CN111184128A - 一种固体发酵生产多酶饲料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种固体发酵生产多酶饲料的方法，包括微生物及其制备、微生物的培养、固体发酵培养基配比、固体发酵培养基的制备、发酵培养条件与发酵过程控制、固体发酵的接种、发酵过程控制和产品干燥、检测，本发明是采用几种不同种类微生物混合发酵分段控制的方法，生产一种多酶生物饲料，该饲料消除或减少了抗营养因子和有害毒素，产生大量的小分子肽和低聚糖等能够抑制有害微生物、提高动物的抗病与免疫力；利用微生物产生的多种酶，提高动物消化率和饲料的利用率，减少氨氮、磷等的排放，改善饲养环境；通过微生物自身生命活动产生多种有机酸、维生素、未知生长因子等极大提高了饲料的营养水平、适口性与安全性。

Description

一种固体发酵生产多酶饲料的方法
技术领域
本发明涉及生物农业技术领域，具体是一种固体发酵生产多酶饲料的方法。
背景技术
我国常规饲料原料（玉米、豆粕）严重短缺，非常规饲料原料（杂粕、渣糟、壳皮、秸秆等）由于抗营养因子、毒素以及营养低等因素的影响，无法大量直接用于动物饲喂；随着我国食品安全管理的加强，饲料、养殖行业抗生素的使用将被禁用，无抗饲料将成为饲料养殖行业的必然选择；集约化、规模化养殖，粪污对环境的污染已引起社会广泛关切等诸多问题。为使饲料养殖行业能够持续稳定健康发展，生产出绿色、安全、无残留、无污染的畜禽产品，以上问题的解决势在必行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种固体发酵生产多酶饲料的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种固体发酵生产多酶饲料的方法，包括微生物及其制备、微生物的培养、固体发酵培养基配比、固体发酵培养基的制备、发酵培养条件与发酵过程控制、固体发酵的接种、发酵过程控制和产品干燥、检测，所述微生物及其制备包括以下步骤：
（1）长柄木霉、米曲霉、里氏木霉：
斜面培养基：18%马铃薯+2%葡萄糖+1.8%琼脂；灭菌条件：121℃，20min；培养条件：28-30℃，培养120h；国体种子扩大培养基：100%麸皮；灭菌条件：121℃，60min；培养条件：28℃-30℃，种龄160-180h；
（2）酿酒酵母菌、毕赤酵母：
斜面培养基：1%酵母膏+2%蛋白胨+2%葡萄糖+琼脂；培养条件：30℃±1℃，时间48h；液体种子扩大培养基：1%酵母膏+2%蛋白胨+2%葡萄糖；培养条件：摇床培养，转速200rpm，温度30℃±1℃，时间24h；
（3）解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌：
斜面培养基：0.5%酵母膏+1%蛋白胨+1%氯化钠+2%琼脂；培养温度：35℃±1℃，时间48h；液体扩大培养基：3%豆粕粉+2%玉米淀粉+0.5%葡萄糖+0.02%硫酸锰；灭菌条件：121℃，保温25min.200rpm；培养条件：摇床培养，35℃±1℃，时间12h；
（4）植物乳杆菌：
斜面培养基：1%蛋白胨+0.5%牛肉膏+0.4%酵母膏+2%葡萄糖+0.2%磷酸氢二钾+0.5%乙酸钠+0.2%柠檬酸铵+0.02%硫酸镁+0.005%硫酸锰+吐温80少许+琼脂1.8%；培养条件：36℃±℃，时间24h；液体种子扩大培养基：3.5%葡萄糖+4%豆粕+3%玉米浆干粉+0.005%硫酸锰；灭菌条件：121℃，保温25min；培养条件：摇床培养，温度36℃±1℃，转速10rpm,时间12h；酿酒酵母菌，毕赤酵母、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌以及植物菌的灭菌条件为115℃和保温25min；所述固体发酵培养基配比包括以下步骤：25%葡萄皮渣+10%麸皮+20%玉米淀粉渣+10%玉米秸秆粉+35%棉粕+0.1%蛋白酶+0.1%淀粉酶；灭菌条件：温度升到65℃时，保温30min进行酶解，酶解结束后，继续升温到121℃，保温40min；所述固体发酵的接种包括以下步骤，将培养好的米曲霉、里氏木霉、长柄木霉麸曲种子分别加入30%无菌水混合均匀，并按1:1:1的比例混合，称为霉菌种子；培养好的酿酒酵母、毕赤酵母液体种子按1:1的比例混合，称为酵母种子；培养好的解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌的液体种子按1：1:2的比例混合，称为细菌种子，再将霉菌种子、酵母种子、细菌种子按2:2:1的比例混合，并按10%接入固体培养基中，并搅拌均匀；所述发酵培养条件与发酵过程控制对于不同阶段发酵控制条件分为以下步骤：
