CN113317393A - 一种使用气爆制备发酵型饲料添加剂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物工程制造领域，公开了一种使用气爆制备发酵型饲料添加剂的方法，包括气爆处理，种子液制备，发酵罐放大发酵，固体发酵；固体发酵后的固体培养物，进行检测、分装、贴标签、包装入库，得到发酵型饲料添加剂。本发明利用气爆技术与微生物固体发酵技术，可以很好的改善中药的适口性，缓解药物的毒副作用，更有利于药物的吸收和发挥功效。本发明采用香菇菌对特定中药复合物进行混合发酵，其生产方法简单、安全环保无残留、成本低廉、易于工业化生产。成品中含有黄芪，党参等中药，具有增强免疫力的作用，还含有香菇菌丝体等生物活性物质，更容易让畜禽吸收和利用，预防疾病，并减少养殖过程中抗生素的用量。
Description
技术领域
本发明涉及生物工程制造领域，具体涉及一种使用气爆制备发酵型饲料添加剂的方法。
背景技术
发酵中药是一种重要的传统中药加工炮制方法,主要利用真菌、乳酸菌或酵母菌等天然有益菌微生物在特定的湿度和温度环境下生长产生的某些酶类以及次生代谢产物对中药起到生物转化作用，达到提高药效、改变药性以及降低药物毒性等作用。使得中药成分能够有效的运用在饲料添加剂内。
但中药活性成分含量一般比较低，大多数在1％～5％，对中药提取必须破坏致密的细胞壁，才能使得中药的活性成分得到更充分的运用。如何有效破坏中药细胞壁等致密的结构，从而将其有效活性成分释出来，增强其药效，是一个需要解决的难题。现有技术中对中药的处理常采用以下方式：直接干燥粉碎、微波处理后粉碎、或加入酸碱试剂调节pH等。但这些预处理对植物细胞壁的破坏方式单一、能耗高、操作步骤复杂等，不利于将中药制备成高性能的饲料添加剂，应用于畜禽农牧业中。
发明内容
本发明的目的就在于克服上述不足，提供一种使用气爆制备发酵型饲料添加剂的方法。
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
一种使用气爆制备发酵型饲料添加剂的方法，包括以下步骤，
S1气爆处理，将中药复合物、豆腐渣、辅料分别放入气爆罐中进行气爆处理，得到气爆中药复合物、气爆豆腐渣、气爆辅料；
S2种子液制备，制备种子培养基；将香菇菌接种在种子培养基上，摇床培养后得到香菇菌种子液；
S3发酵罐放大发酵，制备香菇菌培养基；于香菇菌培养基中按10％～15％的接种量将香菇菌种子液进行接种，在温度为20℃～25℃，转速为160rpm～190rpm的条件下，在发酵罐中发酵60h～72h制成香菇菌液；
S4固体发酵，取80～90重量份气爆中药复合物、3～5重量份气爆辅料、3～5重量份气爆豆腐渣、5～10重量份香菇菌液进行混合发酵；发酵的温度为22℃～26℃，通气量为0.5m3/h～2m3/h，发酵时间为48h～60h；
S5取步骤S4固体发酵后获得的固体培养物，进行检测、分装、贴标签、包装入库，得到发酵型饲料添加剂；所述发酵型饲料添加剂中，香菇菌丝体的含量不小于10g/kg。本发明的固体培养物即为香菇菌液与气爆后的固体物料经过发酵处理后得到的混合物。
优选的，步骤S1中，所述中药复合物包括以下重量百分比的组分，黄芪18％～24％，党参17％～23％，山药20％～25％，甘草8％～10％，豆粕5％～8％，豆渣5％～7％，玉米芯7％～10％。
优选的，步骤S1中气爆处理参数如下：气爆压力为0.3MPa～0.7MPa，气爆处理时间为3min～6min，气爆后水分含量控制在30wt％～50wt％。
优选的，步骤S2中，所述种子培养基的制备方法如下，将35g～50g马铃薯淀粉，20g～30g葡萄糖，2g～5g KH2PO4，10g～20g MgSO4.7H2O，0.005g～0.015g维生素B1与1000ml水充分混合均匀，调节pH为6.2～6.5，121℃灭菌30min，得到种子培养基。
优选的，步骤S2中，将香菇菌使用种子环接种在种子培养基上，在温度20℃～25℃，转速160rpm～190rpm的条件下，摇床培养60h～72h，得到香菇菌种子液。
优选的，所述香菇菌来源CICC，菌株编号为CICC14031。
优选的，步骤S3中，香菇菌培养基的原料包括以下重量百分比的组分：生豆饼粉1％～3％，麦芽糊精2％～4％，玉米浆3％～5％，氯化钠1％～2％，其余为水；将香菇菌培养基的原料混合均匀，调节pH为6.2～6.5，121℃灭菌30min，得到香菇菌培养基。
