CS232905B1

CS232905B1 - Method of agent making for usefulness increase of live-stock

Info

Publication number: CS232905B1
Application number: CS827528A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Bastl; Vladimir Lakota; Frantiska Paleckova; Drahomir Adl; Karel Culik; Miroslav Cerny
Original assignee: Vladimir Bastl; Vladimir Lakota; Frantiska Paleckova; Drahomir Adl; Karel Culik; Miroslav Cerny
Priority date: 1983-04-05
Filing date: 1983-04-05
Publication date: 1985-02-14

Abstract

Vynález se týká způsobu přípravy a zpracování fermentsční půdy do formy stabilního vysoce účinného a živou formu mikroorganismu obsahujícího přípravku pro zvyšování užitkovosti krmných směsi pro hospodářská zvířata. Aktivní složkou jsou spory Bacillus subtilis CCM 3623.The invention relates to a process for preparing a processing of the fermentation soil into a stable form a highly effective and lively form of the microorganism containing an enhancer performance of compound feed for farm animals. The active ingredients are spores of Bacillus subtilis CCM 3623.

Description

Vynález se týká způsobu fermentační přípravy a následného zpracování fermentu do formy stabilního vysoce účinného a živou formu mikroorganismu obsahujícího přípravku pro zvyšování užitkovosti krmných směsí pro hospodářská zvířata. Preparát je urěen k řízení inokulaci zažívacího traktu hospodářských zvířat žádoucím a užitečným eaprofytním mikroorganismem.The present invention relates to a process for the fermentation preparation and subsequent processing of a ferment into a stable, high-performance and living form of a microorganism comprising a composition for enhancing the performance of compound feed for livestock. The preparation is intended to control the inoculation of the digestive tract of farm animals with a desirable and useful earophytic microorganism.

Je už známo mnoho krmných doplňků vyrábíných biotechnologickými postupy, které vykazují užitnou hodnotu ve výživě hospodářských zvířat. Jda zejména o stimulétory růstu antibiotického charakteru, z nichž nejznámějěí je chlortetracyklln, becitracin, flavomycin, virginiamycin a dalěí. Tyto preparáty jsou většinou vyráběny v technické formě zasuěením fermentu po odstranění nebo za sterilizace produkčního mikroorganismu. Technická forma přípravků zvySuje jejich krmnou úěinnoat, nebol při koncentraci přípravku obvykle 10% účinné látky je ve zbytku obsažen neprůkazný podíl živných a stimulačních látek.Many feed supplements produced by biotechnological processes are already known which have utility in livestock nutrition. These are, in particular, growth promoters of antibiotic character, the best known of which are chlortetracycline, becitracin, flavomycin, virginiamycin and others. These preparations are mostly manufactured in technical form by fermenting the ferment after removal or sterilization of the producing microorganism. The technical form of the preparations increases their feed efficiency, since at the concentration of the preparation usually 10% of the active substance there is an inconclusive proportion of nutrients and stimulants in the rest.

Druhou skupinou biosynteticky připravovaných látek doplňujících skladbu krmivá pro optimální využití vSech dusíkatých složek jsou fermentačně vyráběné aaauulální aminokyseliny, zejména L-lysin a L-treonin. 1 zde se formantům zpracovává buJ krystslizscí aminokyseliny z obohaceného filtrátu, nebo zasuěením fermenta po termické degradaci produkčního mikroorganismu.The second group of biosynthetically prepared feed additives for optimal utilization of all nitrogenous components are fermentation-produced and aauular amino acids, in particular L-lysine and L-threonine. Here, the formants are treated either by crystallizing the amino acid from the enriched filtrate or by fermenting the ferment after thermal degradation of the producing microorganism.

