖动物消化道内病原菌,吸附鞭毛有害菌,维护肠道健康;预防和治疗母猪便秘、产后无乳症、提高采食减少母猪体重损失;可以促进肠道上皮细胞增殖及成熟,从而提高营养物质的消化、吸收能力;并且促进肠粘膜产生免疫球蛋白,提高免疫力。夏天热应激等因素都可能导致菌丛不平衡和抑制上皮细胞发育,危害动物健康,酿酒酵母可以缓解热应激对动物消化道的负面影响。酿酒酵母菌属真菌类,常规的治疗用抗生素对真菌不起作用,可以与抗生素并用,还可以改善抗生素带来的肠道菌群失衡等不良影响,同时该菌的发酵培养物中除包含有酵母细胞和细胞外的代谢产物及自溶产物如肽、有机酸、寡糖、氨基酸、增味物质和芳香物质等,这些物质能显著改善动物健康状态.因此,酿酒酵母在饲料工业中具有广泛的应用前景。
米曲霉是一种蛋白质分解能力较强的微生物,传统的酱油发酵生产菌种,发酵培养能产生中性蛋白酶、酸性蛋白酶等物质,能将大分子蛋白质变成小分子氨基酸和肽。米曲霉是同时还具有生产淀粉酶的特性,一些食品工业生产中使用的真菌淀粉酶就是米曲霉生产的,淀粉酶能将大分子淀粉分解成小分子葡萄糖,我国养殖饲料日粮中是以豆粕-玉米型为主,在豆粕-玉米型日粮中添加蛋白酶和淀粉酶有助提高豆粕和玉米的消化吸收,特别是在断奶仔猪中,由于仔猪的消化系统发育不完善,添加蛋白酶和淀粉酶对提高仔猪对日粮营养物质的消化吸收和减轻腹泻具有很好的作用。
酵母发酵培养物作为饲料添加剂在市场上已有多种产品,蛋白酶或淀粉酶作为饲料添加剂也都有产品,但将酿酒酵母与米曲霉混合发酵生产活性酿酒酵母菌以及蛋白酶和淀粉酶作为饲料添加剂及其制备方法尚未见有报道。
发明内容
本发明目的在于,针对目前饲用酿酒酵母生产方式和饲用酶制剂的生产方式,提供一种以价格低廉、材料易得的农副产品为原料,辅以合理的发酵工艺,在达到生产饲用酿酒酵母的同时,还发酵生产饲用蛋白酶以及淀粉酶的方法。
本发明目的通过以下技术方案来实现:
一种液体发酵生产饲用菌酶复合制剂的方法,包括以下步骤:
(1)酿酒酵母(Saccharomyces cercvisiae)和米曲霉(Aspergillus oryzae)的茄氏瓶斜面种子培养:将酿酒酵母和米曲霉的原始菌种分别接入到茄氏瓶斜面培养基上,斜面培养后得到各自的茄氏瓶斜面种子,备用;
(2)酿酒酵母和米曲霉的混合种子液的培养:将步骤(1)所得的3瓶酿酒酵母茄氏瓶斜面种子和2瓶米曲霉茄氏瓶斜面菌子,在无菌条件下每瓶加50mL无菌水洗脱,将洗脱液同时接入种子发酵罐中,种子发酵罐中装有种子培养基,经培养,得到混合种子液,备用;
(3)酿酒酵母和米曲霉复合制剂发酵液的生产:取步骤(2)所得混合种子液接入装有生产发酵培养基的生产罐中,经发酵得到酿酒酵母和米曲霉复合制剂发酵液;
(4)酿酒酵母和米曲霉复合制剂的制备:将步骤(3)所得酿酒酵母和米曲霉复合制剂发酵液与玉米芯粉混合进行吸附,烘干、粉碎;
或者,将酿酒酵母和米曲霉复合制剂发酵液与全价饲料混合进行吸附,烘干、粉碎。
步骤(1)所述茄氏瓶斜面培养基均为固体PDA培养基,茄氏瓶斜面规格为250mL。
步骤(1)所述酿酒酵母(Saccharomyces cercvisiae)保藏号为CICC No.31015,所述米曲霉(Aspergillus oryzae)保藏号为CICC No.2195。
步骤(1)所述斜面培养,酿酒酵母的培养温度为子30℃,培养时间为48h;米曲霉的培养温度为子30℃,培养时间为72h.
