CN103976147B - 嗜酸乳杆菌果渣发酵饲料及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明的提供了一种采用嗜酸乳杆菌发酵果渣制备饲料的工艺，包括菌种扩繁工艺和果渣发酵两个步骤。所述菌种扩繁工艺为将嗜酸乳杆菌冻干粉依次进行活化、培养、液体培养和接种扩大培养，得到嗜酸乳杆菌菌种。所述果渣发酵步骤为将新鲜的湿果渣去除杂质后，与菌种扩繁得到的嗜酸乳杆菌菌种混合均匀，在15～30℃的温度条件下密闭发酵7～10天，得到湿果渣发酵饲料。本发明采用嗜酸乳杆菌将苹果粕发酵后，产生了具有芳香味的各种醇、醛、酮、酸和酯等物质，使果渣发酵饲料的适口性增强，具有提高动物采食量的作用；有效改善了苹果粕的营养特性，为奶牛增产提供了良好的物质基础。嗜酸乳杆菌作为有益菌，提高了动物的抗应激能力和对疾病的抵抗力。

Description

嗜酸乳杆菌果渣发酵饲料及其生产工艺

技术领域

本发明属于饲料生产领域，具体涉及一种果渣发酵饲料，尤其涉及一种采用嗜酸乳杆菌果渣发酵饲料及其制备工艺。

背景技术

苹果渣是苹果汁生产中的固态废弃物，主要由果皮、果核和残余果肉组成，约占鲜果质量的25％，我国苹果加工每年排出苹果渣约100万吨。苹果渣含水量高(70～82％)，含有大量可溶性营养物质，为微生物滋生提供了有利条件，故鲜苹果渣废弃时极易腐烂发臭，严重污染环境，且造成资源浪费。苹果渣含有丰富的可溶性糖、维生素、矿物质及纤维素等营养成分，是良好的饲料资源。因此利用苹果渣生产饲料是一条废物利用的良好途径，当前利用苹果渣生产饲料的发明比较多。目前常用的处理工艺是将苹果渣烘干后储存应用。这种处理方法存在两个问题：(1)需要耗费一定的资源；(2)烘干过程会导致维生素等部分营养成分的损失。

为了解决上述问题，许多人已经进行了利用果渣发酵制备饲料的研究。其中，发明专利CN103098986A公开了一种有益微生物无抗生物饲料及其制备方法，分别二级发酵培养制备嗜酸乳杆菌菌液、植物乳杆菌菌液、酿酒酵母菌液和地衣芽孢杆菌菌液；然后，将地衣芽孢杆菌菌液与棉籽粕混合，进行好氧发酵；再将发酵棉籽粕、玉米粉、啤酒渣、预混料混合均匀，并加入由嗜酸乳杆菌液、植物乳杆菌菌液和酿酒酵母菌液组成的复合菌液，混合均匀，恒温发酵即得。发明专利CN103250874A涉及一种苹果渣发酵饲料的制备方法，其主要原料为苹果渣，其经三阶段发酵制得，且在第三阶段发酵中添加了豆粕及中草药成分，可以基本满足饲喂动物的蛋白质需要，同时达到改善动物肠道健康、提高动物免疫力的保健效果。上述发明专利虽然都采用了发酵的方法处理果渣等物料制备饲料，然而制备工艺复杂，投资与生产成本较高，对于生产饲料蛋白这种附加值较低的产品，工业化生产难于实施。

发明内容

本发明提供了一种嗜酸乳杆菌果渣发酵饲料及其制备工艺。

本发明的技术方案：采用嗜酸乳杆菌发酵果渣制备饲料的工艺，包括菌种扩繁工艺和果渣发酵两个步骤。菌种扩繁工艺为将嗜酸乳杆菌冻干粉依次进行活化、培养、液体培养和接种扩大培养，得到嗜酸乳杆菌菌种。

①菌种扩繁：(a)将嗜酸乳杆菌冻干粉进行活化：用无菌吸管吸取0.3～0.4mL MRS液体培养基，滴入菌种管内，轻轻振荡，使冻干菌体溶解成悬浮状液体；取约0.2mL菌悬液，转接于特定的琼脂培养基斜面或平板上，剩余的菌液注入3～4mL MRS液体培养基内，然后再按照菌种的特性，在一定温度下进行培养。(b)平板培养：在无菌条件下从活化后的平板上挑取单一菌落至ATB基础培养基上，在温度为37±0.5℃的培养箱中培养3～5天，无菌条件下，挑取ATB分离培养基上菌落形态为乳白色、光滑、菌落直径为1mm左右的单菌落反复进行划线分离直至纯化，得到单一菌落。(c)液体培养：将纯化好的单一菌落接入装有MRS培养基的容器中，在温度为37±0.5℃的培养箱中静置培养36～48小时，菌株在液体培养基中生长缓慢且均一，且有明显的分层现象；无菌条件下接入装有MRS培养基的容器中，接种量为5～10％的体积分数，在温度为37±0.5℃的培养箱中继续静置培养2～3天，得到液体菌种。(d)扩大培养：将培养好的液体菌种在无菌条件下迅速接入装有液体培养基的种子罐中，48小时后转移入装有液体培养基的发酵罐中，所述接种量为1～2％，发酵48～72小时后完成扩大培养，得到嗜酸乳杆菌。

