CN1582707A - 一种含硒微生物饲料添加剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种含硒的复合微生物饲料添加剂，它同时含有三种微生物活菌细胞、活性生物酶和生物硒蛋白，其制备工艺是在以豆汁为主的培养液中依次接入无机硒化合物，红假单孢菌、纳豆菌芽孢杆菌进行液体发酵，随着菌种的大量繁殖，物料转变为深红色，无机硒化合物逐步转化为硒蛋白，即制得液体产品，再加入麸皮等载体并接入酵母菌菌种进行固体发酵，即制得固体产品。本发明产品兼有活菌制剂、酶制剂和富硒蛋白三大功能联合作用用作饲料添加剂可显著提高动物免疫功能，提高动物繁殖率、增重率、产蛋率、产奶率，是无机硒饲料添加剂的理想换代产品。

Description

一种含硒微生物饲料添加剂及其制备方法

(一)技术领域

本发明涉及畜禽用微生物饲料添加剂领域，具体地说是一种含硒微生物饲料添加剂及其制备方法。

(二)背景技术

硒是人和动物的一种必需微量元素，是生物体内谷胱甘肽过氧化合物酶的重要成分，它的主要功能是清除生物体内产生的过多的自由基，提高生物体免疫力。

自1957年美国动物学家Sclzwarz和Folrz验证，硒元素是人和动物不可缺少的生命元素以来，曾有多种无机硒饲料添加剂，在防治畜禽缺硒疾病，曾发挥了一定作用，对全球畜禽养殖业的发展做出了贡献，但随着现代科学的发展，其不足之处也日益显现。例如它的动物消化吸收率只有30％左右，效果差且见效缓慢，同时由于其毒性大，不太安全，应用效果单一，因而逐渐被代换。

有机硒，例如蛋氨酸硒，是一种较好的饲料用硒添加剂，它的动物消化吸收率可达95％，无毒副作用，使用安全，但是由于其生产成本昂贵，特别不适应当前利润极低的养殖业和饲料业，因而在我国几乎没有市场。

随着现代生物工程技术的发展，一种新的生物硒饲料添加剂开始引起人们的注意。

我国的含硒微生物饲料添加剂目前正处于初期开发阶段，CN1100600.5公开了一种含有高生物量的富硒酵母及生产方法。它的优点是产品质量较高，但由于使用菌种单一，其转化率并不高，需反复分离提纯，生产成本自然过高，不适用于饲料添加剂使用。CN94106402.6公开了一种应用光合细菌生产富硒饲料添加剂的方法，它的优点是生产成本较低，但由于产品成分单一，应用效果欠佳，因而在饲料行业中难以推广应用。

(三)发明内容

为了解决上述现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种含有多种营养成分的富硒饲料添加剂。本发明所说的“含硒微生物饲料添加剂”是指利用微生物发酵法使无机硒转化为以硒蛋白为主体的复合微生物制剂。该种微生物制剂集硒蛋白、活菌剂、酶制剂及单体状态的含硒氨基酸于一体，称为含硒微生物饲料添加剂，它兼有(1)活菌制剂(通称益生素)；(2)酶制剂；(3)富硒蛋白的三大功能联合作用，而且制造成本相当低廉，可以全面取代现有的含硒饲料添加剂，为发展畜牧养殖业，特别是为大批量生产“富硒营养蛋”和“天然富硒牛奶”打下基础。

本发明人研制的含硒微生物饲料添加剂的主要特征之一是它含有微生物活菌细胞、活性生物酶和硒蛋白。其中活菌细胞包括红假单孢菌、纳豆菌芽孢杆菌和酵母菌及其代谢产物。活性生物酶包括蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶及纤维素酶。硒蛋白为无机硒与蛋白质经微生物转化形成的硒代氨基酸、硒多肽、硒核酸片段的复合物。

本发明人研制的含硒微生物饲料添加剂中活菌总数达到10亿/ml-50亿/ml，其中红假单孢菌占活菌总数的(60-70)％，纳豆菌芽孢杆菌和酵母菌分别占活菌总数的(10-20)％。上述比例因培养条件的变动略有变化，但始终保持以红假单孢菌为主体。在酶制剂中始终保持以蛋白酶为主体，一般占生物酶总量的(50-80)％。

本发明所提及的含硒微生物饲料添加剂主要用于畜禽水产养殖，在反刍动物上应用尤佳，其用量一般占饲料重量的(0.1-0.5)％，若在饮水中添加占水重量的(0.02-0.03)％。

