CN118020867A

CN118020867A - 一种油茶粕的固态发酵方法、饲料添加剂和应用

Info

Publication number: CN118020867A
Application number: CN202410367865.5A
Authority: CN
Inventors: 余苗; 崔艺燕; 郭钊文; 杨攀; 马现永; 陈卫东; 容庭; 田志梅; 刘志昌; 宋敏; 邓盾
Original assignee: Lingnan Modern Agricultural Science And Technology Guangdong Provincial Laboratory Heyuan Sub Center; Qingyuan Qingcheng District Animal Health And Epidemic Prevention Center; Institute of Animal Science of Guangdong Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Lingnan Modern Agricultural Science And Technology Guangdong Provincial Laboratory Heyuan Sub Center; Qingyuan Qingcheng District Animal Health And Epidemic Prevention Center; Institute of Animal Science of Guangdong Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2024-03-28
Filing date: 2024-03-28
Publication date: 2024-05-14

Abstract

本发明属于生物技术领域，公开了一种油茶粕的固态发酵方法，包括如下步骤：步骤1：采用热水浸提法除去油茶粕中的茶皂素，得到固体相；步骤2：将固体相、碳源、氮源、亚麻籽木酚素混合构成固体发酵培养基；步骤3：采用复合菌种发酵固体发酵培养基进行发酵；所述复合菌种由米曲霉、地衣芽孢杆菌、粪肠球菌、热带假丝酵母菌构成。该方法采用热水浸提法去除大部分的茶皂素、采用四种菌种复合进行发酵、在固体相中加入少量的亚麻籽木酚素，得到一种粗蛋白较高、纤维含量降低的发酵产物，亚麻籽木酚素通过复合菌种的发酵分解，形成多种具有抗氧化性的中间产物，进一步促进发酵产物的生物功能性；同时，亚麻籽木酚素对于复合菌种的发酵活性具有一定的促进作用。同时，本发明还提供了基于该方法得到的饲料添加剂和应用。

Description

一种油茶粕的固态发酵方法、饲料添加剂和应用

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体为一种油茶粕的固态发酵方法、饲料添加剂和应用。

背景技术

粮食安全是“国之大者”，饲料用粮占我国粮食消费总量的49％。然而，我国饲料粮资源有限，玉米等饲料粮供需矛盾突出，大豆等严重依赖国外进口，严重制约畜禽养殖业的健康发展。油茶作为我过特有的木本油料树种，综合开发利用前景十分广阔。近年来，国家对油茶产业愈发重视。广东气候和土壤等条件均适宜油茶种植，目前广东全省油茶种植面积约263万亩，油茶籽产量16.27万吨，茶油3.4万吨，而作为油菜籽副产品的油茶粕的量大概相当于油茶籽油的3倍，且全省计划油茶种植面积将再增100万亩，由此可见，随着油茶种植面积的增加，油茶粕的产生量将进一步增加。油茶粕含有粗蛋白，含量高达12％～18％，所含氨基酸种类及成分接近于畜禽机体所需，同时含有茶多酚等多种对畜禽动物生长发育和免疫调节具有促进作用的生物活性物质，且其水分含量低，易保存，是一种营养丰富且富含功能性成分的优质饲料资源。然而，油茶粕含有较高含量的茶皂素和粗纤维，以及少量的单宁，而高含量的茶皂素可破坏动物红细胞，产生溶血作用且导致适口性差，严重制约了其在畜禽养殖业中的应用。

因此去除茶皂素是实现油茶粕高值化利用的首要任务，如CN2013101333939公开了通过油茶籽粕与双蒸水混合后浸提后去除茶皂素的方法。

去除茶皂素是提高饲料适口性的一项重要因素，如果想要进一步提高发酵效果，则需要从多方面进行优化，才能得到较好的结果。

本案所要解决的技术问题在于：如何进一步提高油茶粕的发酵效果和作为饲料添加剂对动物的生长促进作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油茶粕的固态发酵方法，该方法采用热水浸提法去除大部分的茶皂素、采用四种菌种复合进行发酵、在固体相中加入少量的亚麻籽木酚素，得到一种粗蛋白较高、纤维含量降低的发酵产物，亚麻籽木酚素通过复合菌种的发酵分解，形成多种具有抗氧化性的中间产物，进一步促进的发酵产物的生物功能性；同时，亚麻籽木酚素对于复合菌种的发酵活性具有一定的促进作用。