②发酵果渣：将新鲜的湿果渣去除杂质后，投入混合装置；然后向其中投入步骤①得到的嗜酸乳杆菌菌种，所述菌种与湿果渣的体积比为0.05～0.1:1；混合5～10min，使果渣与菌种混合均匀；将混合后的果渣与菌种装入包装袋，在15～30℃的温度条件下密闭发酵7～10天，得到湿果渣发酵饲料。

由于嗜酸乳杆菌具有非常高的耐酸力，可以在pH2.5左右的环境下存活，是能在胃和小肠中大量存在的益生菌。嗜酸乳杆菌能分泌产生嗜酸乳菌素、嗜酸杆菌素华仁乳酸菌素等抗生物素类物质，因此可以对肠道致病菌产生拮抗作用，从而减少了体内毒素的生成，减轻了肝脏解毒负担。同时，嗜酸乳杆菌还可产生乳酸和醋酸，在动物体内能提高钙、磷、铁的利用率，促进铁和维生素D的吸收，产生维生素K及维生素B，还可以减少胆固醇的吸收，并能降低辐射伤害。

其中，所述MRS液体培养基按质量分数计，由以下组分组成：蛋白胨1％(购买自北京双旋微生物培养基制品厂，企业标号02-31A)，酵母浸粉0.5％(购买自北京双旋微生物培养基制品厂，企业标号02-12B)，牛肉浸膏1％(购买自北京双旋微生物培养基制品厂，企业标号02-05A)，葡萄糖2％，无水醋酸钠0.3％，柠檬酸二铵0.2％，吐温800.1％，磷酸氢二钾0.2％，MgSO₄·7H₂O0.02％，MnSO₄·4H₂O0.005％，盐酸半胱氨酸0.05％，将上述组分混合均匀，在121℃的温度条件下灭菌20min，得到MRS液体培养基。

ATB基础培养基按质量分数计，由以下组分组成：蛋白胨1％(购买自北京双旋微生物培养基制品厂，企业标号02-31A)，酵母浸粉0.5％(购买自北京双旋微生物培养基制品厂，企业标号02-12B)，葡萄糖1％，MgSO₄·7H₂O0.02％，MnSO₄·4H₂O0.005％，盐酸半胱氨酸0.5g/L，番茄汁25％，液体培养基调节pH值至4.8，115℃灭菌20min。若是固体培养基，则需调节pH值至5.0，并向其中加2.0％的琼脂粉，然后115℃灭菌20min。

ATB分离培养基：向ATB基础培养基中分别加入放线菌酮和万古霉素，放线菌酮和万古霉素最终浓度均为50mg/L。

优选的是，采用嗜酸乳杆菌发酵果渣制备饲料的工艺还包括干燥制粒步骤：将步骤②得到的湿果渣发酵饲料均匀打散后，投入烘干滚筒转动烘干；将烘干后的饲料通过冷却风机冷却，粉碎至粒径为5.5mm，得到粉状干饲料。采用0.25～0.35Mpa的蒸汽压力对粉状干饲料进行调制处理，通过制粒机制粒，冷却后得到粒状干饲料，此种做法主要是针对客户不同的需要，考虑到更便于运输和保存，利用的是有益菌代谢产物(主要是菌体蛋白之类)等的营养物质。

本发明的有益效果：

(1)本发明采用嗜酸乳杆菌将苹果渣发酵后，产生了具有芳香味的各种醇、醛、酮、酸和酯等物质，使果渣发酵饲料的适口性增强，具有提高动物采食量的作用。

(2)通过嗜酸乳杆菌的发酵，有效改善了苹果渣的营养特性，蛋白得到适当分解，并可产生小肽，更利于吸收；增加大量的有益菌活菌，菌体代谢产生的菌体菌白可提高饲料蛋白含量，为奶牛增产提供了良好的物质基础。

(3)嗜酸乳杆菌作为有益菌，提高了动物的抗应激能力和对疾病的抵抗力，促进畜禽消化道发育、功能提高和对病后肠绒毛损伤的修复，全面改善肉、蛋、奶品质，生产鲜嫩无腥的纯正天然绿色食品。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1：

①菌种扩繁工艺：嗜酸乳杆菌冻干粉→A活化→B培养→C液体培养→D接种扩大培养→E培养完成→F菌种。其中，嗜酸乳杆菌冻干粉购买自中国工业微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为CICC6074。

