CN114145389B - 一种饲料添加剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种饲料添加剂，是由以下原料制备得到的：虾副产物10～15份，麸皮8～12份，淀粉1～2份；制备方法为：（1）将虾副产物、麸皮混合，加入水，作为固态发酵底物；（2）灭菌后，加入蜡样芽胞杆菌，混匀，常温下发酵，得发酵物；（3）加入淀粉，混匀，干燥，即得饲料添加剂。本发明的饲料添加剂，可以用于制备具有降低体脂率、增加脾脏指数和/或提高肠道中益生菌群的比例功效的饲料。本发明利用蜡样芽胞杆菌发达的酶系将虾副产物难以利用的蛋白酶解转化为更易吸收的小分子蛋白，将虾副产物从低质饲料转化为绿色纯天然的发酵饲料添加剂，同时具有益生活性。本发明的制备方法简单易行，制备成本低，适合大规模工业化生产。

Description

一种饲料添加剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种饲料添加剂及其制备方法，属于饲料添加剂技术领域。
背景技术
饲料添加剂是指在饲料生产加工、使用过程中添加的少量或微量物质，在饲料中用量很少但作用显著。饲料添加剂是现代饲料工业必然使用的原料，对强化基础饲料营养价值，提高动物生产性能，保证动物健康，节省饲料成本，改善畜产品品质等方面有明显的效果。
目前，含有促生长类药物饲料添加剂（中药类除外）的商品饲料，在我国已被要求停止生产和使用，因此，为确保畜禽产品质量安全，开发具有益生活性、安全性高、成本低、提高抗病性能的新型饲料添加剂具有重要意义。
虾加工业中废弃的虾头、虾壳称为虾副产物，虾副产物中富含甲壳素、蛋白质、磷脂和虾青素等营养物质，但直接作为饲料应用时存在价格高、蛋白利用率低等问题，难以成为大宗饲料使用，直接丢弃又会造成环境污染，更是资源的浪费。因此，如何有效利用虾副产物是亟需解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术，本发明提供了一种饲料添加剂，可降低体脂率，提高免疫力及益生活性。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种饲料添加剂，是由以下原料制备得到的：虾副产物10～15份，麸皮8～12份，淀粉1～2份（按重量份计）；是通过以下方法制备得到的：
（1）将虾副产物、麸皮混合，加入适量水，作为固态发酵底物，备用；
（2）固态发酵底物灭菌（115 ℃灭菌30 min）后，加入蜡样芽胞杆菌，混匀，常温下发酵50～60 h，得发酵物；
（3）向上述发酵物中加入淀粉，混匀，干燥，即得饲料添加剂。
进一步地，所述虾副产物，是指虾头、虾壳或它们的混合物。
进一步地，所述虾副产物，是南美白对虾或北极甜虾的虾副产物。
进一步地，所述虾副产物的粒径在20目以下。
进一步地，所述水的添加量为虾副产物和麸皮的重量之和的1～1.5倍。
进一步地，所述蜡样芽胞杆菌以冻干粉的形式加入，加入量为2～5份。
进一步地，所述干燥采用鼓风干燥，干燥温度50～60 ℃，干燥时间10～14 h。
本发明的饲料添加剂，粗蛋白和氨基酸态氮含量高，可以用于制备具有降低体脂率、增加脾脏指数和/或提高肠道中益生菌群的比例功效的饲料。具体应用时，将其添加到饲料中，添加量为0.08%～0.15%（重量比），优选0.1%。
本发明利用蜡样芽胞杆菌发达的酶系将虾副产物难以利用的蛋白酶解转化为更易吸收的小分子蛋白，将虾副产物从低质饲料转化为绿色纯天然的发酵饲料添加剂，同时具有益生活性。本发明的制备方法简单易行，制备成本低，适合大规模工业化生产。
本发明使用的各种术语和短语具有本领域技术人员公知的一般含义。
附图说明
图1：实验组小鼠体重变化和体脂率对比图，其中，A：体重变化示意图；B：体脂率对比。
图2：实验组小鼠胸腺指数和脾脏指数对比图，其中，A：胸腺指数；B：脾脏指数。
图3：实验组小鼠粪便菌群多样性统计对比图，其中，A：Shannon指数；B：Simpson指数；C：unweighted unifrac PCoA；D：weighted unifrac PCoA。
图4：实验组小鼠粪便菌群相对物种丰度聚类图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。然而，本发明的范围并不限于下述实施例。本领域的专业人员能够理解，在不背离本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明进行各种变化和修饰。
下述实施例中所涉及的仪器、试剂、材料等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料等，可通过正规商业途径获得。下述实施例中所涉及的实验方法，检测方法等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规实验方法，检测方法等。
