CN108148791A - 一种在水产养殖中改善水质的益生菌制剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在水产养殖中改善水质的益生菌制剂及其制备方法,属于属于水产养殖改善水质同时给水产动物提供益生菌技术领域。具体是将谷物固体原料与水混合,作为发酵原料;采用植物乳杆菌TK9、动物双歧杆菌937、副干酪乳杆菌TK1501、青春双歧杆菌TK99、凝结芽孢杆菌TQ33和枯草芽孢杆菌TK‑1进行混菌分段液态发酵或固态发酵后制备得到。所述益生菌制剂不仅可以显著改善水质,而且该益生菌可合成养殖业中水生动物所需的多种维生素,有助于增加机体营养吸收,增强机体消化吸收饲料的能力,可满足农业、养殖业对于水质的多功能需求。
Description
技术领域
本发明属于水产养殖改善水质同时给水产动物提供益生菌技术领域,特别涉及一种在水产养殖中改善水质的益生菌制剂及其制备方法。
背景研究
随着人们生活水平的提高,饮食的丰富性越来越受到人们的重视。水产品的供应量较以往也有了大幅度的提高。水产养殖,已经受到越来越多的关注,在养殖过程中,pH值、硝酸盐的含量、多余的饵料以及粪便等在池底淤积,藻类增多,溶解氧减少,其分解造成水体N、P等含量的增加等等一系列的问题,将会使水体严重恶化,破坏了池塘生态***,造成水产养殖中水质稳定性较差,对水产养殖产业具有重要的影响。
日本的Kozasa首次将东阳芽孢杆菌应用于水产养殖以来,其在改善水质,生态防治技术,抑制致病菌,增强养殖动物机体自身抵抗力等方面得到了充分的研究开发。益生菌混合发酵制成的益生菌制剂在降解水体有机物、将低pH、减少亚硝酸盐含量等方面的优势显著。对水产中的弧菌、大肠杆菌等有害微生物有很强的抑制作用,并能分解池中残饵、粪便、有机物等,能够改善蓝藻泛溢造成的水质浑浊问题,水质由浑变清,具有很强的净化水质作用。
利用益生菌生产各类产品已成为当今研究的热点,广为人民喜爱和接受,益生菌正是健康养殖的重要技术支柱。目前公开的专利内容,主要为以下这些:
申请号为201310374472.9的发明专利公开了“一种用于改进池塘水质的复合微生态制剂”,其特征在于:将冷冻保藏管中的沼泽红假单胞菌、硝化菌、乳酸杆菌、及酿酒酵母分别在斜面中活化,之后纯化得各斜面菌种,备用;利用各斜面菌种制备相应的原菌液;将各原菌液按2:2:1:1的菌量比接种于已灭菌的发酵培养基Ⅰ中进行培养,得复合微生态菌剂的一级种子;将一级种子按5%的接种量接种于已灭菌的发酵培养基Ⅱ中培养得复合微生态菌剂的二级种子;最后将二级种子按5%的接种量接种至已灭菌的发酵培养基Ⅲ培养以获得复合微生态菌剂的成品。采用本发明复合微生态制剂既能够提高水体中的溶氧量,又能降低水体中的COD,从而起到改善、优化池塘水质的作用。
申请号为201710673708.7的发明专利公开了“一种用于养殖池塘水质改良的复合藻类菌剂及其制备方法”,其原料由以下重量份数的组分组成:蛋白核小球藻藻液15-25份、羊角月牙藻藻液30-50份、四尾栅藻藻液15-25份、光合细菌发酵菌液5-15份、浮游球衣菌发酵菌液10-20份、脱氮硫杆菌发酵菌液10-20份、纳豆芽孢杆菌发酵菌液5-15份、酵母菌发酵菌液5-15份、腐殖酸钠1-2份。此外,本发明还提供了一种用于养殖池塘水质改良的复合藻类菌剂的制备方法。本发明的复合藻类菌剂施入水体后,利用微生物的新陈代谢活动,对水中有机污染物进行转移、转化及降解,降低水中污染物浓度,且能协同增效,分解水中氨氮、亚硝酸、硫化氢等有害物质,改善养殖池塘水体环境。
申请号为201710770495.X的发明专利公开了“一种水质调节剂”,其特征在于原料按重量份包括:微生物菌剂20-25份,荷叶粉10-15份,吸附剂40-50份,磷酸二氢钠10-15份,过碳酸钠6-8份;其中,吸附剂的原料包括:沸石粉、改性蒙脱土、电气石陶粒。本发明通过各物质相互配合,从吸附絮凝、增加水体含氧量、分解毒性物质、改善水体微生物群落、调节水体pH多个方面作用共同调节水质,且不会产生二次毒性物质和二次污染,娃娃鱼生长提供合适的水质环境。
针对上述发明,其公开的发明内容仅仅是对于水体中污染物的降解和转化,其功能性较为单一,不能同时提供对水产动物有益的活性益生菌,鲜有其他功能性的公开。无法满足农业生产用水、特别是对于养殖业用水更多功能性的需求。
发明内容
本发明属于水产养殖改善水质技术领域,目的在于利用益生菌混菌分段发酵工艺对麸皮粉、豆粕粉、玉米粉、米糠进行发酵获得一种改善水质、可满足农业、养殖业对于水质多功能需求的益生菌制剂。
通过益生菌发酵等生产改善水质的益生菌制剂,不仅能够有效的降低水产养殖水中的pH、减少亚硝酸盐含量、降解水体有机物作用;而且此益生菌进入水体动物肠道后,在肠道上能迅速复活并分泌活性很强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶,能够参与水生动物机体的新陈代谢。益生菌可合成水生动物所需的多种维生素,有助于增加营养吸收,增强消化吸收饲料的能力。
为了实现上述目的,本发明提供一种改善水质的益生菌制剂,是将谷物副产物固体原料与水混合,作为发酵培养基;采用植物乳杆菌、动物双歧杆菌、副干酪乳杆菌、青春双歧杆菌、凝结芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌多种菌株进行混菌分段液态或固态发酵后制备而得;
进一步地,所述液态发酵培养基组成为环每1000ml水中加入100g谷物副产物固体原料,所述谷物副产物固体原料的重量份数组成为:豆粕粉25-70份、玉米粉5-15份、麸皮粉5-65份、米糠5-35份,pH自然;
进一步地,所述固态发酵培养基的组成为:谷物副产物固体原料与水的重量比为1:0.5-1.0,所述谷物副产物固体原料的重量份数组成为:豆粕粉25-70份、玉米粉5-15份、麸皮粉5-65份、米糠5-35份。
优选地,所述谷物副产物固体原料的重量份数组成为:豆粕粉65-70份、玉米粉5-15份、麸皮粉5-10份、米糠5-15份;
本发明提供一种改善水质的益生菌制剂的液态发酵的制备方法,具体步骤如下:
(1)配制活化培养基:按照重量份数加入麸皮粉1-5份、豆粕粉1-4份、玉米粉0.5-1.5份,按照固体料与水重量比1-3:40-60,混合,灭菌;
(2)配制液态发酵培养基:按照上述液态发酵培养基的原料组成份数配置;
(3)菌种活化:将凝结芽孢杆菌、植物乳杆菌、动物双歧杆菌、枯草芽孢杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌分别接种于活化培养基,培养19-20h后,再次转接入活化培养基进行二次活化,活化时间22-24h后得二级种子液;
(4)益生菌发酵:将凝结芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌二级种子液接入液态发酵罐中,通气有氧发酵20-26h;然后将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌接入液态发酵罐中,接入后混菌厌氧发酵24-48h;
(5)将所得的发酵液直接进行包装,或经过浓缩、喷雾干燥为粉剂。
优选的,所述液态发酵步骤(3)中,凝结芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌液态发酵时间为24h,接入植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌混菌厌氧液态发酵时间为48h;
进一步地,一种改善水质的益生菌制剂的液态发酵的制备方法,具体步骤如下:
(1)配制活化培养基:将麸皮粉、玉米粉、豆粕粉、米糠作为固体料分别磨粉过100目筛;按照重量份数加入麸皮粉3份、豆粕粉2份、玉米粉1份,按照固体料与水重量比3:50,混合,121℃,20min灭菌;
(2)配制液态发酵培养基:每1000mL水中添加100g按比例混合均匀的麸皮粉,玉米粉,豆粕粉、米糠,pH自然;
