CN1903058A - 畜禽用三元活性微生态制剂 - Google Patents
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Abstract
一种用作饲料添加剂的畜禽用三元活性微生态制剂，其重量份组成是：活菌制剂94％－98％、低聚寡糖0.1％－1％、卵黄免疫球蛋白1％－5％；所述活菌制剂由植物乳杆菌液、酵母菌液、芽孢杆菌液按1∶0.9－1.1∶0.9－1.1之重量比组成，且每克植物乳杆菌液中含植物乳杆菌≥8×108个，每克酵母菌液中含酵母菌≥7×108个，每克芽孢杆菌液中含芽孢杆菌≥4×108个。本发明充分发挥了抗体球蛋白的特异性免疫功能和活菌剂、低聚寡糖的非特异性免疫功能，提高了制剂的针对性；还使活菌处于休眠状态，提高了制剂的稳定性；并采用微胶囊包埋技术，延长了制剂的货架期。
Description
技术领域
本发明涉及畜禽用饲料添加剂，进一步是指用做所述添加剂的畜禽用三元活性微生态制剂。
背景技术
抗生素在畜禽养殖业的应用，为世界畜牧业的发展做出了巨大的贡献，然而也带来了极大的隐患：第一，引起内源性感染和二重感染；第二，使畜禽机体免疫力下降，细胞产生耐药性，并通过质粒发生传递，可转移到人体，威胁人类身体健康；第三，化学残留会污染肉、蛋、奶，降低畜禽产品的质量。因此，世界发达国家已于1989年开始全面禁止抗生素在饲料中的应用。
为了克服抗生素的各种弊端，世界各国先后开展了无毒副作用、无残留的绿色饲料添加剂的研究，而在其研究与开发过程中，首选研究的是微生态制剂。微生态制剂是一种含有大量有益菌及其代谢产物和生长促进因子，并且有维持肠道微生态平衡、提高机体健康水平的活菌制剂。免疫球蛋白是动物机体产生的抗感染物质，近年来，国外研究证明，在日粮中添加多克隆抗体，可以预防仔猪和牛犊的大肠杆菌腹泻症。美国食品和药品管理局于1996年将卵黄免疫球蛋白(Igy)列入“一般公认安全物质”范畴，德国于1995年批准将其用于饲料添加剂。
微生态制剂这种新型的生物产品，虽然正在以其独特的功能影响日益发展的畜牧业，但还存在许多有待进一步研究问题：第一，针对性不强，不如抗生素那样可针对某种肠道疾病而采用相应的产品，针对性很强地进行治疗；第二，微生态制剂菌株的稳定性不高，如活菌剂的抗热性、耐酸性等抵抗外界不良环境的能力低；第三，微生态制剂产品的货架期不长，随着贮存期的增加，活菌数量逐步降低。
从国外开发和使用效果看，复合菌制剂较单一菌剂作用效果更好，复合菌制剂一般都具有协同作用。为了提高微生态制剂的有效性，人们正着力于微生态制剂辅助剂的研制与开发。如对低聚寡糖与活菌制剂复合添加的试验，取得一定效果；同时也在开发和研究活菌剂与其他制剂间的联合作用。目前国外还在研究通过基因工程技术，把一些有用的外源基因导入活菌制剂的菌种中，扩大其生物学特殊功能，从而达到一种制剂多种功能的目的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的不足，提出一种畜禽用三元活性微生态制剂，它将活菌制剂、低聚寡糖、抗体球蛋白有机地结合起来，以充分发挥抗体球蛋白的特异性免疫功能和活菌剂、低聚寡糖的非特异性免疫功能，以提高了微生态制剂的针对性；还可采用低温真空冷冻干燥技术，将活菌剂制成干粉，使活菌处于休眠状态，以提高微生态制剂的稳定性；还可采用微胶囊包埋技术，将三元活性制剂包埋起来，以延长微生态制剂的货架期。
本发明的技术解决方案是，所述畜禽用三元活性微生态制剂的重量份组成是：
活菌制剂 94％-98％；
低聚寡糖 0.1％-1％；
卵黄免疫球蛋白 1％-5％；
其中，所述活菌制剂由植物乳杆菌液、酵母菌液、芽孢杆菌液按1∶0.9-1.1∶0.9-1.1之重量比组成，且每克植物乳杆菌液中含植物乳杆菌≥8×108个，每克酵母菌液中含酵母菌≥7×108个，每克芽孢杆菌液中含芽孢杆菌≥4×108个。
以下对本发明做出进一步说明。
所述低聚寡糖可以是低聚木糖、低聚果糖、低聚甘露中的一种，也可以是其它低聚寡糖。
本发明可以上述三元活性微生态制剂的有效成份为芯材，以下述重量份成分的均匀混合物为壁材：
