CN110915994A - 一种利用苏氨酸母液生产饲料添加剂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物技术领域，公开了一种利用苏氨酸母液生产饲料添加剂的方法，其包括如下步骤：步骤1）母液浓缩，步骤2）制备啤酒酵母培养液，步骤3）制备蛋白核小球藻种子液，步骤4）制备混合培养物，步骤5）制备饲料添加剂。本发明的方法操作简单，全程无公害，制备的饲料添加剂能够提高饲养效果。

Description

一种利用苏氨酸母液生产饲料添加剂的方法

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种利用苏氨酸母液生产饲料添加剂的方法。

背景技术

苏氨酸、赖氨酸、蛋氨酸和色氨酸一起列为四大饲料添加剂，主要用于未成年仔猪和家禽等。苏氨酸是畜禽饲料中的重要组成物质，它常添加到未成年仔猪和家禽的饲料中，是猪饲料的第二限制氨基酸和家禽饲料的第三限制氨基酸。在畜禽饲料中添加苏氨酸，能提高饲料蛋白质的生物学价值，平衡各种氨基酸，促进蛋白质沉积，降低动物氨的排泄，减轻环境污染，改善饲养条件。

苏氨酸发酵液经过等电点结晶得到苏氨酸产品，同时结晶后的料液为苏氨酸母液，而苏氨酸生产公司处理母液通常采用以下三种方法,第一是，通过净化工艺，直接排放；第二是，制备成饲料；第三是，制备成肥料。申请人之前专利技术对苏氨酸母液进行了较多的研究，其中，“CN109694828A，苏氨酸母液的综合处理工艺”，公开了苏氨酸母液的综合处理工艺，其包括如下步骤：步骤1）制备产朊假丝酵母菌和干酪乳杆菌的发酵菌液，步骤2）制备水华鱼腥藻液，步骤3）母液处理。本发明工艺不需要额外添加培养基组分，工艺简单，成本低廉，适合处理大规模母液。但是该工艺需要对微生物进行挂膜，不利于制备饲料相关产品。“CN107267427A，一种苏氨酸母液回收利用方法”，公开了一种苏氨酸母液回收利用方法，其包括如下步骤：步骤1）离心，步骤2）菌株驯化，步骤3）藻驯化，步骤4）制备发酵培养基，步骤5）发酵处理。本发明方法能够有效处理发酵母液，并且同时制备了微生物蛋白。该方法添加附加组分，例如秸秆以及麦麸等，还需要对菌株进行驯化，较为繁琐，提高了成本。“CN104844468A，一种处理苏氨酸发酵母液的环保工艺”，公开了一种处理苏氨酸发酵母液的环保工艺，其包括如下步骤：步骤1）制备苏氨酸晶体和母液，步骤2）制备颗粒蛋白，步骤3）制备鸡饲料，以及步骤4）制备肥料；该工艺同时制备了颗粒蛋白、饲料以及肥料，充分利用了发酵母液成分，但是制备的饲料营养价值相对较低，价格较为低廉。

生物饲料是以微生物、复合酶为生物饲料发酵剂菌种，将饲料原料转化为微生物菌体蛋白、生物活性小肽类氨基酸、微生物活性益生菌、复合酶制剂为一体的生物发酵饲料。所谓生物饲料即微生物饲料，是在微生态理论指导下采用己知有益的微生物与饲料混合经发酵、干燥等特殊工艺制成的含活性益生菌的安全、无污染、无残留的优质饲料，这些微生物能够产生消化酶、有机酸、抑菌素、B族维生素、氨基酸等有益物质，相当于消化器官的延长和消化时间的增加。从工业废旧资源综合利用的角度来讲，生物饲料利用高效分解型复合微生物菌种，采取相应技术，对作物秸秆、蔬菜秧蔓、农副产品、树叶以及某些特定工业废旧资源)等进行接种后，经一定的发酵过程，即可产出原料高效转化、载体携带活菌的生物饲料，用之饲喂畜禽，既能大幅提高饲料报酬率，又能使畜禽肠胃内大量增加有益菌，而提高其机体抗性，大大降低畜禽染病率和死亡率。

苏氨酸母液经加工处理得到的生物蛋白饲料因含有氨基酸、蛋白质、维生素、菌体蛋白等多种营养成分，作为饲料生物价值很高，按照生物学标准来评价微生物合成饲料用制剂，用母液生产菌体蛋白饲料具有很高的研究和利用价值，从根本上解决母液喷浆造粒生产复合肥造成的大气污染问题，也彻底让苏氨酸生产工艺真正的告别污染的帽子，走上清洁生产的阳光工艺路线。蛋白质营养是氨基酸营养和小肽营养，动物氨基酸以小肠可吸收肽的形式的供应，饲料中氨基酸和小肽的含量直接关系到饲料的品质。微生物发酵是提高饲料蛋白肽的主要方式之