(3)菌种活化:将凝结芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌从甘油管出发,按接种量1%(体积百分比)分别接入活化培养基进行活化,活化培养基装液量为20%(体积百分比),pH自然,培养温度为36-38℃,220r/min,培养19-20h后,按10%(体积百分比)的接种量再次转接入活化培养基进行二次活化,活化时间22-24h后得二级种子液;将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌从甘油管出发,按接种量1%(体积百分比)分别接入活化培养基进行厌氧活化,活化培养基装液量为20%(体积百分比),pH自然,培养温度为36-38℃,培养19-20h后,按10%(体积百分比)的接种量再次转接入活化培养基进行厌氧二次活化,活化时间22-24h后得二级种子液;
(4)益生菌发酵:将凝结芽孢杆菌菌株、枯草芽孢杆菌二级种子液接入液态发酵罐中,凝结芽孢杆菌的接种量为1-5×106-107CFU/mL,枯草芽孢杆菌的接种量为1-5×106-107CFU/mL,通气有氧发酵20-26h,30℃,通气量1:0.3-0.4(V/V·min)(以每分钟内通过单位体积培养液的空气体积比来表示),搅拌转速180-220r/min,20-26h发酵后接着将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌二级种子液接入发酵罐中,动物双歧杆菌的接种量为1-5×106-107CFU/mL,植物乳杆菌的接种量为1-5×106-107CFU/mL,副干酪乳杆菌的接种量为1-5×106-107CFU/mL,青春双歧杆菌的接种量为1-5×106-107CFU/mL;接入后液态混菌厌氧发酵24-48h,30℃,
(5)将所得的液态发酵物直接真空包装为产品,或经过浓缩、喷雾干燥为粉剂。
所述麸皮粉、玉米粉、豆粕、米糠均为市售;
本发明提供一种改善水质的益生菌制剂的固态发酵的制备方法,具体步骤如下:
(1)配制活化培养基:按照重量份数加入麸皮粉1-5份、豆粕粉1-4份、玉米粉0.5-1.5份,按照固体料与水重量比1-3:40-60,混合,灭菌;
(2)配制固态发酵培养基:按照上述固态发酵培养基的原料组成份数配置;
(3)菌种活化:将凝结芽孢杆菌菌株、植物乳杆菌、动物双歧杆菌、枯草芽孢杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌接种于活化培养基,培养19-20h后,再次转接入活化培养基进行二次活化,活化时间22-24h后得二级种子液;
(4)将凝结芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌二级种子液接入固态发酵罐中,通气有氧发酵20-26h;然后将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌接入固态发酵罐中,接入后混菌厌氧发酵24-48h;
(5)将所得的发酵物直接进行包装,或热风干燥,粉碎为粉剂。
优选的,所述固态发酵步骤(3)中,凝结芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌固态厌氧发酵时间为24h,接入植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌混菌固态厌氧发酵时间为48h;
进一步地,所述一种改善水质的益生菌制剂的固态发酵的制备方法,具体步骤如下:
(1)配制活化培养基:将麸皮粉、玉米粉、豆粕粉、米糠作为固体料分别磨粉过100目筛;按照重量份数加入麸皮粉3份、豆粕粉2份、玉米粉1份,按照固体料与水重量比3:50,混合,121℃,20min灭菌;
(2)配制固态发酵培养基:按照谷物副产物固体原料与水的重量比为1:0.5-1.0均匀混合,pH自然;
(3)将凝结芽孢杆菌菌株、枯草芽孢杆菌从甘油管出发,按接种量1%(体积百分比)分别接入活化培养基进行活化,活化培养基装液量为20%(体积百分比),pH自然,培养温度为36-38℃,220r/min,培养19-20h后,按10%(体积百分比)的接种量再次转接入活化培养基进行二次活化,活化时间22-24h后得二级种子液;将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌从甘油管出发,按接种量1%(体积百分比)分别接入活化培养基进行厌氧活化,活化培养基装液量为20%(体积百分比),pH自然,培养温度为36-38℃,培养19-20h后,按10%(体积百分比)的接种量再次转接入活化培养基进行二次厌氧活化,活化时间22-24h后得二级种子液;
(4)益生菌发酵:将凝结芽孢杆菌菌株、枯草芽孢杆菌二级种子液接入固态发酵罐中,凝结芽孢杆菌的接种量为1-5×106-107CFU/mL,枯草芽孢杆菌的接种量为1-5×106-107CFU/mL,通气有氧发酵24h,30℃,通气量1:0.4-0.5(V/V·min)(以每分钟内通过单位体积培养液的空气体积比来表示),料水比1:0.5-1.0,20-26h发酵后将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌的二级种子液接入发酵罐中,动物双歧杆菌的接种量为1-5×106-107CFU/mL,植物乳杆菌的接种量为1-5×106-107CFU/mL,副干酪乳杆菌的接种量为1-5×106-107CFU/mL,青春双歧杆菌的接种量为1-5×106-107CFU/mL;固态混菌厌氧发酵24-48h,30℃,料水比1:0.5-1.0;
(5)将所得的发酵物直接真空包装为产品,或热风干燥,粉碎为粉剂。
所述麸皮粉、玉米粉、豆粕、米糠均为市售;
优选的,所述凝结芽孢杆菌为凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)TQ33,该菌株已于2011年9月9日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,地址为:北京市朝阳区北辰西路1号院3号,中国科学院微生物研究所,邮编100101,保藏编号为:CGMCCNo.5233;由王海宽于2002年5月采集于中国天津市脱脂奶粉中;该株凝结芽孢杆菌具有环境抗逆性强、抗酸、耐干燥、耐高温高压、易贮存等特性,在pH2.0处理2h后存活率为96.23%,稳定性强,能在污水中存活并大量繁殖。降解氨氮,亚硝酸盐,磷。
优选的,所述植物乳杆菌为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)TK9,该菌株已于2015年12月17日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所,邮编100101,保藏编号为CGMCCNo.11891;由王海宽于2009年7月采集于中国包头市居民家中天然发酵酸粥;此株植物乳杆菌具有较好的抗酸、抗盐的能力,在pH 3时2h存活率88.03%,0.3%盐溶液4h存活率81.06%,并且具有广泛的抗真菌性和细菌性。
优选的,所述动物双歧杆菌为动物双歧杆菌(Bifidobacterium animalis)937,该菌株已于2015年12月17日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所,邮编100101,保藏编号为CGMCCNo.11892;由王海宽于2009年5月采集于中国天津市;该株动物双歧杆菌能够在缺氧环境下大量繁殖,与工业污水中的苯并芘在37℃下共培养12h后,其对苯并芘的吸附率达到81.03%,且在酸性环境下,其吸附率有明显提高,最高可达85%以上,此外,该株双歧杆菌能有效地抑制病原菌生长。
优选的,所述青春双歧杆菌为青春双歧杆菌TK99(Bifidobacteriumadolescentis TK99),该菌株已于2016年7月14日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号,中国科学院微生物研究所,邮编100101,保藏编号为CGMCC No.12784;由王海宽于2015年1月采集于中国天津市;该株青春双歧杆菌能抑制腐败菌生长,减少其代谢产物中的氨,在降低水体氨氮、亚硝酸盐及COD含量方面均有显著效果,具有耐氧、耐盐及耐酸性的特性。在pH 4.5时3h存活率62.37%;在3.0g/L的盐溶液中处理3h,存活率仍30.12%。由此可见,在污水中具有显著的生长适应性,并形成良好的菌群优势,协同其他菌株进行污水处理。
