CN110959752A - 一种高稳定性的微生态复合制剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于微生态制剂技术领域，具体涉及一种高稳定性的微生态复合制剂，包括益生菌菌泥和保护剂，所述益生菌菌泥包括丁酸梭菌菌泥、屎肠球菌菌泥和KM菌菌泥，所述保护剂包括面粉、麦芽糊精、玉米芯粉、红糖和吐温80；其制备方法为：先分别制备保护剂、丁酸梭菌菌泥、屎肠球菌菌泥和KM菌菌泥，再将丁酸梭菌菌泥，屎肠球菌菌泥，KM菌菌泥与保护剂混合均匀；然后采用螺杆挤出机将上述的混合物制粒，并使用流化制粒包衣机在40℃干燥至水分含量为5％，然后过40‑200目筛，得到微生态复合制剂。该微生态复合制剂用作饲料添加剂。本发明的微生态复合制剂能够最大限度的保存制剂中有效成分的芽孢数与活菌数，大大提高了产品有效成分的收率以及耐热性与稳定性。

Description

一种高稳定性的微生态复合制剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于微生态制剂技术领域，具体涉及一种高稳定性的微生态复合制剂及其制备方法和应用。
背景技术
丁酸梭菌，又被称为宫人菌、酪酸菌、丁酸梭状芽孢杆菌和酪酸梭菌，是梭菌属、芽孢杆菌科严格厌氧的革兰氏阳性厌氧细菌，可产生一种丁酸，并在培养过滤物中含有少量脂肪酸。具有抑制沙门氏菌、大肠杆菌等致病菌和促进肠道乳酸菌、双歧杆菌等有益菌生长的整肠作用。丁酸梭菌可产生良好的动物所需的营养素来源或具有辅助消化作用的丁酸、消化酶、氨基酸、B族维生素等营养物质。丁酸梭菌产生辅助动物消化饲料日粮的胞外酶主要有蛋白酶和淀粉酶等，并分泌大量的胞内酶。作为调整肠道功能的代表性菌之一的丁酸梭菌，具有促进有益菌定植和繁殖及抑制有害菌生长的特点。丁酸梭菌产生的脂肪酸(乙酸、丁酸)有降低肠道内pH，抑制有害菌附着与繁殖的功能。而现有的丁酸梭菌粉样的制备方法存在不耐高温，稳定性差等缺点，在室温环境下存放30天会损失80％左右的芽孢数。
屎肠球菌是革兰氏阳性球菌，属肠球菌属，菌落形态呈圆形或椭圆形，在其培养过程中能产生大量乳酸，是一种兼性厌氧的乳酸菌，它在自然界中普遍存在，是动物体肠道中常见菌群的一部分，也分布于上呼吸道和口腔中。相对于严格厌氧、培养保存条件苛刻的双歧杆菌、乳杆菌来说，屎肠球菌是便于生产和使用的首选菌种。肠道益生菌是一类活的微生物，帮助机体消化和抑制有害微生物的生长，有益于宿主的健康。研究表明，屎肠球菌不仅具有良好的生物学特性，还能提高动物体免疫能力。由屎肠球菌组成的益生菌制剂可以提高饲料转化率，改善畜产品品质，降低腹泻率和死亡率。因此，屎肠球菌在畜禽养殖业中有着广泛的应用前景。饲料制粒过程中会产生高温，高温会使得大部分的益生菌死亡，而目前市面上的大多数屎肠球菌的制剂的载体多采用玉米芯粉、豆粕粉等，并不耐高温。
此外，现有的益生菌制剂大多是采用屎肠球菌和丁酸梭菌混合，同时添加酿酒酵母、枯草芽孢杆菌或植物乳杆菌的，但是酿酒酵母不适合高密度发酵，并且会在发酵时产生酒精，而酒精对细胞是有一定危害的。马克思克鲁维酵母是一种食品安全级益生菌，它广泛存在于酸奶、水果、酸乳酒等环境中。与酿酒酵母相比，它具有高生长速率、高生物量、耐高温等特征，同时其细胞壁中还具有更高含量的甘露糖蛋白。体外试验表明克鲁维酵母具有抑制病原菌、调节免疫反应和保护肠道屏障的作用。体内试验则有能对肉鸡体重有一定程度的提高作用并能线性降低肉鸡前期和全期的饲料转化率。
枯草芽孢杆菌在益生菌制剂中，常常是以孢子的状态存在，制剂进入动物肠道后，可以在较短的时间内复苏过来，消耗肠道中的氧气，创造出一个低氧或者无氧的环境，可以使得其他有益菌，如肠道球菌、乳酸菌等菌种更好地生长和繁殖，从而改善肠道菌群，利于营养物质的吸收，提高饲料的利用率。市面上很多枯草芽孢杆菌产品为了降低成本，发酵底料中含有较多的固形物，如豆粕等，大大增加了后处理的难度，但若不用豆粕等固形物作为发酵底料，则会大大增加发酵成本。而植物乳杆菌的缺点则在于后处理干燥的成本较高，植物乳杆菌不能用离心喷雾干燥法干燥，因为本身有不耐热的特性，所以只能使用冷冻干燥才能获得高菌数的产品，但生产成本太高。
