CN102406062A

CN102406062A - 一种益生菌异步发酵中草药制备饲用抗生素替代物的方法

Info

Publication number: CN102406062A
Application number: CN2011103661623A
Authority: CN
Inventors: 程茂基; 孟秀丽; 吴成章; 薛芹
Original assignee: KEMAOLONG BIOLOGICAL ENGINEERING Co Ltd HEFEI
Current assignee: Henan Guang'an Biological Technology Co., Ltd.; Henan Shun biological Polytron Technologies Inc
Priority date: 2011-11-17
Filing date: 2011-11-17
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2031-11-17
Also published as: CN102406062B

Abstract

本发明公开了一种益生菌异步发酵中草药制备饲用抗生素替代物的方法，属于食品营养领域、微生物和饲料技术领域。采用异步发酵、酶解技术提取中草药，即将几种饲用中草药去杂、超微粉碎后，按比例加水和营养盐制成中草药发酵液，先接入黑曲霉进行有氧发酵，产纤维素酶和果胶酶，后接入乳酸肠球菌和植物乳杆菌开展厌氧发酵，再酶解破损细胞壁，溶出皂甙、生物碱、植物甾醇、酶制剂和有机酸等活性物质。采用板框压滤机过滤发酵液，滤液直接低温喷雾干燥制成抗生素替代物A粉，滤饼采用滚筒干燥机烘干制成抗生素替代物B粉，将A粉和B粉按比例混配制成可代替饲用抗生素的发酵酶解中草药提取物。

Description

一种益生菌异步发酵中草药制备饲用抗生素替代物的方法

技术领域

本发明属于食品营养、微生物和饲料技术领域，具体涉及黑曲霉和乳酸菌异步发酵山茶籽饼(粕)粉、杜仲叶、黄芪、山楂、松针粉、淫羊藿、甘草等中草药制备可代替饲用抗生素的发酵酶解中草药提取物。

背景技术

近年来，食品安全事件频发，抗生素的危害备受关注：一是抗生素容易残留于肉、蛋和奶等畜禽产品中，危害人类身体健康；二是使畜产品风味下降，并造成人类自身抗药性增加。因此，一些国家已明令禁止使用。1974年，欧共体禁止在饲料中使用青霉素、四环素，1998年禁止在饲料中使用螺旋霉素、杆菌肽锌、维吉尼亚霉素和肽乐霉素。2011年，韩国饲料养殖产业全面禁用抗生素。因此，开发安全、高效和经济的新型生物饲料来替代抗生素是当前养殖、饲料界一件需要解决的迫在眉睫的要事。

20世纪80年代以来，由于抗生素、激素以及化学合成添加剂的安全性逐渐受到质疑，人们对于中草药浓缩饲料添加剂的研究开发开始活跃起来。大量的实验证明中草药浓缩饲料不仅能提高生产性能，而且防病治病效果很好，有些效果甚至不亚于抗生素。同时，中草药还具毒副作用小、残留低、安全性高等优点。如山茶籽饼(粕)粉中含有丰富的糖萜素，杜仲叶中含有丰富的绿原酸，黄芪中含有丰富的黄芪多糖，松针粉中含有丰富的松针油，淫羊藿中含有丰富的皂甙。研究表明，这些皂甙、生物碱、植物甾醇和有机酸等活性物质可以明显提高畜禽的免疫力。

跨入新世纪，发酵与酶解技术开始尝试应用于人类中草药提取。选用恰当的发酵工艺与酶解，不仅可以较温和地分解植物组织，加速释放有效成分，而且能够分解去除影响液体制剂的杂质如淀粉、蛋白质、果胶等，促进某些极性低的脂溶成分转化为易溶于水的糖苷类而有利于提取。人类中草药医学研究表明，微生物发酵可将中草药的有效成分或活性物质最大限度得释放出来，并对中草药的有效成分或活性物质进行修饰产生新的活性物质。但是，目前饲用中草药的发酵与酶解研究应用方兴未艾，国内外少数几个饲用发酵与酶解中草药提取产品或研究尚存在以下3个不足：