一，对于改善饲料蛋白质利用率具有潜在意义。

发明内容

为了对现有技术进行进一步地优化，需要选择合适的微生物，既能够在高浓度母液中生长，有效利用非蛋白氮，而且微生物足够安全，适合应用于饲料相关产品中，基于上述技术诉求，本发明提供了一种利用苏氨酸母液生产饲料添加剂的方法。

本发明是通过如下技术方案来实现的。

一种利用苏氨酸母液生产饲料添加剂的方法，其包括如下步骤：步骤1）母液浓缩，步骤2）制备啤酒酵母培养液，步骤3）制备蛋白核小球藻种子液，步骤4）制备混合培养物，步骤5）制备饲料添加剂。

具体地，所述方法包括如下步骤：

步骤1）母液浓缩：首先将苏氨酸母液浓缩2-3倍，得到浓缩母液；

步骤2）制备啤酒酵母培养液：将啤酒酵母接种到种子培养基，培养得到种子液，然后按照5-10％接种量将种子液接种到扩大培养基中，34℃恒温培养24-48h，得到啤酒酵母培养液；

步骤3）制备蛋白核小球藻种子液：将培养至对数生长期的蛋白核小球藻接种到种子培养基中，培养48h，收集蛋白核小球藻种子液；

步骤4）制备混合培养物：将啤酒酵母培养液按照1:10的体积比添加到浓缩母液中，100rpm搅拌培养24h，培养温度为25-35℃，然后接种蛋白核小球藻，继续培养72-120h，得到混合培养物；

步骤5）制备饲料添加剂：将混合培养物置于30-35℃通风烘干装置中进行烘干，然后经过粉碎机粉碎，制备成饲料添加剂。

优选地，所述步骤2）中，种子培养基的配置方法为：取酵母浸出粉10g、蛋白胨20g、葡萄糖20g、琼脂20g，加水，定容至1000ml，121℃灭菌20min后，自然冷却，制得。

优选地，所述步骤2）中，扩大培养基的配置方法为：取浓缩母液，然后往浓缩母液中添加0.1%硫酸镁、0.5%硫酸铵、0.3%磷酸二氢钾以及0.02%氯化钙，pH值调节至5.0，121℃灭菌20min后，自然冷却，制得。

优选地，所述步骤3）中，种子培养基由BG11培养基和母液浓缩母液按照3-4:1的体积比混匀制得。

优选地，所述步骤2）中，种子液的浓度为1×10⁸cfu/ml。

优选地，所述步骤3）中，培养参数为：光照强度3000lux，20-25℃培养，光暗比为14:10，通气速率为0.2vvm。

优选地，所述步骤3）中，接种初始密度为（1-2）×10⁵个/ml。

优选地，所述步骤4）中，蛋白核小球藻的接种密度为（1-5）×10⁴个/ml。

优选地，所述苏氨酸母液是从发酵液中提取苏氨酸之后的残液。

与现有技术相比，本发明取得的有益效果主要包括但是并不限于以下几个方面：

酵母菌在有氧和无氧条件下都能繁殖，在肠道中可与同样需氧的大肠杆菌争夺有限的氧气，同时给厌氧的乳酸杆菌的增殖创造条件。

本发明通过试验发现，酵母菌能够耐受高浓度的苏氨酸母液，通过对多种酵母进行研究发现，啤酒酵母最适合和蛋白核小球藻进行配伍，能够共生，相互促进生长。

蛋白核小球藻不耐高浓度母液，经过驯化后，耐受力大幅提升，而且经过啤酒酵母处理后，母液中各物质浓度降低，此时，接种蛋白核小球藻，能够利用母液中的啤酒酵母难以利用的盐、有机氯以及色素等物质，避免带入到饲料中，造成安全隐患。

本发明方法无需添加其他物质，也不需要对母液进行脱盐等步骤，采用酵母菌和蛋白核小球藻先后处理的方式，能够对母液进行彻底处理，并且含有较高的氨基酸以及肽类物质。

本发明对藻和酵母菌采用不同的处理方式，以适应饲料产品的需求；酵母菌液采用低温烘干，不仅没造成大气污染的问题，更多的是能保留益生菌的活性，更体现生物活性的作用，它的意义是保证饲料安全。

本发明制备的饲料添加剂很有啤酒酵母和蛋白核小球藻粉，可以作为饲料添加剂，相互补充，提高饲料的性能。

附图说明

图1：不同酵母菌类型与蛋白核小球藻配伍对微生物产量的影响；

图2：不同酵母菌类型与蛋白核小球藻配伍对游离氨基酸含量的影响；

图3：不同酵母菌类型与蛋白核小球藻配伍对活酵母数的影响。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1

