CN112280707A - 一种饲料用益生菌的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种饲料用益生菌的制备方法，属于微生物技术领域。本发明是为了解决现有饲料用益生菌作用有限、制作工艺成本高的问题，所述方法为：配置培养基并灭菌；接种发酵剂；发酵培养24‑48h；菌体富集并用生理盐水使其悬浮成菌悬液；配置保护剂；对菌悬液进行热胁迫处理；喷雾干燥带流化床干燥：将添加有保护剂的菌液加入喷雾流化干燥机中进行干燥，得到混菌制剂。本发明利用菌种对氧气的需求差异进行菌种的混合发酵培养。本发明基于混菌发酵技术、热胁迫技术、喷雾干燥带流化床技术制备饲料用益生菌。本发明与传统饲料用益生菌的制备方法相比，丰富了益生菌种类，促进菌种间的协同作用，促使芽孢杆菌芽孢的形成，增加菌体生存能力。

Description

一种饲料用益生菌的制备方法
技术领域
本发明属于微生物技术领域，具体涉及一种饲料用益生菌的制备方法，应用于饲料用益生菌的生产。
背景技术
我国是农业及畜牧业大国，动物源食品的生产和消费十分巨大。随着生活水平的提高，鱼、禽、肉、蛋、奶等动物源食品在膳食中的比例不断提高，肉类的消费在饮食中所占比例逐年上升。随着集约化养殖的不断发展，畜禽饲养量不断增加，满足了消费者的需求，但一些问题也逐渐暴露出来，养殖规模的扩大及养殖密度的集中，动物受病害威胁增大。因此，增强动物免疫力，提高动物疾病预防能力成为亟待解决的问题。
益生菌是一类能够对宿主健康产生有益作用的活的微生物，能够定植于人体肠道、生殖系统内，当摄入量达到一定数量时，益生菌通过分泌细菌素、产酸降低肠道pH，抑制病原微生物的生长，维持肠道菌群平衡，对感染性疾病起到预防和治疗作用，同时可以分泌有益物质，降低血浆胆固醇，降低血压，保护心血管系统，提高机体免疫力。
目前，饲料中添加益生菌在降低饲料中的抗营养因子的同时，益生菌进入动物体内，发挥益生功效。然而，传统的饲用益生菌大多数是单菌种或双菌种复配，一定程度上可以满足饲用需求，但单菌种对病原风险的作用有限，甚至个别菌体只对某种病原菌产生极强作用而对其他病原微生物作用较弱。因此，多菌种复配提高饲料的益生功效成为研究热点。常规的多菌配伍通常是将单菌种发酵到较高水平然后经干燥后混合配制使用，但是这种方法需要益生菌经历多次培养及干燥，不仅增加工艺成本，且菌体在肠道内可能会产生拮抗作用，降低益生效果。
发明内容
本发明是为了解决现有饲料用益生菌作用有限、制作工艺成本高的问题，提供一种饲料用益生菌的制备方法，该方法利用混菌发酵促进菌种间协同生长，丰富益生菌种类；利用喷雾协同流化床干燥减少干燥次数，节约成本。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种饲料用益生菌的制备方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一：配置培养基：豆渣3-5％、糖蜜2-6％、麸皮40-50％、葡萄糖0.5-1％、蛋白胨0.5-1％、玉米浆1-2.5％、尿素0.1-0.3％、酵母浸粉0.2-0.5％、磷酸氢二钾0.1-0.5％、磷酸二氢钾0.1-0.5％、碳酸钙1-2％、硫酸镁0.02％-1％、硫酸锰0.02％-1％、余量为水，将上述原料混合均匀，灭菌；
步骤二：接种发酵剂：取发酵剂菌液进行接种，接种量质量分数为3％-7％；
步骤三：发酵培养：在32-37℃，pH为6.5-7.2，每隔6h搅拌一次，发酵24-48h；
步骤四：菌体富集：发酵结束后，用生理盐水对底物进行洗脱制成菌悬液，离心，弃上清，收集沉淀并用生理盐水使其重新悬浮，得到菌悬液；
步骤五：配置保护剂：取海藻糖、脱脂乳粉、麦芽糊精和玉米淀粉用蒸馏水溶解并混合均匀，灭菌；
步骤六：热胁迫处理：对步骤四制得的菌悬液进行热胁迫处理，待温度降至室温，加入保护剂，充分混匀；
步骤七：喷雾干燥带流化床干燥：将添加有保护剂的菌液加入喷雾流化干燥机中进行干燥，得到混菌制剂。