①、少数几个饲用发酵与酶解提取中草药的研究或产品都是单一的有氧发酵或厌氧发酵，即要么只采用有氧发酵，要么只采用厌氧发酵，未见有氧和厌氧异步发酵的报道或产品。②、饲用发酵与酶解提取中草药的组方也大多是单一的，缺乏科学的中草药复合组方发酵产品或研究。③、发酵与酶解中草药的提取和干燥不科学，药渣和药液没有分开干燥。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：旨在克服上述市场上少数几个饲用发酵提取中草药的研究或产品都是单一的有氧发酵或厌氧发酵，以及中草药中草药发酵产品或研究也大多是单一的，缺乏科学组方和药渣和药液没有分开干燥等问题，拟采用异步发酵、酶解技术提取中草药，即将几种饲用中草药去杂、超微粉碎后，按比例加水和营养盐制成中草药发酵液，先接入黑曲霉进行有氧发酵，产纤维素酶和果胶酶，后接入乳酸肠球菌和植物乳杆菌开展厌氧发酵，再酶解破损细胞壁，溶出皂甙、生物碱、甾醇有机酸等活性物质。发酵液采用板框压滤机过滤，滤液直接低温喷雾干燥制成抗生素替代物A粉，滤饼采用滚筒干燥机烘干制成抗生素替代物B粉，将A粉和B粉按比例混配制成可代替饲用抗生素的发酵酶解中草药提取物。

本发明采用的技术方案如下：

将中草药去杂、超微粉碎后，按中草药、水、营养盐重量比为1∶0.1～50∶0.005～10混合，升温至95～100℃浸泡2～4小时，进行中药水溶活性物质浸提和灭菌，待温度降到38～40℃时；

按中草药发酵液、黑曲霉种液重量比为10～30∶1接入产纤维素酶和果胶酶的黑曲霉种液，有氧发酵6～96小时产纤维素酶和果胶酶；

按发酵液、乳酸菌种液重量比为10～30∶1接入乳酸肠球菌和植物乳杆菌混合菌种液，厌氧发酵、酶解4～48小时；

发酵结束后，恒温38～40℃酶解0.5～5小时；

用板框压滤机过滤发酵液；

滤液直接低温喷雾干燥制成抗生素替代物A粉，滤饼采用滚筒干燥机烘干制成抗生素替代物B粉，将A粉和B粉按重量比为1∶5～20的比例制成抗生素替代物成品。

进一步，所述中草药由山茶籽饼(粕)粉、杜仲叶、黄芪、山楂、松针粉、淫羊藿、甘草组成，重量比为1∶0.1～0.8∶0.1～0.8∶0.08～0.6∶0.08～0.6∶0.05～0.5∶0.05～0.5。

优选地，所述中草药的重量比为1∶0.3∶0.3∶0.25∶0.25∶0.20∶0.20。

进一步，所述营养盐由葡萄糖(或蔗糖)、酵母膏、K₂HPO₄、NaCl、MgSO₄组成，重量比为1∶0.15～0.3∶0.06～0.24∶0.03～0.09∶0.003～0.015。

优选地，所述营养盐的重量比为1∶0.24∶0.15∶0.06∶0.009。

进一步，所述中草药发酵液中的中草药、水、营养盐的重量比为1∶10∶0.01。

进一步，所述有氧发酵按中草药发酵液、黑曲霉种液重量比为20∶1接入黑曲霉种液，有氧发酵36小时。

进一步，所述厌氧发酵按发酵液、乳酸菌种液重量比为20∶1接入乳酸肠球菌和植物乳杆菌混合菌种液，厌氧发酵、酶解16小时。

进一步，A粉和B粉按1∶8的比例混配制成抗生素替代物。

具体实施方式

实施例1

称取山茶籽饼粉1000kg、杜仲叶300kg、黄芪300kg、山楂250kg、松针粉250kg、淫羊藿200kg、甘草200kg，将上述8种中草药去杂后，混合后用超微粉碎机粉碎至80～120目(过0.15mm筛)制成复方中草药备用。

