CN115595285A - 一种用于发酵鸡配合饲料的复合菌剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及微生物技术领域，尤其涉及一种用于发酵鸡配合饲料的复合菌剂及其应用。该复合菌剂中的菌株包括枯草芽孢杆菌J‑4、枯草芽孢杆菌TU‑1、甲基营养型芽孢杆菌SD48和枯草芽孢杆菌J530。本发明的复合菌剂在发酵鸡配合饲料的过程中可产生多种生物活性物质，提高饲料中生物活性物质的含量，增强鸡的免疫力，故能够替代抗生素。并且由该复合菌剂发酵所得鸡配合饲料中所含的营养成分和活性物质还能够提高鸡对饲料的吸收与利用，提高饲料转化利用率，降低饲料成本，且所得鸡配合饲料还具有良好的适口性。

Description

一种用于发酵鸡配合饲料的复合菌剂及其应用
技术领域
本发明涉及微生物技术领域，具体涉及一种用于发酵鸡配合饲料的复合菌剂及其应用。
背景技术
蛋/肉鸡的高密度集中养殖很容易招致传染性动物疾病的传播，造成动物死亡，带来巨大的经济损失。因此，高密度集中养殖的蛋/肉鸡的发酵鸡配合饲料中通常会广泛使用抗生素。然而抗生素的大量使用会导致养殖蛋/肉鸡抗病性降低、致病菌耐药性增强、肉蛋产品中药物残留超标等问题。
农业农村部发布第194号公告要求，自2020年7月1日后，饲料生产企业停止生产含有抗生素的药物饲料添加剂(中药类除外)的商品饲料。饲料端“禁抗”，养殖端“减抗、限抗”、产品端“无抗”已成为养殖业发展的必然趋势。而实行饲料端禁抗可能会引发养殖业生产水平下降，养殖成本大幅增加等问题。
因此，开发替抗产品和合理的替代方案成为养殖业健康持续、绿色发展的关键。
发明内容
针对以上技术问题，本发明提供一种用于发酵鸡配合饲料的复合菌剂及其应用。该复合菌剂用于发酵鸡配合饲料，在发酵过程中可产生多种能够增强鸡免疫力的生物活性物质，能增强鸡的免疫力，并能调节肠道菌群，促进肠道健康，减少疾病的发生，故能够替代抗生素。
为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
第一方面，本发明提供一种用于发酵鸡配合饲料的复合菌剂，该复合菌剂中的菌株包括枯草芽孢杆菌J-4、枯草芽孢杆菌TU-1、甲基营养型芽孢杆菌SD48和枯草芽孢杆菌J530。
本发明的复合菌剂在发酵鸡配合饲料的过程中可产生多种生物活性物质，提高饲料中生物活性物质的含量，增强鸡的免疫力，故能够替代抗生素。并且由该复合菌剂发酵所得鸡配合饲料中所含的营养成分和活性物质还能够提高鸡对饲料的吸收与利用，提高饲料转化利用率，降低饲料成本，且所得鸡配合饲料还具有良好的适口性。
本发明中的枯草芽孢杆菌J-4筛选自健康肉鸡粪便，保存于河北农业大学生命科学学院制药工程系实验室。该菌株已在“枯草芽孢杆菌J-4菌株产抑菌物质发酵条件优化”(翟玉洁等，河南农业科学，2017，46(2):131-135)中公开，申请人承诺该菌株自本专利申请日起二十年内向公众发放。枯草芽孢杆菌J-4可产生肽类抑菌物质，该肽类抑菌物质能够被60％饱和度硫酸铵所沉淀，并可被胃蛋白酶和胰蛋白酶所降解，具有优良的抗大肠杆菌活性。在饲料中添加枯草芽孢杆菌J-4，能够防止鸡肠道内大肠杆菌的生长，减少疾病的发生，还可提高鸡的平均日增体重，降低饲料的料重比，提高饲料转化利用率。
本发明中的枯草芽孢杆菌TU-1筛选自健康兔盲肠，保存于河北农业大学生命科学学院制药工程系实验室。该菌株已在“TU-1菌剂替代抗生素对獭兔肠道消化酶活力、盲肠菌群及生长性能的影响”(苏可等，河南农业科学，2018，47(6):134-138)中公开，申请人承诺该菌株自本专利申请日起二十年内向公众发放。该枯草芽孢杆菌TU-1进入鸡肠道后，经自身生长繁殖产生，能促进肠道产生蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶和脂肪酶等各种消化酶，从而促进鸡消化吸收饲料中的营养物质，并通过竞争附着位点、生物夺氧、营养竞争、产生抑菌物质等方式抑制病原菌的生长，能够维持肠道微生态平衡，从而预防降低腹泻率，提高鸡的生产性能。