同时，本发明还提供了基于该方法得到的饲料添加剂和应用。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种油茶粕的固态发酵方法，包括如下步骤：

步骤1：采用热水浸提法除去油茶粕中的茶皂素，得到固体相；

步骤2：将固体相、碳源、氮源、亚麻籽木酚素混合构成固体发酵培养基；

步骤3：采用复合菌种发酵固体发酵培养基进行发酵；

所述复合菌种由米曲霉、地衣芽孢杆菌、粪肠球菌、热带假丝酵母菌构成。

在上述的油茶粕的固态发酵方法中，所述复合菌种中，米曲霉、地衣芽孢杆菌、粪肠球菌、热带假丝酵母菌的活菌比例为：0.5～2：0.5～2：0.5～2：1。

在上述的油茶粕的固态发酵方法中，所述固体发酵培养基中，固体相、亚麻籽木酚素的重量比例为100:0.2～0.5。

在上述的油茶粕的固态发酵方法中，所述固体相、碳源、氮源重量比例为：100：25～30：1～2。

在上述的油茶粕的固态发酵方法中，所述固体发酵培养基的含水率为55～65％；所述复合菌种的接种量相当于固体发酵培养基重量的8～12％；所述复合菌种中活菌含量为0.8x10⁹～1.2x10⁹cfu/g。

在上述的油茶粕的固态发酵方法中，步骤1中的热水浸提法具体为：采用含0.08～0.12wt％的碳酸钠的水溶液，按照料液比为0.5～1.5：8将水溶液和油茶粕混合，煮沸条件下浸提，然后冷却后进行挤压脱水，得到固体相。

在上述的油茶粕的固态发酵方法中，所述步骤3中的发酵条件为：37℃条件下有氧发酵培养7天。

同时，本发明还公开了一种饲料添加剂，采用上任一所述的方法制备得到。

此外，本发明还公开了一种饲料，添加有如上所述的饲料添加剂。

最后，本发明还公开了采用如上所述的饲料添加剂制备饲料的用途。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的方法采用热水浸提法去除大部分的茶皂素、采用四种菌种复合进行发酵、在固体相中加入少量的亚麻籽木酚素，得到一种粗蛋白较高、纤维含量降低的发酵产物，亚麻籽木酚素通过复合菌种的发酵分解，形成多种具有抗氧化性的中间产物，进一步促进的发酵产物的生物功能性；同时，亚麻籽木酚素对于复合菌种的发酵活性具有一定的促进作用。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

原料来源

油茶粕：由广东星汇生物科技有限公司提供；

米曲霉：由济宁泽川生物科技公司提供；

地衣芽孢杆菌：由潍坊佳淇生物科技有限公司提供；

粪肠球菌：由山东中科嘉亿生物工程有限公司提供；

热带假丝酵母：由潍坊佳淇生物科技有限公司提供。

菌种活化

热带假丝酵母的活化方法为：

将热带假丝酵母杆菌经活化(取解冻菌种50u l于平板培养基(广东环凯微生物科技有限公司提供)边缘，用划线法接种在培养基上置于30℃下培养48h左右)后得到活化后的菌种；然后将活化后的菌种经摇床培养(挑取培养基上生长良好的单菌落接入5ml液体培养基(青岛高科技工业园海博生物技术有限公司提供)中，放置于温度30℃培养18h，然后取1ml菌液接入100ml培养基中，放置于温度30℃、转速160r/min的摇床中培养48h)，得到菌液；

米曲霉、地衣芽孢杆菌、粪肠球菌的活化方法为：取解冻的菌种50μl于平板培养基(广东环凯微生物科技有限公司提供)边缘，用划线法接种在对应下培养基上置于37℃培养基中培养，地衣芽孢杆菌培养18h左右，粪肠球菌培养48h左右，米曲霉在28℃下培养5天左右)后得到活化后的菌种。然后将活化后的菌种经摇床培养(挑取培养基上生长良好的单菌落接入5ml液体培养基(青岛高科技工业园海博生物技术有限公司提供)中，放置于温度30℃培养18h，然后取1ml菌液分别接入100ml培养基中，放置于温度30℃、转速160r/min的摇床中培养48h)，得到菌液；

