CN116686903A - 一种复合菌酶生物发酵剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合菌酶生物发酵剂及其应用，属于微生物发酵领域。复合菌酶生物发酵剂由复合菌液、紫花苜蓿提取物和果胶酶按照重量比1：（0.5‑2）：（1‑3）的比例混合而成；所述复合菌液由枯草芽孢杆菌和嗜热链球菌按照重量比1：1的比例复配而成。本发明将发酵饲料中常用到的复合菌组合与果胶酶、紫花苜蓿提取物复配得到发酵剂，通过三者的协同发酵，制得的复合菌无抗发酵饲料在饲喂后能够显著提高生长育肥猪的猪肉品质。
Description
技术领域
本发明属于微生物发酵领域，具体涉及一种复合菌酶生物发酵剂及其应用。
背景技术
无抗养殖是无抗生素养殖的简称，指养殖过程中不用任何种类的抗生素，特指人用抗生素和禽畜类抗生素都不用。无抗发酵饲料是以微生物、复合酶微生物发酵剂，将饲料原料转化为微生物菌体蛋白、生物活性小肽类氨基酸、微生物活性益生菌、复合酶制剂为一体的生物发酵饲料。该产品不但可以弥补常规饲料中容易缺乏的氨基酸，而且能使其它粗饲料原料营养成分迅速转化，促进肠道菌群的繁殖，抑制病原微生物的生长，从而替代日粮中抗生素的使用，减少抗生素对环境和食品安全带来的威胁。生猪的无抗生素饲养是大势所趋，也是相关政策法规的必然要求。目前，所采用的无抗生素饲料主要有如下方式：大剂量使用中草药、现场使用发酵饲料、大剂量使用活菌制剂或其它添加剂，相应地，其对原料的处理主要包括大豆膨化和玉米膨化等。
添加酶制剂也是制备无抗生素饲料的方法之一。酶制剂是指酶经过提纯、加工后的具有催化功能的生物制品，主要用于催化生产过程中的各种化学反应，具有催化效率高、高度专一性、作用条件温和、降低能耗、减少化学污染等特点，酶制剂来源于生物，一般地说较为安全，可按生产需要适量使用。在无抗发酵饲料中加入酶制剂，通过酶制剂促进饲料在体内的消化，缩短在胃肠道的存留时间，能够从而减少被有害菌生长利用的机会。
植物提取物含有多酚、类黄酮、多糖等多种活性成分，具有抗氧化、抗炎、免疫调节等多种生物学特性。近年来的研究表明，植物提取物不仅可以提高动物的生长性能，在改善肉品质和风味方面也发挥着重要作用。
公开号为CN114916613A的发明专利公开了一种中草药替代抗生素的组合物及其饲料制备方法；公开号为CN112725197B的发明公开了一种可替代饲料用抗生素的生物菌剂的制备工艺。上述发明分别使用中草药、活菌剂来制备无抗饲料。但是，目前尚未见到使用复合菌剂、植物提取物和酶制剂三者复配制备无抗饲料的相关报道。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种复合菌酶生物发酵剂及其应用。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面，提供一种复合菌酶生物发酵剂，其特征在于，所述复合菌酶生物发酵剂由复合菌液、紫花苜蓿提取物和果胶酶按照重量比1：（0.5-2）：（1-3）的比例混合而成；所述复合菌液由枯草芽孢杆菌和嗜热链球菌按照重量比1：1的比例复配而成。
优选的，所述复合菌液中嗜热链球菌的活菌数为（1.5-2）×1010CFU/g，枯草芽孢杆菌的活菌数为（1-1.5）×1010CFU/g。
优选的，所述紫花苜蓿提取物由如下方法制备：
将紫花苜蓿全草干燥并粉碎，向粉碎后的紫花苜蓿中加入10重量倍的乙醇溶液进行回流提取，提取时间2h，提取液回收乙醇后加入氧化铝吸附杂质，过滤，收集滤液，滤液喷雾干燥，即制备得到紫花苜蓿提取物。
本发明的第二方面，提供上述复合菌酶生物发酵剂在复合菌无抗发酵饲料中的应用。
优选的，向发酵底料中加入复合菌酶发酵剂、红糖和水，混合均匀，先有氧发酵6-8h，再厌氧发酵10-14天，制得复合菌无抗发酵饲料。