本发明利用菌种对氧气的需求差异进行菌种的混合发酵培养。本发明基于混菌发酵技术、热胁迫技术、喷雾干燥带流化床技术制备饲料用益生菌。本发明与传统饲料用益生菌的制备方法相比，不仅丰富了益生菌种类，促进菌种间的协同作用，促使芽孢杆菌芽孢的形成，增加菌体生存能力，还利用喷雾干燥协同流化床技术达到一定干燥效果，节约了工艺成本，最终混菌制剂中活菌数可达1011cfu/g。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
本发明根据菌种的生长及培养特性将益生菌进行混合发酵，减少发酵及干燥次数。选用的植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌以及丁酸梭菌，既可以满足生长中从需氧到兼性厌氧至完全厌氧等对氧气的不同需求，同时它们都具有良好的底物分解能力，可以为其他菌种提供能源；在胃肠道中它们都有较好的耐酸、耐胆盐能力，同时可以通过发酵产生、生物夺氧、肠道定植等方式促进肠道有益微生物的生长，降低有害微生物的丰度。另外，枯草芽孢杆菌和丁酸梭菌还可以在不利环境下产生孢子，提高菌体的抗逆性，为后续广泛的使用提供保障。
具体实施方式一：本实施方式记载的是一种饲料用益生菌的制备方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一：配置培养基：豆渣3-5％、糖蜜2-6％、麸皮40-50％、葡萄糖0.5-1％、蛋白胨0.5-1％、玉米浆1-2.5％、尿素0.1-0.3％、酵母浸粉0.2-0.5％、磷酸氢二钾0.1-0.5％、磷酸二氢钾0.1-0.5％、碳酸钙1-2％、硫酸镁0.02％-1％、硫酸锰0.02％-1％、余量为水(上述百分数为质量百分含量)，将上述原料混合均匀，灭菌；
步骤二：接种发酵剂：取发酵剂菌液进行接种，接种量质量分数为3％-7％；
步骤三：发酵培养：在32-37℃，pH为6.5-7.2，每隔6h搅拌一次，发酵24-48h；
步骤四：菌体富集：发酵结束后，用生理盐水对底物进行洗脱制成菌悬液，离心，弃上清，收集沉淀并用适量生理盐水使其重新悬浮，得到菌悬液；
步骤五：配置保护剂：取海藻糖、脱脂乳粉、麦芽糊精和玉米淀粉用蒸馏水溶解并混合均匀，灭菌；
步骤六：热胁迫处理：对步骤四制得的菌悬液进行热胁迫处理，待温度降至室温，加入保护剂，充分混匀；
步骤七：喷雾干燥带流化床干燥：将添加有保护剂的菌液加入喷雾流化干燥机中进行干燥，得到混菌制剂。喷雾流化干燥机为本领域的现有常见装置。
具体实施方式二：具体实施方式一所述的一种饲料用益生菌的制备方法，步骤一中，所述灭菌为高压蒸汽灭菌，灭菌温度121℃，时间20min。
具体实施方式三：具体实施方式一所述的一种饲料用益生菌的制备方法，步骤二中，所述发酵剂为植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌和丁酸梭菌，各菌种比例为2：3：1：1。
具体实施方式四：具体实施方式三所述的一种饲料用益生菌的制备方法，发酵剂中各菌种活菌数均为6×107cfu/ml，接种温度为室温。
具体实施方式五：具体实施方式一所述的一种饲料用益生菌的制备方法，步骤四中，所述离心的速度4000-8000r/min，时间10-20min。
具体实施方式六：具体实施方式一所述的一种饲料用益生菌的制备方法，步骤五中，所述海藻糖、脱脂乳粉、麦芽糊精和玉米淀粉的质量比例为2：1：1：2。
具体实施方式七：具体实施方式一所述的一种饲料用益生菌的制备方法，步骤五中，所述灭菌的温度为121℃，时间为20min。
具体实施方式八：具体实施方式一所述的一种饲料用益生菌的制备方法，步骤六中，所述热胁迫的温度为45-60℃，时间为10-30min。
具体实施方式九：具体实施方式一所述的一种饲料用益生菌的制备方法，步骤七中，控制保护剂的添加量为10wt.％～15wt.％。