A.活化

用浸过75％酒精的脱脂棉擦净菌种管，然后将菌种管顶端在火焰上加热，注意避免直接加热菌体或加热过度。将无菌水滴至加热过的菌种管顶端，使玻璃开裂，用锉刀或镊子敲下已开裂的菌种管的顶端。用无菌吸管吸取0.3～0.4mL MRS液体培养基，滴入菌种管内，轻轻振荡，使冻干菌体溶解成悬浮状液体。取约0.2mL菌悬液，转接于特定的琼脂培养基斜面或平板上，剩余的菌液注入3～4mL MRS液体培养基内，然后再按照菌种的特性，在一定温度下进行培养。MRS培养基按重量份数计，由以下组分组成：蛋白胨1％(购买自北京双旋微生物培养基制品厂，企业标号02-31A)，酵母浸粉0.5％(购买自北京双旋微生物培养基制品厂，企业标号02-12B)，牛肉浸膏1％(购买自北京双旋微生物培养基制品厂，企业标号02-05A)，葡萄糖2％，无水醋酸钠0.3％，柠檬酸二铵0.2％，吐温800.1％，磷酸氢二钾0.2％，MgSO₄·7H₂O0.02％，MnSO₄·4H₂O0.005％，盐酸半胱氨酸0.05％，调节培养基pH值至6.8，121℃灭菌20min。

B.培养

平板培养，在无菌条件下从活化后的平板上挑取单一菌落到ATB基础培养基上，做好标记。用保鲜膜包裹好，先正放培养皿1～2小时后再倒放，在37℃培养箱中培养3～5天。无菌条件下，挑取ATB分离培养基上菌落形态为乳白色、光滑、菌落直径为1mm左右的单菌落反复进行划线分离直至纯化。接两代以上后，无菌条件下挑取单一的纯菌落，进行革兰染色、镜检，观察其染色特征及菌体形态，并进一步做生化鉴定实验以确定菌种，如果不确定需要重新培养，重复上述操作直至确定。

C.液体培养

将纯化好的单一菌落接入装有MRS液体培养基三角瓶中，37℃培养箱静置培养。菌株在液体培养基中生长缓慢且均一，且有明显的分层现象。培养2～3天后，无菌条件下，接入装有改良的MRS液体培养基三角瓶中，接种量为5～10％,37℃培养箱静置培养2天。

D.扩大培养

将MRS液体培养基倒入消毒后的种子罐中，高压灭菌。将培养好的液体菌在无菌条件下接入种子罐中，倒入前先用75％酒精将接入口周围和三角瓶口周围消毒，接入的过程要迅速。48h后由种子罐输送到发酵罐，接种量1～2％，发酵48～72小时后完成扩大培养，培养完成时pH值＝4.5～5.5。

②发酵果渣生产工艺：压榨果汁后新鲜苹果渣→清理(人工挑选)→传输上料(磁选)→加如步骤①扩培得到的菌种→混合→计量包装→密闭发酵而成。

将新鲜的湿果渣原料从2号投料口投入，进入永磁筒I进行第一次铁质杂质的去除。然后，果渣进入单轴混合机，同时从3号投料口加入步骤①得到的菌种，使果渣和菌种充分混合，菌种和果渣的质量比为0.05～0.1:1。将混合好的果渣及菌种进入到混合料仓，通过输送绞龙进入1号提升机，然后进入永磁筒II进行第二次铁质杂质的去除。进入成品料仓后，称量后进入灌包机进行包装，用发酵专用包装袋包装，密闭发酵得到湿果渣发酵饲料。

实施例2：

在实施例1的基础上，制备干发酵果渣饲料。将湿果渣发酵饲料通过刮板输送带上料，再一次去杂质。通过输送绞龙将湿果渣发酵饲料传输进入打散器，把湿果渣发酵饲料均匀打散开，避免料以成团或成块的状态。散开的湿果渣发酵饲料进入烘干滚筒，并通过滚筒的不停转动，使物料几乎一直处于空中，减少物料与滚筒壁接触的时间，避免粘在滚筒壁上造成结块。干燥后的果渣饲料再次去杂质后，进入冷却仓，在冷却风机的作用下，把干燥好的果渣饲料进行冷却。冷却后的果渣饲料进入待粉料仓，并根据所需要的粒度用锤片粉机对果渣饲料进行粉碎处理，粒度为5.5mm；产生产的粉尘通过脉冲布袋除尘器统一收集，减少了生产场所的粉尘。粉碎后的果渣饲料再一次去除铁质杂质后，直接进入成品料仓，用电子称称量后，并用灌包机做包装后即成产品。