实施例1

步骤1：将含0.1wt％的碳酸钠的水溶液(60L)煮沸后，加入7.5kg油茶粕(固液比1：8)煮75min，降温冷却沉淀，倒掉上层悬浮液。

步骤2：将去掉悬浮液的油茶粕进行挤压脱水，得到含水率为45±5％的固体相。

步骤3：加入相当于固体相0.3wt％重量的亚麻籽木酚素至固体相中混合均匀；

步骤4：将步骤3得到的固体相、玉米粉、红糖、硫酸铵按照重量比100：22.5：6：1.7进行混合，并加水调节至含水率60％；得到固体发酵培养基；

步骤5：将复合菌种接入由上述固体发酵培养基中进行发酵培养，其中菌液总接种量为10％，再37℃条件下有氧发酵培养7天；菌液中活菌浓度为1x10⁹cfu/g；复合菌由重量比为1：1：1：1的米曲霉菌液、地衣芽孢杆菌菌液、粪肠球菌菌液、热带假丝酵母菌菌液组成。米曲霉菌液、地衣芽孢杆菌菌液、粪肠球菌菌液、热带假丝酵母菌菌液的制备参考上文菌种活化所述。

得到的发酵产物命名为产物1。

实施例2

步骤1：将含0.1wt％的碳酸钠的水溶液(60L)煮沸后，加入3.75kg油茶粕(固液比1：8)煮100min，降温冷却沉淀，倒掉上层悬浮液。

步骤3：加入相当于固体相0.2wt％重量的亚麻籽木酚素至固体相中混合均匀；

步骤4：将步骤3得到的固体相、玉米粉、红糖、硫酸铵按照重量比100：22.5：6：1.7进行混合，并加水调节至含水率65％；得到固体发酵培养基；

步骤5：将复合菌种接入由上述固体发酵培养基中进行发酵培养，其中菌液总接种量为8％，再37℃条件下有氧发酵培养7天；菌液中活菌浓度为0.8x10⁹cfu/g；复合菌由重量比为1：1：1：1的米曲霉菌液、地衣芽孢杆菌菌液、粪肠球菌菌液、热带假丝酵母菌菌液组成。米曲霉菌液、地衣芽孢杆菌菌液、粪肠球菌菌液、热带假丝酵母菌菌液的制备参考上文菌种活化所述。

得到的发酵产物命名为产物2。

实施例3

步骤1：将含0.1wt％的碳酸钠的水溶液(60L)煮沸后，加入11.25kg油茶粕(固液比1：8)煮60min，降温冷却沉淀，倒掉上层悬浮液。

步骤3：加入相当于固体相0.5wt％重量的亚麻籽木酚素至固体相中混合均匀；

步骤4：将步骤3得到的固体相、玉米粉、红糖、硫酸铵按照重量比100：22.5：6：1.7进行混合，并加水调节至含水率55％；得到固体发酵培养基；

步骤5：将复合菌种接入由上述固体发酵培养基中进行发酵培养，其中菌液总接种量为12％，再37℃条件下有氧发酵培养7天；菌液中活菌浓度为1.2x10⁹cfu/g；复合菌由重量比为1：1：1：1的米曲霉菌液、地衣芽孢杆菌菌液、粪肠球菌菌液、热带假丝酵母菌菌液组成。米曲霉菌液、地衣芽孢杆菌菌液、粪肠球菌菌液、热带假丝酵母菌菌液的制备参考上文菌种活化所述。

得到的发酵产物命名为产物3。

对比例1

步骤3：将步骤2得到的固体相、玉米粉、红糖、硫酸铵按照重量比100：22.5：6：1.7进行混合，并加水调节至含水率60％；得到固体发酵培养基；

得到的发酵产物命名为产物4。

对比例2

步骤1：将豆粕加水，并加入亚麻籽木酚素，得到含水率为45±5％、亚麻籽木酚素含量为0.3wt％的固体相。

步骤2：将步骤1得到的固体相、玉米粉、红糖、硫酸铵按照重量比100：22.5：6：1.7进行混合，并加水调节至含水率60％；得到固体发酵培养基；

步骤3：将复合菌种接入由上述固体发酵培养基中进行发酵培养，其中菌液总接种量为10％，再37℃条件下有氧发酵培养7天；菌液中活菌浓度为1x10⁹cfu/g；复合菌由重量比为1：1：1：1的米曲霉菌液、地衣芽孢杆菌菌液、粪肠球菌菌液、热带假丝酵母菌菌液组成。米曲霉菌液、地衣芽孢杆菌菌液、粪肠球菌菌液、热带假丝酵母菌菌液的制备参考上文菌种活化所述。