优选的,所述副干酪乳杆菌为副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)TK1501,该菌株已于2016年10月21日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号,中国科学院微生物研究所,邮编100101,保藏编号为CGMCC13130;由王海宽于2009年7月采集于中国包头市居民家中天然发酵酸粥;当pH为3.0时,该株副干酪乳杆菌的抑菌效果最佳,并对温度有很好的耐受性,经121℃处理30分钟后,副干酪乳杆菌对大肠杆菌抑菌率达79.63%以上。该副干酪乳杆菌能有效分解蛋白质,产生多肽,有利于水体动物对于营养物质的快速的吸收,另外其可分解黄酮类物质,使苷元成分增加,使得抗菌性大大提高。
优选的,所述枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)TK-1,该菌株已于2011年4月2日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,地址为:北京市朝阳区北辰西路1号院3号,中国科学院微生物研究所,邮编100101,保藏编号为CGMCCNo.4731;由王海宽于2008年10月采集于中国内蒙古呼和浩特;该株枯草芽孢杆菌对污水中的弧菌、大肠杆菌和杆状病毒等有害微生物有很强的抑制作用,其分泌大量几丁质酶可分解病原真菌的细胞壁而抑制真菌,能够分解污水中的有毒有害物质和有机物等杂质,清理水中垃圾小颗粒,有效净化水质。此外,此株枯草芽孢杆菌对于蓝藻泛溢造成的水质浑浊问题也有较好的改善作用,具有较强的净化水质功能,自身合成的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶的活性较强,并促进饲料中营养素降解,使水产类动物对饲料的吸收利用更加充分。
有益效果:
1、本发明采用分段发酵方式,以麸皮粉、豆粕粉、玉米粉、米糠为发酵基质生产凝结芽孢杆菌菌株TQ33、植物乳杆菌TK9、动物双歧杆菌937、枯草芽孢杆菌TK-1、青春双歧杆菌TK99、副干酪乳杆菌TK1501发酵的益生菌制剂。益生菌能够显著降解水产养殖水环境的氨氮,亚硝酸,及降解水体有机物如***物、残饵、浮游生物残体及有机碎屑等。同时还能在一定程度上对养殖水体中治病菌起到抑制生长的效果,有效抑制有害菌的生长,尤其对弧菌、大肠杆菌、杆状病毒、志贺氏菌等有害致病菌有很强的抑菌作用,能够改善有害蓝藻泛溢造成的水质浑浊问题,保持良好的水质。即具有较好的生产应用前景;此外,该益生菌制剂还具备制备方法简单的特点。
2、益生菌,又称活菌制剂、生态制品、微生态调节剂等,还可改良水体动物肠道微生态环境,促进肠道发育,并分泌活性很强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶,有助于增加营养的吸收,增强肠道功能,提高饲料品质,将少量益生菌制剂添加于水体中,减少对水体动物病害发生,大大提高动物的成活率,从而提高经济效益。
3、本发明的混合菌剂给水产动物提供益生菌,并具有良好的生长适应性,能在保证菌群生长优势的前提下,通过分泌丰富的胞外酶系,及时降解水体有机物如***物、残饵、浮游生物残体及有机碎屑等。使之矿化成单细胞藻类生长所需的营养盐类,避免有机废物在池中的累积。同时有效减少池塘内的有机物耗氧,间接增加水体溶解氧,保证有机物氧化、氨化、硝化、反硝化的正常循环,保持良好的水质,益生菌能分泌蛋白酶等多种酶类从而起到净化水质的作用。
其中,凝结芽孢杆菌为凝结芽孢杆菌TQ33,以其具有显著的环境抗逆性强、抗酸、耐干燥、耐高温高压、易贮存等特性,在pH2.0处理2h后存活率为96.23%,,稳定性强,能在污水中存活并大量繁殖,在保证生长菌群优势的前提下,对大肠杆菌、伤寒沙门氏菌及志贺氏菌生长有抑制作用,抑菌率的达到95%以上,并可降低水中的氨气、硫化氢等有害气体,改善养殖环境,增强水体动物的免疫力,提高生长速度,改善生产性能。
植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)TK9,同时也具有显著的抗酸、抗盐的能力,在pH 3时2h存活率88.03%,0.3%盐溶液4h存活率81.06%,在污水中具有显著的生长适应性,在污水中不仅可以形成良好的菌群优势,并且以其具有广泛的抗真菌性,可以抑制污水水体中真菌生长,抑菌率达到98%以上。
动物双歧杆菌937,能够在缺氧环境下大量繁殖,与工业污水中的苯并芘在37℃下共培养12h后,其对苯并芘的吸附率达到81.03%以上,且在酸性环境下,其吸附率有明显提高,最高可达85%以上,此外,该株双歧杆菌能有效地抑制病原菌生长。
青春双歧杆菌TK99具有显著的耐氧、耐盐及耐酸性的特性。在pH 4.5时3h存活率62.37%;在3.0g/L的盐溶液中处理3h,存活率仍30.12%。由此可见,该菌株可在盐含量较高的污水中生存,并形成良好的菌群优势,协同凝结芽孢杆菌TQ33等具有更好抑菌效果。
副干酪乳杆菌TK1501能够抑制或杀死水中的许多腐败菌及致病菌,副干酪乳杆菌TK1501对大肠杆菌的最小抑菌浓度(MIC)为178IU/mL和最小杀菌浓度(MBC)为332IU/mL,有效降低水中氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等有毒物质的浓度,并对温度、NaCl、酸及盐有很好的耐受性,经121℃处理30分钟后,副干酪乳杆菌对大肠杆菌的抑菌率达79.63%以上,在pH3.0、0.3%盐环境下处理24h后,存活率在95%以上,并在工业水体较高的条件下,该菌株都能保持良好的生长状态以及菌群优势,同时达到良好的抑制污水中致病菌的效果。此外该菌可有效降低水中氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等有毒物质的浓度,对亚硝酸钠的降解速率可以达到678mg/h/L,对于氨氮含量0.45mg/L,硫化氢含量0.35mg/L的污水中,其氨氮清除率可达到80%以上,对于硫化氢的氨氮清除率可达到90%以上。
枯草芽孢杆菌TK-1,对污水中的弧菌、大肠杆菌和杆状病毒等有害微生物有很强的抑制作用,其分泌的几丁质酶活力高于目前已公开的枯草芽孢杆菌的12.5%,枯草芽孢杆菌TK-1所产的高酶活的几丁质酶可显著分解病原真菌的细胞壁,从而有效抑制真菌,有效分解污水中的有毒有害物质和有机物等杂质,清理水中垃圾小颗粒,有效净化水质。此外,此株枯草芽孢杆菌对于蓝藻泛溢造成的水质浑浊问题也有较好的改善作用。具有较强的净化水质功能,自身合成的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶的活性较强,并促进饲料中营养素降解,使水产类动物对饲料的吸收利用更加充分。
具体实施方式
本发明是一种改善水产养殖水质的益生菌剂,为了更好的对本发明的益生菌制剂进行进一步的阐述说明,申请人列举了如下实施例。
以下实施例的菌种标号为:1号为凝结芽孢杆菌TQ33单菌,2号为动物双歧杆菌937单菌,3号为植物乳杆菌TK9单菌,4号为青春双歧杆菌TK99,5号为枯草芽孢杆菌TK-1,6号为副干酪乳杆菌TK1501
实施例1液态发酵益生菌制剂的制备
(1)配制活化培养基:将麸皮粉、玉米粉、豆粕粉、米糠作为固体料分别磨粉过100目筛;按照重量份数加入麸皮粉3份、豆粕粉2份、玉米粉1份,按照固体料与水重量比3:50,混合,121℃,20min灭菌;
(2)配制液态发酵培养基:每1000mL水中添加100g按比例混合均匀的麸皮粉5份,玉米粉5份,豆粕粉25份、米糠5份,pH自然;