本发明中的甲基营养型芽孢杆菌SD48以酸性脱脂牛奶培养基为限制性培养基筛选得到，保存于河北农业大学生命科学学院制药工程系实验室。该菌株已在“耐酸产蛋白酶芽孢杆菌SD4发酵豆粕产大豆肽条件的优化”(周星华等，河南农业科学，2019，48(8):140-146)中公开，申请人承诺该菌株自本专利申请日起二十年内向公众发放。甲基营养型芽孢杆菌SD48的耐酸性、产酸性蛋白酶活力较高，将该甲基营养型芽孢杆菌SD48用于发酵豆粕饲料，能够显著降低饲料的pH值，提高酸溶性蛋白的含量和抗氧化性活性，能够接近完全地降解β-伴大豆球蛋白和大豆球蛋白，提高酸溶蛋白含量，极大提高豆粕饲料的营养价值，促进鸡对蛋白的吸收，降低粪便中蛋白的残留。
本发明中的枯草芽孢杆菌J530筛选自从鸡肠道，并被公开于申请号为CN110643550A，名称为“一种产脲酶抑制剂的枯草芽孢杆菌J530菌株及其应用”的专利中，其保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其保藏编号CGMCC NO:18603。将该枯草芽孢杆菌J530用于发酵鸡配合饲料，可产生甲酸、乙酸、丙酸、乳酸等短链有机酸和乙醇，还可产生抑制脲酶活性的物质。有机酸和醇类可以使发酵鸡配合饲料的pH<4.5，同时还提高发酵鸡配合饲料的酸香味，从而提高发酵鸡配合饲料的适口性，还可有效抑制霉菌生长，延长发酵鸡配合饲料保质期；在鸡日粮中添加15％wt的由枯草芽孢杆菌J530发酵所得的发酵鸡配合饲料时，对鸡粪便中脲酶活性的抑制率可达到98.37％，能够阻止鸡粪便中的尿酸向氨气的转化，从而降低粪便的氨气排放量，显著降低鸡舍氨气等臭味气体的含量。
优选地，所述枯草芽孢杆菌J-4、枯草芽孢杆菌TU-1、地衣芽孢杆菌SD48和枯草芽孢杆菌J530的活菌数量比为(1-2):(1-2):(1-2):(1-2)。
利用上述配比的复合菌剂发酵鸡配合饲料能够产生更多的肽类物质、抗菌蛋白、酸性蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、有机酸、醇类、抑制脲酶活性的物质等各种生物活性物质，能够更好的发挥功效。
优选地，所述复合菌剂由所述枯草芽孢杆菌J-4、所述枯草芽孢杆菌TU-1、所述甲基营养型芽孢杆菌SD48和所述枯草芽孢杆菌J530的单菌剂复配而成。
优选地，所述单菌剂中所述枯草芽孢杆菌J-4、所述枯草芽孢杆菌TU-1、所述甲基营养型芽孢杆菌SD48和所述枯草芽孢杆菌J530的活菌数量均为(1.0-1.5)×1010CFU/g；所述载体为碳酸钙、淀粉或细麸皮的任意一种或几种。
本发明中单菌剂的载体碳酸钙、淀粉、细麸皮可饲用，是在水中具有较强分散性的粉状工业产品或农副产品。上述载体能够为枯草芽孢杆菌J-4、枯草芽孢杆菌TU-1、甲基营养型芽孢杆菌SD48和枯草芽孢杆菌J530的生长繁殖提供营养源。
第二方面，本发明还提供上述复合菌剂在发酵鸡配合饲料制备中的应用，包括：将所述复合菌剂接种至鸡配合饲料中厌氧发酵，即得发酵鸡配合饲料。
利用本发明的复合菌剂得到的发酵鸡配合饲料能够产生肽类物质、抗菌蛋白、酸性蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、有机酸和醇类、抑制脲酶活性的物质等生物活性物质，上述生物活性物质能够促进鸡对营养物质的吸收，能够防止鸡肠道内病原菌的生长，维持肠道微生态平衡，预防降低腹泻率并减少疾病的发生，故能够替代抗生素；同时还能提高饲料转化利用率，降低料重比，提高鸡的生产性能；可降低粪便中蛋白的残留，降低粪便的氨气排放量，显著降低鸡舍氨气等臭味气体的含量，从而减少应激，降低鸡群呼吸道疾病，提高健康程度；还能提高发酵鸡配合饲料的适口性。
将所得发酵鸡配合饲料按5.0wt％-30wt％的添加量与鸡日粮混合后供鸡自由采食，可显著提高蛋鸡血清中IgA、IgG、IgM等免疫因子及干扰素IFN-r含量，提高鸡的体液免疫能力和抗病能力。
