CN114617191A - 一种利用南极磷虾制备的功能性饲料及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用南极磷虾制备的功能性饲料及其方法，它包括以下主要步骤：（1）将南极磷虾与水混合并匀浆，然后加入到发酵罐罐中；（2）往发酵罐中加入蛋白酶与丁酸梭菌菌体，并进行控温酶解；（3）酶解结束后，往发酵罐中加入营养物，并通入氮气，进行厌氧发酵；（4）发酵结束后过来收集滤液，滤液经均质，并后喷涂到成品饲料中，即可制备得到一种功能性饲料。该饲料富含小肽和丁酸梭菌，可促进动物的生长和增强动物的免疫力，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用南极磷虾制备的功能性饲料及其方法，属于水产品加工与利用领域。
背景技术
南极磷虾是一种南大洋最大的单物种生物之一，可捕捞资源巨大，是南大洋高等捕食者重要的食物来源，也是维持南极生态系统平衡和稳定的重要生物资源。南极磷虾营养比例适中，蛋白质含量丰富，被认为是地球上最后的动物蛋白库。目前，南极磷虾中的蛋白主要以磷虾粉的形式在饲料工业中加以利用。然而，将南极磷虾加工成磷虾粉，仅仅是将蛋白进行一种粗加工。
国内外的研究结果表明，在日粮中添加一定的小肽可以改善机体对日粮中蛋白质和氨基酸的利用率，提高动物的生长性能。近年来，小肽作为一种绿色促生长饲料添加剂在饲料工业备受关注。然而，目前的小肽的生产一般需要经过酶解/发酵、浓缩和喷雾干燥等工艺制备而成，生产成本高，很难在饲料工业大规模的应用。
丁酸梭菌，又名酪酸菌，广泛存在于土壤、动物和人的肠道中，为严格厌氧的革兰氏芽孢杆菌，能产生丁酸等有益物质，促进肠道对水和钠重吸收的能力，添加到饲料中可改善动物生产性能，提高饲料利用率和机体抗氧化能力。目前，丁酸梭菌在饲料工业已经得到了广泛的应用。然而，目前饲料工业中广泛应用的是丁酸梭菌菌粉，其一般经过液态发酵、浓缩和喷雾干燥等工艺制备而成。发酵液一般需要进行污水处理后进行排放，这不但增加了环保成本，而且发酵液中存在大量有益代谢产物并没有伴随丁酸梭菌在饲料工业中加以应用。
发明内容
针对南极磷虾、小肽和丁酸梭菌在饲料工业中应用所存在的问题，本发明提供一种利用南极磷虾制备的功能性饲料及其方法。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：一种利用南极磷虾制备的功能性饲料及其方法，包括如下步骤：（1）将南极磷虾进行解冻，然后将其与水按1：0.5～1的比例混合，并将混合物进行匀浆后备用；（2）将丁酸梭菌接入到灭菌后冷却的营养肉汤培养基中（培养基表面覆盖2cm液体石蜡），于37℃厌氧发酵24h～48h，然后离心，收集菌体备用：（3）将步骤（1）制备的南极磷虾匀浆液加入到发酵罐中，并加入蛋白酶和步骤（2）制备的丁酸梭菌菌体，于50℃～55℃、100r/min的条件下酶解3～6h; 所述蛋白酶的加入量以添加的蛋白酶的质量占南极磷虾匀浆液总质量百分比计，为0.1%～5%;所述丁酸梭菌菌体的加入量以添加的丁酸梭菌在南极磷虾匀浆液中浓度计，为105 CFU/mL～107CFU/mL；（4）酶解结束后，往发酵罐中加入营养物，并通入氮气，于37℃厌氧发酵16h～48h； （5）发酵结束后，发酵液用尼龙网过滤，去除滤渣，收集滤液；（6）将步骤（5）收集的滤液用均质机进行均质；（7）将步骤（6）的均质液通过后喷涂的方式加入到成品饲料中，即可制备成一种功能性饲料成品。