实施例1 制备饲料添加剂
（1）将15 kg的虾副产物（南美白对虾的虾头，16～20目）、8 kg的麸皮（小麦麸）混合，加入23 kg水，作为固态发酵底物，备用；
（2）固态发酵底物灭菌（115 ℃灭菌30 min）后，加入蜡样芽胞杆菌冻干粉（常规培养蜡样芽胞杆菌种，得到冻干粉）4 kg（1×109 CFU/g），混匀，常温下发酵50 h，得发酵物（高水分含量）；
所述蜡样芽胞杆菌为蜡样芽胞杆菌OKF01（Bacillus cereus OKF01），为本发明的发明人所在实验室筛选保存，筛选自东海深海淤泥并能以南极磷虾粉为唯一碳氮源生长，记载在下述公开文献中：Jianan Sun, et al., Screening of Microorganisms fromdeep-sea mud for Antarctic krill (Euphausia superba) fermentation andevaluation of the bioactive compounds, Applied Biochemistry andBiotechnology, 2015,175:1664-1677.该菌经测定具有较高的蛋白酶活性（47.12 U/mL）、淀粉酶活性（8.91 U/mL）和甲壳素酶活性（78.56 U/mL）（该菌发酵3%南极磷虾粉的发酵液测定），相较于普通的蜡样芽胞杆菌，其更适合于进行含有虾头和麸皮底物的发酵；
（3）向上述发酵物中加入1 kg淀粉，混匀，干燥（鼓风干燥，干燥温度60 ℃，干燥时间14 h），即得饲料添加剂。
实施例2 制备饲料添加剂
（1）将10 kg的虾壳粉（南美白对虾的虾壳，8目以下）、12 kg的麸皮（小麦麸）混合，加入22 kg水，作为固态发酵底物，备用；
（2）固态发酵底物灭菌（115 ℃灭菌30 min）后，加入蜡样芽胞杆菌冻干粉3 kg（1×109 CFU/g），混匀，常温下发酵60 h，得发酵物（高水分含量）；
（3）向上述发酵物中加入2 kg淀粉，混匀，干燥（鼓风干燥，干燥温度50 ℃，干燥时间10 h），即得饲料添加剂。
实施例3 制备饲料添加剂
（1）将12 kg的虾副产物（南美白对虾的虾头和虾壳的混合物，12～16目）、10 kg的麸皮（小麦麸）混合，加入25 kg水，作为固态发酵底物，备用；
（2）固态发酵底物灭菌（115 ℃灭菌30 min）后，加入蜡样芽胞杆菌冻干粉3 kg（1×109 CFU/g），混匀，常温下发酵55 h，得发酵物（高水分含量）；
（3）向上述发酵物中加入2 kg淀粉，混匀，干燥（鼓风干燥，干燥温度55 ℃，干燥时间12 h），即得饲料添加剂。
采用凯氏定氮法和甲醛滴定法测定发酵后粗蛋白与氨基酸态氮的含量，结果：发酵后粗蛋白的氮含量为54.4 mg/g·N，氨基酸态氮为7.35 mg/g·N。
对比例1
同实施例3，不同之处在于：步骤（2）中，不添加蜡样芽胞杆菌冻干粉，不进行发酵，制得饲料添加剂。
采用凯氏定氮法和甲醛滴定法测定粗蛋白与氨基酸态氮的含量，结果显示：粗蛋白的氮含量为45.3 mg/g·N，氨基酸态氮为1.75 mg/g·N。
对比例2
同实施例3，不同之处在于：步骤（1）中，不添加虾副产物，制得饲料添加剂。
实验 饲料添加剂饲喂小鼠实验
实验小鼠的分组：实验BALB/c小鼠，先用维持饲料（维持饲料，购买自济南朋悦实验动物繁育有限公司，许可证号(SCXK(鲁)20180003）饲养8天以适应环境，8天后将BALB/c小鼠分为4组，每组10只，分别为：正常对照组(NC)，添加未发酵底物对照组(MC)（对比例1制备的饲料添加剂），添加发酵物干预组(GH) （实施例3制备的饲料添加剂），添加蜡样芽胞杆菌冻干粉干预组(DH) （对比例2制备的饲料添加剂）。每组实验BALB/c小鼠分为两笼饲养。饲料添加剂的添加量为维持饲料重量的0.1%（正常对照组不添加），饲喂7周。每隔2周收集小鼠粪便进行16S rDNA高通量测序分析肠道菌群。鼠房温度控制在24±2℃，湿度45±5%，每隔4天更换一次垫料。饲喂的最后一天，脱颈椎处死小鼠，随机选取每组每笼4只小鼠解剖，获取肾周和附睾白色脂肪组织并称质量。
测定各实验组小鼠每日体重，计算各组每日平均体重变化，称取小鼠肾周脂肪和睾周脂肪，用以计算每组小鼠体脂率。结果如图1所示，图1A中各实验组小鼠实验期间体重变化无显著性差异；图1B中，与正常对照组(NC)相比添加未发酵底物对照组(MC)中小鼠体脂率显著增加（P > 0.05)，添加蜡样芽胞杆菌冻干粉干预组(DH)与添加发酵物干预组(GH)中小鼠体脂率显著降低（P > 0.05)。其中添加发酵物干预组(GH)中小鼠体脂率最低，与添加蜡样芽胞杆菌冻干粉干预组(DH)中小鼠体脂率也存在显著性差异。
