CN113243450A - 一种多菌种混合发酵提高菌糠饲料品质的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多菌种混合发酵提高菌糠饲料品质的方法，采用出菇三茬后的菌糠作为发酵底物，实验室自主筛选优化得到的嗜酸乳杆菌、酿酒酵母菌和枯草芽孢杆菌为发酵菌株，以最适发酵条件，在自然pH条件下进行发酵，发酵结束后，经低温干燥制成发酵菌糠饲料。经枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、酿酒酵母菌三种菌种混合发酵后的菌糠，营养成分及饲料品质显著提高，极大地改善了菌糠适口性差，吸收利用率低，易发霉，不易稳定储存等问题，是一种新型饲料资源。发酵后的菌糠饲料富含丰富益生菌代谢产物，可以维持动物胃肠道菌群平衡、抑制肠道不良微生物的增殖、提高饲料吸收利用率、增强动物机体免疫力，提高动物的健康水平和生产性能。

Description

一种多菌种混合发酵提高菌糠饲料品质的方法
技术领域
本发明涉及饲料领域，尤其涉及一种多菌种混合发酵提高菌糠饲料品质的方法。
背景技术
中国是世界上食用菌生产的第一大国，据不完全统计，2019年我国的食用菌产量已达3960万吨，约占全球食用菌总产量的75％以上。菌菇菌糠是栽培各种菌类后剩下的培养基残余物，其内含有蛋白质、氨基酸及其他的营养物质，据估计，我国的每年的产量约在4000万吨左右。随着食用菌工厂化产业化的发展，食用菌产量快速增长，菌菇菌糠数量也逐年递增。目前，这些菌糠仅有少部分被作为有机肥或栽培基质等开发利用，大部分被废弃物或作为生物质锅炉的燃料燃烧，不仅浪费资源，还对水、空气、土壤、环境等造成严重污染。
通过适当的方式加以处理，变废为宝，使菌糠成为动物可吸收利用、成本低廉的饲料资源，是食用菌产业健康发展的首选路径。菌糠饲料化发展前景广阔，但目前饲料化的菌糠利用率很低，存在许多如纤维含量高，消化率低；水分高，易霉变；抗营养因子含量高，难以利用等亟待解决的问题。针对上述问题，需要提供一种安全稳定、可降低纤维和抗营养因子含量、有效提高营养成分及饲料品质的菌糠饲料制备方法。
发明内容
针对目前菌糠饲料粗纤维含量高、消化率低；水分高，易霉变；抗营养因子含量高，难以利用等问题，本发明提供了一种利用多菌种混合发酵以制备安全稳定、可降低纤维和抗营养因子含量、有效提高营养成分及品质的菌糠饲料的方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的提供了一种多菌种混合发酵提高菌糠饲料品质的方法，包括如下步骤：
步骤一，微生物菌种扩培：将嗜酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌和酿酒酵母菌分别接种在液体培养基中，在温度为38-40℃的条件下进行培养，分别得到嗜酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌和酿酒酵母菌的扩培液；
步骤二，混合发酵：将微生物菌种混合扩培液与水、菌糠按照料水比为(1:1) -(1:2)进行接种，接种完成投入发酵池中进行固态发酵得到菌糠湿料；
步骤三，干燥粉碎：将上述菌糠湿料进行低温干燥，然后粉碎打包得到发酵菌糠饲料成品。
进一步地，在步骤一中，上述嗜酸乳杆菌接种的液体培养基为MRS培养基；该培养基的配制方法为：称取葡萄糖20.0g，蛋白胨15.0g，牛肉膏15.0g，酵母膏7.5g，乙酸钠7.5g，柠檬酸铵2.0g，磷酸氢二钾2.0g，硫酸镁0.3g，加水溶解至1000ml，调节pH＝6.8，121℃灭菌20-30min。
进一步地，在步骤一中，上述枯草芽孢杆菌接种的液体培养基为LB培养基；该LB培养基配制方法为：称取NaCl 10.0g，蛋白胨10.0g，酵母膏5.0g，加水溶解至1000ml，调节pH＝7.0，121℃灭菌20-30min。
进一步地，在步骤一中，上述酿酒酵母菌接种的液体培养基为YPD培养基；该YPD培养基的配制方法为：溶解酵母提取物10.0g，蛋白胨20.0g于900ml水中，115℃灭菌15-20min，加入100ml 20g灭菌后的葡萄糖溶液混合。
进一步地，在步骤一中，上述嗜酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌和酿酒酵母菌的接种量均为5-15％。
进一步地，上述嗜酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌和酿酒酵母菌接种后，均培养2 天后再进行扩大培养1天分别得到各自的扩培液。
进一步地，步骤二中微生物菌种混合扩培液为嗜酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌和酿酒酵母菌的扩培液按照比例1:1:1混合而成。
进一步地，在步骤二中，微生物菌种混合扩培液与水的体积比为(5-7):(3-5)。
进一步优选地，在步骤二中，微生物菌种混合扩培液与水的体积比为6:4。