优选的，所述发酵底料由如下重量份的原料组成：玉米粉60份，豆粕24份，麸皮10份，玉米芯18份，糖蜜2份，米糠5份，硫酸铵1份，石粉5份。
优选的，所述复合菌酶发酵剂、红糖、水和发酵底料的重量比为（0.05-0.2）：（5-50）：（10-50）：（50-200）。
优选的，所述有氧发酵的条件为：20-25℃、通气量2-3.5L/min，厌氧发酵条件为：35-38℃密闭发酵。
本发明的有益效果：
本发明将发酵饲料中常用到的复合菌组合与果胶酶、紫花苜蓿提取物复配得到复合菌酶发酵剂，一方面，果胶酶和紫花苜蓿提取物不仅能够为饲料增添营养物质，还能够作为复合菌液的载体，避免复合菌的失活；另一方面，由该发酵剂发酵制得的复合菌无抗发酵饲料在饲喂后能够显著提高生长育肥猪的猪肉品质。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
在原料的选择过程中，发明人参考《饲料添加剂品种目录（2013）》，首先选取了常用来发酵饲料的枯草芽孢杆菌和嗜热链球菌作为复合菌液，然后将该复合菌液与《饲料添加剂品种目录（2013）》所记载的植物提取物、酶制剂进行复配实验，最终发现该复合菌液与苜蓿提取物、果胶酶复配后具有协同作用，使用三者发酵制得的饲料能够有效提高生长育肥猪的猪肉品质。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。
以下实施例和对比例中，所使用的枯草芽孢杆菌购自中国典型培养物保藏中心，菌株编号为CCTCC AB 130010，将枯草芽孢杆菌活化、培养后，得到枯草芽孢杆菌菌液；嗜热链球菌购自中国典型培养物保藏中心，菌株编号为CCTCC AB 2010206，将嗜热链球菌活化、培养后，得到嗜热链球菌菌液；果胶酶购自上海源叶生物科技有限公司，规格为BR，50000u/g。
枯草芽孢杆菌的培养基配方和条件为：葡萄糖100g、大豆蛋白胨20g、NaCl5g、蒸馏水1000mL，pH为7.0，培养时间20h，培养温度37℃；嗜热链球菌的培养基配方和条件为：酵母膏7.5g，蛋白胨7.5g，葡萄糖10g，KH2PO42g，西红柿汁100ml,吐温80ml,蒸馏水900ml，pH为7.0，培养时间24h。
应用例与对比例中的发酵底料由以下重量份的原料组成：玉米粉60份，豆粕24份，麸皮10份，玉米芯18份，糖蜜2份，米糠5份，硫酸铵1份，石粉5份。
实施例1：复合菌酶生物发酵剂的制备。
（1）将紫花苜蓿全草干燥并粉碎，向粉碎后的紫花苜蓿中加入10重量倍的乙醇溶液（体积分数60%）进行回流提取，提取时间2h；提取液回收乙醇后加入氧化铝吸附杂质，过滤，收集滤液，滤液喷雾干燥，即制备得到紫花苜蓿提取物。
（2）将枯草芽孢杆菌菌液和嗜热链球菌菌液按照重量比1：1的比例混合得到复合菌液，然后将复合菌液、紫花苜蓿提取物和果胶酶按照重量比1：0.5：1的比例混合得到发酵剂；所述复合菌液中嗜热链球菌的活菌数为1.5×1010CFU/g，枯草芽孢杆菌的活菌数为1×1010CFU/g。
实施例2：复合菌酶生物发酵剂的制备。
（1）将紫花苜蓿全草干燥并粉碎，向粉碎后的紫花苜蓿中加入10重量倍的乙醇溶液（体积分数60%）进行回流提取，提取时间2h；提取液回收乙醇后加入氧化铝吸附杂质，过滤，收集滤液，滤液喷雾干燥，即制备得到紫花苜蓿提取物。
（2）将枯草芽孢杆菌菌液和嗜热链球菌菌液按照重量比1：1的比例混合得到复合菌液，然后将复合菌液、紫花苜蓿提取物和果胶酶按照重量比1：1：2的比例混合得到发酵剂；所述复合菌液中嗜热链球菌的活菌数为1.8×1010CFU/g，枯草芽孢杆菌的活菌数为1.4×1010CFU/g。
实施例3：复合菌酶生物发酵剂的制备。