(3)菌种活化:将凝结芽孢杆菌菌株、枯草芽孢杆菌从甘油管出发,按接种量1%(体积百分比)分别接入活化培养基进行活化,活化培养基装液量为20%(体积百分比),pH自然,培养温度为36℃,220r/min,培养19h后,按10%(体积百分比)的接种量再次转接入活化培养基进行二次活化,活化时间22h后得二级种子液;将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌从甘油管出发,按接种量1%(体积百分比)分别接入活化培养基进行厌氧活化,活化培养基装液量为20%(体积百分比),pH自然,培养温度为36℃,培养19h后,按10%(体积百分比)的接种量再次转接入活化培养基进行厌氧二次活化,活化时间22h后得二级种子液;
(4)益生菌发酵:将凝结芽孢杆菌菌株、枯草芽孢杆菌二级种子液接入液态发酵罐中,凝结芽孢杆菌的接种量为1×106CFU/mL,枯草芽孢杆菌的接种量为1×106CFU/mL,通气有氧发酵24h,30℃,通气量1:0.3(V/V·min)(以每分钟内通过单位体积培养液的空气体积比来表示),搅拌转速180r/min,24h发酵后将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌二级种子液接入发酵罐中,动物双歧杆菌的接种量为1×106CFU/mL,植物乳杆菌的接种量为1×106CFU/mL,副干酪乳杆菌的接种量为1×106CFU/mL,青春双歧杆菌的接种量为1×106CFU/mL;液态混菌厌氧发酵24h,30℃;
(5)将所得的液态发酵物直接进行包装,或经过浓缩、喷雾干燥为粉剂
测得菌剂的活菌个数:1号7.90×107CFU/mL,2号4.35×108CFU/mL,3号4.80×108CFU/mL,4号4.68×108CFU/mL,5号4.01×107CFU/mL,6号7.14×107CFU/mL。
所述麸皮粉、玉米粉、豆粕、米糠均为市售。
实施例2液态发酵益生菌制剂的制备
(1)配制活化培养基:将麸皮粉、玉米粉、豆粕粉、米糠作为固体料分别磨粉过100目筛;按照重量份数加入麸皮粉3份、豆粕粉2份、玉米粉1份,按照固体料与水重量比3:50,混合,121℃,20min灭菌;
(2)配制液态发酵培养基:每1000mL水中添加100g按比例混合均匀的麸皮粉65份,玉米粉15份,豆粕粉70份、米糠35份,pH自然;
(3)菌种活化:将凝结芽孢杆菌菌株、枯草芽孢杆菌从甘油管出发,按接种量1%(体积百分比)分别接入活化培养基进行活化,活化培养基装液量为20%(体积百分比),pH自然,培养温度为38℃,220r/min,培养20h后,按10%(体积百分比)的接种量再次转接入活化培养基进行二次活化,活化时间24h后得二级种子液;将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌从甘油管出发,按接种量1%(体积百分比)分别接入活化培养基进行厌氧活化,活化培养基装液量为20%(体积百分比),pH自然,培养温度为38℃,培养20h后,按10%(体积百分比)的接种量再次转接入活化培养基进行二次厌氧活化,活化时间24h后得二级种子液;
(4)益生菌发酵:将凝结芽孢杆菌菌株、枯草芽孢杆菌二级种子液接入液态发酵罐中,凝结芽孢杆菌的接种量为5×107CFU/mL,枯草芽孢杆菌的接种量为5×107CFU/mL,通气有氧发酵24h,30℃,通气量1:0.4(V/V·min)(以每分钟内通过单位体积培养液的空气体积比来表示),搅拌转速220r/min,24h发酵后将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌二级种子液接入发酵罐中,动物双歧杆菌的接种量为5×107CFU/mL,植物乳杆菌的接种量为5×107CFU/mL,副干酪乳杆菌的接种量为5×107CFU/mL,青春双歧杆菌的接种量为5×107CFU/mL;液态混菌厌氧发酵48h,30℃;
(5)将所得的发酵液直接进行包装,或经过浓缩、喷雾干燥为粉剂。
测得菌剂的活菌个数:1号7.10×107CFU/mL,2号4.85×108CFU/mL,3号4.50×108CFU/mL,4号4.58×108CFU/mL,5号5.61×107CFU/mL,6号7.54×107CFU/mL。
所述麸皮粉、玉米粉、豆粕、米糠均为市售;
实施例3固态发酵益生菌制剂的制备
(1)配制活化培养基:将麸皮粉、玉米粉、豆粕粉、米糠作为固体料分别磨粉过100目筛;按照重量份数加入麸皮粉3份、豆粕粉2份、玉米粉1份,按照固体料与水重量比3:50,混合,121℃,20min灭菌;
(2)配制固态发酵培养基:按照谷物副产物固体原料与水的重量比为1:0.5均匀混合,pH自然;谷物副产物固体原料的组成为:豆粕粉25份、玉米粉5份、麸皮粉5份、米糠5份。
(3)菌种活化:将凝结芽孢杆菌菌株、枯草芽孢杆菌从甘油管出发,按接种量1%(体积百分比)分别接入活化培养基进行活化,活化培养基装液量为20%(体积百分比),pH自然,培养温度为37℃,220r/min,培养19h后,按10%(体积百分比)的接种量再次转接入活化培养基进行二次活化,活化时间23h后得二级种子液;将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌从甘油管出发,按接种量1%(体积百分比)分别接入活化培养基进行厌氧活化,活化培养基装液量为20%(体积百分比),pH自然,培养温度为37℃,培养19h后,按10%(体积百分比)的接种量再次转接入活化培养基进行二次厌氧活化,活化时间23h后得二级种子液;
(4)益生菌发酵:将凝结芽孢杆菌菌株、枯草芽孢杆菌二级种子液接入固态发酵罐中,凝结芽孢杆菌的接种量为1×106CFU/mL,枯草芽孢杆菌的接种量为1×106CFU/mL,通气有氧发酵24h,30℃,料水比1:0.5,通气量1:0.4(V/V·min)(以每分钟内通过单位体积培养液的空气体积比来表示),24h发酵后将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌二级种子液接入发酵罐中,动物双歧杆菌的接种量为5×106CFU/mL,植物乳杆菌的接种量为1×106CFU/mL,副干酪乳杆菌的接种量为1×106CFU/mL,青春双歧杆菌的接种量为1×106CFU/mL;液态混菌厌氧发酵36h,30℃;
(5)将所得的发酵物直接真空包装为产品,或热风干燥,粉碎为粉剂。测得菌剂的活菌个数:1号2.53×107CFU/g,2号6.45×108CFU/g,3号3.98×108CFU/g,4号7.78×108CFU/g,5号9.25×107CFU/g,6号1.92×108CFU/g。
所述麸皮粉、玉米粉、豆粕、米糠均为市售。
实施例4固态发酵益生菌制剂的制备
(1)配制活化培养基:将麸皮粉、玉米粉、豆粕粉、米糠作为固体料分别磨粉过100目筛;按照重量份数加入麸皮粉3份、豆粕粉2份、玉米粉1份,按照固体料与水重量比3:50,混合,121℃,20min灭菌;
(2)配制固态发酵培养基:按照谷物副产物固体原料与水的重量比为1:1.0均匀混合,pH自然;豆粕粉70份、玉米粉15份、麸皮粉65份、米糠35份。
(3)菌种活化:将凝结芽孢杆菌菌株、枯草芽孢杆菌从甘油管出发,按接种量1%(体积百分比)分别接入活化培养基进行活化,活化培养基装液量为20%(体积百分比),pH自然,培养温度为38℃,220r/min,培养20h后,按10%(体积百分比)的接种量再次转接入活化培养基进行二次活化,活化时间24h后得二级种子液;将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌从甘油管出发,按接种量1%(体积百分比)分别接入活化培养基进行厌氧活化,活化培养基装液量为20%(体积百分比),pH自然,培养温度为38℃,培养20h后,按10%(体积百分比)的接种量再次转接入活化培养基进行厌氧二次活化,活化时间24h后得二级种子液;