进一步地，步骤二中的发酵时间为48-84h，发酵温度为40-45℃。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
经枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、酿酒酵母菌三种菌种混合发酵后的菌糠，营养成分及饲料品质显著提高，极大地改善了菌糠适口性差，吸收利用率低，易发霉，不易稳定储存等问题，是一种新型饲料资源。发酵后的菌糠饲料富含丰富益生菌代谢产物，可以维持动物胃肠道菌群平衡、抑制肠道不良微生物的增殖、提高饲料吸收利用率、增强动物机体免疫力，提高动物的健康水平和生产性能。
具体实施方式
已知枯草芽孢杆菌菌体生长过程中产生丰富代谢产物，包括生物活性物质、 B族维生素和多种酶类酶类，这些代谢产物能调节肠道菌群平衡、提高饲料利用率、增强动物机体免疫力，从而提高动物的健康水平和生产性能；嗜酸乳杆菌调整肠道菌群平衡，抑制肠道不良微生物的增殖，对致病微生物具有拮抗作用；酿酒酵母菌含有动物生长发育所必需的各种营养物质，包括20多种氨基酸、丰富的B族维生素，能促进动物的新陈代谢、改善饲料品质、提高动物采食性。
利用上述菌种的优点，本发明提供了一种多菌种混合发酵提高菌糠饲料品质的方法，采用出菇三茬后的菌糠作为发酵底物，实验室自主筛选优化得到的嗜酸乳杆菌、酿酒酵母菌和枯草芽孢杆菌为发酵菌株，以最适发酵条件，在自然pH 条件下进行发酵，发酵结束后，经低温干燥制成安全稳定、具有较高营养价值的发酵菌糠饲料。
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
实施例中方法如无特殊说明的采用常规方法，使用的试剂如无特殊说明的使用常规市售试剂或按常规方法配制的试剂。
实施例1
本实施例提供一种多菌种混合发酵提高菌糠饲料品质的方法，包括如下步骤：
步骤1，微生物菌种扩培：
将嗜酸乳杆菌接种到液体培养基中进行培养，接种量为5-15％，培养温度 38-40℃。其中，菌种培养所用培养基为MRS培养基，配制方法为：称取葡萄糖 20.0g，蛋白胨15.0g，牛肉膏15.0g，酵母膏7.5g，乙酸钠7.5g，柠檬酸铵2.0g，磷酸氢二钾2.0g，硫酸镁0.3g，加水溶解至1000ml，调节pH＝6.8，121℃灭菌 20-30min；
将枯草芽孢杆菌接种到液体培养基中进行培养，接种量为5-15％，培养温度 38-40℃。其中，菌种培养所用培养基为LB培养基，配制方法为：称取NaCl10.0g，蛋白胨10.0g，酵母膏5.0g，加水溶解至1000ml，调节pH＝7.0，121℃灭菌20-30min；
将酿酒酵母菌接种到液体培养基中进行培养，接种量为5-15％，培养温度 38-40℃。其中，菌种培养所用培养基为YPD培养基，配制方法为：溶解酵母提取物10.0g，蛋白胨20.0g于900ml水中，115℃灭菌15-20min，加入100ml 20g 灭菌后的葡萄糖溶液混合；
三种微生物菌种均培养2天后，再进行扩大培养1天，得到微生物菌种扩培液。
步骤2，混合发酵：
将步骤1中得到的微生物菌种扩培液按照1:1:1混合形成混合菌种液，该混合菌种液与水、菌糠按料水比1:1-1:2进行接种，接种完成投入发酵池中，在自然pH条件下进行固态发酵，发酵时间48-84小时，发酵温度40-45℃；其中混合液与水的体积比为6:4。
步骤3，干燥粉碎：
将发酵完成的菌糠湿料进行低温干燥，粉碎打包，得到安全稳定，具有较高营养价值的发酵菌糠饲料成品。
实施例2
本实施例采用单因素实验确定实施例1中的最佳发酵条件，具体方法和结果如下：
1.方法
以菌糠作为发酵底物，自然pH的条件下进行发酵实验，发酵温度为40℃。发酵结束后，在75℃左右进行烘干粉碎过40目筛，测定发酵前后总酸、小肽、总活菌数等指标。
(1)接种量
接种量以5％、10％、15％为单因素，每个因素三个重复，三株菌的比例为 1:1:1，料水比为1:1，发酵温度40℃，发酵时间84h。
(2)料水比
设置3个处理组，分别按照1:1、1:1.5、1:2的料水比加入蒸馏水，接种量按照优化结果选取最优接种量，三株菌的比例为1:1:1，每个处理组3个重复，40℃恒温发酵84h。
(3)发酵时间
发酵时间以48、60、72、84h为单因素，接种量和料水比按照优化结果选取最适结果，混菌比例为1:1:1，于40℃恒温发酵，发酵结束后检测总酸、小肽、活菌数指标得到最优发酵工艺参数。
2.实验结果及分析
(1)接种量对发酵效果的影响
由表1可知，接种量10％、15％时菌糠固态发酵的总酸、小肽和总活菌数指标基本相当。接种量为10％时，三株菌混菌菌糠固态发酵的总酸、小肽和总活菌数指标，分别为5.16％、1.49％、15.92亿/克。因此，确定10％发酵最佳接种量。
表1.不同接种量复合菌菌糠固态发酵
Figure RE-GDA0003145974930000051
(2)料水比对发酵效果的影响