优选地，所述发酵鸡配合饲料包括玉米粉、豆粕、麸皮、米糠或硫酸铵的任意一种或几种。
优选地，所述发酵鸡配合饲料至少包括以下重量份的下述成份：玉米粉50～70份，豆粕15～25份，麸皮5～15份，米糠2～6份和硫酸铵0.5～3份。
利用上述组分和配比的鸡配合饲料，可为本发明的复合菌剂提供固态培养基，有利于其大量生长繁殖，从而在发酵鸡配合饲料过程中能够产生更多的生物活性物质。
优选地，进行所述厌氧发酵前，加入相当于所述发酵鸡配合饲料的质量的40％-50％的水。
加入上述用量的水的鸡配合饲料更适合作为复合菌剂的固态培养基。在实际操作中，可将复合菌剂分散至水中，再将其加入到鸡配合饲料中，同时完成水的加入以及菌株接种，继而即可进行厌氧发酵。
优选地，所述厌氧发酵的条件为在20-35℃下，厌氧发酵7-14d。
本发明中的上述温度范围和发酵时间适合复合菌剂的生长和繁殖。
优选地，所述复合菌剂的总接种量为(1.0-10)×107CFU/g。
附图说明
图1为本发明复合菌剂的四个菌种的平板生长对峙法实验。
图2为本发明复合菌剂的四个菌种的平板生长对峙法实验。
图3为本发明复合菌剂的四个菌种的平板生长对峙法实验。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
发酵饲料技术主要为微生物发酵饲料技术和菌酶协同发酵技术。
微生物发酵饲料技术是指将一些营养价值较低、价格低廉、适口性较差的农业和工业副产物，如农作物秸秆、棉籽粕、菜籽粕、麦麸、酒糟和马铃薯渣等作为底物，在人为控制条件下，通过微生物发酵将部分纤维素、蛋白质和脂肪等大分子营养物质降解成易吸收的糖类和可溶性小肽及有机酸等小分子物质，形成适口性好、营养丰富和有益微生物数量较多的生物饲料。
现有技术中，使用单一菌种进行微生物发酵饲料的发酵效果差，获得目标产物的产率低。
本发明通过菌株包括枯草芽孢杆菌J-4、枯草芽孢杆菌TU-1、甲基营养型芽孢杆菌SD48和枯草芽孢杆菌J530的复合菌剂发酵鸡配合饲料，能使得饲料中的营养物质更为充分地降解，提升饲料中特定物质的转化利用率，降低饲料中抗营养因子的含量，增加特定产物含量，改善饲料风味和适口性，提高饲料的利用价值。
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
实施例1
一种用于发酵鸡配合饲料的复合菌剂，该复合菌剂由枯草芽孢杆菌J-4、枯草芽孢杆菌TU-1、甲基营养型芽孢杆菌SD48和枯草芽孢杆菌J530的四种单菌剂按1:1:1:1的活菌数量比复配而成。每种单菌剂均由活菌和载体组成，每种单菌剂中枯草芽孢杆菌J-4、枯草芽孢杆菌TU-1、甲基营养型芽孢杆菌SD48和枯草芽孢杆菌J530的活菌数量均为1.0×1010CFU/g；载体为细麸皮。
单菌剂的制备方法为：
将枯草芽孢杆菌J-4、枯草芽孢杆菌TU-1、甲基营养型芽孢杆菌SD48和枯草芽孢杆菌J530菌株在NA培养基上培养24h，将培养后的菌株接种至NB培养液中，在35～37℃、200r/min摇床培养48h，经离心获得菌泥，经喷雾干燥获得高浓度枯草芽孢杆菌J-4菌粉、枯草芽孢杆菌TU-1菌粉、甲基营养型芽孢杆菌SD48菌粉和枯草芽孢杆菌J530菌粉，将所得枯草芽孢杆菌J-4菌粉、枯草芽孢杆菌TU-1菌粉、甲基营养型芽孢杆菌SD48菌粉和枯草芽孢杆菌J530的菌粉与细麸皮混合后，即得枯草芽孢杆菌J-4菌剂、枯草芽孢杆菌TU-1菌剂、甲基营养型芽孢杆菌SD48菌剂和枯草芽孢杆菌J530菌剂(1.0×1010CFU/g)。
图1-3为本发明复合菌剂的四个菌种的平板生长对峙法实验。从图1-3可知，枯草芽孢杆菌J-4、枯草芽孢杆菌TU-1、甲基营养型芽孢杆菌SD48和枯草芽孢杆菌J530之间不存在相互抑制现象。
实施例2