变性淀粉35％-45％；
***胶10％-20％；
麦芽糊精20％-30％；
玉米糖桨15％-25％；
将上述芯材与壁材按1∶0.9-1.1之重量比混合均质后，经常规低温喷雾工艺制成微胶囊状态产品。
本发明中，所述活菌制剂可采用如下重量份组分的培养基：
主体碳源 5％-9％； 葡萄糖 1％-3％；
蛋白胨 0.4-0.6％； 植物油 0.2-0.4％；
K2HPO4 0.1-0.3％； CaCo3 1％-3％；
MgSO4 0.05-0.07％； MnSO4 0.02-0.03％；
水 84％-90％；
其中，所述主体碳源为土豆粉、大豆粉、玉米粉中的一种，并植入相应菌种，每克菌液中的菌种含量是：植物乳杆菌≥8×108个、酵母菌≥7×108个、芽孢杆菌≥4×108个。
本发明中，猪用三元活性微生态制剂主体碳源可采用土豆粉，鸡用三元活性微生态制剂主体碳源可采用大豆粉，反刍动物三元活性微生态制剂主体碳源可采用玉米粉。
本发明对所述植物乳杆菌(PC0586-2)、枯草芽孢杆菌(BL0067)、产朊假丝酵母菌(2.120)进行了单一菌株培养温度、培养时间、培养初始PH值、需氧量、培养基组成等生产工艺参数进行了研究，并且对它们的复合培养进行工艺参数的修正。结果表明：三种菌达到产量最高值的时间是48-54小时，酵母菌的发酵最适温度为32℃，芽孢杆菌为38℃，乳酸菌为36℃，最适温度各不相同，因此，复合培养时，分两阶段进行，第一阶段温度32℃，第二阶段温度31℃，时间各半(28小时)。三种菌的最初培养PH值分别为乳酸菌5.6，酵母菌5.8，芽孢杆菌6.0。因此，复合发酵时PH值要控制在6.0左右。三种菌发酵过程的需氧量各不相同，乳酸菌是以厌氧呼吸为主的兼性菌，酵母菌和芽孢杆菌是好氧呼吸的菌种。因此，复合培养分两步进行，第一阶段(前28小时)培养时，通气1小时停2小时，第二阶段通气2小时停1小时。
本发明中，所述植物乳杆菌、酵母菌、芽孢杆菌可采用标准菌株，也可通过以下菌种分离筛选获得：
取畜禽肠道或土壤样品，稀释后通过富集驯化培养、选择培养、平板(划线)分离培养、菌落采集、纯化继代分离培养、生产试验培养、定性定量分析等步骤，从126份猪肠、鸡肠、牛瘤胃样品，近2万株菌株中，分离筛选出一株高产乳酸的植物乳杆菌(暂编号为PC0586)乳酸产量90.7g/L，比标准菌株(中国科学院微生物菌种保存中心提供，乳酸产量为78g/L)乳酸产量高16％。从27份土壤样品，近4000株菌株中，分离筛选出一株抑菌能力很强的枯草芽孢杆菌变异株，暂编号为BL0067。与标准菌株(中国科学院微生物菌种保存中提供)比较，抑菌能力提高31％。
本发明还可采用紫外对上述育出的植物乳杆菌PC0586进行诱变处理，处理剂量为成活率1％以下。紫外线波长为260nm左右，紫外灯功率为15W，距离固定在样品30nm高处。诱变时间0-72h。从2000余份材料中，选育出一株高产乳酸的植物乳杆菌，乳酸产量达到了130g/L，对糖的转化率为86％-90％，而且表现较好的遗传稳定性。该菌株暂定名为PC0586-1。
本发明还可用基因工程对所述菌种进行遗传改良。其中，转体：高产赖氨酸的棒杆菌(AS1.536)由中国科学院微生物研究所菌种保存中心提供，各种DNA的内切酶、赖氨酸合成途径中的关键酶基因：二氢吡啶二羧酸合成酶基因(dapA)由湖南农业科学院生物研究室提供；受体：可采用诱变育种选育出的植物乳杆菌PC0586-1。载体：大肠杆菌。利用重组DNA的基因工程技术将棒杆菌(AS1.563)赖氨酸合成途径中的关键酶基因-二氢吡啶二羧酸合成酶基因(dapA)，采用随机整合法，以大肠杆菌作为载体，成功地导入了目标菌株植物乳杆菌PC0586-1，培养出一株基因工程菌株，暂编号为PC0586-2。结果表明，外源质粒转化率高，能在目标菌中长期保存，且高水平表达。使无蛋白质分解酶的植物乳杆菌能合成赖氨酸，并且产量达到了27g/L，应用到生产中，起到了既高产乳酸，又能产生赖氨酸的双重作用。
微生态制剂是近十年来研制开发的一种新型生物制剂，目前国内外大多还都是单元的活菌制剂，典型代表是日本流球大学研究开发的“EM原露”，已在日本欧美和我国广泛推广应用。在此，本发明与“EM原露”的各项技术指标比较如下：