Třetí skupinou biosyntetických přípravků pro lepěí využití krmivá hospodářských zvířat jsou enzymatické preparáty, zejména technické proteázy, amylázy, celulázy a lipázy, případně jejich směsi. Jejich účinek je založen na obsahu neutrálních a slabě alkalických proteáz, které u zvířat s nedostatečnou účinností’ vlastních proteáz zvyšují využití podaného krmivá. Proto používáním takových přípravků bylo už dosaženo významných úspor krmiv.A third group of biosynthetic preparations for the better utilization of livestock feed are enzymatic preparations, in particular technical proteases, amylases, cellulases and lipases, or mixtures thereof. Their effect is based on the content of neutral and weakly alkaline proteases, which increase the utilization of fodder in animals with insufficient proteases efficiency. Therefore, the use of such preparations has already achieved significant feed savings.

Na základě provedeného výzkumu se věak došlo k zjištění, že musí existovat jeltě dalěí možnosti zvýšení využití podaného krmivá. Jde totiž o přímé ovlivnění složení užitečné bakteriální mikroflóry v zažívacím traktu hospodářských zvířat, a to jednak výrazným pomnožením vybraného užitečného bakteriálního kmene a jednak~vytlaěením-a*žádoucí náhodné saprofýtujcí mikroflóry řízeným masovou dlouhodobou inokulaci zažívacího traktu vybraným mikroorganismem. Určitá analogie je známa v oblasti humánní medicíny, kde ae používá přípravků na bázi mikroorganismu Becillus subtilis v případech patologických stavů zažívacího traktu lidí. Tu samozřejmě nejde o úspory potravy.However, on the basis of the research carried out, it has been found that there must be other possibilities for increasing the utilization of feed fed. This is because it directly affects the composition of the useful bacterial microflora in the digestive tract of livestock, both by significantly multiplying the selected useful bacterial strain and by displacing and desirable random saprophylating microflora by controlled mass long-term inoculation of the digestive tract by the selected microorganism. Some analogy is known in the field of human medicine, where ae uses preparations based on the microorganism Becillus subtilis in cases of pathological conditions of the digestive tract of humans. Of course, this is not about saving food.

Účelem vynálezu je vytvořit způsob výroby takových krmných přípravků na podkladě vyšlechtěného druhu mikroorganismů, např. Bacillue subtilis CCU 3623, které prokazují svou užitečnost v zažívacím traktu hospodářských zvířat zejména svým masovým výskytem.The purpose of the invention is to provide a method for producing such feed preparations based on a bred species of microorganisms, such as Bacillue subtilis CCU 3623, which prove their usefulness in the digestive tract of livestock, in particular by their mass occurrence.

Z tohoto hlediska se jeví jako nejvhodnějěí pro tento účel sporulující bakteriální kmeny, pomocí nichž se dá dlouhodobá inkulece zažívacího traktu nejlépe řídit.From this point of view, sporulating bacterial strains seem to be the most suitable for this purpose, by means of which the long-term gastrointestinal inoculation is best controlled.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že živá bakteriální kultura spor připravená monokulturním fermentačním procesem, který je veden k nejvylěí sporulaci a obsahem aleapoň , 0^ spor/ml v čase kratším než 36 hodin při teplotách v rozmezí 18 °C až 40 °C, se koncentruje filtrací, případně odstředěním za použití anorganických koagulantů a přivede se do stavu vlhkosti pod 15 % a posléze do stabilního stavu.The principle of the invention is that a live bacterial spore culture prepared by a monocultural fermentation process which results in the highest sporulation and an aleapony content of? Spores / ml in less than 36 hours at temperatures ranging from 18 ° C to 40 ° C The mixture is concentrated by filtration or centrifugation using inorganic coagulants and brought to a moisture level below 15% and then to a stable state.