（1）将紫花苜蓿全草干燥并粉碎，向粉碎后的紫花苜蓿中加入10重量倍的乙醇溶液（体积分数60%）进行回流提取，提取时间2h；提取液回收乙醇后加入氧化铝吸附杂质，过滤，收集滤液，滤液喷雾干燥，即制备得到紫花苜蓿提取物。
（2）将枯草芽孢杆菌菌液和嗜热链球菌菌液按照重量比1：1的比例混合得到复合菌液，然后将复合菌液、紫花苜蓿提取物和果胶酶按照重量比1：2：3的比例混合得到发酵剂；所述复合菌液中嗜热链球菌的活菌数为2×1010CFU/g，枯草芽孢杆菌的活菌数为1.5×1010CFU/g。
应用例1：复合菌无抗发酵饲料的制备。
按照发酵剂、红糖、水和发酵底料的重量比为0.05：5：10：50的比例向发酵底料中加入发酵剂、红糖和水，混合均匀，先在20℃、通气量2L/min的条件下有氧发酵6h，再于35℃的条件下厌氧发酵10天，制得复合菌无抗发酵饲料。
应用例2：复合菌无抗发酵饲料的制备。
按照发酵剂、红糖、水和发酵底料的重量比为0.1：24：26：100的比例向发酵底料中加入发酵剂、红糖和水，混合均匀，先在22℃、通气量3L/min的条件下有氧发酵7h，再于36℃的条件下厌氧发酵12天，制得复合菌无抗发酵饲料。
应用例3：复合菌无抗发酵饲料的制备。
按照发酵剂、红糖、水和发酵底料的重量比为0.2：50：50：200的比例向发酵底料中加入发酵剂、红糖和水，混合均匀，先在25℃、通气量3.5L/min的条件下有氧发酵8h，再于38℃的条件下厌氧发酵14天，制得复合菌无抗发酵饲料。
对比例1：
按照应用例1的方法制备复合菌物抗发酵饲料，区别在于，发酵剂中不添加紫花苜蓿提取物和果胶酶，具体步骤如下：
（1）将枯草芽孢杆菌菌液和嗜热链球菌菌液按照重量比1：1的比例混合得到复合菌液；所述复合菌液中嗜热链球菌的活菌数为1.5×1010CFU/g，枯草芽孢杆菌的活菌数为1×1010CFU/g。
（2）按照复合菌液、红糖、水和发酵底料的重量比为0.05：5：10：50的比例向发酵底料中加入复合菌液、红糖和水，混合均匀，先在20℃、通气量2L/min的条件下有氧发酵6h，再于35℃的条件下厌氧发酵10天，制得复合菌无抗发酵饲料。
对比例2：
按照应用例1的方法制备复合菌物抗发酵饲料，区别在于，发酵剂中不添加紫花苜蓿提取物，具体步骤如下：
（1）将枯草芽孢杆菌菌液和嗜热链球菌菌液按照重量比1：1的比例混合得到复合菌液，然后将复合菌液和果胶酶按照重量比1：1的比例混合得到发酵剂；所述复合菌液中嗜热链球菌的活菌数为1.5×1010CFU/g，枯草芽孢杆菌的活菌数为1×1010CFU/g。
（2）按照发酵剂、红糖、水和发酵底料的重量比为0.05：5：10：50的比例向发酵底料中加入发酵剂、红糖和水，混合均匀，先在20℃、通气量2L/min的条件下有氧发酵6h，再于35℃的条件下厌氧发酵10天，制得复合菌无抗发酵饲料。
对比例3：
按照应用例1的方法制备复合菌物抗发酵饲料，区别在于，发酵剂中不添加果胶酶，具体步骤如下：
（1）将枯草芽孢杆菌菌液和嗜热链球菌菌液按照重量比1：1的比例混合得到复合菌液，然后将复合菌液和紫花苜蓿提取物按照重量比1：0.5的比例混合得到发酵剂；所述复合菌液中嗜热链球菌的活菌数为1.5×1010CFU/g，枯草芽孢杆菌的活菌数为1×1010CFU/g。
（2）按照发酵剂、红糖、水和发酵底料的重量比为0.05：5：10：50的比例向发酵底料中加入发酵剂、红糖和水，混合均匀，先在20℃、通气量2L/min的条件下有氧发酵6h，再于35℃的条件下厌氧发酵10天，制得复合菌无抗发酵饲料。
试验例：生长育肥猪饲喂试验。
（1）试验方法：
选取健康、体况接近的生长育肥猪60头，编号为1-60，随机平均分为6组，每组10头，将生长育肥猪进行分舍饲喂，并将同组生长育肥猪饲喂于同一猪舍中。控制每个猪舍的温度为25℃，相对湿度为70%，并保证各组猪的其他生长环境条件完全一致，所有生长育肥猪每天早、中、晚共饲喂三次，每日饲喂量为2kg，自由饮水，每日清粪两次，保持舍内清洁，实验进行30天。