因此，有必要设计一种高稳定性的微生态复合制剂及其制备方法和应用，以克服上述问题。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种高稳定性的微生态复合制剂及其制备方法和应用，能够最大限度的保存制剂中有效成分的芽孢数与活菌数，提高产品的收率以及耐热性与稳定性。
为实现上述目的，本发明的技术方案为一种高稳定性的微生态复合制剂，包括益生菌菌泥和保护剂，所述益生菌菌泥包括丁酸梭菌菌泥、屎肠球菌菌泥和KM菌菌泥，所述保护剂包括面粉、麦芽糊精、玉米芯粉、红糖和吐温80。
进一步地，所述益生菌菌泥和所述保护剂的质量比为10：3～4。
进一步地，所述丁酸梭菌菌泥、所述屎肠球菌菌泥和所述KM菌菌泥的质量比为6.5～8：1～2.5：1～2.5。
进一步地，所述保护剂中面粉、麦芽糊精、玉米芯粉、红糖和吐温80的质量比为40～45：30～35：10～15：3～5：2～5。
进一步地，所述丁酸梭菌菌泥的活菌数≥1.0×1010CFU/g，所述屎肠球菌菌泥的活菌数≥5.0×109CFU/g，所述KM菌菌泥的活菌数≥2.0×109CFU/g。
进一步地，所述麦芽糊精的DE值为15-18％。
本发明还提供一种上述的高稳定性的微生态复合制剂的制备方法，包括如下步骤：
1)制备保护剂；
2)将丁酸梭菌发酵液离心除去上清液，得到丁酸梭菌菌泥；将屎肠球菌发酵液离心除去上清液，得到屎肠球菌菌泥；将KM菌发酵液过滤，得到KM菌菌泥；
3)将步骤2)中得到的丁酸梭菌菌泥，屎肠球菌菌泥，KM菌菌泥按比例放入搅拌机中，并加入步骤1)中制备的保护剂，混合均匀；
4)使用螺杆挤出机将4)中得到的混合物制粒，并使用流化制粒包衣机在40℃干燥至水分含量为5％，然后过40-200目筛，得到微生态复合制剂。
进一步地，步骤2)中，采用管式离心机在转速为16000rpm下对丁酸梭菌发酵液和屎肠球菌发酵液进行离心，采用增强聚丙烯厢式压滤机对KM菌发酵液进行过滤。
本发明还提供一种上述的高稳定性的微生态复合制剂用作饲料添加剂的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的微生态复合制剂中丁酸梭菌芽孢数高，屎肠球菌与KM菌活菌数高，能促进动物生长，并且提高机体免疫力，明显降低动物的患病率；
(2)本发明提供的微生态复合制剂成本较低，制备方法简单便捷，能够最大限度的保存制剂中有效成分的芽孢数与活菌数，大大提高了产品有效成分的收率以及耐热性与稳定性；
(3)本发明提供的微生态复合制剂的保护剂所用原料安全，无毒，获得方便，价格低廉，无污染，无残留，符合工业化生产条件。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种高稳定性的微生态复合制剂，包括益生菌菌泥和保护剂，所述益生菌菌泥包括丁酸梭菌菌泥、屎肠球菌菌泥和KM菌菌泥，所述保护剂包括面粉、麦芽糊精、玉米芯粉、红糖和吐温80。
本发明还提供一种上述的高稳定性的微生态复合制剂用作饲料添加剂的应用。
实施例1
本实施例提供一种高稳定性的微生态复合制剂，包括质量比为10：3.5的益生菌菌泥和保护剂；所述益生菌菌泥包括质量比为8：1：1的丁酸梭菌菌泥、屎肠球菌菌泥和KM菌菌泥，所述保护剂包括质量比为45：30：10：3：2的面粉、麦芽糊精、玉米芯粉、红糖和吐温80。
进一步地，所述丁酸梭菌菌泥的活菌数≥1.0×1010CFU/g，所述屎肠球菌菌泥的活菌数≥5.0×109CFU/g，所述KM菌菌泥的活菌数≥2.0×109CFU/g。
进一步地，所述麦芽糊精的DE值为15-18％。
上述的高稳定性的微生态复合制剂的制备方法，包括如下步骤：
1)将面粉、麦芽糊精、玉米芯粉、红糖和吐温80按比例混合制备保护剂；