Podstatné je na způsobu podle vynálezu 1 to, že.fyziologicky stabilního stavu živé bakteriální kultury spor použitého mikroorganismu, případně jejího koncentrátu ae dosahuje zasuěením na rozprašovací sušárně, případně zahuštěním odpařovacía procesem sa teploty nepřesahující 80 °C, anebo přídavkem anorganických či organických ve vodě rozpustných látek, například chloridu sodného anebo močoviny tak, aby celková sušina emisi nebyla větší než 30 % hmotnostních.It is essential in the process according to the invention that the physiologically stable state of the live bacterial culture of the spore of the microorganism or its concentrate is achieved by drying on a spray drier or by concentration by an evaporation process at temperatures not exceeding 80 ° C or by addition of inorganic or organic water-soluble substances such as sodium chloride or urea, so that the total dry matter emission does not exceed 30% by weight.

Dále je ne způsobu podle vynálezu podstatným 1 to, že živá bakteriální kultura spor, nebo Její koneentrát, se případně okyselí anorganickou a nebo organickou kyselinou na výslednou hodnotu pH nižší, než 3,5 a vmíchá se ona sama, případně její předsušený koncentrát do sucháho nebo předsušeného pomocného krmného materiálu, nepříkled do krmné nebo sojová mouky. Koneční je způsob podle vynálezu charakteristický tím, že jako saprofytního mikroorganismu se použije vyšlechtěného bakteriálního kmene Bacillus subtilis CCU 3623.It is furthermore not essential that the live bacterial culture of the spores, or its concentrate, is optionally acidified with an inorganic and / or organic acid to a final pH of less than 3.5 and is mixed with itself or its pre-dried concentrate to dryness. or pre-dried auxiliary feed material, not in feed or soy flour. Finally, the method according to the invention is characterized in that the saprophytic microorganism used is a bred bacterial strain of Bacillus subtilis CCU 3623.

Pokrok, který je dosahován využitím způsobu podle vynálezu, je možno spatřovat v tom, že se jim poskytuje prostředek, kterým lze dlouhodobě a účinně přispívat k dalšímu zvyšování užitkovosti hospodářských zvířat novou cestou, totiž řízenou inokulací jejich zažívacího traktu žádoucím a užitečným saprofytním mikroorganismem. Výhodou tohoto postupu je možnost průmyslové výroby takového preparátu fermentačním způsobem ze použití vyšlechtěného kmene Bacillus subtilis CCM 3623.The progress achieved by the method according to the invention can be seen in providing a means by which a long-term and effective contribution can be made to further increase livestock performance in a new way, namely by controlled inoculation of their digestive tract with a desirable and useful saprophytic microorganism. The advantage of this process is the possibility of industrial production of such a preparation by fermentation using a bred Bacillus subtilis strain CCM 3623.

Způsob výroby takového přípravku podle vynálezu, jehož podstata, pokrok a výhoda byly právě uvedeny, bude vysvětlen na podkladě příkladů, které mají povahu čistě ilustrativní, nikoliv věak omezovači.The method of manufacture of such a composition according to the invention, the nature, progress and advantages of which have just been mentioned, will be explained on the basis of examples which are purely illustrative in nature, but not limiting.

Účinek preparátu spočívá na zjištěním že spora Bacillus subtilis podané v dostatečném množství v dietě přežijí průchod žaludkem. Spórový obal je odolný proti účinkům nízkého pH e trávocích enzymů. Spory klíčí až v tenkém střevě a kultura se pak vyvíjí vlivem tepla, vlhkosti a složení prostředí. Klíčení musí proběhnout rychle, aby nedocházelo k úbytku pohybem materiálu v zažívacím traktu. Při klíčení se uvolňují bakterlolytické enzymy, které působí naostatní mikrofloru a dochází tak k vytvoření přirozeného poměru přítomné bakteriální flory, např. colibakterií a enterokoků apod. a tím nedochází k poruchám trávení.The effect of the preparation is to detect that spores of Bacillus subtilis, administered in a sufficient amount in the diet, survive the passage of the stomach. The spore coat is resistant to the effects of low pH e digestive enzymes. Spores germinate in the small intestine and the culture then develops under the influence of heat, moisture and environmental composition. The germination must take place quickly to prevent loss of material movement in the digestive tract. Germination releases bacterlolytic enzymes that act on other microflora, creating a natural ratio of bacterial flora present, such as colibacteria and enterococci, and the like, thereby avoiding digestive disorders.