优选的，步骤S1的辅料为滑石粉与灶心土的混合物，滑石粉与灶心土的重量比为1:1。
本发明的作用原理：
本发明中的中药复合物包括以下重量百分比的组分，黄芪18％～24％，党参17％～23％，山药20％～25％，甘草8％～10％，豆粕5％～8％，豆渣5％～7％，玉米芯7％～10％。本发明中含有黄芪，党参等中药，使其具有增强免疫力，减少畜禽腹泻。
本发明将中药复合物、豆腐渣、辅料分别放入气爆罐中进行气爆处理，经过气爆处理后，可以破坏中药的大部分细胞壁，使得物料多孔结构增加，更容混合均匀，并促进微生物的发酵。
香菇菌在发酵过程中能够产生大量的菌丝体，菌丝体能分泌出多种次生代谢产物如蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶等能够与中药复合物、豆腐渣、辅料(滑石粉、灶心土)发生生物催化反应，从而产生大量的益生菌并促进中药复合物的中药物质释放，增强其药物性质，从而实现其在畜禽中广泛的应用。
本发明利用液体深层发酵技术，并率先将气爆技术与生物发酵技术结合用于本发明的中药复合物中，通过气爆技术结合微生物发酵，将中药中的植物细胞壁彻底破坏，使其释放出生物活性物质。本发明固体发酵的过程中，大量增值香菇菌丝体，产生大量生物酶，能够对中药起到降解纤维，破坏植物细胞壁，从而增强中药的活性；得到的产品没有固体废物和废渣等，环境友好，适合大规模产业化。
本发明获得的产品主要应用于增强畜禽免疫力的发酵型饲料添加剂产品。经过多次试验研究得到试验结果较好，具有生产工艺简单、安全环保无残留、成本低廉、所得香菇菌丝体含量高，具备良好的产业化实际应用价值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明利用气爆技术与微生物固体发酵技术，可以很好的改善中药的适口性，缓解药物的毒副作用，更有利于药物的吸收和发挥功效。本发明采用香菇菌对特定中药复合物进行混合发酵，其生产方法简单、安全环保无残留、成本低廉、易于工业化生产。成品中含有黄芪，党参等中药，具有增强免疫力的作用，还含有香菇菌丝体等生物活性物质，更容易让畜禽吸收和利用，预防疾病，并减少养殖过程中抗生素的用量。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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。
实施例1
如图1所示，一种使用气爆制备发酵型饲料添加剂的方法，包括以下步骤，
S1气爆处理，将中药复合物、豆腐渣、辅料分别放入气爆罐中进行气爆处理，得到气爆中药复合物、气爆豆腐渣、气爆辅料；所述中药复合物包括以下重量百分比的组分，黄芪24％，党参22％，山药22％，甘草10％，豆粕8％，豆渣6％，玉米芯8％；辅料为滑石粉与灶心土的混合物，滑石粉与灶心土的重量比为1:1；气爆处理参数如下：气爆压力为0.5MPa，气爆处理时间为4min，气爆后水分含量控制在45wt％。
S2，种子液制备，制备种子培养基，将40g马铃薯淀粉，25g葡萄糖，3g KH2PO4，15gMgSO4.7H2O，0.01g维生素B1与1000ml水充分混合均匀，调节pH为6.5，121℃灭菌30min，得到种子培养基；将香菇菌使用种子环接种在种子培养基上，在温度23℃，转速180rpm的条件下，摇床培养70h，得到香菇菌种子液。所述香菇菌来源CICC，菌株编号为CICC14031。
S3，发酵罐放大发酵，制备香菇菌培养基，香菇菌培养基的原料包括以下重量百分比的组分：生豆饼粉2.2％，麦芽糊精3.4％，玉米浆4.5％，氯化钠1.5％，其余为水；将香菇菌培养基的原料混合均匀，调节pH为6.4，121℃灭菌30min，得到香菇菌培养基；
于香菇菌培养基中按12％的接种量将香菇菌种子液进行接种，在温度为23℃，转速为185rpm的条件下，在发酵罐中发酵70h制成香菇菌液；
S4固体发酵，取86重量份气爆中药复合物、4重量份气爆辅料、4重量份气爆豆腐渣、6重量份香菇菌液进行混合发酵；发酵的温度为25℃，通气量为1.5m3/h，发酵时间为55h。
S5取步骤S4固体发酵后获得的固体培养物，进行检测、分装、贴标签、包装入库，得到发酵型饲料添加剂A；所述发酵型饲料添加剂中，香菇菌丝体的含量为15g/kg。