(4)益生菌发酵:将凝结芽孢杆菌菌株、枯草芽孢杆菌二级种子液接入固态发酵罐中,凝结芽孢杆菌的接种量为1×106CFU/mL,枯草芽孢杆菌的接种量为1×106CFU/mL,通气有氧发酵24h,30℃,料水比1:1.0,通气量1:0.5(V/V·min)(以每分钟内通过单位体积培养液的空气体积比来表示),24h发酵后将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌二级种子液接入发酵罐中,动物双歧杆菌的接种量为5×107CFU/mL,植物乳杆菌的接种量为1×106CFU/mL,副干酪乳杆菌的接种量为1×106CFU/mL,青春双歧杆菌的接种量为1×106CFU/mL;液态混菌厌氧发酵48h,30℃;
(5)将所得的发酵物直接真空包装为产品,或热风干燥,粉碎为粉剂。
测得菌剂的活菌个数:1号2.56×107CFU/g,2号6.75×108CFU/g,3号3.90×108CFU/g,4号7.78×108CFU/g,5号9.75×107CFU/g,6号1.92×108CFU/g。
所述麸皮粉、玉米粉、豆粕、米糠均为市售。
实施例5液态发酵益生菌制剂
发酵基质对比
发酵益生菌制剂中的谷物副产物固体原料的组合分别为:
对照组1:豆粕粉35-45份、玉米粉5-15份、麸皮粉45-55份、PH自然;对照组2:豆粕粉65-75份、米糠25-35份;对照组3:豆粕粉25-35份、玉米粉5-15份、麸皮粉55-65份;
实验组1:豆粕粉65-70份、麸皮粉5-10份、玉米粉5-15份、米糠5-15份;实验组2:豆粕粉25-35份、玉米粉5-15份、麸皮粉25-35份、米糠25-35份;
活化培养基为:将麸皮粉、玉米粉、豆粕粉、米糠分别磨粉过100目筛。
配制活化培养基:加入麸皮粉3份、豆粕粉2份、玉米粉1份,按照固体料与水重量比3:50,得活化培养基;对活化培养基进行灭菌,条件为,121℃,20min;
配制发酵培养基:每1000mL水中添加100g不同比例的麸皮粉,玉米粉,豆粕粉、米糠。
发酵结束后,即获得活菌型发酵制剂。对液态发酵物中各益生菌总活菌数进行检测。
菌种活化:将凝结芽孢杆菌菌株、枯草芽孢杆菌从甘油管出发,按接种量1%(体积百分比)分别接入活化培养基进行活化,活化培养基装液量为20%(体积百分比),pH自然,培养温度为36-38℃,220r/min,培养19-20h后,按10%(体积百分比)的接种量再次转接入活化培养基进行二次活化,活化时间22-24h后得二级种子液;将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌从甘油管出发,按接种量1%(体积百分比)分别接入活化培养基进行厌氧活化,活化培养基装液量为20%(体积百分比),pH自然,培养温度为36-38℃,培养19-20h后,按10%(体积百分比)的接种量再次转接入活化培养基进行厌氧二次活化,活化时间22-24h后得二级种子液;
按照每种菌剂1×107CFU/mL相同的接种量,将凝结芽孢杆菌菌株、枯草芽孢杆菌种子液接入麸皮粉、豆粕粉、玉米粉、米糠不同五种组合液态发酵发酵罐中通气有氧发酵24h,30℃,通气量1:0.4(以每分钟内通过单位体积培养液的空气体积比来表示(V/V·min)),搅拌转速200r/min;24h发酵后按照每种菌剂1×107CFU/mL相同的接种量,将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌种子液接入发酵罐中,液态混菌厌氧发酵24-48h,30℃,
菌种标号:1号为凝结芽孢杆菌TQ33单菌,2号为动物双歧杆菌937单菌,3号为植物乳杆菌TK9单菌,4号为青春双歧杆菌TK99,5号为枯草芽孢杆菌TK-1,6号为副干酪乳杆菌TK1501
表1液态发酵益生菌的活菌数(CFU/mL)
对照组1 | 对照组2 | 对照组3 | 实验组1 | 实验组2 | |
1号 | 1.53×107 | 3.23×106 | 2.41×106 | 7.15×107 | 2.92×107 |
2号 | 1.05×108 | 2.4×108 | 3.08×108 | 4.43×108 | 3.32×108 |
3号 | 2.28×107 | 3.47×107 | 8.36×107 | 4.68×108 | 1.78×108 |
4号 | 3.43×107 | 4.19×107 | 7.27×107 | 4.57×108 | 2.18×108 |
5号 | 1.57×107 | 2.07×107 | 2.28×107 | 5.98×107 | 3.82×107 |
6号 | 2.58×107 | 5.74×107 | 5.59×107 | 7.06×107 | 6.24×107 |
结果如表1、液体麸皮粉,玉米粉,豆粕粉改善水质的发酵益生菌制剂中,几种不同组合进行发酵,显然实验组显著高于对照组。
实施例6液态发酵益生菌制剂
发酵培养时间对比
活化培养基为:将麸皮粉、玉米粉、豆粕粉、米糠分别磨粉过100目筛。
配制活化培养基:加入麸皮粉3份、豆粕粉2份、玉米粉1份,按照固体料与水重量比3:50,得活化培养基;对活化培养基进行灭菌,条件为,121℃,20min;
凝结芽孢杆菌菌株、枯草芽孢杆菌从甘油管出发,按接种量1%(体积百分比)分别接入活化培养基进行活化,活化培养基装液量为20%(体积百分比),pH自然,培养温度为36-38℃,220r/min,培养19-20h后,按10%(体积百分比)的接种量再次转接入活化培养基进行二次活化,活化时间22-24h后得二级种子液;将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌从甘油管出发,按接种量1%(体积百分比)分别接入活化培养基进行厌氧活化,活化培养基装液量为20%(体积百分比),pH自然,培养温度为36-38℃,培养19-20h后,按10%(体积百分比)的接种量再次转接入活化培养基进行二次厌氧活化,活化时间22-24h后得二级种子液。
配制发酵培养基:按上述实施例5实验组1的配制液态发酵培养基。
按照每种菌剂1×107CFU/mL相同的接种量,将凝结芽孢杆菌菌株、枯草芽孢杆菌种子液接入麸皮粉、豆粕粉、玉米粉、米糠不同五种组合液态发酵发酵罐中通气有氧发酵24h,30℃,通气量1:0.3(以每分钟内通过单位体积培养液的空气体积比来表示(V/V·min)),搅拌转速200r/min;24h发酵后按照每种菌剂1×107CFU/mL相同的接种量,将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌种子液接入发酵罐中,30℃厌氧发酵,发酵时间为:
对照组1.混合菌后发酵16h,温度为30℃;
对照组2.混合菌后发酵60h,温度为30℃;
实验组1.混合菌后发酵24h,温度为30℃;
实验组2.混合菌后发酵36h,温度为30℃;
实验组3.混合菌后发酵48h,温度为30℃;
发酵结束后,即获得活菌型凝结芽孢杆菌混合混菌发酵改善水质的益生菌制剂。
表2液态发酵益生菌的活菌数(CFU/mL)
实施例7液态发酵益生菌制剂益生菌接种量对比
活化培养基为:将麸皮粉、玉米粉、豆粕粉、米糠分别磨粉过100目筛。
配制活化培养基:加入麸皮粉3份、豆粕粉2份、玉米粉1份,按照固体料与水重量比3:50,得活化培养基;对活化培养基进行灭菌,条件为,121℃,20min;
凝结芽孢杆菌菌株、枯草芽孢杆菌从甘油管出发,按接种量1%(体积百分比)分别接入活化培养基进行活化,活化培养基装液量为20%(体积百分比),pH自然,培养温度为36-38℃,220r/min,培养19-20h后,按10%(体积百分比)的接种量再次转接入活化培养基进行二次活化,活化时间22-24h后得二级种子液;将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌从甘油管出发,按接种量1%(体积百分比)分别接入活化培养基进行厌氧活化,活化培养基装液量为20%(体积百分比),pH自然,培养温度为36-38℃,培养19-20h后,按10%(体积百分比)的接种量再次转接入活化培养基进行厌氧二次活化,活化时间22-24h后得二级种子液;
配制发酵培养基:按上述实施例5实验组1的配制液态发酵培养基。