Příklad 1Example 1

V nerezovém fermentačním tanku o objemu 1 000 1 opatřeném míchadlem typu otevřené turbiny o průměru tanku a s počtem otáček 250/min a se vzdušnicím věncem a chladicími hady se připraví živná půda tohoto složení:In a 1 000 l stainless steel fermentation tank equipped with an open turbine agitator of a tank diameter of 250 rpm and with a crown ring and cooling coils, the culture medium is prepared as follows:

kukuřičná mouka 21 kg technická glukóza 21 kg kukuřičný extrakt 1,4 kgcorn flour 21 kg technical glucose 21 kg corn extract 1,4 kg

ZnSO^HgO 2,8 kgZnSO4HgO 2.8 kg

CaCO 3,5 kg pitná voda do 700 1CaCO 3,5 kg drinking water up to 700 l

Tato živná půda se sterilizuje při 120 °C po dobu 40 min, načež se vychladí na 37 °C. Tank se očkuje 3 % objemovými inokula připraveného v očkovacím tanku o objemu 100 1.This broth is sterilized at 120 ° C for 40 min and then cooled to 37 ° C. The tank is inoculated with 3% by volume inoculum prepared in a 100 L seed tank.

Půda očkovacího tanku musí mít .složení obdobné jako živná půda pro vlastní fermentaci, koncentrace všech živin však může být poloviční. Obě kultivace probíhají při 37 °C a jsou vzdušněny polovičním minutovým objemem vzduchu vztaženým na tekutou živnou půdu v tanku. Obsah očkovacího tanku se použije k očkováni po 24 hodinovém kultivování, počítaje od doby naočkování tanku laboratočním inokulem (2 baňky po 80 ml) kmene Bacillus < subtillls CCM 3623.The seed tank soil must have a composition similar to that of the nutrient medium for the fermentation itself, but the concentration of all nutrients may be half. Both cultures are run at 37 ° C and are aerated by half the minute volume of air relative to the liquid culture medium in the tank. The contents of the seeding tank were used to inoculate after 24 hours of culture, counting from the time of inoculation of the tank with laboratory inoculum (2 flasks of 80 ml) of Bacillus subtillls CCM 3623 strain.

Vlestní fermentece v 1 000 litrovém fermentačním tanku probíhá po dobu 40 hodin, ’ kdy je možno testem vzorku zjistit sporulaci větší než 80 % vzhledem k celkovému počtu sledovaných buněk. Po ukončené fermentaci je počet spor nalezených v přepočtu na 1 ml asi 6.10¹².The fermentation in a 1000 liter fermentation tank is carried out for 40 hours, when a sporulation of more than 80% relative to the total number of cells examined can be detected by a sample test. After the fermentation is completed, the number of spores found per 1 ml is about 6.10 ¹² .

Po skončené fermenteci se vyferementovaná půda zahustí ne sklenění oběžné odparce zapojené na vodovodní vývěvu až na původní objem za teploty 35 °C až 42 °C. Získaných 71 litrů koncentrátu se postupně za míchání v homogenlzátoru vnese do 630 kg sojová mouky předsušené ns 4 % objemové vlhkosti. Intenzivní homogenizací se koncentrát kultury Bacillus subtilis CCM 3623 stejnoměrně rozptýlí a pak se kultivačně stanoví počet spor v přepočtu na 1 g vzorku. Nalezená hodnota bude přibližně 4,5.10¹^.After the fermentation is complete, the fermented soil is thickened to the original volume at a temperature of 35 ° C to 42 ° C using a glass evaporator connected to the water pump. The 71 liters of concentrate obtained are subsequently introduced into 630 kg of soya flour pre-dried with 4% by volume moisture, with stirring in a homogenizer. The culture concentrate of Bacillus subtilis CCM 3623 is uniformly dispersed by intensive homogenization, and then the number of spores per 1 g of sample is determined by culture. The value found will be approximately 4.5.10 ¹ ^.