第一阶段培养条件：温度28±1℃，摇床转速180rpm，发酵时间26h-30h；
第二阶段培养条件：温度34±1℃，摇床转速180rpm,发酵时间10h-12h；
第三阶段培养条件：温度36±1℃，厌氧发酵，发酵时间18h-22h；所述产品干燥、检测采用流化床干燥，干燥温度为≤45℃。
作为本发明进一步的方案：微生物及其制备中的微生物包括长柄木霉，米曲霉，里氏木霉、酿酒酵母菌，毕赤酵母、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、和植物乳杆菌，利用微生物产生的多种酶，提高动物消化率和饲料的利用率，减少氨氮、磷等的排放，改善饲养环境。
作为本发明进一步的方案：微生物的培养包括米曲霉、长柄木霉、里氏木霉扩大培养，酿酒酵母菌、毕赤酵母扩大培养，解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌扩大培养和植物乳杆菌扩大培养，通过微生物自身生命活动产生多种有机酸、维生素、未知生长因子等极大提高了饲料的营养水平、适口性与安全性。
作为本发明进一步的方案：发酵培养条件与发酵过程控制包括固体发酵的接种和不同阶段发酵控制条件，采用几种不同种类微生物混合发酵分段控制的方法，生产一种多酶生物饲料，该饲料消除或减少了抗营养因子和有害毒素，产生大量的小分子肽和低聚糖等能够抑制有害微生物、提高动物的抗病与免疫力。
作为本发明进一步的方案：产品干燥、检测包括产品干燥和产品检测结果，所得产品为浅黄色粉状，具有轻微发酵醇酸香味，产品所含酶组分：脂肪酶活力2300u/g-3600u/g,淀粉酶活力75u/g-120u/g，蛋白酶活力150u/g-350u/g，果胶酶活力2700u/g-3800u/g,纤维素酶活力（CMC）1.1u/g-3.1u/g，木聚糖酶活力14500u/g-28000u/g，β-甘露聚糖酶活力1240u/g-2950u/g，α-半乳糖甘酶活力350u/g-600u/g,植酸酶活力11200u/g-15700u/g；小分子肽（2000-7000分子量）含量15%-18%，游离棉酚为20mg/kg-35mg/kg，粗蛋白含量26.8-29.2%，较起始培养基粗蛋白含量提高37%以上，能够提高饲料的营养水平和动物的消化吸收率。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明是利用微生物的特性，以葡萄皮渣、玉米淀粉渣、棉粕、玉米秸秆粉、麸皮等为原料，采用几种不同种类微生物混合发酵分段控制的方法，生产一种多酶生物饲料，该饲料消除或减少了抗营养因子和有害毒素，产生大量的小分子肽和低聚糖等能够抑制有害微生物、提高动物的抗病与免疫力；利用微生物产生的多种酶，提高动物消化率和饲料的利用率，减少氨氮、磷等的排放，改善饲养环境；通过微生物自身生命活动产生多种有机酸、维生素、未知生长因子等极大提高了饲料的营养水平、适口性与安全性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中，一种固体发酵生产多酶饲料的方法，包括微生物及其制备、微生物的培养、固体发酵培养基配比、固体发酵培养基的制备、发酵培养条件与发酵过程控制、固体发酵的接种、发酵过程控制和产品干燥、检测，所述微生物及其制备中的微生物包括长柄木霉，米曲霉，里氏木霉、酿酒酵母菌，毕赤酵母、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、和植物乳杆菌，利用微生物产生的多种酶，提高动物消化率和饲料的利用率，减少氨氮、磷等的排放，改善饲养环境，微生物及其制备包括以下步骤：