按以下接菌量:实验组:1×106、5×106、1×107、5×107CFU/mL;对照组:5×105、1×108CFU/mL分别将相同接种量的凝结芽孢杆菌TQ33、枯草芽孢杆菌TK-1接种于发酵培养基中进行发酵,通气有氧发酵24h,30℃,通气量1:0.4V/V·min,搅拌转速200r/min;然后将相同接种量的植物乳杆菌TK9、动物双歧杆菌937、副干酪乳杆菌TK1501、青春双歧杆菌TK99分别接入对照组和实验组,接菌量比为1:1:1:1:1:1,进行发酵,发酵条件:48h,30℃;
发酵完成之后测定发酵液中的益生菌活菌数。
表3不同接种量下的活菌数(CFU/mL)
实施例8固态发酵益生菌制剂
发酵益生菌制剂中的谷物副产物固体原料的组合分别为:
对照组1:豆粕粉35-45份、玉米粉5-15份、麸皮粉45-55份、PH自然;对照组2:豆粕粉65-75份、米糠25-35份;对照组3:豆粕粉25-35份、玉米粉5-15份、麸皮粉55-65份;
实验组1:豆粕粉65-70份、麸皮粉5-10份、玉米粉5-15份、米糠5-15份;实验组2:豆粕粉25-35份、玉米粉5-15份、麸皮粉25-35份、米糠25-35份;;
活化培养基为:将麸皮粉、玉米粉、豆粕粉、米糠分别磨粉过100目筛。
配制活化培养基:加入麸皮粉3份、豆粕粉2份、玉米粉1份,按照固体料与水重量比3:50,得活化培养基;对活化培养基进行灭菌,20min进行灭菌。
固态发酵培养基为:将选中的发酵基质组合,按料水比0.5:1.0(质量体积比)进行混合,121℃灭菌20min。
菌种活化:凝结芽孢杆菌菌株、枯草芽孢杆菌从甘油管出发,按接种量1%(体积百分比)分别接入活化培养基进行活化,活化培养基装液量为20%(体积百分比),pH自然,培养温度为36-38℃,220r/min,培养19-20h后,按10%(体积百分比)的接种量再次转接入活化培养基进行二次活化,活化时间22-24h后得二级种子液;将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌从甘油管出发,按接种量1%(体积百分比)分别接入活化培养基进行厌氧活化,活化培养基装液量为20%(体积百分比),pH自然,培养温度为36-38℃,培养19-20h后,按10%(体积百分比)的接种量再次转接入活化培养基进行二次厌氧活化,活化时间22-24h后得二级种子液;
按照1×107CFU/mL相同的接种量,将二级凝结芽孢杆菌菌株、枯草芽孢杆菌种子液接入麸皮粉、豆粕粉、玉米粉、米糠不同五种组合固态发酵发酵罐中通气有氧发酵24h,30℃,通气量1:0.4(以每分钟内通过单位体积培养液的空气体积比来表示(V/V·min));24h发酵后按照相同的菌剂1×107CFU/mL接种量,将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌种子液接入发酵罐中,30℃,发酵时间为48h,发酵结束后,即获得混合菌发酵固态发酵剂。
发酵结束后,即获得活菌型发酵制剂。测定固态发酵物中各益生菌总活菌数进行检测。
表4固态发酵益生菌的活菌数(CFU/g)
对照组1 | 对照组2 | 对照组3 | 实验组1 | 实验组2 | |
1号 | 1.03×107 | 5.23×106 | 5.41×106 | 2.35×107 | 1.92×107 |
2号 | 1.95×107 | 2.4×108 | 3.18×108 | 6.73×108 | 4.39×108 |
3号 | 2.08×107 | 3.47×107 | 1.36×107 | 3.85×108 | 1.78×108 |
4号 | 3.40×106 | 1.19×107 | 4.27×107 | 7.71×108 | 3.18×108 |
5号 | 1.07×106 | 3.57×107 | 4.78×107 | 9.96×107 | 9.02×107 |
6号 | 3.68×107 | 7.63×107 | 8.59×107 | 1.95×108 | 1.61×108 |
显然实验组显著高于对照组。
实施例9固态发酵益生菌制剂
发酵培养时间对比
活化培养基为:将麸皮粉、玉米粉、豆粕粉、米糠分别磨粉过100目筛。
配制活化培养基:加入麸皮粉3份、豆粕粉2份、玉米粉1份,按照固体料与水重量比3:50,得活化培养基;对活化培养基进行灭菌,条件为,121℃,20min;
将凝结芽孢杆菌菌株、枯草芽孢杆菌从甘油管出发,按接种量1%(体积百分比)分别接入活化培养基进行活化,活化培养基装液量为20%(体积百分比),pH自然,培养温度为36-38℃,220r/min,培养19-20h后,按10%(体积百分比)的接种量再次转接入活化培养基进行二次活化,活化时间22-24h后得二级种子液;将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌从甘油管出发,按接种量1%(体积百分比)分别接入活化培养基进行厌氧活化,活化培养基装液量为20%(体积百分比),pH自然,培养温度为36-38℃,培养19-20h后,按10%(体积百分比)的接种量再次转接入活化培养基进行厌氧二次活化,活化时间22-24h后得二级种子液;
配制发酵培养基:按上述实施例8实验组1的配制固态发酵培养基。
按照每种菌剂1×107CFU/mL相同的接种量,将凝结芽孢杆菌菌株、枯草芽孢杆菌种子液接入麸皮粉、豆粕粉、玉米粉、米糠不同五种组合固态发酵发酵罐中通气有氧发酵24h,30℃,通气量1:0.4(以每分钟内通过单位体积培养液的空气体积比来表示(V/V·min));24h发酵后按照每种菌剂1×107CFU/mL相同的接种量,将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌种子液接入发酵罐中,30℃厌氧发酵,发酵时间为
对照组1:混合菌后发酵16h,温度为30℃;
对照组2:混合菌后发酵60h,温度为30℃;
实验组1.混合菌固态发酵24h,温度为30℃;
实验组2.混合菌固态发酵36h,温度为30℃;
实验组3.混合菌固态发酵48h,温度为30℃;
发酵结束后,即获得活菌型凝结芽孢杆菌混合混菌发酵改善水质的益生菌制剂。
表5固态发酵益生菌的活菌数(CFU/g)
实施例10固态发酵益生菌制剂菌种接种量对比
活化培养基为:将麸皮粉、玉米粉、豆粕粉、米糠分别磨粉过100目筛。
配制活化培养基:加入麸皮粉3份、豆粕粉2份、玉米粉1份,按照固体料与水重量比3:50,得活化培养基;对活化培养基进行灭菌,条件为,121℃,20min;
凝结芽孢杆菌菌株、枯草芽孢杆菌从甘油管出发,按接种量1%(体积百分比)分别接入活化培养基进行活化,活化培养基装液量为20%(体积百分比),pH自然,培养温度为36-38℃,220r/min,培养19-20h后,按10%(体积百分比)的接种量再次转接入活化培养基进行二次活化,活化时间22-24h后得二级种子液;将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌从甘油管出发,按接种量1%(体积百分比)分别接入活化培养基进行厌氧活化,活化培养基装液量为20%(体积百分比),pH自然,培养温度为36-38℃,培养19-20h后,按10%(体积百分比)的接种量再次转接入活化培养基进行二次厌氧活化,活化时间22-24h后得二级种子液;
配制发酵培养基:按上述实施例8实验组1的配制固态发酵培养基。按以下接菌量:实验组:1×106、5×106、1×107、5×107CFU/mL;对照组:5×105、1×108CFU/mL分别将相同接种量的凝结芽孢杆菌TQ33、枯草芽孢杆菌TK1接种于发酵培养基中进行发酵,通气有氧发酵24h,30℃,通气量1:0.5V/V·min;然后接入相同接种量的植物乳杆菌TK9、动物双歧杆菌937、副干酪乳杆菌TK1501、青春双歧杆菌TK99分别接到对照组和实验组中,接菌量比为1:1:1:1:1:1,进行发酵,培养条件48h,30℃
表6不同接种量下的活菌数(CFU/g)
实施例11固态发酵益生菌制剂的制备
料水比的比较