测定各实验组小鼠胸腺指数和脾脏指数，结果如图2所示，图2A中各实验组小鼠胸腺指数无显著性差异；图2B中，小鼠维持饲料中添加未发酵底物 (MC)组和蜡样芽胞杆菌冻干粉(DH)组的脾脏指数相比于正常对照组(NC)有显著提高（P > 0.05)，MC组与DH组间无显著性差异，而添加发酵物 (GH)组脾脏指数最高，并与其它实验组差异显著（P > 0.05)。
测定各实验组肠道菌群多样性，分别统计了α多样性和β多样性，结果如图3所示。各实验组α多样性指数为图3A Shannon和图3B Simpson指数。可以看出正常对照组(NC)小鼠肠道菌群Shannon和Simpson指数在实验期间保持稳定，而添加未发酵底物对照组(MC)、添加发酵物干预组(GH)和添加蜡样芽胞杆菌冻干粉干预组(DH)小鼠肠道菌群的α多样性指数在第2周到第4周有一个提升的趋势，在第6周与正常对照组(NC)无明显差异。进一步统计分析各实验组小鼠肠道菌群的β多样性，分别采用图3C unweighted unifrac PCoA和图3Dweighted unifrac PCoA进行了所有样本的组内与组间比较，第2周时各实验组小鼠肠道菌群组成较为相似，随时实验的进行各实验组小鼠肠道菌群的差异逐渐增大。结果表明未发酵底物、发酵物与蜡样芽胞杆菌冻干粉均可影响肠道菌群的多样性。
测定各实验组小鼠肠道菌群相对丰度，图4为种(Species)水平上各实验组不同时期相对丰度前10的物种柱形图。图4中丰度前五的菌较为明显，分别为罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)、木糖葡萄球菌(Staphylococcus xylosus)、约氏乳杆菌(Lactobacillus johnsonii)、产酸拟杆菌(Bacteroides acidifaciens)和鼠乳杆菌(Lactobacillus murinus)。罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)和约氏乳杆菌(Lactobacillus johnsonii)是国际上公认的粘附性强、改善肠道环境，拮抗有害菌定植，避免肠道疾病的益生乳酸菌，也是我国2010年卫生部批准的可用于食品的菌种。鼠乳杆菌(Lactobacillus murinus)是一种潜在益生菌。产酸拟杆菌(Bacteroides acidifaciens)作为肠道拟杆菌属的一种，主要的功能是化能有机营养，产生机体所需的营养和能量。木糖葡萄球菌(Staphylococcus xylosus)是革兰阳性杆菌，弱致病性的凝固酶阴性葡糖球菌的的一种。添加未发酵底物(MC)对照组和添加蜡样芽胞杆菌冻干粉干预组(DH)均有提高益生菌丰度的效果，添加发酵物干预组(GH)益生效果更好，但添加蜡样芽胞杆菌冻干粉干预组(DH)用于化能作用的细菌丰度较高；同时添加添加发酵物干预组(GH)中益生菌相对丰度最高。
给本领域技术人员提供上述实施例，以完全公开和描述如何实施和使用所主张的实施方案，而不是用于限制本文公开的范围。对于本领域技术人员而言显而易见的修饰将在所附权利要求的范围内。

Claims (8)

1.一种饲料添加剂的制备方法，其特征在于，所述饲料添加剂是由以下原料制备得到的：虾副产物10～15份，麸皮8～12份，淀粉1～2份；
制备方法包括以下步骤：
（1）将虾副产物、麸皮混合，加入适量水，作为固态发酵底物，备用；所述虾副产物是指虾头、虾壳或它们的混合物；
（2）固态发酵底物灭菌后，加入蜡样芽胞杆菌，混匀，常温下发酵50～60 h，得发酵物；所述蜡样芽胞杆菌选自蜡样芽胞杆菌OKF01；
（3）向上述发酵物中加入淀粉，混匀，干燥，即得饲料添加剂。
2.根据权利要求1所述的饲料添加剂的制备方法，其特征在于：所述虾副产物是南美白对虾或北极甜虾的虾副产物。
3.根据权利要求1所述的饲料添加剂的制备方法，其特征在于：所述虾副产物的粒径在20目以下。
4.根据权利要求1所述的饲料添加剂的制备方法，其特征在于：所述水的添加量为虾副产物和麸皮的重量之和的1～1.5倍。
5.根据权利要求1所述的饲料添加剂的制备方法，其特征在于：所述蜡样芽胞杆菌以冻干粉的形式加入，加入量为2～5份。
6.利用权利要求1～5中任一项所述的制备方法制备得到的饲料添加剂。
7.权利要求6所述的饲料添加剂在制备具有降低体脂率、增加脾脏指数和/或提高肠道中益生菌群的比例功效的饲料中的应用。
8.根据权利要求7中的应用，其特征在于：具体应用时，将饲料添加剂以0.08%～0.15%的比例添加到饲料中。
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