（1）长柄木霉、米曲霉、里氏木霉：
斜面培养基：18%马铃薯+2%葡萄糖+1.8%琼脂；灭菌条件：121℃，20min；培养条件：28-30℃，培养120h；国体种子扩大培养基：100%麸皮；灭菌条件：121℃，60min；培养条件：28℃-30℃，种龄160-180h；
（2）酿酒酵母菌、毕赤酵母：
斜面培养基：1%酵母膏+2%蛋白胨+2%葡萄糖+琼脂；培养条件：30℃±1℃，时间48h；液体种子扩大培养基：1%酵母膏+2%蛋白胨+2%葡萄糖；培养条件：摇床培养，转速200rpm，温度30℃±1℃，时间24h；
（3）解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌：
斜面培养基：0.5%酵母膏+1%蛋白胨+1%氯化钠+2%琼脂；培养温度：35℃±1℃，时间48h；液体扩大培养基：3%豆粕粉+2%玉米淀粉+0.5%葡萄糖+0.02%硫酸锰；灭菌条件：121℃，保温25min.200rpm；培养条件：摇床培养，35℃±1℃，时间12h；
（4）植物乳杆菌：
斜面培养基：1%蛋白胨+0.5%牛肉膏+0.4%酵母膏+2%葡萄糖+0.2%磷酸氢二钾+0.5%乙酸钠+0.2%柠檬酸铵+0.02%硫酸镁+0.005%硫酸锰+吐温80少许+琼脂1.8%；培养条件：36℃±℃，时间24h；液体种子扩大培养基：3.5%葡萄糖+4%豆粕+3%玉米浆干粉+0.005%硫酸锰；灭菌条件：121℃，保温25min；培养条件：摇床培养，温度36℃±1℃，转速10rpm,时间12h；酿酒酵母菌，毕赤酵母、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌以及植物菌的灭菌条件为115℃和保温25min，微生物的培养包括米曲霉、长柄木霉、里氏木霉扩大培养，酿酒酵母菌、毕赤酵母扩大培养，解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌扩大培养和植物乳杆菌扩大培养，通过微生物自身生命活动产生多种有机酸、维生素、未知生长因子等极大提高了饲料的营养水平、适口性与安全性，米曲霉、长柄木霉、里氏木霉扩大培养，取750g麸皮，用水清洗到无淀粉，控制含水量50%，然后分装在500ml三角瓶中，每瓶装50g，每瓶装并用绒布与牛皮纸封口并扎紧，用灭菌锅灭菌，温度为121℃，保温60min,冷却后分别接入斜面菌种，米曲霉、长柄木霉、里氏木霉各5瓶，放入培养箱培养，温度29±1℃，培养170h（培养基长满孢子），每瓶加入100ml无菌水制成孢子悬浮液备用，酿酒酵母菌、毕赤酵母扩大培养，取酵母膏12g,蛋白胨24g,葡萄糖24g,溶于1200ml水中，平均分装到250ml三角瓶中，每瓶50ml，用绒布和牛皮纸封口并扎紧，在灭菌锅中灭菌，温度115℃，保温25min，冷却后接入斜面菌种，酿酒酵母与毕赤酵母各12瓶，置于摇床培养，温度30±1℃，200rpm,培养24h备用，解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌扩大培养，取30g豆粕粉， 20g玉米淀粉，5g葡萄糖，0.2g硫酸锰溶解到1000ml水中，分装到500ml三角瓶中，每瓶100ml，置于灭菌锅灭菌，灭菌温度121℃，保温25min，冷却后接入斜面菌种，解淀粉芽孢杆菌与枯草芽孢杆菌各5瓶。摇床培养温度35±1℃，转速200rpm,时间为12h，备用，植物乳杆菌扩大培养，取35g葡萄糖 ,40g豆粕, 30g玉米浆干粉，0.05g硫酸锰,溶于1000ml水中，分装到500ml三角瓶中，每瓶100ml，用绒布与牛皮纸封口扎紧，置于灭菌锅灭菌，灭菌温度121℃，保温25min.置于摇床培养，温度36℃±1℃，转速10rpm（厌氧发酵）,时间12h，备用，所述固体发酵培养基的制备，按10000ml三角抽滤瓶发酵器的20%定容，称取500克葡萄皮渣，200克麸皮，400克玉米淀粉渣，200克玉米秸秆粉，700克棉籽粕，2克蛋白酶，2克淀粉酶，加水1500ml，混合均匀。