实施例2
一种使用气爆制备发酵型饲料添加剂的方法，包括以下步骤，
S1气爆处理，将中药复合物、豆腐渣、辅料分别放入气爆罐中进行气爆处理，得到气爆中药复合物、气爆豆腐渣、气爆辅料；所述中药复合物包括以下重量百分比的组分，黄芪24％，党参23％，山药25％，甘草10％，豆粕5％，豆渣5％，玉米芯8％；辅料为滑石粉与灶心土的混合物，滑石粉与灶心土的重量比为1:1；气爆处理参数如下：气爆压力为0.3MPa，气爆处理时间为6min，气爆后水分含量控制在50wt％。
S2，种子液制备，制备种子培养基，将35g马铃薯淀粉，20g葡萄糖，2g KH2PO4，10gMgSO4.7H2O，0.005g维生素B1与1000ml水充分混合均匀，调节pH为6.2，121℃灭菌30min，得到种子培养基；将香菇菌使用种子环接种在种子培养基上，在温度20℃，转速160rpm的条件下，摇床培养72h，得到香菇菌种子液。所述香菇菌来源CICC，菌株编号为CICC14031。
S3，发酵罐放大发酵，制备香菇菌培养基，香菇菌培养基的原料包括以下重量百分比的组分：生豆饼粉1％，麦芽糊精2％，玉米浆3％，氯化钠1％，其余为水；将香菇菌培养基的原料混合均匀，调节pH为6.2，121℃灭菌30min，得到香菇菌培养基；
于香菇菌培养基中按10％的接种量将香菇菌种子液进行接种，在温度为20℃，转速为160rpm的条件下，在发酵罐中发酵60h制成香菇菌液；
S4固体发酵，取82重量份气爆中药复合物、5重量份气爆辅料、3重量份气爆豆腐渣、10重量份香菇菌液进行混合发酵；发酵的温度为22℃，通气量为0.5m3/h，发酵时间为60h。
S5取步骤S4固体发酵后获得的固体培养物，进行检测、分装、贴标签、包装入库，得到发酵型饲料添加剂；所述发酵型饲料添加剂中，香菇菌丝体的含量为11g/kg。
实施例3
一种使用气爆制备发酵型饲料添加剂的方法，包括以下步骤，
S1气爆处理，将中药复合物、豆腐渣、辅料分别放入气爆罐中进行气爆处理，得到气爆中药复合物、气爆豆腐渣、气爆辅料；所述中药复合物包括以下重量百分比的组分，黄芪20％，党参22％，山药24％，甘草10％，豆粕8％，豆渣7％，玉米芯9％；辅料为滑石粉与灶心土的混合物，滑石粉与灶心土的重量比为1:1；气爆处理参数如下：气爆压力为0.7MPa，气爆处理时间为3min，气爆后水分含量控制在30wt％。
S2，种子液制备，制备种子培养基，将50g马铃薯淀粉，30g葡萄糖，5g KH2PO4，20gMgSO4.7H2O，0.015g维生素B1与1000ml水充分混合均匀，调节pH为6.5，121℃灭菌30min，得到种子培养基；将香菇菌使用种子环接种在种子培养基上，在温度25℃，转速190rpm的条件下，摇床培养72h，得到香菇菌种子液。所述香菇菌来源CICC，菌株编号为CICC14031。
S3，发酵罐放大发酵，制备香菇菌培养基，香菇菌培养基的原料包括以下重量百分比的组分：生豆饼粉3％，麦芽糊精4％，玉米浆5％，氯化钠2％，其余为水；将香菇菌培养基的原料混合均匀，调节pH为6.5，121℃灭菌30min，得到香菇菌培养基；
于香菇菌培养基中按15％的接种量将香菇菌种子液进行接种，在温度为25℃，转速为190rpm的条件下，在发酵罐中发酵72h制成香菇菌液；
S4固体发酵，取88重量份气爆中药复合物、3重量份气爆辅料、3重量份气爆豆腐渣、6重量份香菇菌液进行混合发酵；发酵的温度为26℃，通气量为2m3/h，发酵时间为48h。
S5取步骤S4固体发酵后获得的固体培养物，进行检测、分装、贴标签、包装入库，得到发酵型饲料添加剂；所述发酵型饲料添加剂中，香菇菌丝体的含量为13g/kg。
将实施例1、实施例2、实施例3获得的发酵型饲料添加剂进行试验。
本发明获得的发酵型饲料添加剂主要功能是预防家畜禽腹泻，提高免疫力，减少死淘率。使用方法：每1吨饲料拌本发明的发酵型饲料添加剂5公斤，充分混合均匀，进行饲喂。每个疗程4～5天，每个疗程间隔3～4天，进入下一个疗程。通常2-3个疗程能明显见效。
试验案例：
(1)2020年10月焦作市博爱县柏山镇刘二虎养鸡场，200日龄，该鸡场养殖规模是5000只。
主要存在的问题是应激能力差，鸡群有轻微的肠道炎症，鸡采食量下滑严重，有轻微腹泻。