步骤(2)所述种子培养基配方为:豆粕粉25~35g/L,玉米粉20~30g/L,磷酸二氢钾5~8g/L,pH自然,121℃灭菌30min。
步骤(2)所述种子发酵罐容积为500升,其中种子培养基装量为350升。
步骤(2)所述培养,条件为:30℃,180~200rpm,通气量1∶0.4~0.6(V/V),培养时间为16~20h。
步骤(3)所述生产发酵培养基配方为:豆粕粉35~45g/L,玉米粉35~45g/L,磷酸二氢钾8~12g/L,pH自然,121℃灭菌30min。
步骤(3)所述混合种子液接种到生产发酵培养基中的体积比为4~6%vol。
步骤(3)所述发酵,条件为32℃、200~220rpm、通气量1∶0.6~0.8(V/V),发酵时间为24~28h。
步骤(4)所述酿酒酵母和米曲霉复合制剂发酵液与玉米芯粉的体积/质量比为1L/Kg;所述烘干,温度为40℃。
步骤(4)所述酿酒酵母和米曲霉复合制剂发酵液与全价饲料的体积/质量比为1-3L/t。
有益效果
1、本发明以豆粕和玉米为主要发酵原料,将酿酒酵母和米曲霉进行混合发酵,首先利用米曲霉在豆粕、玉米为主的培养基生长,产生大量的蛋白酶和定粉酶,并将豆粕和玉米淀粉等物料分解生成氨基酸和单糖等小分子物质,这为酿酒酵母的高效生长繁殖能连续不断地提供所需营养物质;同时酿酒酵母利用氨基酸和糖,减轻了米曲霉发酵产生蛋白酶和淀粉酶时的反馈抑制,促进米曲霉生产更多的蛋白酶和淀粉酶等代谢物。米曲霉在生长代谢过程中所产生的蛋白酶、淀粉酶等生物活性物质,这些物质和酿酒酵母同时作为添加剂加入饲料后,就更能促进畜禽对营养物质的消化吸收和动物的健康,也提高了本发明产品的应用优势,可促进其在畜禽、水产饲料水产企业中的应用。
2、本发明工艺将酿酒酵母和米曲霉混合发酵,改变了酿酒酵母液体发酵的传统主要用糖蜜和尿素及硫酸铵来生产的生产方式,市场上糖蜜质量难以控制,且发酵生产前要经过一系列的工艺处理来清除糖蜜中对酵母生产有害的杂质。使用玉米和豆粕作为生产原料时就不存在这些问题,且生产水平达到20亿/mL以上,与传统发酵方法持平,还产生了液体发酵生产酵母时不能生产的蛋白酶、淀粉酶等生物活性物质,有效降低了总的综合生产成本。
具体实施方式
本发明所涉及的酿酒酵母(Saccharomyces cercvisiae)菌株31015和米曲霉(Aspergillus oryzae)菌株2195均从中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)引进。因不属于本发明创新内容,故不再详细介绍。
下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细说明,但其发明内容并不受这些内容所限止。
实施例1一种液体发酵生产饲用菌酶复合制剂的方法1
本实施例按如下步骤进行:
(1)保藏号为CICC No.31015菌株的酿酒酵母(Saccharomyces cercvisiae)和保藏号为CICC No.2195菌株的米曲霉(Aspergillus oryzae)的茄氏瓶斜面种子培养:将酿酒酵母和米曲霉的原始菌种分别接入到规格为250mL茄氏瓶斜面上,接种酿酒酵母茄氏瓶斜面的种子30℃培养培养48h后成为酿酒酵母茄氏瓶种子,接种米曲霉的茄氏瓶斜面的种子30℃培养培养72h后成为米曲霉茄氏瓶种子,备用;所述茄氏瓶斜面培养基均为固体PDA培养基;