其中固态发酵培养基中的麸皮粉、玉米粉、豆粕粉、米糠组成按照实施例8的实验组1的重量份数相同。固态发酵培养基的总质量和水的比例(质量体积比)分别为实验组1:1:0.5,实验组2:1:0.75,实验组3:1:1.0,对照组1:1:0.25,对照组2:1:1.25,对照组3:1:1.5。即麸皮粉、玉米粉、豆粕粉和米糠100g对应50、75、100、25、125、150ml水。
凝结芽孢杆菌菌株、枯草芽孢杆菌从甘油管出发,按接种量1%(体积百分比)分别接入活化培养基进行活化,活化培养基装液量为20%(体积百分比),pH自然,培养温度为36-38℃,220r/min,培养19-20h后,按10%(体积百分比)的接种量再次转接入活化培养基进行二次活化,活化时间22-24h后得二级种子液;将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌从甘油管出发,按接种量1%(体积百分比)分别接入活化培养基进行厌氧活化,活化培养基装液量为20%(体积百分比),pH自然,培养温度为36-38℃,培养19-20h后,按10%(体积百分比)的接种量再次转接入活化培养基进行二次厌氧活化,活化时间22-24h后得二级种子液;
固态发酵培养基中接种凝结芽孢杆菌TQ33、枯草芽孢杆菌TK-1种子液,接种量分别均为1×107CFU/g,进行发酵。培养条件:24h,30℃,通气量1:0.5V/V·min。然后接入植物乳杆菌TK9、动物双歧杆菌937、副干酪乳杆菌TK1501、青春双歧杆菌TK99进行发酵,培养条件:48h,30℃;对发酵后培养基中的益生菌活菌数进行检测。
表7料与水的配比对益生菌活菌数(CFU/g)的影响
实施例12液态发酵益生菌制剂对水产养殖水质改良试验
(1)试验方法:谷物副产物固体原料组成为:豆粕粉70份、麸皮粉10份、玉米粉10份、米糠10份;每100g谷物副产物固体原料中加入1000ml水,按照实施例5实验组1的制备方法制备液态发酵益生菌制剂,所得的益生菌制剂对养殖鱼虾池塘使用,设计一组对照组,一组实验组;实验组中每立方米水体每次使用0.6mL制备所得的益生菌制剂,使用时兑水稀释10倍后进行全池泼洒,切每月使用一次;对照组为空白对照,既不使用实施例一制备所得的益生菌制剂;一个星期后取虾塘水样检测氨氮、亚硝酸、pH、溶解氧、透明度COD含量、苯并芘吸附率、大肠杆菌含量。
(2)实验结果:未使用益生菌制剂后水质指标:PH:8.86;亚硝酸盐:0.25mg/L;氨氮:0.45mg/L;硫化氢:0.35mg/L;溶解氧:2.1mg/L;透明度:12mg/L,COD含量为60.526mg/L,粪大肠菌群:2.23×106个/L,污水中并未有任何成分对苯并芘有吸附作用。有一些原生动物水温高导致水草疯长,光合作用强烈,导致水体的pH值过高,河蟹出现蜕壳不遂,个别体质差的出现死亡。
使用益生菌制剂后水质指标:PH:7.83;氨氮:0;硫化氢:0;亚硝酸盐:0.00;溶解氧:6.9mg/L;透明度:42mg/L,粪大肠菌群:<10个/L COD含量为5.219mg/L,菌剂对苯并芘的吸附率达到82.03%,以硅藻,绿藻为主,隐藻少,杂质少,枝角类较多河蟹摄食量少,有零星死亡,水色较好,水体透明度也处在理想范围内。藻类及有机质含量。
实施例13液态发酵益生菌制剂对水产养殖水质改良试验
由实施例12制备的液态发酵益生菌制剂,每立方米水体每次使用0.6mL实施例一制备所得的益生菌制剂,使用时兑水稀释10倍后进行全池泼洒,切每月使用一次。
2017年2月中旬开始投加鱼苗,3月中旬施加实施例一制备的发酵制剂,4-5月调水两次,每次加注新水,8月开始开塘,将2017年养殖塘的数据作为实验样,对照组采用该鱼塘上一年的数据,其中对照组投放的鱼苗量,投放时间,出塘时间,饲料种类和喂食量均与实验组相同。实验结果见表8
表8实施一养殖性能表
从表8可以看出,施用实施例一制备的益生菌制剂后,鱼类产量明显增加,饲料消耗量减少,且使用过实施例一中的益生菌制剂养殖出来的鱼类质量较好,在市场存放三天不死鱼,表皮正常,饵料系数降低,直接的经济效益提高了34.12%,效果显著。
实施例14固态发酵益生菌制剂对水产养殖水质改良试验
(1)试验方法:谷物副产物固体原料组成为:试验方法:取豆粕粉65份、麸皮粉8份、玉米粉11份、米糠8份;按照实施例8实验组1的制备方法得到固态发酵益生菌制剂,对养殖鱼虾池塘使用,设计一组对照组,一组实验组;实验组中每立方米水体每次使用0.5g所得的益生菌制剂,使用时兑水稀释10倍后进行全池泼洒,切每周使用一次;对照组为空白对照,既不使用实施例一制备所得的益生菌制剂;一个星期后取虾塘水样检测氨氮、亚硝酸、检pH、溶解氧、透明度、COD含量、苯并芘吸附率、大肠杆菌含量。
(2)实验结果:未使用益生菌制剂后水质指标:PH:8.86;亚硝酸盐:0.25mg/L;氨氮0.45mg/L;硫化氢:0.35mg/L;溶解氧:2.3mg/L;透明度:12mg/L,COD含量为60.526mg/L,粪大肠菌群:2.23×106个/L,污水中并未有任何成分对苯并芘有吸附作用。有一些原生动物水温高导致水草疯长,光合作用强烈,导致水体的pH值过高,河蟹出现蜕壳不遂,个别体质差的出现死亡。
使用益生菌制剂后水质指标:PH:7.32;氨氮:0.00;硫化氢:0;亚硝酸盐:0.00mg/L;溶解氧:6.9mg/L;透明度:43mg/L,COD含量为4.832mg/L,粪大肠菌群:<10个/L,菌剂对苯并芘的吸附率达到81.03%,以硅藻,绿藻为主,隐藻少,杂质少,枝角类较多河蟹停止死亡,水色较好,水体透明度也处在理想范围内。
实施例15固态发酵益生菌制剂对水产养殖水质改良试验
由实施例14制备的固态发酵益生菌制剂,每立方米水体每次使用0.5g实施例一制备所得的益生菌制剂,使用时兑水稀释10倍后进行全池泼洒,切每月使用一次。
2017年2月中旬开始投加鱼苗,3月中旬施加实施例一制备的发酵制剂,4-5月调水两次,每次加注新水,8月开始开塘,将2017年养殖塘的数据作为实验样,对照组采用该鱼塘上一年的数据,其中对照组投放的鱼苗量,投放时间,出塘时间,饲料种类和喂食量均与实验组相同。实验结果见表9
表9实施二养殖性能表
从表9可以看出,施用实施例二制备的益生菌制剂后,鱼类产量明显增加,饲料消耗量减少,且使用过实施例二中的益生菌制剂养殖出来的鱼类质量较好,在市场存放三天不死鱼,无异常,表皮正常,饵料系数降低,直接的经济效益提高了29.7%,效果显著。
综上可知,本发明利用凝结芽孢杆菌TQ33、植物乳杆菌TK9、动物双歧杆菌937、副干酪乳杆菌TK1501、青春双歧杆菌TK99、枯草芽孢杆菌TK-1制备所得的益生菌制剂,能分泌丰富的胞外酶系,及时降解水体有机物如***物、残饵、浮游生物残体及有机碎屑等。使之矿化成单细胞藻类生长所需的营养盐类,避免有机废物在池中的累积。同时有效减少池塘内的有机物耗氧,间接增加水体溶解氧,保证有机物氧化、氨化、硝化、反硝化的正常循环,保持良好的水质,益生菌能分泌蛋白酶等多种酶类,从而起到净化水质的作用。
Claims (8)
1.一种改善水质的益生菌制剂,所述益生菌制剂是以谷物副产物固体原料和水为液态发酵培养基或固态发酵培养基,采用植物乳杆菌、动物双歧杆菌、副干酪乳杆菌、青春双歧杆菌、凝结芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌经液态或固态混菌发酵后制备而得;其特征在于,所述植物乳杆菌为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)TK9,保藏编号为CGMCC No.11891;所述动物双歧杆菌为动物双歧杆菌(Bifidobacterium animalis)937,保藏编号为CGMCCNo.11892,所述副干酪乳杆菌为副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)TK1501,保藏编号为CGMCC No.13130,青春双歧杆菌为青春双歧杆菌(Bifidobacterium adolescentis)TK99,保藏编号为CGMCC No.12784,凝结芽孢杆菌为凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)TQ33,保藏编号为CGMCC No.5233,所述枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)TK-1,保藏编号为CGMCC No.4731。