一种利用苏氨酸母液生产饲料添加剂的方法，其包括如下步骤：

1）首先将苏氨酸母液浓缩3倍，得到浓缩母液；

2）将啤酒酵母接种到种子培养基，培养至浓度为1×10⁸cfu/ml的种子液，然后按照10％接种量将种子液接种到扩大培养基中，34℃恒温培养24h，得到啤酒酵母培养液；

所述种子培养基的配置方法为：取酵母浸出粉10g、蛋白胨20g、葡萄糖20g、琼脂20g，加水，定容至1000ml，121℃灭菌20min后，自然冷却，制得。

所述扩大培养基的配置方法为：取浓缩母液，然后往浓缩母液中添加0.1%硫酸镁、0.5%硫酸铵、0.3%磷酸二氢钾以及0.02%氯化钙，pH值调节至5.0，121℃灭菌20min后，自然冷却，制得；

3）将培养至对数生长期的蛋白核小球藻接种到种子培养基中，接种初始密度为2×10⁵个/ml，光照强度3000lux， 25℃培养，光暗比为14:10，通气速率为0.2vvm，培养48h，收集蛋白核小球藻种子液；所述种子培养基由BG11培养基和浓缩母液按照4:1的体积比混匀制得；

4）将啤酒酵母培养液按照1:10的体积比添加到浓缩母液中，100rpm搅拌培养24h，培养温度为27℃，然后接种蛋白核小球藻种子液，接种密度为2×10⁴个/ml，继续培养96h，得到培养物；

5）将培养物置于35℃通风烘干装置中进行烘干，然后经过粉碎机粉碎，制备成饲料添加剂。

实施例2

一种利用苏氨酸母液生产饲料添加剂的方法，其包括如下步骤：

1）首先将苏氨酸母液浓缩2倍，得到浓缩母液；

2）将啤酒酵母接种到种子培养基，培养至浓度为1×10⁸cfu/ml的种子液，然后按照10％接种量将种子液接种到扩大培养基中，34℃恒温培养24h，得到啤酒酵母培养液；

所述种子培养基的配置方法为：取酵母浸出粉10g、蛋白胨20g、葡萄糖20g、琼脂20g，加水，定容至1000ml，121℃灭菌20min后，自然冷却，制得。

所述扩大培养基的配置方法为：取浓缩母液，然后往浓缩母液中添加0.1%硫酸镁、0.5%硫酸铵、0.3%磷酸二氢钾以及0.02%氯化钙，pH值调节至5.0，121℃灭菌20min后，自然冷却，制得；

3）将培养至对数生长期的蛋白核小球藻接种到种子培养基中，接种初始密度为1×10⁵个/ml，光照强度3000lux，22℃培养，光暗比为14:10，通气速率为0.2vvm，培养48h，收集蛋白核小球藻种子液；所述种子培养基由BG11培养基和浓缩母液按照3:1的体积比混匀制得；

4）将啤酒酵母培养液按照1:10的体积比添加到浓缩母液中，100rpm搅拌培养24h，培养温度为29℃，然后接种蛋白核小球藻种子液，接种密度为3×10⁴个/ml，继续培养120h，得到培养物；

5）将培养物置于30℃通风烘干装置中进行烘干，然后经过粉碎机粉碎，制备成饲料添加剂。

实施例3

本发明采用的苏氨酸母液是从发酵液中提取苏氨酸之后的残液，以某一批次母液为例，各组分指标见表1：

表1

指标	处理前
		COD（mg/L）	3786.5
氨氮（mg/L）	473.9
		SS（mg/L）	114.8
P（mg/L）	101.4
		粗蛋白（g/L）	29.6
氨基酸（g/L）	13.1
		固形物（g/L）	116.4

实施例4

采用多种酵母菌与蛋白核小球藻进行配伍，通过检测培养液中微生物的含量、饲料添加剂中酵母活菌数以及氨基酸含量等技术指标。酵母菌选择适合饲料添加使用的菌株，包括啤酒酵母（ATCC9763)、产朊假丝酵母（ATCC22023）和安琪酵母，培养液中微生物的总含量（湿重）见图1，如图1所示，啤酒酵母组的微生物总含量最高，可达到139.5g/L，而产朊假丝酵母组和安琪酵母组分别为93.2g/L和107.4g/L，啤酒酵母组较产朊假丝酵母组和安琪酵母组分别提高了49.7%和29.9%；可能存在的原因主要有两个方面，第一，产朊假丝酵母组和安琪酵母对高浓度浓缩母液的耐受相对较差，生长速度缓慢；第二，产朊假丝酵母组和安琪酵母对蛋白核小球藻的共生关系不如啤酒酵母。