具体实施方式十：具体实施方式一所述的一种饲料用益生菌的制备方法，步骤七中，喷雾干燥带流化床干燥：进风温度为250-300℃，流化气速1.5-2m/s、床层温度110-130℃、雾化压力0.2～0.5MPa、料液流速为0.5-1L/h。
在上述具体实施方式限定的条件下制得的发酵剂菌种数量明显高于其他方法。
实施例1：
步骤一：培养基的组成、配置及灭菌：具体成分如下，豆渣3％、糖蜜2％、麸皮40％、葡糖糖0.5％、蛋白胨0.5％、玉米浆1％、尿素0.15％、酵母浸粉0.25％、磷酸氢二钾0.1％、磷酸二氢钾0.1％、碳酸钙1％、硫酸镁0.02％、硫酸锰0.02％、余量为水。混合均匀，灭菌，其中灭菌温度121℃，时间20min，所述灭菌为现有技术。
步骤二：接种发酵剂：取含有活菌数为6×107cfu/ml发酵剂菌液进行接种，接种量质量分数为3％，发酵剂组成为植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌和丁酸梭菌，各菌种比例为2:3:1:1。
步骤三：发酵培养：在32℃，pH为6.5下培养，每隔6h搅拌一次，发酵24h。
步骤四：菌体富集：发酵结束后，用生理盐水对底物进行洗脱制成菌悬液，在4000r/min速度下，离心时间20min，弃上清，收集沉淀并用适量生理盐水使其重新悬浮。
步骤五：保护剂的配置与灭菌：保护剂成分如下：海藻糖、脱脂乳粉、麦芽糊精、玉米淀粉，用蒸馏水溶解并混合均匀，灭菌，其中灭菌温度121℃，时间20min，保护剂海藻糖、脱脂乳粉、麦芽糊精、玉米淀粉的比例为2:1:1:2，所述灭菌为现有技术。
步骤六：热胁迫处理：将步骤四制得的菌悬液在45℃下进行热胁迫处理30min，之后添加10％的保护剂，充分混匀。
步骤七：喷雾干燥带流化床干燥：将添加有保护剂的菌液加入喷雾流化干燥机中进行干燥，得到混菌制剂。经检测混合菌剂中混菌数量为3.41×1011cfu/g。
实施例2：
步骤一：培养基的组成、配置及灭菌：具体成分如下，豆渣4％、糖蜜4％、麸皮45％、葡糖糖0.7％、蛋白胨0.7％、玉米浆1.5％、尿素0.2％、酵母浸粉0.35％、磷酸氢二钾0.2％、磷酸二氢钾0.2％、碳酸钙1.5％、硫酸镁0.05％、硫酸锰0.03％、余量为水。混合均匀，灭菌，其中灭菌温度121℃，时间20min，所述灭菌为现有技术。
步骤二：接种发酵剂：取含有活菌数为6×107cfu/ml发酵剂菌液进行接种，接种量质量分数为5％，发酵剂组成为植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌和丁酸梭菌，各菌种比例为2:3:1:1。
步骤三：发酵培养：在35℃，pH为7.0下培养，每隔6h搅拌一次，发酵36h。
步骤四：菌体富集：发酵结束后，用生理盐水对底物进行洗脱制成菌悬液，在6000r/min速度下，离心时间15min，弃上清，收集沉淀并用适量生理盐水使其重新悬浮。
步骤五：保护剂的配置与灭菌：保护剂成分如下：海藻糖、脱脂乳粉、麦芽糊精、玉米淀粉，用蒸馏水溶解并混合均匀，灭菌，其中灭菌温度121℃，时间20min，保护剂海藻糖、脱脂乳粉、麦芽糊精、玉米淀粉的比例为2:1:1:2，所述灭菌为现有技术。
步骤六：热胁迫处理：将步骤四制得的菌悬液在55℃下进行热胁迫处理20min，之后添加12％的保护剂，充分混匀。
步骤七：喷雾干燥带流化床干燥：将添加有保护剂的菌液加入喷雾流化干燥机中进行干燥，得到混菌制剂。经检测混合菌剂中混菌数量为3.71×1011cfu/g。
实施例3：
步骤一：培养基的组成、配置及灭菌：具体成分如下，豆渣5％、糖蜜6％、麸皮50％、葡糖糖1％、蛋白胨1％、玉米浆2.5％、尿素0.3％、酵母浸粉0.5％、磷酸氢二钾0.5％、磷酸二氢钾0.5％、碳酸钙2％、硫酸镁1％、硫酸锰1％、余量为水。混合混匀，灭菌。
步骤二：接种发酵剂：取含有活菌数为6×107cfu/ml发酵剂菌液进行接种，接种量质量分数为7％，发酵剂组成为植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌和丁酸梭菌，各菌种比例为2:3:1:1。