2.如权利要求1所述的一种改善水质的益生菌制剂,其特征在于:所述液态发酵培养基组成为每1000ml水中加入100g谷物副产物固体原料,所述谷物副产物固体原料的重量份数组成为:豆粕粉25-70份、玉米粉5-15份、麸皮粉5-65份、米糠5-35份,pH自然。
3.如权利要求1所述的一种改善水质的益生菌制剂,其特征在于:所述固态发酵培养基的组成为:谷物副产物固体原料与水的重量比为1:0.5-1.0,所述谷物副产物固体原料的重量份数组成为:豆粕粉25-70份、玉米粉5-15份、麸皮粉5-65份、米糠5-35份。
4.如权利要求1、2或3所述的一种改善水质的益生菌制剂,其特征在于:所述谷物副产物的固体原料的重量份数组成为:豆粕粉65-70份、玉米粉5-15份、麸皮粉5-10份、米糠5-15份。
5.如权利要求1或2所述的一种改善水质的益生菌制剂,其特征在于:所述益生菌制剂的液态发酵的制备方法,具体步骤如下:
(1)配制活化培养基:按照重量份数加入麸皮粉1-5份、豆粕粉1-4份、玉米粉0.5-1.5份,按照固体料与水重量比1-3:40-60,混合,灭菌;
(2)配制液态发酵培养基:按照上述液态发酵培养基的原料组成份数配置;
(3)菌种活化:将凝结芽孢杆菌、植物乳杆菌、动物双歧杆菌、枯草芽孢杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌分别接种于活化培养基,培养19-20h后,再次转接入活化培养基进行二次活化,活化时间22-24h后得二级种子液;
(4)益生菌发酵:将凝结芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌二级种子液接入液态发酵罐中,通气有氧发酵20-26h;然后将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌接入液态发酵罐中,接入后混菌厌氧发酵24-48h;
(5)将所得的发酵液直接进行包装,或经过浓缩、喷雾干燥为粉剂。
6.如权利要求1或2所述的一种改善水质的益生菌制剂,其特征在于:所述益生菌制剂的液态发酵的制备方法,具体步骤如下:
(1)配制活化培养基:将麸皮粉、玉米粉、豆粕粉、米糠作为固体料分别磨粉过100目筛;按照重量份数加入麸皮粉3份、豆粕粉2份、玉米粉1份,按照固体料与水重量比3:50,混合,121℃,20min灭菌;
(2)配制液态发酵培养基:每1000mL水中添加100g按比例混合均匀的麸皮粉,玉米粉,豆粕粉、米糠,pH自然;
(3)菌种活化:将凝结芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌从甘油管出发,按接种量1%分别接入活化培养基进行活化,活化培养基装液量为20%,pH自然,培养温度为36-38℃,220r/min,培养19-20h后,按10%的接种量再次转接入活化培养基进行二次活化,活化时间22-24h后得二级种子液;将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌从甘油管出发,按接种量1%分别接入活化培养基进行厌氧活化,活化培养基装液量为20%,pH自然,培养温度为36-38℃,培养19-20h后,按10%的接种量再次转接入活化培养基进行厌氧二次活化,活化时间22-24h后得二级种子液;
(4)益生菌发酵:将凝结芽孢杆菌菌株、枯草芽孢杆菌二级种子液接入液态发酵罐中,凝结芽孢杆菌的接种量为(1-5)×(106-107)CFU/mL,枯草芽孢杆菌的接种量为(1-5)×(106-107)CFU/mL,通气有氧发酵20-26h,30℃,通气量1:0.3-0.4V/V·min,搅拌转速180-220r/min,24h发酵后接着将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌二级种子液接入发酵罐中,动物双歧杆菌的接种量为(1-5)×(106-107)CFU/mL,植物乳杆菌的接种量为(1-5)×(106-107)CFU/mL,副干酪乳杆菌的接种量为(1-5)×(106-107)CFU/mL,青春双歧杆菌的接种量为(1-5)×(106-107)CFU/mL;接入后液态混菌厌氧发酵24-48h,30℃,
(5)将所得的液态发酵物直接真空包装为产品,或经过浓缩、喷雾干燥为粉剂。
7.如权利要求1或3所述的一种改善水质的益生菌制剂,其特征在于:所述益生菌制剂的固态发酵的制备方法,具体步骤如下:
(1)配制活化培养基:按照重量份数加入麸皮粉1-5份、豆粕粉1-4份、玉米粉0.5-1.5份,按照固体料与水重量比1-3:40-60,混合,灭菌;
(2)配制固态发酵培养基:按照上述固态发酵培养基的原料组成份数配置;
(3)菌种活化:将凝结芽孢杆菌菌株、植物乳杆菌、动物双歧杆菌、枯草芽孢杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌接种于活化培养基,培养19-20h后,再次转接入活化培养基进行二次活化,活化时间22-24h后得二级种子液;
(4)将凝结芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌二级种子液接入固态发酵罐中,通气有氧发酵20-26h;然后将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌接入固态发酵罐中,接入后混菌厌氧发酵24-48h;
(5)将所得的发酵物直接进行包装,或热风干燥,粉碎为粉剂。
8.如权利要求1或3所述的一种改善水质的益生菌制剂,其特征在于:所述益生菌制剂的固态发酵的制备方法,具体步骤如下:
(1)配制活化培养基:将麸皮粉、玉米粉、豆粕粉、米糠作为固体料分别磨粉过100目筛;按照重量份数加入麸皮粉3份、豆粕粉2份、玉米粉1份,按照固体料与水重量比3:50,混合,121℃,20min灭菌;
(2)配制固态发酵培养基:按照谷物副产物固体原料与水的重量比为1:0.5-1.0均匀混合,pH自然;
(3)将凝结芽孢杆菌菌株、枯草芽孢杆菌从甘油管出发,按接种量1%分别接入活化培养基进行活化,活化培养基装液量为20%,pH自然,培养温度为36-38℃,220r/min,培养19-20h后,按10%的接种量再次转接入活化培养基进行二次活化,活化时间22-24h后得二级种子液;将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌从甘油管出发,按接种量1%分别接入活化培养基进行厌氧活化,活化培养基装液量为20%,pH自然,培养温度为36-38℃,培养19-20h后,按10%的接种量再次转接入活化培养基进行二次厌氧活化,活化时间22-24h后得二级种子液;
(4)益生菌发酵:将凝结芽孢杆菌菌株、枯草芽孢杆菌二级种子液接入固态发酵罐中,凝结芽孢杆菌的接种量为(1-5)×(106-107)CFU/mL,枯草芽孢杆菌的接种量为(1-5)×(106-107)CFU/mL,通气有氧发酵20-26h,30℃,通气量1:0.4-0.5V/V·min,料水比1:0.5-1.0,24h发酵后将植物乳杆菌、动物双歧杆菌、青春双歧杆菌、副干酪乳杆菌的二级种子液接入发酵罐中,动物双歧杆菌的接种量为(1-5)×(106-107)CFU/mL,植物乳杆菌的接种量为(1-5)×(106-107)CFU/mL,副干酪乳杆菌的接种量为(1-5)×(106-107)CFU/mL,青春双歧杆菌的接种量为(1-5)×(106-107)CFU/mL;固态混菌厌氧发酵24-48h,30℃,料水比1:0.5-1.0;
(5)将所得的发酵物直接真空包装为产品,或热风干燥,粉碎为粉剂。
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