(2)酿酒酵母和米曲霉的混合种子罐种子液的培养:将上述步骤(1)中的3瓶酿酒酵母茄氏瓶斜面种子和2瓶米曲霉茄氏瓶斜面菌子,在无菌条件下通过每瓶加50mL无菌水洗脱,将洗脱液接入500升种子发酵罐培养基中,同时接入,500升种子发酵罐培养基装量为350升,经30℃,180rpm,通气量为1∶0.4(V/V),培养20h后,成为发酵用液体种子,备用;所述茄氏瓶斜面培养基均为固体PDA培养基;种子罐的种子培养基为:豆粕粉35g/L玉米粉30g/L磷酸二氢钾5g/L,pH自然,121℃灭菌30min;
(3)酿酒酵母和米曲霉混合液体发酵生产菌酶复合制剂的生产:取步骤(2)混合菌发酵种子液,按体积比6%接种量接入生产罐生产发酵培养基中,经32℃、220rpm、通气量1∶0.6(V/V)条件下发酵培养28h成酿酒酵母和米曲霉的混合发酵生产液;所述生产发酵培养基为:豆粕粉45g/L、玉米粉35g/L、磷酸二氢钾12g/L,pH自然,灭菌条件:121℃,30min;
(4)混合发酵生产液的吸附处理:将步骤(3)混合发酵生产液与玉米芯粉按体积重量1升∶1公斤的比例混合进行吸附处理后,在不高于40℃条件下烘干、粉碎、包装成产品;或者将发酵液与全价饲料按每吨全价料添加1~3升发酵液的比例进行直接吸附成为含菌酶复合制剂的全价饲料。
结果:本发明的实施例1,酿酒酵母的发酵水平为21亿/mL,中性蛋白酶酶活为1138IU/mL,淀粉酶酶活为386IU/mL。
实施例2一种液体发酵生产饲用菌酶复合制剂的方法2
本实施例与实施例1的区别:
步骤(2)酿酒酵母和米曲霉的混合种子罐种子液的培养:500升发酵罐培养基装量为350升,经30℃,200rpm,通气量为1∶0.6(V/V),培养16h后,成为发酵用液体种子,所述种子罐的种子培养基为:豆粕25g/L玉米粉20g/L磷酸二氢钾6.5g/LpH自然;
步骤(3)中,取步骤(2)混合菌发酵种子液,按体积比4%的接种量接入生产罐生产发酵培养基中,经32℃、200rpm、通气量1∶0.8(V/V)条件下发酵培养24h成酿酒酵母和米曲霉的混合发酵生产液;所述生产发酵培养基为:豆粕粉35g/L、玉米粉45g/L、磷酸二氢钾8g/L,pH自然;
其余工艺、步骤同实施例1。
结果:本发明的实施例2,酿酒酵母的发酵水平为22.8亿/mL,中性蛋白酶酶活为978IU/mL,淀粉酶酶活为457IU/mL。
实施例3一种液体发酵生产饲用菌酶复合制剂的方法3
本实施例与实施例1的区别:
步骤(2)酿酒酵母和米曲霉的混合种子罐种子液培养:500升发酵罐培养基装量为350升,,经30℃,190rpm,通气量为1∶0.5(V/V),培养18h后,成为发酵用液体种子,所述种子罐的种子培养基为:豆粕粉30g/L玉米粉25g/L磷酸二氢钾8g/L,pH自然;
步骤(3)中,取步骤(2)混合菌发酵种子液,按体积比5%接种量接入生产罐生产发酵培养基中,经32℃、210rpm、通气量1∶0.7(V/V)条件下发酵培养26h成酿酒酵母和米曲霉的混合发酵生产液;所述生产发酵培养基为:玉米粉40g/L、豆粕粉40g/L、磷酸二氢钾10g/L,pH自然。
其余工艺、步骤同实施例1。
结果:本发明的实施例3,酿酒酵母的发酵水平为24.6亿/mL,中性蛋白酶酶活为1069IU/mL,淀粉酶酶活为423IU/mL。

Claims (10)