1-6组所喂饲粮如下：
第1组：饲喂应用例1所制备的复合菌无抗发酵饲料；第2组：饲喂应用例2所制备的复合菌无抗发酵饲料；第3组：饲喂应用例3所制备的复合菌无抗发酵饲料；第4组：饲喂对比例1所制备的复合菌无抗发酵饲料；第5组：饲喂对比例2所制备的复合菌无抗发酵饲料；第6组：饲喂对比例3所制备的复合菌无抗发酵饲料。
30天后对每头生长育肥猪进行称重并记录，然后计算每组生长育肥猪中每头猪的日增重，结果取平均值并计算料肉比；然后每组分别随机屠宰2头猪，测定其眼肌面积、肌内脂肪和滴水损失，结果取平均值。
其中，眼肌面积和肌内脂肪参考论文《紫花苜蓿对猪生理及肉质相关基因表达影响》所记载的方法测定，滴水损失参考论文《三种添加剂对育肥猪生产性能、肉质几肠道微生物的影响》所记载的方法测定。
（2）试验结果：
表：1-6组的肉质及料肉比数据
由上表可知，与4-6组相比，第1-3组的数据中眼肌面积和肌内脂肪的数据更大，料肉比和滴水损失的数据更小，说明饲喂应用例1-3制备的复合菌物抗发酵饲料能够有效提高生长育肥猪的猪肉品质，具有更优的饲料效果。
同时，第4组的饲料由对比例1所述复合菌液发酵制得，第5组的饲料由对比例2所述复合菌液和果胶酶复配发酵制得，第6组的饲料由对比例3所述复合菌液和紫花苜蓿提取物复配发酵制得，将第1组与第4-6组相比，能够说明该发明中所使用的复合菌液、紫花苜蓿提取物和果胶酶之间复配对提高饲料效果起到了协同作用。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种复合菌酶生物发酵剂，其特征在于，所述复合菌酶生物发酵剂由复合菌液、紫花苜蓿提取物和果胶酶按照重量比1：（0.5-2）：（1-3）的比例混合而成；所述复合菌液由枯草芽孢杆菌和嗜热链球菌按照重量比1：1的比例复配而成。
2.根据权利要求1所述的一种复合菌酶生物发酵剂，其特征在于，所述复合菌液中嗜热链球菌的活菌数为（1.5-2）×1010CFU/g，枯草芽孢杆菌的活菌数为（1-1.5）×1010CFU/g。
3.根据权利要求1所述的一种复合菌酶生物发酵剂，其特征在于，所述紫花苜蓿提取物由如下方法制备：
将紫花苜蓿全草干燥并粉碎，向粉碎后的紫花苜蓿中加入10重量倍的乙醇溶液进行回流提取，提取时间2h，提取液回收乙醇后加入氧化铝吸附杂质，过滤，收集滤液，滤液喷雾干燥，即制备得到紫花苜蓿提取物。
4.权利要求1-3任意一项所述的复合菌酶生物发酵剂在复合菌无抗发酵饲料中的应用。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，向发酵底料中加入复合菌酶发酵剂、红糖和水，混合均匀，先有氧发酵6-8h，再厌氧发酵10-14天，制得复合菌无抗发酵饲料。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述发酵底料由如下重量份的原料组成：玉米粉60份，豆粕24份，麸皮10份，玉米芯18份，糖蜜2份，米糠5份，硫酸铵1份，石粉5份。
7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述复合菌酶发酵剂、红糖、水和发酵底料的重量比为（0.05-0.2）：（5-50）：（10-50）：（50-200）。
8.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述有氧发酵的条件为：20-25℃、通气量2-3.5L/min，厌氧发酵条件为：35-38℃密闭发酵。
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