本发明的另一重要技术特征为含硒微生物饲料添加剂的制备方法。本发明使用的菌种是农业部《允许使用的饲料添加剂品种目录》上登记在册的微生物菌种，包括红假单孢菌2株，纳豆菌芽孢杆菌1株，酵母菌2株，产品可直接进入应用领域，易接受饲料添加剂管理部门的管理。

本发明所述的含硒微生物饲料添加剂制备流程是：

(1)称取脱脂大豆粉在无菌水中经浸泡、磨浆、过滤、弃渣制成豆汁液。

(2)在上述豆汁液中添加无机硒盐和其他微量元素、维生素、脂肪酸盐等营养成分，制成培养液。

(3)“液体发酵”在上述培养液中依次接入按常规逐级放大方式培养的含有(10-30)亿/ml活菌细胞数的红假单孢菌菌液和纳豆菌芽孢杆菌菌液，搅拌均匀，注入日光培养槽中，在日光或照明灯下厌氧发酵(5-7)天，物料(水溶液)转化为鲜红色，即制成含硒微生物液体产品或称为水剂。

(4)“固体发酵”利用麸皮作载体吸收含硒微生物液体产品可制成固体产品。称取麸皮置高压灭菌炉中灭菌，摊凉至室温，接入等重量由(3)制得的含硒液体微生物水剂及酵母菌种。随后转入搪瓷盘，送恒温培养箱培养，可观察到物料中布满白色菌丝体，脱水干燥后制成含硒微生物固体制剂。

在上述(1)至(4)步工序中，主要参数如下：

(1).脱脂大豆粉与浸泡用无菌水的重量比例为(0.5-0.6)∶(99.4-99.5)，浸泡温度为(25-30)℃，浸泡时间(8-10)小时，磨浆去渣后豆汁经煮沸灭菌；

(2).无机硒盐加入量折合Se元素含量为(600-1000)ppm，其它微量元素加入量为培养液重量的(0.02-0.05)％，维生素加入量为培养液重量的(0.005-0.02)％，脂肪酸盐加入量为培养液重量的(0.3-0.6)％，PH(7-8)；

(3)“液体发酵”工艺条件为：含活菌细胞(10-30)亿/ml的红假单孢菌菌液加入量为物料总量的(30-50)％，含活菌细胞(10-30)亿/ml的纳豆菌芽孢杆菌菌液的加入量为的物料总量的(25-45)％，PH(7-8)，温度(25-34)℃，光照度为(2000-2500)Lux，培养时间(5-7)天；

(4)“固体发酵”工艺条件为：加入麸皮重量∶“液体发酵”产物重量＝1∶1，酵母菌菌种加入量为物料总量的(3-5)％，物料灭菌压力为(0.1-0.15)KPa，物料灭菌温度为(110-130)℃，培养时间为(24-48)小时。

前述(2)中的无机硒盐包括Na₂SeO₃，CaSeO₃及其它常用硒盐；

微量元素包括FeSO₄，KI，CoCl₃及其它常用微量元素；

维生素包括V_E，V_C及其它常用维生素；

脂肪酸盐包括CH₃COONa，乙酸钠及其它常用脂肪酸盐。

按本发明所提供的发酵方法生产的含硒微生物饲料添加剂的液体产品(水剂)的质量标准为：

生物硒(以Se计)含量(400-600)PPm

活细胞总数＞10亿/ml

沙门氏菌：不能检出

重金属含量＜2ppm

固体产品(粉剂)的质量标准为：

生物硒(以Se计)(600-1000)ppm

活细胞总数＞10亿/g

沙门氏菌：不能检出

重金属含量＜5ppm

毒理试验：LD50＞10g/Kg(小白鼠急性口服)