2)采用管式离心机在转速为16000rpm下对丁酸梭菌发酵液进行离心后除去上清液，得到丁酸梭菌菌泥；采用管式离心机在转速为16000rpm下对丁酸梭菌发酵液进行离心后除去上清液，得到屎肠球菌菌泥；采用增强聚丙烯厢式压滤机对KM菌发酵液进行过滤，得到KM菌菌泥；
3)将步骤2)中得到的丁酸梭菌菌泥，屎肠球菌菌泥，KM菌菌泥按比例放入搅拌机中，并加入步骤1)中制备的保护剂，混合均匀；
4)使用螺杆挤出机将4)中得到的混合物制粒，并使用流化制粒包衣机在40℃干燥至水分含量为5％左右，然后过40-200目筛，得到微生态复合制剂。
实施例2
本实施例提供一种高稳定性的微生态复合制剂，包括质量比为10：3的益生菌菌泥和保护剂；所述益生菌菌泥包括质量比为7：1.5：2.5的丁酸梭菌菌泥、屎肠球菌菌泥和KM菌菌泥，所述保护剂包括质量比为40：32：15：5：4的面粉、麦芽糊精、玉米芯粉、红糖和吐温80。
进一步地，所述丁酸梭菌菌泥的活菌数≥1.0×1010CFU/g，所述屎肠球菌菌泥的活菌数≥5.0×109CFU/g，所述KM菌菌泥的活菌数≥2.0×109CFU/g。
进一步地，所述麦芽糊精的DE值为15-18％。
本实施例的微生态复合制剂的制备方法与实施例1相同。
实施例3
本实施例提供一种高稳定性的微生态复合制剂，包括质量比为10：3的益生菌菌泥和保护剂；所述益生菌菌泥包括质量比为6.5：2.5：2的丁酸梭菌菌泥、屎肠球菌菌泥和KM菌菌泥，所述保护剂包括质量比为42：35：13：4：5的面粉、麦芽糊精、玉米芯粉、红糖和吐温80。
进一步地，所述丁酸梭菌菌泥的活菌数≥1.0×1010CFU/g，所述屎肠球菌菌泥的活菌数≥5.0×109CFU/g，所述KM菌菌泥的活菌数≥2.0×109CFU/g。
进一步地，所述麦芽糊精的DE值为15-18％。
本实施例的微生态复合制剂的制备方法与实施例1相同。
下面通过如下实验对本发明进行进一步说明。
实验1
分别取市面上很常见的几种载体作为对照实验组，其中对照组载体的添加量与实施例1保护剂的添加量相同，并使用同一批丁酸梭菌发酵液，屎肠球菌发酵液和KM菌发酵液按照实施例1的制备方法制备微生态复合制剂。对照组与实施例1的产品中丁酸梭菌，屎肠球菌，KM菌的收率详见表1。
表1不同载体配方干燥收率检测
Figure BDA0002323812090000071
由表1看出加入面粉、麦芽糊精、玉米芯粉、红糖、吐温80作为保护剂能够发挥协同作用大幅提高该微生态复合制剂中的有效成分的收率，这种保护剂优点在于成分价格便宜且常见，其中加入红糖能够大幅提高有效成分中屎肠球菌的耐热性，而吐温80则是作为乳化剂添加，目的是为了在干燥过程中保持细胞的结构完整，不至于较快死亡。
实验2
取本发明实施例1制备的微生态复合制剂放入45℃恒温培养箱中进行储存稳定性加速试验；并取市面上常见的丁酸梭菌产品A与屎肠球菌产品B(KM菌市面上没有产品作为对比)作为对照组放入45℃恒温培养箱中进行储存稳定性加速试验；具体方法为：分别取出5g的粉剂溶于pH5.0的生理盐水中，稀释并使用移液枪打入200uL稀释液至检测培养基中，然后分别在第7天，第14天，第21天，第28天取样测得其中丁酸梭菌芽孢数，屎肠球菌与KM菌活菌数。测得芽孢数见表2。
表2加速试验芽孢活菌数存活率检测结果
Figure BDA0002323812090000081
从表2可以看出，本发明的微生态复合制剂的活性成分储存稳定性均超过了市面上的常见产品，并且45℃条件下放置28天丁酸梭菌芽孢与屎肠球菌活菌存活率在80％左右，KM菌的存活率也超过了60％。
实验3
针对乳酸菌不耐高温的特点，将实施例1制得的微生态复合制剂进行耐热性测试，取5g制剂均匀放置于培养皿中，放入湿热箱中，参数设置温度85℃，湿度为95％，反应5分钟之后，用水稀释混匀后在培养基上涂布均匀测得活菌数，并取市面上其它的屎肠球菌产品1、2、3进行对比。
表3热稳定性实验结果
样品名称 屎肠球菌存活率(％)
实施例1的微生态复合制剂 47
屎肠球菌产品1 37
屎肠球菌产品2 25
屎肠球菌产品3 5