一种用于发酵鸡配合饲料的复合菌剂，该复合菌剂由枯草芽孢杆菌J-4、枯草芽孢杆菌TU-1、甲基营养型芽孢杆菌SD48和枯草芽孢杆菌J530的四种单菌剂按2:1:2:1的活菌数量比复配而成。每种单菌剂均由活菌和载体组成，每种单菌剂中枯草芽孢杆菌J-4、枯草芽孢杆菌TU-1、甲基营养型芽孢杆菌SD48和枯草芽孢杆菌J530的活菌数量均为1.3×1010CFU/g；载体为轻质碳酸钙。
单菌剂的制备方法同实施例1。
实施例3
一种用于发酵鸡配合饲料的复合菌剂，该复合菌剂按活菌由枯草芽孢杆菌J-4、枯草芽孢杆菌TU-1、甲基营养型芽孢杆菌SD48和枯草芽孢杆菌J530的四种单菌剂按2:2:2:2的活菌数量比复配而成。每种单菌剂均由活菌和载体组成，每种单菌剂中枯草芽孢杆菌J-4、枯草芽孢杆菌TU-1、甲基营养型芽孢杆菌SD48和枯草芽孢杆菌J530的活菌数量均为1.5×1010CFU/g；载体为轻质碳酸钙。
单菌剂的制备方法同实施例1。
实施例4
将实施例1的复合菌剂用于制备发酵鸡配合饲料的应用，至少包括以下步骤：
取玉米粉58份，豆粕20份，麸皮15份，米糠5份，硫酸铵2份，水40份，并将实施例1的复合菌剂分散于所加入的水中，使四种菌的总接种量为2.0×107CFU/g。混匀后，装入50L体积的发酵桶，压实密封，在20～35℃下，发酵14天。
经测定发酵鸡配合饲料的pH4.21，发酵鸡配合饲料中产生了肽类物质的含量1.86g/kg，抑大肠杆菌活性可达到50.15U/g，淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶和脂肪酶的活力分别是6.20U/g、190.64U/g、619.04U/g、365.15/g和350.63U/g，酸溶蛋白含量/粗蛋白含量38.25wt％。豆粕中的大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白的降解率为85.27％、82.62％。
实施例5
将实施例2复合菌剂用于制备发酵鸡配合饲料的应用，至少包括以下步骤：
取玉米粉64份，豆粕20份，麸皮10份，米糠4份，硫酸铵2份，水45份，并将实施例2的复合菌剂分散于所加入的水中，使四种菌的总接种量为3.0×107CFU/g。混匀后，装入发酵鸡配合饲料袋中，压实密封，每袋25kg；在20-25℃下，发酵10天。
经测定发酵鸡配合饲料的pH4.17，发酵鸡配合饲料中产生了肽类物质的含量1.97g/kg，抑制黄曲霉活性达到160.18U/g，抑大肠杆菌活性可达到68.32U/g，发酵鸡配合饲料中的淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶及葡萄糖苷酶的活力分别达到69.52U/g、185.14U/g、619.65U/g、225.89U/g和352.18U/g，酸溶蛋白含量/粗蛋白含量39.17wt％。豆粕中的大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白等降解率为82.87％、83.58％
实施例6
将实施例3复合菌剂用于制备发酵鸡配合饲料的应用，至少包括以下步骤：
取玉米粉70份，豆粕15份，麸皮5份，米糠6份，硫酸铵2份，水50份，并将实施例2的复合菌剂分散于所加入的水中，使四种菌的总接种量为3.0×107CFU/g。混匀后，装入发酵鸡配合饲料袋中，压实密封，每袋25kg；在20-25℃下，发酵10天。
经测定发酵鸡配合饲料的pH4.13，发酵鸡配合饲料中产生了肽类物质的含量1.89g/kg，抑制黄曲霉活性达到158.36U/g，抑大肠杆菌活性可达到67.53U/g，发酵鸡配合饲料中的淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶及葡萄糖苷酶的活力分别达到70.35U/g、186.83U/g、605.17U/g、234.21U/g和361.73U/g，酸溶蛋白含量/粗蛋白含量32.68wt％。豆粕中的大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白等降解率为83.27％、82.67％