本发明提供的含硒微生物饲料添加剂，显示以下四大优势：

<一>可以全面替代毒性大、吸收效率低的无机硒饲料添加剂，对防治畜禽多种缺硒疾病、提高增重、产蛋、产奶有显著效果，可给我国当前停滞不前的畜牧养殖业注入新的活力。

<二>本发明采用微生物发酵工艺，以太阳光为主要能源，设备投资少，生产成本低，具有明显的价格优势，是广大养殖户“买得起”的高新技术产品，十分有利于全面推广、普及。

<三>使用生物活性硒饲料添加剂后，畜禽免疫功能增强，患病减少，从而大大减轻对各类抗生素兽药的依赖和使用量，为生产无公害的“绿色食品”创造有利条件。

<四>本发明提供的生物活性硒饲料添加剂由于硒的毒性已降到接近无毒状态，因此可适当提高在蛋鸡、奶牛饲料中的用量，为大批量生产“富硒营养蛋”、“富硒营养奶”提供了物质保证。本发明的积极效果最主要的体现在：随着生物活性硒的推广应用，市场上的富硒食品将逐渐丰富起来，将惠及全国、全民族及全球四十多个严重缺硒的国家和地区，为增进全人类的健康做出积极贡献。

                          三种含硒饲料添加剂比较表

分类	无机硒	有机硒	本发明生物硒
				产品成分	亚硒酸钠	蛋氨酸硒	硒蛋白(菌体蛋白)、及多种有益菌(含代谢产物)
生产工艺	化学提取	化学合成	微生物发酵
				原料来源	天然矿物	化工原料(多种)	农副产品
产品功能	补充硒元素	补充硒元素	兼有补充硒元素及酶制剂、益生素多种功能
				动物消化吸收率	较低(30％左右)	高(95％以上)	高(全部吸收)
毒副作用	剧毒品，不安全	无毒副作用，安全	无毒副作用，安全
				应用效果	较缓慢，2-3天见效	当天见效	当天见效
应用成本	低投入，低产出	高投入、高产出	低投入、高产出
				国内市场情况	多年的老产品，市场早已饱和	进口产品，价格昂贵，基本上没有市场	经试产试用，效果极佳，市场前景广阔
外贸进出口情况	没有外贸出口渠道	有少量进口，无该类出口产品	应用广，效果好，预计会畅销全球
				社会效益	已应用100余年曾发挥较大社会效益	在我国极少有应用，无法评价社会效益	投入与产出比可达1∶10社会效益

生态效益	在防治畜禽缺硒疾病，曾发挥一定作用，无明显的生态效益。	因应用量极少，无法评价在生态效益上的作用	可全面提高畜禽健康水平，减少抗生素用量，有利于保护生态环境
				发展趋势	因毒性大，不安全，应用效果单一，将逐步被代换。	因生产成本高，不适应微利养殖行业，难发展起来	由于应用广，效果好，成本低，无毒副作用，必然取代无机硒，发展前景广阔
在发展富硒食品上的应用前景	受剧毒性的限制。只能按低剂量添加，无法用于富硒食品开发	价格昂贵，不适宜在富硒食品上应用	可按较高剂量添加在蛋鸡，奶牛料中，培育出(富硒鸡蛋)、(富硒牛奶)等，可带动一个新兴产业即“富硒食品行业”

本发明含硒微生物饲料添加剂在奶牛养殖上的应用效果

                                 表1参试牛头产奶量对比(kg)

分组	头数	试前6次测产			试期9次测产				试后与试前比较
										4月平均	5月平均	试前平均	6月平均	7月平均	8月平均	试期平均
		试验组	24	38.19	33.25	35.72	39.25	39.65									39.86	49.68	+3.96(11.1％)
对照组	24								36.78	36.86	35.72	35.67	35.51	36.02	35.76	+0.36(1.09％)
		+-		+1.41	-0.61	+0.4	-0.69	+1.54									+2.01	-0.08	+3.6(10.10％)

                                  表2参试牛牛奶硒含量(ng/ml)

	头数	试验前			试验期					试后与试前比较
											5月21日	5月28日	平均	6月21日	7月12日	8月4日	8月24日	平均
		试验组	28	15.93	16.13	16.03	23.71	23.89	21.03										28.99	24.20	+8.17(51％)
对照组	28									15.50	16.48	15.99	17.63	19.74	18.66	20.93	19.04	+3.05(19.1％)
		+-		+0.43	-0.35	+0.04	+6.08	+4.15	+2.37										+8.06	+5.16	+5.12(31.9％)

本发明含硒微生物饲料添加剂在蛋鸡养殖上的应用效果

(四)具体实施方式

现已实施例形式叙述本发明所述含硒微生物饲料添加剂制备方法。

1.液体产品(以制备1000ml含硒微生物液体饲料添加剂为例)

A.准确称取50-60g脱脂大豆粉，用500ml清水浸泡8-10小时，浸泡温度25-30℃为宜。然后磨浆、过滤、去渣，随后补加清水至总容积1000ml，经煮沸(100℃)灭菌，备用。