所述步骤（4）中的营养物为葡萄糖、氯化亚铁和磷酸氢二钾所组成的混合物；所述步骤（4）中的营养物的添加量以添加的营养物的质量占南极磷虾匀浆液总质量百分比计，分别为：葡萄糖0.01%～5%，氯化亚铁0.01%～5%，磷酸氢二钾0.01%～5%。
所述步骤（7）中均质液的添加量以加入的均质液的质量占饲料总质量百分比计，为0.1%～0.2%。
前述方法制备得到的功能性饲料。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
（1）南极磷虾酶解效果更好。 与现有的南极磷虾酶解技术相比，酶解体系中加水量减少，南极磷虾浓度增加。在高浓度的南极磷虾体系中，通过丁酸梭菌的协助，增加了蛋白质水解度，提高了酶解效果，提高后酶解产生的小肽的含量。
（2）小肽与丁酸梭菌应用成本低。本发明申请采取后喷涂的方式将小肽与丁酸梭菌加入到饲料中，免除了浓缩和喷雾干燥等工艺，使得小肽与丁酸梭菌在饲料中的应用成本大大降低。
（3）应用效果更好。本发明申请中，发酵液通过后喷涂的方式加入到饲料中，发酵液中的丁酸梭菌代谢产物也加入到饲料中，与单一的丁酸梭菌相比，应用效果得到了提高。
具体实施方式
本发明所述技术方案，如未特别说明，均为本领域的常规方案，所述试剂或材料，如未特别说明，均来源于商业渠道。
实施例1 丁酸梭菌菌体对南极磷虾酶解效果的影响。
将丁酸梭菌CICC 23847接入到灭菌后冷却的营养肉汤培养基中（培养基表面覆盖2cm液体石蜡），于37℃厌氧发酵24h，然后离心，收集菌体备用。将南极磷虾解冻后与水按1:1的比例混合，并用组织捣碎机进行打浆。取匀浆液500mL,并往里面加入2g中性蛋白酶，并混匀。分别取100mL匀浆液分装到5个三角瓶中，往三角瓶中加入丁酸梭菌菌体，使其在匀浆液中的终浓度为0、1×105CFU/ mL、5×105CFU/ mL、1×106CFU/ mL和5×106CFU/ mL。然而将三角瓶放入到50℃水浴振荡器中，100r/min下酶解6h。酶解结束后于100℃灭酶5min。然后于8000r/min离心10min，并收集上清液。并取上清液测定南极磷虾水解度。不同丁酸梭菌浓度下的南极磷虾水解度如表1所示。由表1结果可知，丁酸梭菌菌体可以促进蛋白酶的酶解作用，提高了南极磷虾的水解度。由于丁酸梭菌是一种严格的厌氧菌，在酶解的条件下是不可能生长产酶的。因此丁酸梭菌协助蛋白酶的酶解与其生长产酶无关。
表1 丁酸梭菌浓度对南极磷虾酶解水解度的影响
实施例2 利用南极磷虾制备功能性南美白对虾饲料。
将丁酸梭菌CICC 23847接入到灭菌后冷却的营养肉汤培养基中（培养基表面覆盖2cm液体石蜡），于37℃厌氧发酵24h，然后离心，收集菌体备用。取100公斤南极磷虾，并将南极磷虾进行解冻，然后将其与100公斤水混匀，并将混合物进行匀浆后备用。将200公斤的南极磷虾匀浆液加入到发酵罐中，并往匀浆液中加入0.5公斤蛋白酶，然后加入丁酸梭菌菌体使其在南极磷虾匀浆液中的浓度为106CFU/mL，于50℃、100r/min的条件下酶解4h。酶解结束后，往发酵罐中加入4公斤葡萄糖、1公斤磷酸氢二钾和0.5公斤氯化亚铁，并通入氮气，于37℃厌氧发酵36h。 发酵结束后，发酵液用尼龙网过滤，去除滤渣，收集滤液；将收集的滤液用均质机进行均质，均质液中丁酸梭菌浓度为2.2×109CFU/mL（平板计数法测定）,分子量小于1000u的蛋白质水解物的比例为90%（高效液相色谱法），蛋白质含量为6.55%。将上述均质液按0.1%的比例通过后喷涂的方式添加到南美白对虾饲料中，即制得了一种功能性南美白对虾成品饲料。