称取葡萄糖100kg、酵母膏24kg、K₂HPO₄15kg、NaCl 6kg、MgSO₄0.9kg，混合后制成营养盐备用。

用斜面和MRS液体培养基将黑曲霉、乳酸肠球菌和植物乳杆菌菌株活化两次后，接种于250mL三角瓶中，每瓶装液量100mL，39℃恒温静置培养24h后，按2×10⁷CFU/mL添加浓度扩培到5L液态种子发酵罐，再按1.5×10⁷CFU/mL添加浓度扩培到50L液态种子发酵罐中，于39℃条件下培养发酵24h，制出黑曲霉菌种液体和乳酸肠球菌、植物乳杆菌混合菌种液备用。

称取上述复方中草药1000kg、营养盐10kg和10000kg水混合溶解后，通入蒸汽升温至95～100℃浸泡3小时，进行中药水溶活性物质浸提和灭菌。

降温到38～40℃时，接种黑曲霉种液550kg，通入无菌空气发酵36小时。

再接种乳酸肠球菌和植物乳杆菌混合菌种液500kg，厌氧发酵、酶解16小时。

发酵结束后，恒温38～40℃酶解2小时，再用板框压滤机过滤发酵液，滤液直接低温喷雾干燥制成抗生素替代物A粉118kg，滤饼采用滚筒干燥机烘干制成抗生素替代物B粉980kg，将A粉和B粉按1∶8的比例制成中草药发酵与酶解提取物(抗生素替代物成品)。

实施例2

称取山茶籽饼粉500kg、杜仲叶150kg、黄芪150kg、山楂125kg、松针粉125kg、淫羊藿100kg、甘草100kg，将上述8种中草药去杂后，混合后用超微粉碎机粉碎至80～120目(过0.15mm筛)制成复方中草药备用。

称取葡萄糖50kg、酵母膏12kg、K₂HPO₄7.5kg、NaCl 3kg、MgSO₄0.45kg，混合后制成营养盐备用。

称取上述复方中草药500kg、营养盐8kg和5000kg水混合溶解后，通入蒸汽升温至95～100℃浸泡3小时，进行中药水溶活性物质浸提和灭菌。

降温到38～40℃时，接种黑曲霉种液260kg，通入无菌空气发酵36小时。

再接种乳酸肠球菌和植物乳杆菌混合菌种液250kg，厌氧发酵、酶解16小时。

发酵结束后，恒温38～40℃酶解2.5小时，再用板框压滤机过滤发酵液，滤液直接低温喷雾干燥制成抗生素替代物A粉55kg，滤饼采用滚筒干燥机烘干制成抗生素替代物B粉450kg，将A粉和B粉按1∶8.18的比例制成中草药发酵与酶解提取物。

实施例3

称取山茶籽饼粉5000kg、杜仲叶1500kg、黄芪1500kg、山楂1250kg、松针粉1250kg、淫羊藿1000kg、甘草1000kg，将上述8种中草药去杂后，混合后用超微粉碎机粉碎至80～120目(过0.15mm筛)制成复方中草药备用。

称取葡萄糖200kg、酵母膏48kg、K₂HPO₄30kg、NaCl 12kg、MgSO₄1.8kg，混合后制成营养盐备用。

称取上述复方中草药5000kg、营养盐60kg和50000kg水混合溶解后，通入蒸汽升温至95～100℃浸泡3小时，进行中药水溶活性物质浸提和灭菌。

再降温到38～40℃时，接种黑曲霉种液3000kg，通入无菌空气发酵36小时。

再接种乳酸肠球菌和植物乳杆菌混合菌种液2500kg，厌氧发酵、酶解16小时。

发酵结束后，恒温38～40℃酶解1.5小时，再用板框压滤机过滤发酵液，滤液直接低温喷雾干燥制成抗生素替代物A粉580kg，滤饼采用滚筒干燥机烘干制成抗生素替代物B粉4800kg，将A粉和B粉按1∶8.26的比例制成中草药发酵与酶解提取物。