B.准确称取0.1gV_E和V_C(各占50％)和0.3g硫酸亚铁、碘化钾(分别占80％和20％)的微量元素无机盐及5g乙酸钠倒入900ml灭菌的大豆汁中，并用亚硒酸钠调物料溶液硒浓度达1000ppm，用NaOH调物料PH值为7-8，最后加入100ml红假单胞菌菌液及50g纳豆菌芽孢杆菌菌种，搅拌均匀，灌入日光培养皿(玻璃缸)，密封，控温25--32℃，控光照2000-2500Lux，培养5-7天，物料即转为鲜红色，即制成含硒微生物液体饲料添加剂。

2.固体产品(以制备1000g含硒微生物固体饲料添加剂为例)

A.称取1000g麸皮，置高压灭菌锅灭菌，备用。

B.量取1000ml如(1)值得含硒微生物制剂(液体)与灭菌后的麸皮拌和均匀，并接入50g酵母菌种，送恒温培育箱，控温29--34℃，通气培养48小时，可见到物料上长满白色菌丝体，既为含硒固体微生物添加剂。

Claims (6)

1.一种微生物饲料添加剂，其特征在于它含有微生物活菌细胞、活性生物酶和硒蛋白；其中活菌细胞包括红假单孢菌、纳豆菌芽孢杆菌和酵母菌及代谢物；活性生物酶包括蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、纤维素酶；硒蛋白为无机硒与蛋白质经微生物转化形成的硒代氨基酸、硒多肽、硒核酸片段的复合物。

2.如权利要求1所述的微生物饲料添加剂，其特征在于产品中的活菌细胞总数达到10亿/ml-50亿/ml，以红假单孢菌为主，其占活菌总数的(60-80)％，纳豆菌芽孢杆菌和酵母菌分别占活菌总数的(10-20)％。

3.如权利要求1所述的微生物饲料添加剂，其特征在于饲料中的添加量为饲料总重量的(0.1-0.5)％，在饮水中的添加量为水重量的(0.02-0.03)％。

4.如权利要求1所述的微生物饲料添加剂的制造方法，其特征在于工艺流程为用脱脂大豆粉制成大豆汁，在大豆汁中加入无机硒及其它微量元素、维生素和脂肪酸盐制成培养液，然后依次接入红假单孢菌、纳豆菌芽孢杆菌进行液体发酵，制成液体产品；在液体发酵的基础上接入酵母菌，并加入麸皮等载体进行固体发酵制成固体产品。

5.如权利要求4所述的微生物饲料添加剂的制造方法，其特征在于工艺参数如下：

(1)脱脂大豆粉与浸泡用无菌水的重量比例为(0.5-0.6)∶(99.4-99.5)，浸泡温度为(25-30)℃，浸泡时间(8-10)小时，磨浆去渣后豆汁经煮沸灭菌；

(2)无机硒盐加入量折合Se元素含量为600-1000ppm，其它微量元素加入量为培养液重量的(0.02-0.05)％，维生素加入量为培养液重量的(0.005-0.02)％，脂肪酸盐加入量为培养液重量的(0.3-0.6)％，PH(7-8)；

(3)“液体发酵”工艺条件为：含活菌细胞(10--30)亿/ml的红假单孢菌菌液加入量为物料总量的(30-50)％，含活菌细胞(10-30)亿/ml的纳豆菌芽孢杆菌菌液的加入量为物料总量的(25-45)％，PH(7-8)，温度(25-34)℃，光照度为(2000-2500)Lux，培养时间(5-7)天；

(4)“固体发酵”工艺条件为：加入麸皮重量：“液体发酵”产物重量＝1∶1，酵母菌菌种加入量为物料总量的(3-5)％，物料灭菌压力为(0.1-0.15)KPa，物料灭菌温度为(110-130)℃，培养时间为(24-48)小时。

6.如权利要求4所述的微生物饲料添加剂的制造方法，其特征在于所用的豆汁为脱脂大豆粉制取的豆汁；无机硒盐类包括亚硒酸钠、亚硒酸钙及其它常用硒盐；微量元素包括铁、碘、钴及其它常用微量元素；维生素包括V_E、Vc及其它常用维生素；脂肪酸盐包括乙酸钠或乙酸钙及其它常用脂肪酸盐。