该鸡场使用混合有实施例1获得的发酵中药饲料添加剂的饲料，使用后第2天，腹泻状消失，采食量增加30～40％，腹泻率降低至10～15％。使用5天后，肠道炎症没有复发，采食量基本恢复正常水平，腹泻消失。
(2)2020年11月焦作市武陟县大虹桥乡李元养鸡场，220日龄，该鸡场养殖规模是4500只。主要存在的问题是鸡群有轻微的肠道炎症，鸡采食量下滑严重，伴有腹泻。
该鸡场使用混合有实施例2获得的发酵中药饲料添加剂的饲料，使用后第4天，咳嗽，肠道炎症消失，采食量增加40～45％，腹泻率降低至15～18％。使用6天后，肠炎没有复发，采食量基本恢复正常水平，腹泻消失。
(3)2020年12月新乡市卫辉市李源屯北鲁庄村海峰养鸡场，230日龄，该鸡场养殖规模是4000只。
主要存在的问题是容易受到应激反应影响，鸡群有轻微的腹泻拉稀症状，鸡采食量大幅下滑。
该鸡场使用混合有实施例3获得的发酵中药饲料添加剂的饲料，使用后第3天，腹泻状消失，采食量增加35～45％，腹泻率降低至5～10％。使用6天后，腹泻拉稀没有复发，采食量到恢复正常水平。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种使用气爆制备发酵型饲料添加剂的方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1气爆处理，将中药复合物、豆腐渣、辅料分别放入气爆罐中进行气爆处理，得到气爆中药复合物、气爆豆腐渣、气爆辅料；
S2种子液制备，制备种子培养基；将香菇菌接种在种子培养基上，摇床培养后得到香菇菌种子液；
S3发酵罐放大发酵，制备香菇菌培养基；于香菇菌培养基中按10％～15％的接种量将香菇菌种子液进行接种，在温度为20℃～25℃，转速为160rpm～190rpm的条件下，在发酵罐中发酵60h～72h制成香菇菌液；
S4固体发酵，取80～90重量份气爆中药复合物、3～5重量份气爆辅料、3～5重量份气爆豆腐渣、5～10重量份香菇菌液进行混合发酵；发酵的温度为22℃～26℃，通气量为0.5m3/h～2m3/h，发酵时间为48h～60h；
S5取步骤S4固体发酵后获得的固体培养物，进行检测、分装、贴标签、包装入库，得到发酵型饲料添加剂；所述发酵型饲料添加剂中，香菇菌丝体的含量不小于10g/kg。
2.根据权利要求1所述的一种使用气爆制备发酵型饲料添加剂的方法，其特征在于：步骤S1中，所述中药复合物包括以下重量百分比的组分，黄芪18％～24％，党参17％～23％，山药20％～25％，甘草8％～10％，豆粕5％～8％，豆渣5％～7％，玉米芯7％～10％。
3.根据权利要求1所述的一种使用气爆制备发酵型饲料添加剂的方法，其特征在于：步骤S1中气爆处理参数如下：气爆压力为0.3MPa～0.7MPa，气爆处理时间为3min～6min，气爆后水分含量控制在30wt％～50wt％。
4.根据权利要求1所述的一种使用气爆制备发酵型饲料添加剂的方法，其特征在于：步骤S2中，所述种子培养基的制备方法如下，将35g～50g马铃薯淀粉，20g～30g葡萄糖，2g～5g KH2PO4，10g～20g MgSO4.7H2O，0.005g～0.015g维生素B1与1000ml水充分混合均匀，调节pH为6.2～6.5，121℃灭菌30min，得到种子培养基。
5.根据权利要求4所述的一种使用气爆制备发酵型饲料添加剂的方法，其特征在于：步骤S2中，将香菇菌使用种子环接种在种子培养基上，在温度20℃～25℃，转速160rpm～190rpm的条件下，摇床培养60h～72h，得到香菇菌种子液。
6.根据权利要求5所述的一种使用气爆制备发酵型饲料添加剂的方法，其特征在于：所述香菇菌来源CICC，菌株编号为CICC14031。
7.根据权利要求1所述的一种使用气爆制备发酵型饲料添加剂的方法，其特征在于：步骤S3中，香菇菌培养基的原料包括以下重量百分比的组分：生豆饼粉1％～3％，麦芽糊精2％～4％，玉米浆3％～5％，氯化钠1％～2％，其余为水；将香菇菌培养基的原料混合均匀，调节pH为6.2～6.5，121℃灭菌30min，得到香菇菌培养基。
8.根据权利要求1所述的一种使用气爆制备发酵型饲料添加剂的方法，其特征在于：步骤S1的辅料为滑石粉与灶心土的混合物，滑石粉与灶心土的重量比为1:1。
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