步骤三：发酵培养：在37℃，pH为7.2条件下培养，每隔6h搅拌一次，发酵48h。
步骤四：菌体富集：发酵结束后，用生理盐水对底物进行洗脱制成菌悬液，在8000r/min速度下，离心时间10min，弃上清，收集沉淀并用适量生理盐水使其重新悬浮。
步骤五：保护剂的配置与灭菌：保护剂成分如下：海藻糖、脱脂乳粉、麦芽糊精、玉米淀粉，用蒸馏水溶解并混合均匀，灭菌，其中灭菌温度121℃，时间20min，保护剂海藻糖、脱脂乳粉、麦芽糊精、玉米淀粉的比例为2:1:1:2，所述灭菌为现有技术。
步骤六：热胁迫处理：将步骤四制得的菌悬液在60℃下进行热胁迫处理10min，之后添加15％的保护剂，充分混匀。
步骤七：喷雾干燥带流化床干燥：将添加有保护剂的菌液加入喷雾流化干燥机中进行干燥，得到混菌制剂。经检测混合菌剂中混菌数量为3.59×1011cfu/g。

Claims (10)

1.一种饲料用益生菌的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤一：配置培养基：豆渣3-5％、糖蜜2-6％、麸皮40-50％、葡萄糖0.5-1％、蛋白胨0.5-1％、玉米浆1-2.5％、尿素0.1-0.3％、酵母浸粉0.2-0.5％、磷酸氢二钾0.1-0.5％、磷酸二氢钾0.1-0.5％、碳酸钙1-2％、硫酸镁0.02％-1％、硫酸锰0.02％-1％、余量为水，将上述原料混合均匀，灭菌；
步骤二：接种发酵剂：取发酵剂菌液进行接种，接种量质量分数为3％-7％；
步骤三：发酵培养：在32-37℃，pH为6.5-7.2，每隔6h搅拌一次，发酵24-48h；
步骤四：菌体富集：发酵结束后，用生理盐水对底物进行洗脱制成菌悬液，离心，弃上清，收集沉淀并用生理盐水使其重新悬浮，得到菌悬液；
步骤五：配置保护剂：取海藻糖、脱脂乳粉、麦芽糊精和玉米淀粉用蒸馏水溶解并混合均匀，灭菌；
步骤六：热胁迫处理：对步骤四制得的菌悬液进行热胁迫处理，待温度降至室温，加入保护剂，充分混匀；
步骤七：喷雾干燥带流化床干燥：将添加有保护剂的菌液加入喷雾流化干燥机中进行干燥，得到混菌制剂。
2.根据权利要求1所述的一种饲料用益生菌的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述灭菌为高压蒸汽灭菌，灭菌温度121℃，时间20min。
3.根据权利要求1所述的一种饲料用益生菌的制备方法，其特征在于：步骤二中，所述发酵剂为植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌和丁酸梭菌，各菌种比例为2：3：1：1。
4.根据权利要求3所述的一种饲料用益生菌的制备方法，其特征在于：发酵剂中各菌种活菌数均为6×107cfu/ml，接种温度为室温。
5.根据权利要求1所述的一种饲料用益生菌的制备方法，其特征在于：步骤四中，所述离心的速度4000-8000r/min，时间10-20min。
6.根据权利要求1所述的一种饲料用益生菌的制备方法，其特征在于：步骤五中，所述海藻糖、脱脂乳粉、麦芽糊精和玉米淀粉的质量比例为2：1：1：2。
7.根据权利要求1所述的一种饲料用益生菌的制备方法，其特征在于：步骤五中，所述灭菌的温度为121℃，时间为20min。
8.根据权利要求1所述的一种饲料用益生菌的制备方法，其特征在于：步骤六中，所述热胁迫的温度为45-60℃，时间为10-30min。
9.根据权利要求1所述的一种饲料用益生菌的制备方法，其特征在于：步骤七中，控制保护剂的添加量为10wt.％～15wt.％。
10.根据权利要求1所述的一种饲料用益生菌的制备方法，其特征在于：步骤七中，喷雾干燥带流化床干燥：进风温度为250-300℃，流化气速1.5-2m/s、床层温度110-130℃、雾化压力0.2～0.5MPa、料液流速为0.5-1L/h。
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