得到的发酵产物命名为产物5。

对比例3

大体同实施例1，不同的地方在于，本对比例中，使用的复合菌含有3种复合菌，分别为1：1：1的米曲霉、地衣芽孢杆菌、粪肠球菌。

得到的发酵产物命名为产物6。

对比例4

大体同实施例1，不同的地方在于，本对比例中，使用的复合菌含有3种复合菌，分别为1：1：1的地衣芽孢杆菌、粪肠球菌、热带假丝酵母菌。

得到的发酵产物命名为产物7。

对比例5

大体同实施例1，不同的地方在于，本对比例中，使用的复合菌含有3种复合菌，分别为1：1：1的米曲霉、地衣芽孢杆菌、热带假丝酵母菌。

得到的发酵产物命名为产物8。

对比例6

大体同实施例1，不同的地方在于，本对比例中，使用的复合菌含有3种复合菌，分别为1：1：1的米曲霉、粪肠球菌、热带假丝酵母菌。

得到的发酵产物命名为产物9。

性能测试

第一部分：油茶粕发酵产物的营养成分分析

上述产物1-8进行各项营养成分分析，结果参考表1；

表1油茶粕发酵营养成分

第二部分：动物实验

试验设计和试验日粮

试验选取90日龄、体重相近且健康的清远麻母鸡1200只，按单因素随机区组试验设计，分为5个处理，每组8个重复，每个重复30只，逐栏称重后调整，使各栏总体重无明显差异。5个处理组分别为：对照组饲喂不含油茶粕的基础日粮，试验组分别添加2％的未发酵油茶粕组和2％的产物1、产物4、产物4+产物5(重量比为：1：1)，各组间日粮等能等氮。试验开始前预饲5d，正式试验期为30天，试验期间均自由采食及饮水。试验基础饲粮参照国家农业行业标准《黄羽肉鸡营养需要量》(NY/T 3645-2020)进行配制，对照组和干油茶粕组制成颗粒料，发酵组油茶粕直接以发酵完成后的初始状态，即未烘干状态添加到饲料中。

表2试验日粮组成与营养水平(％)

饲养管理

试验前对鸡舍进行彻底清理，灭菌消毒，空气净化后使用。肉鸡运送至试验基地后，称重分组，饮用水添加复合维生素，缓解运输应激。试验料对照组和未发酵组为颗粒料，发酵组为颗粒与发酵柑橘渣的混合料，记录每天的采食量，并观察鸡群生长情况和健康状况。各处理组饲养管理和环境条件基本保持一致。

试验结束前一天提前4h断料,每个重复组随机选取2只体重接近平均重的试验鸡进行屠宰，取两侧胸肌、左单侧腿肌、腹脂等测定胴体性状指标，分离内脏器官后测定肝脏、胸腺、法氏囊和脾脏的重量。取左侧背胸肌测定肉品质。

生长性能

在试验开始和试验结束时，以栏为单位对所有试验鸡称重，记录每天每栏的采食量，用于计算平均日采食量(ADFI)、平均日增重(ADG)和料重比(F/G)。

ADFI＝平均每只总耗料量/饲养天数

ADG＝(末重-初重)/饲养天数

F/G＝ADFI/ADG

屠宰性能

(1)活体重：屠宰前禁食8h后的重量。

(2)屠体重：放血，脱去羽毛、角质层、趾壳等的重量。

(3)胸肌重：将屠体后的两侧胸肌剥离下的重量。

(4)腿肌重：将屠体后的左侧腿部去皮去骨的肌肉重量。

(5)腹脂重：腹部板油和肌胃周围的脂肪。

半净膛率(％)＝半净膛重/活体重×100

全净膛率(％)＝全净膛重/活体重×100

肉品质

屠宰后取左侧胸肌样品，pH的测定、肉色、滴水损失、蒸煮损失、嫩度等肉品质检测方法参照发明专利ZL202110150958.9中的测定方法。

试验结果：

如表3所示，与对照组和2％产物1、产物4、产物4+产物5组相比，日粮添加2％未发酵的油茶粕极显著降低了黄羽肉鸡的末重和平均日增重(P<0.01)，而极显著增加了平均日采食量和料重比(P<0.01)。同时，与对照组相比，日粮中添加2％产物1、产物4、产物4+产物5组显著增加了平均日增重(P<0.05)，但是降低了平均日采食量和料重比(P<0.05)。表明日粮添加2％的发酵组油茶粕可提高肉鸡的生长性能。