Příklad 2Example 2

Na stejném fermentačním zařízení jako v příkladu 1 se připraví živná půda o složení:Nutrient broth is prepared in the same fermentation plant as in Example 1:

krmná žitná mouka rye feed flour 18,0 kg 18,0 kg zahuštěná sladina thickened wort 31,2 kg 31.2 kg sušené mléko milk powder 12,0 kg 12,0 kg sušená kvasnice dried yeast 1,8 kg 1.8 kg pitná voda do drinking water to 600 1 600 1

Vysterilizovaná a zchlazená živná půda se naočkuje 2 % objemovými inokula připraveného na půdě obdobného složení jako pro hlavní fermenteci. Inokulace očkovacího tanku se provede 3 baňkami po 80 ml vegetativní laboratorní kultury Bacillus subtitlls CCM 3623.The sterilized and cooled broth was inoculated with 2% by volume inoculum prepared on a soil of a similar composition to that of the main fermentation. The seed tank was inoculated with 3 flasks of 80 ml Bacillus subtitle CCM 3623 vegetative laboratory culture.

Doba kultivace očkovacího tanku je 18 hodin, hlavní kultury 30 hodin. Ρς ukončená fermantaci ve fermentačním tanku lze v 1 ml vzorku propočtem nalézt 2.10^, ·Ρ°^Γ·The culture time of the seed tank is 18 hours, the main culture is 30 hours. Ρς complete fermentation broths in the fermentation tank can be in 1 ml of the sample by calculation found 2.10 ^, · · ^Γ Ρ °

Vyfermentovená půda se po kultivaci 630 litrů rozdělí ne 3 stejné díly. První díl se zpracuje ne sedimentační odstředivce při 10 000 ot/min průtokem 300 1/30 min a získá se 8,2 kg zahuštěného sedimentu, který ee na hnětači postupná smíchává se 3 kg chloridu sodného a 3 kg močoviny. Získané 14,2 kg hmoty se ovzorkují a v koncentrátu se pek zjistí 2.1θ'3 spor po přepočtení ne 1 kg.The fermented broth is divided into 3 equal parts after cultivation of 630 liters. The first part is treated in a sedimentation centrifuge at 10,000 rpm at a flow rate of 300 1/30 min and 8.2 kg of concentrated sediment are obtained, which is subsequently mixed with 3 kg of sodium chloride and 3 kg of urea on a kneader. The 14.2 kg of mass obtained are sampled and the spore is detected in the concentrate 2.1 ° -3 after conversion to 1 kg.

Druhý díl se zpracovává jako díl prvý a zahuštěný sediment se zředí 8% potravinářským octem v poměru 1:1. Získaná suspenze obsahuje 1.10^ spor ne 1 ml.The second part is treated as a first part and the concentrated sediment is diluted with 8% food vinegar in a 1: 1 ratio. The suspension obtained contained 1 .mu.l spores per ml.

Třetí díl,vyfermentovená půdy se vysuší na rozprašovací sušárně při vstupní teplotě suěicího vzduchu 185 ež 70 °C ne jeho výstupu. Tím se získá celkem 8,3 kg práškového produktu s obsahem spor 2.10¹^ kg.The third portion, the fermented soils, is dried in a spray drier at a drying air inlet temperature of 185 to 70 ° C at its outlet. This gives a total of 8.3 kg of powder product with a spore content of 2.10 ^{l /} kg.

Příklad 3Example 3

Na fermentační aparatuře se postupuje jako v příkladu 2 s tou odměnou, že k očkování očkovacího tanku se použije laboratorního inokula (2 baňky po 80 ml) kultury kmene Bacillus subtitlls CCM 3623 a k očkování hlavního fermentoru 5 % objemových inokula' z kultury očkovacího tanku.The fermentation apparatus was run as in Example 2 except that a laboratory inoculum (2 flasks of 80 ml) of a culture of Bacillus subtitle CCM 3623 was used to inoculate the seed tank and a 5% by volume inoculum from the seed tank culture was inoculated.