实施例3：

经过实施例2，粉碎后的果渣饲料通过下述工艺步骤进行制粒。

粉碎后的果渣饲料进入待制粒仓，再经永磁筒去磁后进入调制器用0.25～0.35Mpa蒸汽压力对物料进行制粒前的调制处理，经过调制的物料通过制粒机，按规定的压缩比例进行制粒。制粒后的果渣饲料进入冷却仓，通过冷却风机的作用把经过制粒后的产品冷却处理。经冷却后再次去除铁质杂质，然后进入振动分级筛再进行分级处理。经处理后不合格品返回，再次加工；粒度合格产品进入到成品仓，电子称称量后，进入灌包机包装后为产品。

表1发酵果渣饲料的外观及理化性质

实施例4：

选取日平均产奶30KG/头的奶牛130头，分为13组，每组10头。其中，第1组为对照组，对照组采用除发酵果渣外相同的饲料成分。第2-12组所用的饲料为实施例1-3制备的发酵苹果渣饲料，发酵果渣饲料在TMR料中添中比例为5～20％。

由表2可知，每日每头奶牛用5-20％的发酵果渣代替部分的甜菜渣，在日平均产奶30KG/头的群体，奶牛日增产奶量为0.84-2.95千克/头，而且在一定的范围内随着果渣添加的比例的增加，奶牛日增产奶量也有较明显的提高，同时乳脂肪和乳蛋白质的含量略有改善。这是因为，通过嗜酸乳杆菌的发酵，有效改善了苹果渣的营养特性，蛋白得到适当分解，并可产生小肽，更利于吸收；增加大量的有益菌活菌，菌体代谢产生的菌体菌白可提高饲料蛋白含量，为奶牛增产提供了良好的物质基础。

表2发酵果渣饲料奶牛产奶量的影响

Claims (6)

1.采用嗜酸乳杆菌发酵果渣制备饲料的工艺，其特征在于：包括以下步骤：

①菌种扩繁：(a)将嗜酸乳杆菌冻干粉进行活化：吸取适量MRS液体培养基滴入菌种管内，轻轻振荡，使冻干菌体溶解得到菌种悬浮液；将所述菌种悬浮液注入一定体积的MRS液体培养基中，在37±0.5℃下培养；(b)平板培养：在无菌条件下从活化后的平板上挑取单一菌落至ATB基础培养基上，在温度为37±0.5℃的培养箱中培养3～5天，纯化得到单一菌落；(c)液体培养：将纯化好的单一菌落接入装有MRS培养基的容器中，在温度为37±0.5℃的培养箱中静置培养36～48小时；无菌条件下接入装有MRS培养基的容器中，接种量为5-10％的体积分数，在温度为37±0.5℃的培养箱中继续静置培养2～3天，得到液体菌种；(d)扩大培养：将培养好的液体菌种在无菌条件下迅速接入装有液体培养基的种子罐中，48小时后转移入装有液体培养基的发酵罐中，所述接种量为1-2％，发酵48～72小时后完成扩大培养，得到嗜酸乳杆菌；

②发酵果渣：将新鲜的湿果渣去除杂质后，投入混合装置；然后向其中投入步骤①得到的嗜酸乳杆菌菌种，所述菌种与湿果渣的体积比为0.05～0.1:1；混合5-10min，使果渣与菌种混合均匀；将混合后的果渣与菌种装入包装袋，在15～30℃的温度条件下密闭发酵7～10天，得到湿果渣发酵饲料。

2.根据权利要求1所述的采用嗜酸乳杆菌发酵果渣制备饲料的工艺，其特征在于：所述MRS液体培养基按质量分数计，由以下组分组成：蛋白胨1％，酵母浸粉0.5％，牛肉浸膏1％，葡萄糖2％，无水醋酸钠0.3％，柠檬酸二铵0.2％，吐温800.1％，磷酸氢二钾0.2％，MgSO₄·7H₂O0.02％，MnSO₄·4H₂O0.005％，盐酸半胱氨酸0.05％，在121℃的温度条件下灭菌20min。

3.根据权利要求1所述的采用嗜酸乳杆菌发酵果渣制备饲料的工艺，其特征在于：还包括步骤③：将步骤②得到的湿果渣发酵饲料均匀打散后，投入烘干滚筒转动烘干；将烘干后的饲料通过冷却风机冷却，粉碎至粒径为5.5mm，得到粉状干饲料。

4.根据权利要求3所述的采用嗜酸乳杆菌发酵果渣制备饲料的工艺，其特征在于：采用0.25-0.35Mpa的蒸汽压力对粉状干饲料进行调制处理，通过制粒机制粒，冷却后得到粒状干饲料。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的采用嗜酸乳杆菌发酵果渣制备饲料的工艺制得的果渣发酵饲料。

6.根据权利要求5所述的果渣发酵饲料的应用，其特征在于：将其应用于牛的饲养，所述果渣发酵饲料在牛的全日混合饲料中的添加饲喂量为5-20％。