1.一种液体发酵生产饲用菌酶复合制剂的方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)酿酒酵母(Saccharomyces cercvisiae)和米曲霉(Aspergillus oryzae)的茄氏瓶斜面种子培养:将酿酒酵母和米曲霉的原始菌种分别接入到茄氏瓶斜面培养基上,斜面培养后得到各自的茄氏瓶斜面种子,备用;
(2)酿酒酵母和米曲霉的混合种子液的培养:将步骤(1)所得的3瓶酿酒酵母茄氏瓶斜面种子和2瓶米曲霉茄氏瓶斜面菌子,在无菌条件下每瓶加50mL无菌水洗脱,将洗脱液同时接入种子发酵罐中,种子发酵罐中装有种子培养基,经培养,得到混合种子液,备用;
(3)酿酒酵母和米曲霉复合制剂发酵液的生产:取步骤(2)所得混合种子液接入装有生产发酵培养基的生产罐中,经发酵得到酿酒酵母和米曲霉复合制剂发酵液;
(4)酿酒酵母和米曲霉复合制剂的制备:将步骤(3)所得酿酒酵母和米曲霉复合制剂发酵液与玉米芯粉混合进行吸附,烘干、粉碎;
或者,将酿酒酵母和米曲霉复合制剂发酵液与全价饲料混合进行吸附,烘干、粉碎。
2.根据权利要求1所述的液体发酵生产饲用菌酶复合制剂的方法,其特征在于:步骤(1)所述茄氏瓶斜面培养基均为固体PDA培养基,茄氏瓶斜面规格为250mL;步骤(1)所述酿酒酵母(Saccharomyces cercvisiae)保藏号为CICC No.31015,所述米曲霉(Aspergillusoryzae)保藏号为CICC No.2195。
3.根据权利要求1所述的液体发酵生产饲用菌酶复合制剂的方法,其特征在于:步骤(1)所述斜面培养,酿酒酵母的培养温度为子30℃,培养时间为48h;米曲霉的培养温度为子30℃,培养时间为72h。
4.根据权利要求1所述的液体发酵生产饲用菌酶复合制剂的方法,其特征在于:步骤(2)所述种子培养基配方为:豆粕粉25~35g/L,玉米粉20~30g/L,磷酸二氢钾5~8g/L,pH自然,121℃灭菌30min。
5.根据权利要求1所述的液体发酵生产饲用菌酶复合制剂的方法,其特征在于:步骤(2)所述种子发酵罐容积为500升,其中种子培养基装量为350升。
6.根据权利要求1所述的液体发酵生产饲用菌酶复合制剂的方法,其特征在于:步骤(2)所述培养,条件为:30℃,180~200rpm,通气量1∶0.4~0.6(V/V),培养时间为16~20h。
7.根据权利要求1所述的液体发酵生产饲用菌酶复合制剂的方法,其特征在于:步骤(3)所述生产发酵培养基配方为:豆粕粉35~45g/L,玉米粉35~45g/L,磷酸二氢钾8~12g/L,pH自然,121℃灭菌30min。
8.根据权利要求1所述的液体发酵生产饲用菌酶复合制剂的方法,其特征在于:步骤(3)所述混合种子液接种到生产发酵培养基中的体积比为4~6%vol。
9.根据权利要求1所述的液体发酵生产饲用菌酶复合制剂的方法,其特征在于:步骤(3)所述发酵,条件为32℃、200~220rpm、通气量1∶0.6~0.8(V/V),发酵时间为24~28h。
10.根据权利要求1所述的液体发酵生产饲用菌酶复合制剂的方法,其特征在于:步骤(4)所述酿酒酵母和米曲霉复合制剂发酵液与玉米芯粉的体积/质量比为1L/Kg;所述烘干,温度为40℃;步骤(4)所述酿酒酵母和米曲霉复合制剂发酵液与全价饲料的体积/质量比为1-3L/t。
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