Po 26 hodinové fermenteci se získaných 315 1 vysporuíované kultury rozdělí na 3 stejné díly. K prvnímu dílu se přidá 1 % polyetyléniminu a 1 % jemnozrná filtrační křemellny a za míchání se směs filtruje na rotačním bubnovém filtru přes vlněnou plachetku. Odřezávaný filtrační koláč se zasuší volným vyschnutím na stole pod infračervenou lampu na vzduchu. Získá se 3>8 kg světle hnědého sypkého prášku obsahujícího iAfter fermentation for 26 hours, the 315 L of the cultures obtained are divided into 3 equal portions. 1% polyethyleneimine and 1% fine-grained filter silica were added to the first portion and the mixture was filtered on a rotary drum filter through a wool cloth with stirring. The cut filter cake is dried by free drying on the table under an infrared lamp in the air. 3 > 8 kg of a light brown, free-flowing powder comprising i

1.10 spor/g.1.10 dispute / g.

Druhý díl vyfermentované půdy sé hrubě zfiltruje přes síto z umělá hmoty o světlosti ' ok 0,3 x 0,,3 mm a poté se podrobí separaci rozpustného podílu na trysková odstředivce.The second portion of the fermented soil is coarsely filtered through a 0.3 x 0.3 mm mesh screen and then subjected to separation of the soluble fraction on a jet centrifuge.

Získá se 21 1 koncentrátu, který se podrobí sušení na rozprašovací sušárně jako v příkladu21 L of concentrate are obtained, which is subjected to spray drying as in the example

2. Získá se 8,1 kg produktu, který mé 0,8 až 10’* spor/g.2. I get 8.1 kg of product that my 0.8 to 10 * spore / g.

Třetí podíl vyeporulované kultury se vakuově zasuší postupem uvedeným v příkladu 1 a získaných 12,3 1 koncentrátu se usuěí v řozpraSovací suSárně za podmínek uvedených v příkladu 2, Získá ae 9,6 kg sypkého hnědého preparátu, který obsahuje 2.10¹⁴ spor/g.A third crop of the cultured culture was vacuum dried as described in Example 1 and the resulting 12.3 L concentrate was dried in a spray dryer under the conditions of Example 2 to give 9.6 kg of a free-flowing brown preparation containing 2.10 ¹⁴ spores / g.

Claims

CLAIMS 1. A process for the production of livestock performance products by controlled inoculation of their gastrointestinal tract with a saprophytic microorganism, characterized in that a live bacterial culture prepared by a fermentation monoculture process is produced which sporulates at least 10 spores / ml over time. shorter than 36 hours at temperatures between 18 and 40 ° C, it is concentrated by filtration or removal using organic coagulents to form a preparation with a moisture content below 15% and is stable by drying or concentration or by addition of inorganic or organic substances soluble in water, or by lowering the pH, and the resulting preparation is mixed into a dry or presulphated feed material.

2. The method according to claim 1, wherein the physiologically stable state of the live bacterial culture of the microocranism used, or its concentrate, is achieved by heating in a baking oven, optionally by concentration by an evaporation process at a temperature not exceeding 80 ° C. % by weight of a soluble substance, for example by the addition of sodium chloride or urea, the total salt of the mixture being not more than 30% by weight.

3. The process of claim 1, wherein the bacterial culture feeds the spore or concentrate thereof and optionally acidifies the inorganic and / or organic acid to a final pH of less than 3.5.

4. The method according to claim 1, characterized in that the live bacterial culture of the spores, or its pre-concentrated concentrate, is mixed into dry or pre-dried feed material, for example, feed flour.

5. The method of claim 1, wherein the live bacterial culture of the saprophytic microorganism spores is produced on the basis of a bred bacterial strain Baclllus subtilia CCM 3623.