从表3可以看出，本发明的微生态复合制剂活性成分中屎肠球菌的耐热性较为突出，经过湿热箱85℃，95％的湿度处理后存活率接近50％，相较于市面上的一些产品存活率大幅提高，故此本发明的制剂及其制备方法与传统制剂及其制备方法相比在耐热性上有较大优势。
实验4
将480只1日龄的肉鸡仔按照体重均衡原则随机分为4组，每组8个重复，每重复15只肉鸡仔。肉鸡仔饲喂基础日粮或在基础上添加不同种类的微生态制剂1.0g/kg(微生态复合制剂/日粮)，试验期35天，统计全期(1-35d)的饲料转化率并对肉鸡的生产性能进行分析。
表4不同种类微生态复合制剂对于肉鸡仔生产性能的影响
Figure BDA0002323812090000091
*ABW，平均体重；ADG，平均日增重；FCR，饲料转化率。
从表4可以看出，经过35天饲养后，日粮中添加0.1％的丁酸梭菌+屎肠球菌+KM菌的复合制剂的肉鸡仔组平均日增重为48.09，饲料转化率为1.629，相比其他添加种类的肉鸡仔组均为最高，即采用本发明的微生态复合制剂(丁酸梭菌+屎肠球菌+KM菌)，在提高肉鸡的生产性能方面有良好的效果。
实验5
将本发明的螺杆挤出制粒后流化床干燥的方法与市面上常用的两种微生态固体产品干燥方法作对比，比较三种方法的费用，芽孢以及活菌收率。
表5不同干燥方法比较
Figure BDA0002323812090000092
从表5可以看出，喷雾干燥法虽然成本较低但干燥KM菌收率为0，冷冻干燥法三种活性成分收率都较高，但成本也较高，综合比较，使用螺杆挤出机制粒并用流化床干燥的方法最合适。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高稳定性的微生态复合制剂，其特征在于：包括益生菌菌泥和保护剂，所述益生菌菌泥包括丁酸梭菌菌泥、屎肠球菌菌泥和KM菌菌泥，所述保护剂包括面粉、麦芽糊精、玉米芯粉、红糖和吐温80。
2.如权利要求1所述的一种高稳定性的微生态复合制剂，其特征在于：所述益生菌菌泥和所述保护剂的质量比为10：3～4。
3.如权利要求1所述的一种高稳定性的微生态复合制剂，其特征在于：所述丁酸梭菌菌泥、所述屎肠球菌菌泥和所述KM菌菌泥的质量比为6.5～8：1～2.5：1～2.5。
4.如权利要求1所述的一种高稳定性的微生态复合制剂，其特征在于：所述保护剂中面粉、麦芽糊精、玉米芯粉、红糖和吐温80的质量比为40～45：30～35：10～15：3～5：2～5。
5.如权利要求1所述的一种高稳定性的微生态复合制剂，其特征在于：所述丁酸梭菌菌泥的活菌数≥1.0×1010CFU/g，所述屎肠球菌菌泥的活菌数≥5.0×109CFU/g，所述KM菌菌泥的活菌数≥2.0×109CFU/g。
6.如权利要求1所述的一种高稳定性的微生态复合制剂，其特征在于：所述麦芽糊精的DE值为15-18％。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的高稳定性的微生态复合制剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)制备保护剂；
2)将丁酸梭菌发酵液离心除去上清液，得到丁酸梭菌菌泥；将屎肠球菌发酵液离心除去上清液，得到屎肠球菌菌泥；将KM菌发酵液过滤，得到KM菌菌泥；
3)将步骤2)中得到的丁酸梭菌菌泥，屎肠球菌菌泥，KM菌菌泥按比例放入搅拌机中，并加入步骤1)中制备的保护剂，混合均匀；
4)使用螺杆挤出机将4)中得到的混合物制粒，并使用流化制粒包衣机在40℃干燥至水分含量为5％，然后过40-200目筛，得到微生态复合制剂。
8.如权利要求7所述的高稳定性的微生态复合制剂的制备方法，其特征在于：步骤2)中，采用管式离心机在转速为16000rpm下对丁酸梭菌发酵液和屎肠球菌发酵液进行离心，采用增强聚丙烯厢式压滤机对KM菌发酵液进行过滤。
9.一种如权利要求1-6任一项所述的高稳定性的微生态复合制剂的应用，其特征在于：所述微生态复合制剂用作饲料添加剂。
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