由表2可知，最适的料水比为1:1.5，在此条件下，总酸、小肽和活菌数均达到最大值。综合考虑该因素对发酵效果，选择1:1.5作为最优发酵料水比。
表2.不同料水比复合菌菌糠固态发酵
Figure RE-GDA0003145974930000052
(3)发酵时间对发酵效果的影响
由表3可知，发酵时间从48-72h，随着时间延长，总酸、小肽和活菌总数呈现增加趋势，但发酵时间达到84h时，活菌总数则有所下降。因此，综合发酵时间对这三个指标的影响，确定72h作为菌糠饲料最佳发酵时间。
表3.不同发酵时间复合菌菌糠固态发酵
Figure RE-GDA0003145974930000061
3.最佳发酵工艺参数验证
根据实验得到菌糠发酵的最佳工艺即接种量10％，料水比：1:1.5，发酵时间72h进行发酵后，测定菌糠固态发酵理化指标。以下为检测指标：
表4.菌糠发酵后常规指标
Figure RE-GDA0003145974930000062
表5.菌糠发酵后卫生指标
Figure RE-GDA0003145974930000063
从表4可知，菌糠发酵后，粗蛋白含量较之前提高了21.77％，小肽含量提高了425％，粗纤维含量降低了15.42％，益生菌总数高达21亿/克(2.1×109 CFU/g)。因此，菌糠经发酵后，营养价值得到了较大提升。从表5可知，发酵菌糠无杂菌污染，卫生指标符合要求。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种多菌种混合发酵提高菌糠饲料品质的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，微生物菌种扩培：将嗜酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌和酿酒酵母菌分别接种在液体培养基中，在温度为38-40℃的条件下进行培养，分别得到嗜酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌和酿酒酵母菌的扩培液；
步骤二，混合发酵：将微生物菌种混合扩培液与水、菌糠按照料水比为(1:1)-(1:2)进行接种，接种完成投入发酵池中进行固态发酵得到菌糠湿料；
步骤三，干燥粉碎：将所述菌糠湿料进行低温干燥，然后粉碎打包得到发酵菌糠饲料成品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤一中，所述嗜酸乳杆菌接种的液体培养基为MRS培养基；所述MRS培养基的配制方法为：称取葡萄糖20.0g，蛋白胨15.0g，牛肉膏15.0g，酵母膏7.5g，乙酸钠7.5g，柠檬酸铵2.0g，磷酸氢二钾2.0g，硫酸镁0.3g，加水溶解至1000ml，调节pH＝6.8，121℃灭菌20-30min。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤一中，所述枯草芽孢杆菌接种的液体培养基为LB培养基；所述LB培养基配制方法为：称取NaCl 10.0g，蛋白胨10.0g，酵母膏5.0g，加水溶解至1000ml，调节pH＝7.0，121℃灭菌20-30min。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤一中，所述酿酒酵母菌接种的液体培养基为YPD培养基；所述YPD培养基的配制方法为：溶解酵母提取物10.0g，蛋白胨20.0g于900ml水中，115℃灭菌15-20min，加入100ml 20g灭菌后的葡萄糖溶液混合。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤一中，所述嗜酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌和酿酒酵母菌的接种量均为5-15％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述嗜酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌和酿酒酵母菌接种后，均培养2天后再进行扩大培养1天分别得到各自的扩培液。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二中所述微生物菌种混合扩培液为嗜酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌和酿酒酵母菌的扩培液按照比例1:1:1混合而成。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤二中，所述微生物菌种混合扩培液与水的体积比为(5-7):(3-5)。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，骤二中的发酵时间为48-84h，发酵温度为40-45℃。
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