实施例3 功能性南美白对虾饲料的应用效果研究。
将600尾南美白对虾幼虾随机分为2个处理组，即为普通饲料组合功能性饲料组（实施例2制备的功能性饲料）。每处理组3个重复，每个重复100尾，各重复平均体质量无显著差异。每天按体质量的8%投饵，分4次定时、定量投喂，每天换水、清污，记录采食量，试验期为56 d。在试验结束当天，每个重复选取45尾虾心脏采集血液样品，然后置于无菌的离心管中，5000 r/min 、4 ℃离心10 min，分离血清并保藏在-20℃冰箱中，用于测定血清酚氧化酶、超氧化物歧化酶和溶菌酶的活性。在试验结束的当天，每重复选取25尾虾屠宰并采集肝胰腺，放置于-80 ℃冰箱冷藏待用。分析时，将肝胰腺样品取出，称取一定质量后，按照9倍体积（M∶V）加入提前在0 ℃ 冰箱中预冷的0.1 mol/L pH6.4的磷酸缓冲液稀释，在冰浴中用匀浆器匀浆，将匀浆液在4 ℃、5000 r/min离心10 min后，取上清液，用于酚氧化酶、超氧化物歧化酶、溶菌酶、谷胱甘肽过氧化物酶、碱性磷酸酶和丙二醛含量的测定。
由表2结果可知，功能性饲料可以显著提高南美白对虾的生长性能和降低饵料系数；由表3结果可知，功能性饲料可增强南美白对虾非特异性免疫性能。
表2 功能性饲料对南美白对虾生长性能的影响
表3 功能性饲料对南美白对虾血清非特异性免疫指标的影响
Claims (5)
1.一种利用南极磷虾制备功能性饲料的方法，其特征在于：该制备方法包括如下步骤：
（1）将南极磷虾进行解冻，然后将其与水按1：0.5～1的比例混合，并将混合物进行匀浆后备用；
（2）将丁酸梭菌接入到灭菌后冷却的营养肉汤培养基中（培养基表面覆盖2cm液体石蜡），于37℃厌氧发酵24h～48h，然后离心，收集菌体备用；
（3）将步骤（1）制备的南极磷虾匀浆液加入到发酵罐中，并加入蛋白酶和步骤（2）制备的丁酸梭菌菌体，于50℃～55℃、100r/min的条件下酶解3～6h；所述蛋白酶的加入量以添加的蛋白酶的质量占南极磷虾匀浆液总质量百分比计，为0.1%～5%；所述丁酸梭菌菌体的加入量以添加的丁酸梭菌在南极磷虾匀浆液中浓度计，为105 CFU/mL～107CFU/mL；
（4）酶解结束后，往发酵罐中加入营养物，并通入氮气，于37℃厌氧发酵16h～48h；
（5）发酵结束后，发酵液用尼龙网过滤，去除滤渣，收集滤液；
（6）将步骤（5）收集的滤液用均质机进行均质；
（7） 将步骤（6）的均质液通过后喷涂的方式加入到成品饲料中，即可制备成一种功能性饲料成品。
2.根据权权利要求1所述的一种利用南极磷虾制备功能性饲料的方法，其特征在于：步骤（4）中的营养物为葡萄糖、氯化亚铁和磷酸氢二钾所组成的混合物。
3.根据权权利要求1所述的一种利用南极磷虾制备功能性饲料的方法，其特征在于：步骤（4）中的营养物的添加量以添加的营养物的质量占南极磷虾匀浆液总质量百分比计，分别为：葡萄糖0.01%～5%，氯化亚铁0.01%～5%，磷酸氢二钾0.01%～5%。
4.根据权权利要求1所述的一种利用南极磷虾制备的功能性饲料，其特征在于：步骤（7）中均质液的添加量以加入的均质液的质量占饲料总质量百分比计，为0.1%～0.2%。
5.权利要求1- 4任一权利要求所述方法制备得到的功能性饲料。
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