用绒布与牛皮纸封瓶口与抽滤口并扎紧，置于灭菌锅灭菌，当温度升到65℃时保温30min进行酶解，酶解结束后，继续升温到121℃，保温时间40分钟，冷却后备用，固体发酵培养基配比包括以下步骤：25%葡萄皮渣+10%麸皮+20%玉米淀粉渣+10%玉米秸秆粉+35%棉粕+0.1%蛋白酶+0.1%淀粉酶；灭菌条件：温度升到65℃时，保温30min进行酶解，酶解结束后，继续升温到121℃，保温40min；所述固体发酵的接种包括以下步骤，将培养好的米曲霉、里氏木霉、长柄木霉麸曲种子分别加入30%无菌水混合均匀，并按1:1:1的比例混合，称为霉菌种子；培养好的酿酒酵母、毕赤酵母液体种子按1:1的比例混合，称为酵母种子；培养好的解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌的液体种子按1：1：2的比例混合，称为细菌种子，再将霉菌种子、酵母种子、细菌种子按2:2:1的比例混合，并按10%接入固体培养基中，并搅拌均匀；所述发酵培养条件与发酵过程控制包括固体发酵的接种和不同阶段发酵控制条件，采用几种不同种类微生物混合发酵分段控制的方法，生产一种多酶生物饲料，该饲料消除或减少了抗营养因子和有害毒素，产生大量的小分子肽和低聚糖等能够抑制有害微生物、提高动物的抗病与免疫力，固体发酵的接种，将培养好的米曲霉、里氏木霉、长柄木霉麸曲种子分别加入150ml无菌水混合均匀，即分别可得液体种子约750ml,并按1:1:1的比例混合；培养好的酿酒酵母、毕赤酵母液体种子分别为600ml,按1:1的比例混合；培养好的解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌的液体种子分别约为500ml、500ml与1000ml,按1：1:2的比例混合。再将以上混合的菌种顺序按2:2:1的比例进一步混合，取约350ml的混合菌种接入装有已灭菌的固体培养基的10000ml三角抽滤瓶发酵器中，搅拌（或震荡）均匀，并置于可调温度的摇床进行发酵，发酵过程条件控制，发酵起始阶段，调节控制温度28℃，摇床控制转速180rpm，发酵到28h，培养基表面产生白色菌丝，即可转入第二阶段发酵；第二阶段，调高培养温度到34℃，摇床转速调为180rpm,发酵11h，经显微镜观察，发酵培养基中产生芽孢，即可转入最后阶段发酵；最后阶段发酵继续提高培养温度到37℃，关闭摇床震动，使其静置，此阶段发酵约22h，检测发酵基质的pH为4.8，即终止发酵。将固体发酵的饲料干燥后进行检测分析，发酵培养条件与发酵过程控制对于不同阶段发酵控制条件分为以下步骤：
第一阶段培养条件：温度28±1℃，摇床转速180rpm，发酵时间26h-30h；
第二阶段培养条件：温度34±1℃，摇床转速180rpm,发酵时间10h-12h；
第三阶段培养条件：温度36±1℃，厌氧发酵，发酵时间18h-22h；所述产品干燥、检测采用流化床干燥，干燥温度为≤45℃，干燥所得1930克粉状产品，水分含量11.8%，干物质收得率96.5%，产品干燥、检测包括产品干燥和产品检测结果，所得产品为浅黄色粉状，具有轻微发酵醇酸香味，产品所含酶组分：脂肪酶活力2300u/g-3600u/g,淀粉酶活力75u/g-120u/g，蛋白酶活力150u/g-350u/g，果胶酶活力2700u/g-3800u/g,纤维素酶活力（CMC）1.1u/g-3.1u/g，木聚糖酶活力14500u/g-28000u/g，β-甘露聚糖酶活力1240u/g-2950u/g，α-半乳糖甘酶活力350u/g-600u/g,植酸酶活力11200u/g-15700u/g；小分子肽（2000-7000分子量）含量15%-18%，游离棉酚为20mg/kg-35mg/kg，粗蛋白含量26.8-29.2%，较起始培养基粗蛋白含量提高37%以上，能够提高饲料的营养水平和动物的消化吸收率。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种固体发酵生产多酶饲料的方法，包括微生物及其制备、微生物的培养、固体发酵培养基配比、固体发酵培养基的制备、发酵培养条件与发酵过程控制、固体发酵的接种、发酵过程控制和产品干燥、检测，其特征在于，所述微生物及其制备包括以下步骤：