一、中草药发酵与酶解提取物活性物质含量，如表1所示。

表1黑曲霉和乳酸菌异步发酵酶解中草药产品中活性物质含量(干基)

注：糖萜素(SHP)主含三萜皂甙类(≥30.0％)和糖类(总糖≥30.0％，其中多糖≥25.0％)

二、抗生素替代物的应用研究

1、对断奶仔猪生产性能的影响，如表2所示。

表2中草药发酵与酶解提取物对断奶仔猪生产性能的影响

2、对断奶仔猪腹泻和肠道微生物群落的影响，如表3所示。

表3中草药发酵与酶解提取物对断奶仔猪腹泻和肠道微生物群落的影响

注：1.严重腹泻指试验仔猪粪便外观呈液状，且不成型，粪水有分离现象；

2.肠道菌群数量单位：Log¹⁰cfu/g肠道内容物。

3、对肉鸡生产性能的影响，如表4所示。

表4中草药发酵与酶解提取物对肉鸡生产性能的影响

从上述表格可以看出，

本发明制备的抗生素替代物对各种动物均具有良好的生产性能，可以较好的替代原有的抗生素制品。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种益生菌异步发酵中草药制备饲用抗生素替代物的方法，其特征在于：

发酵结束后，恒温38～40℃酶解0.5～5小时；

用板框压滤机过滤发酵液；

2.根据权利要求1所述的一种益生菌异步发酵中草药制备饲用抗生素替代物的方法，其特征在于，所述中草药由山茶籽饼(粕)粉、杜仲叶、黄芪、山楂、松针粉、淫羊藿、甘草组成，重量比为1∶0.1～0.8∶0.1～0.8∶0.08～0.6∶0.08～0.6∶0.05～0.5∶0.05～0.5。

3.根据权利要求2所述的一种益生菌异步发酵中草药制备饲用抗生素替代物的方法，其特征在于，所述中草药的重量比为1∶0.3∶0.3∶0.25∶0.25∶0.20∶0.20。

4.根据权利要求1所述的一种益生菌异步发酵中草药制备饲用抗生素替代物的方法，其特征在于，所述营养盐由葡萄糖(或蔗糖)、酵母膏、K₂HPO₄、NaCl、MgSO₄组成，重量比为1∶0.15～0.3∶0.06～0.24∶0.03～0.09∶0.003～0.015。

5.根据权利要求4所述的一种益生菌异步发酵中草药制备饲用抗生素替代物的方法，其特征在于，所述营养盐的重量比为1∶0.24∶0.15∶0.06∶0.009。

6.根据权利要求1所述的一种益生菌异步发酵中草药制备饲用抗生素替代物的方法，其特征在于，所述中草药发酵液中的中草药、水、营养盐的重量比为1∶10∶0.01。

7.根据权利要求1所述的一种益生菌异步发酵中草药制备饲用抗生素替代物的方法，其特征在于，所述有氧发酵按中草药发酵液、黑曲霉种液重量比为20∶1接入黑曲霉种液，有氧发酵36小时。

8.根据权利要求1所述的一种益生菌异步发酵中草药制备饲用抗生素替代物的方法，其特征在于，所述厌氧发酵按发酵液、乳酸菌种液重量比为20∶1接入乳酸肠球菌和植物乳杆菌混合菌种液，厌氧发酵、酶解16小时。

9.根据权利要求1所述的一种益生菌异步发酵中草药制备饲用抗生素替代物的方法，其特征在于，A粉和B粉按1∶8的比例混配制成抗生素替代物。