效果例1
试验对象：选取400只35周龄的身体状况良好、体重相当的蛋鸡，平均分为4个组别，每组100只。
试验组：食用实施例4～6发酵鸡配合饲料和日粮。对照组：只食用正常日粮。
试验方法：
试验组：将5.0wt％-30wt％的实施例4～6的发酵鸡配合饲料与日粮混合后，让蛋鸡自由采食，连用7天。
对照组：只食用正常日粮，让蛋鸡自由采食，连用7天。
表1喂养实验结果
Figure BDA0003927367370000091
从表1可知，蛋鸡饲喂试验表明，用发酵鸡配合饲料替代15wt％基础日粮，蛋鸡的产蛋率提高6.34％(P＜0.05)，平均次蛋率降低45.35％(P＜0.05)，改善鸡蛋外观，平均哈氏单位提高24.54％(P＜0.05)，同时氮排泄率降低20.10％(P＜0.05)，提高了蛋鸡生产水平，延长产蛋期，降低死淘率；促进蛋鸡对营养物质的吸收，提高饲料利用率；鸡舍中氨气浓度降低61.83％(P<0.01)，从而降低鸡群呼吸道疾病，减少应激，提高健康程度。
效果例2
测定试验组和对照组的蛋鸡的血清免疫蛋白，结果见表2。
表2饲喂发酵鸡配合饲料对蛋鸡血清免疫蛋白的影响
Figure BDA0003927367370000092
注：同列数据肩标小写字母不同表示有显著性差异(P<0.05)，字母相同表示无显著性差异
从表2可知，发酵鸡配合饲料替代15％基础日粮，还可显著提高蛋鸡血清中IgA、IgG、IgM等免疫因子及干扰素IFN-r含量(P＜0.05)，提高蛋鸡的体液免疫能力和抗病毒能力，说明可提高蛋鸡的免疫能力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于发酵鸡配合饲料的复合菌剂，其特征在于，所述复合菌剂中的菌株包括枯草芽孢杆菌J-4、枯草芽孢杆菌TU-1、甲基营养型芽孢杆菌SD48和枯草芽孢杆菌J530。
2.根据权利要求1所述的复合菌剂，其特征在于，所述枯草芽孢杆菌J-4、枯草芽孢杆菌TU-1、地衣芽孢杆菌SD48和枯草芽孢杆菌J530的活菌数量比为(1-2):(1-2):(1-2):(1-2)。
3.根据权利要求1所述的复合菌剂，其特征在于，所述复合菌剂由所述枯草芽孢杆菌J-4、所述枯草芽孢杆菌TU-1、所述甲基营养型芽孢杆菌SD48和所述枯草芽孢杆菌J530的单菌剂复配而成。
4.根据权利要求3所述的复合菌剂，其特征在于，所述单菌剂中所述枯草芽孢杆菌J-4、所述枯草芽孢杆菌TU-1、所述甲基营养型芽孢杆菌SD48和所述枯草芽孢杆菌J530的活菌数量均为(1.0-1.5)×1010CFU/g；和/或
所述单菌剂的载体为碳酸钙、淀粉或细麸皮的任意一种或几种。
5.权利要求1-4任一项所述的复合菌剂在发酵鸡配合饲料中的应用，其特征在于，将所述复合菌剂接种至鸡配合饲料中厌氧发酵，即得发酵鸡配合饲料。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述发酵鸡配合饲料包括玉米粉、豆粕、麸皮、米糠或硫酸铵的任意一种或几种。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述发酵鸡配合饲料至少包括以下重量份的下述成份：
玉米粉50～70份，豆粕15～25份，麸皮5～15份，米糠2～6份和硫酸铵0.5～3份。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，进行所述厌氧发酵前，加入相当于所述发酵鸡配合饲料的质量的40％-50％的水。
9.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述厌氧发酵的条件为在20-35℃下，厌氧发酵7-14d；所述复合菌剂的总接种量为(1.0-10)×107CFU/g。
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