如图2检测了饲料添加剂中的游离氨基酸含量，啤酒酵母组的游离氨基酸含量为5.71%，而产朊假丝酵母组和安琪酵母组分别为4.89%和5.23%，可见，啤酒酵母组的游离氨基酸含量更高，分别高出0.82个百分点和0.48个百分点。

如图3所示，在饲料添加剂中，啤酒酵母组中活酵母的含量为7.61×10⁹个/g，产朊假丝酵母组和安琪酵母组分别为3.84×10⁹个/g和4.70×10⁹个/g。

综上所述，啤酒酵母组在微生物含量、游离氨基酸含量以及活酵母数等主要指标均明显优于产朊假丝酵母组和安琪酵母组，因此，选择啤酒酵母菌与蛋白核小球藻进行配伍，不但能够处理高浓度母液，还能够制备出优异的饲料添加剂，全程无污染物排出，严格做到零污染零排放。

实施例5

饲料添加剂喂养动物实验。

动物选择：AA肉鸡（艾拔益加肉鸡），选择200只仔鸡，饲养时间从1-40日；

随机分为四组，每组50只，饲料环境和方式完全相同， 具备可比性。

饲料物分为四个组：

组1：基础日粮饲料+2%添加剂（啤酒酵母-蛋白核小球藻组）；

组2：基础日粮饲料+2%添加剂（产朊假丝酵母-蛋白核小球藻组）；

组3：基础日粮饲料+2%添加剂（安琪酵母-蛋白核小球藻组）；

组4：基础日粮饲料。

基础日粮饲料为：玉米64.9%，麸皮6%，豆粕26.5%，碳酸氢钙1.5%，石粉1.0%，氯化胆碱0.1%。

各组别中AA鸡的体重和死亡率见表2：

表2

相关指标	体重g	死亡率%
			组1	1893.4±185.1<sup>＊</sup>	0
组2	1802.1±234.7<sup>＊</sup>	4
			组3	1683.6±192.5	6
组4	1635.5±198.2	12

与组4比较，^＊代表＜0.05，说明显著差异。

结论：如表2所示，与组4相比较，组1和组2在体重指标上具备显著性差异，组3没有显著差异；比较死亡率，组1饲养组的死亡率为0，明显高于其它组别。

而且，本发明添加剂中含有丰富的氨基酸以及维生素等营养物质，无需对基础日粮饲料再添加相关物质，节约了成本。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种利用苏氨酸母液生产饲料添加剂的方法，其包括如下步骤：步骤1）母液浓缩，步骤2）制备啤酒酵母培养液，步骤3）制备蛋白核小球藻种子液，步骤4）制备混合培养物，步骤5）制备饲料添加剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1）母液浓缩：首先将苏氨酸母液浓缩2-3倍，得到浓缩母液；

步骤2）制备啤酒酵母培养液：将啤酒酵母接种到种子培养基，培养得到种子液，然后按照5-10％接种量将种子液接种到扩大培养基中，34℃恒温培养24-48h，得到啤酒酵母培养液；

步骤3）制备蛋白核小球藻种子液：将培养至对数生长期的蛋白核小球藻接种到种子培养基中，培养48h，收集蛋白核小球藻种子液；

步骤4）制备混合培养物：将啤酒酵母培养液按照1:10的体积比添加到浓缩母液中，100rpm搅拌培养24h，培养温度为25-35℃，然后接种蛋白核小球藻种子液，继续培养72-120h，得到混合培养物；

步骤5）制备饲料添加剂：将混合培养物置于30-35℃通风烘干装置中进行烘干，然后经过粉碎机粉碎，制备成饲料添加剂。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤2）中，种子培养基的配置方法为：取酵母浸出粉10g、蛋白胨20g、葡萄糖20g、琼脂20g，加水，定容至1000ml，121℃灭菌20min后，自然冷却，制得。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤2）中，扩大培养基的配置方法为：取浓缩母液，然后往浓缩母液中添加0.1%硫酸镁、0.5%硫酸铵、0.3%磷酸二氢钾以及0.02%氯化钙，pH值调节至5.0，121℃灭菌20min后，自然冷却，制得。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤3）中，种子培养基由BG11培养基和浓缩母液按照3-4:1的体积比混匀制得。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤2）中，种子液的浓度为1×10⁸cfu/ml。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤3）中，培养参数为：光照强度3000lux，20-25℃培养，光暗比为14:10，通气速率为0.2vvm。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤3）中，接种初始密度为（1-2）×10⁵个/ml。

9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤4）中，蛋白核小球藻的接种密度为（1-5）×10⁴个/ml。

10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述苏氨酸母液是从发酵液中提取苏氨酸之后的残液。

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