同时，产物1的平均日增重优于产物4、产物4+产物5；产物4+产物5略微优于产物4，两者差别不显著；说明亚麻籽木酚素在固体发酵培养基中能够更好的被降解，其产生的抗氧化成分能够有效在鸡肠道发挥作用；同时，亚麻籽木酚素促进了复合菌种对于油茶粕的分解。

表3发酵油茶粕对黄羽肉鸡生长性能的影响

备注：同行上标大写不同字母表示差异极显著(P<0.01)，小写字母表示差异显著(P<0.05)。下表同。

如表4所示，与对照组、2％发酵的油茶粕、产物1、产物4以及产物4+产物5组相比，日粮添加2％未发酵的油茶粕，具有降低半净膛率和全净膛率的趋势(P＝0.078、P＝0.060)，但对其它屠宰性能指标无显著影响。

表4发酵油茶粕对黄羽肉鸡屠宰性能的影响

如表5所示，与对照组和2％发酵的油茶粕、产物1、产物4以及产物4+产物5组相比，日粮添加2％未发酵的油茶粕，极显著增加了胃的相对重量(P<0.01)，但显著降低了肝脏的相对重量(P<0.05)。

表5发酵油茶粕对黄羽肉鸡器官指数的影响

如表6所示，与对照组、2％发酵的油茶粕组、产物1、产物4以及产物4+产物5组相比，日粮添加2％未发酵的油茶粕，显著增加了肌肉中45min的亮度(P<0.05)。同时，与对照组和2％未发酵油茶粕组相比，日粮添加2％发酵油茶粕、产物1、产物4以及产物4+产物5显著降低了肌肉的滴水损失和剪切力，同时，产物1组肌肉的滴水损失低于产物4和产物4+产物5组；而产物4和产物4+产物5两组间差别不显著；说明亚麻籽木酚素在固体发酵培养基中能够更好的被降解，其产生的抗氧化成分能够有效在鸡肠道发挥作用，进而调节肉鸡的肉品质。

表6发酵油茶粕对黄羽肉鸡肉品质性状的影响

通过上述实验可以发现：

1.亚麻籽木酚素在固体发酵培养基中能够更好的被降解，可有效促进了复合菌种对于油茶粕中茶皂素的分解。

2.日粮添加富含亚麻籽木酚素复合菌发酵的油茶粕，可有效提高黄羽肉鸡的平均日增重，降低料肉比和采食量，同时提高肉品质量。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims

1.一种油茶粕的固态发酵方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤3：采用复合菌种发酵固体发酵培养基进行发酵；

2.根据权利要求1所述的油茶粕的固态发酵方法，其特征在于，所述复合菌种中，米曲霉、地衣芽孢杆菌、粪肠球菌、热带假丝酵母菌的活菌比例为：0.5～2：0.5～2：0.5～2：1。

3.根据权利要求1所述的油茶粕的固态发酵方法，其特征在于，所述固体发酵培养基中，固体相、亚麻籽木酚素的重量比例为100:0.2～0.5。

4.根据权利要求1所述的油茶粕的固态发酵方法，其特征在于，所述固体相、碳源、氮源重量比例为：100：25～30：1～2。

5.根据权利要求1所述的油茶粕的固态发酵方法，其特征在于，所述固体发酵培养基的含水率为55～65％；所述复合菌种的接种量相当于固体发酵培养基重量的8～12％；所述复合菌种中活菌含量为0.8x10⁹～1.2x10⁹cfu/g。

6.根据权利要求1所述的油茶粕的固态发酵方法，其特征在于，步骤1中的热水浸提法具体为：采用含0.08～0.12wt％的碳酸钠的水溶液，按照料液比为0.5～1.5：8将水溶液和油茶粕混合，煮沸条件下浸提，然后冷却后进行挤压脱水，得到固体相。

7.根据权利要求1所述的油茶粕的固态发酵方法，其特征在于，所述步骤3中的发酵条件为：37℃条件下有氧发酵培养7天。

8.一种饲料添加剂，其特征在于，采用权利要求1-7任一所述的方法制备得到。

9.一种饲料，其特征在于，添加有如权利要求8所述的饲料添加剂。

10.采用如权利要求8所述的饲料添加剂制备饲料的用途。