长柄木霉、米曲霉、里氏木霉：
斜面培养基：18%马铃薯+2%葡萄糖+1.8%琼脂：灭菌条件：121℃，20min；培养条件：28-30℃，培养120h；国体种子扩大培养基：100%麸皮；灭菌条件：121℃，60min；培养条件：28℃-30℃，种龄160-180h；
酿酒酵母菌、毕赤酵母：斜面培养基：1%酵母膏+2%蛋白胨+2%葡萄糖+琼脂；培养条件：30℃±1℃，时间48h；液体种子扩大培养基：1%酵母膏+2%蛋白胨+2%葡萄糖；培养条件：摇床培养，转速200rpm，温度30℃±1℃，时间24h；
解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌：斜面培养基：0.5%酵母膏+1%蛋白胨+1%氯化钠+2%琼脂；培养温度：35℃±1℃，时间48h；液体扩大培养基：3%豆粕粉+2%玉米淀粉+0.5%葡萄糖+0.02%硫酸锰；灭菌条件：121℃，保温25min.200rpm；培养条件：摇床培养，35℃±1℃，时间12h；
植物乳杆菌：斜面培养基：1%蛋白胨+0.5%牛肉膏+0.4%酵母膏+2%葡萄糖+0.2%磷酸氢二钾+0.5%乙酸钠+0.2%柠檬酸铵+0.02%硫酸镁+0.005%硫酸锰+吐温80少许+琼脂1.8%；培养条件：36℃±℃，时间24h；液体种子扩大培养基：3.5%葡萄糖+4%豆粕+3%玉米浆干粉+0.005%硫酸锰；灭菌条件：121℃，保温25min；培养条件：摇床培养，温度36℃±1℃，转速10rpm,时间12h；酿酒酵母菌，毕赤酵母、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌以及植物菌的灭菌条件为115℃和保温25min；所述固体发酵培养基配比包括以下步骤：25%葡萄皮渣+10%麸皮+20%玉米淀粉渣+10%玉米秸秆粉+35%棉粕+0.1%蛋白酶+0.1%淀粉酶；灭菌条件：温度升到65℃时，保温30min进行酶解，酶解结束后，继续升温到121℃，保温40min；所述固体发酵的接种包括以下步骤，将培养好的米曲霉、里氏木霉、长柄木霉麸曲种子分别加入30%无菌水混合均匀，并按1:1:1的比例混合，称为霉菌种子；培养好的酿酒酵母、毕赤酵母液体种子按1:1的比例混合，称为酵母种子；培养好的解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌的液体种子按1：1:2的比例混合，称为细菌种子，再将霉菌种子、酵母种子、细菌种子按2:2:1的比例混合，并按10%接入固体培养基中，并搅拌均匀；所述发酵培养条件与发酵过程控制对于不同阶段发酵控制条件分为以下步骤：
第一阶段培养条件：温度28±1℃，摇床转速180rpm，发酵时间26h-30h；
第二阶段培养条件：温度34±1℃，摇床转速180rpm,发酵时间10h-12h；
第三阶段培养条件：温度36±1℃，厌氧发酵，发酵时间18h-22h；所述产品干燥、检测采用流化床干燥，干燥温度为≤45℃。
2.根据权利要求1所述的一种固体发酵生产多酶饲料的方法，其特征在于，所述微生物及其制备中的微生物包括长柄木霉、米曲霉、里氏木霉、酿酒酵母菌、毕赤酵母、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和植物乳杆菌。
3.根据权利要求1所述的一种固体发酵生产多酶饲料的方法，其特征在于，所述微生物的培养包括米曲霉、长柄木霉、里氏木霉扩大培养，酿酒酵母菌、毕赤酵母扩大培养，解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌扩大培养和植物乳杆菌扩大培养。
4.根据权利要求1所述的一种固体发酵生产多酶饲料的方法，其特征在于，所述发酵培养条件与发酵过程控制包括固体发酵的接种和不同阶段发酵控制条件。
5.根据权利要求1所述的一种固体发酵生产多酶饲料的方法，其特征在于，所述产品干燥、检测包括产品干燥和产品检测结果。
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