1.同源性比较：
本发明产品中的菌种来源之一为来源于畜禽肠道，制成三元活性制剂添加于饲料中，取食后再返回畜禽肠道，由于有良好的同源性，提高了微生物在禽畜肠道内的定植能力。而以“EM原露”为代表的其他微生态制剂菌种大都来源于土壤，在畜禽肠道内的定植能力低于本发明产品。
2.针对性的比较：
表1：三元活性制剂(本发明)与EM原露针对性的比较
| 比较指标 | 三元活性制剂 | EM原露 |
| 菌种数量抗体球蛋白双歧因子非特异免疫功能特异免疫功能适用范围针对性 | 3有有有有猪、鸡、反刍动物强 | 80无无有无所有动物、所有植物差 |
从上述比较结果可以看出，“EM原露”含有80个菌种，可用于动物饲料，也可作植物的生物肥料，其广普性好、针对性差；而三元活性制剂中含有针对大肠杆菌和沙门氏杆菌的抗体球蛋，具有特异的免疫功能，针对性强。
3.热稳定性比较
将本发明的三元活性制剂和EM原露采取了70℃高温处理10分钟，结果表明，三元活性制剂中的活菌成活率高达88.7％，比EM原露(41.5％)提高了一倍多。
表2：三元活性制剂(本发明)与EM原露的热称定性比较
| 比较指标 | 三元活性制剂 | EM原露 |
| 热处理前活菌数(个/g)热处理后活菌数(个/g)活菌成活率(％) | 4.98×1084.22×10888.7 | 5.11×1082.12×10841.5 |
4.酸稳定性比较
畜禽取食后，微生态制剂在动物的胃内被大量的胃酸、胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶杀灭或被消化，能够达到肠道的活菌数量会大量降低。本发明进行了三元活性制剂与EM原露的模拟胃液试验。
模拟胃液组成：胃酸10％、胃蛋白酶1％、胰蛋白酶0.1％、胰凝乳蛋白酶0.05％、PH值4.0-5.0、时间1-8h。
表3：三元活性制剂(本发明)与EM原露胃酸稳定性比较
| 处理时间(h) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 3 | 6 | 7 | 8 |
| 三元活性制剂活菌成活率(％)EM原露活菌成活率(％) | 100100 | 98.282.4 | 96.777.4 | 82.166.0 | 73.450.9 | 57.030.1 | 40.111.7 | 37.60 | 320 |
从表3可以看出，三元活性制剂抗抵胃酸的能力，远远高于EM原露，经模拟胃液处理6小时后，三元活性制剂中的活菌率还有41.0％，比EM原露提高4倍，处理7小时后，EM原露中已不存在活菌了，而三元活性制剂还有37.6％的活菌存活率。
5.抑菌能力的比较
表4：三元活性制剂与EM原露抑菌能力的比较
| 指示菌种 | 抑菌圈直径(mm) | |
| 三元活性制剂 | EM原露 | |
| 大肠杆菌嗜酸乳杆菌枯草芽孢杆菌沙门氏杆菌青春双歧杆菌 | 27.3-20.231.8- | 10.6-11.613.7- |
从表4可以看出，三元活性制剂和EM原露都对肠道内的有害菌表现出抑制作用，而对有益菌不表现抑制作用。从抑菌能力上比较，三元活性制剂对大肠杆菌的抑制能力(抑菌圈直径27.3mm)是EM原露(抑菌圈直径10.6)的2.5倍。
6.货架期的比较
表5：三元活性制剂与EM原露货架期的比较
| 比较项目 | 贮存前 | 1月 | 3月 | 5月 |
| 三元活性制剂活菌成活率(％)EM原露活菌成活率(％) | 100100 | 97.293.0 | 94.578.77 | 89.961.1 |
从表5的结果可以看出，三元活性制剂经过6个月的货架期后，活菌成活率仍然达到了89.8％，而EM原露经过6个月贮存后，活菌成活率只有61.1％。三元活性制剂货架贮存能力提高了45％。
由以上可知，本发明为畜禽用三元活性微生态制剂，它将活菌制剂、低聚寡糖、抗体球蛋白有机地结合起来，充分发挥了抗体球蛋白的特异性免疫功能和活菌剂、低聚寡糖的非特异性免疫功能，提高了微生态制剂的针对性；还采用了低温真空冷冻干燥技术，将活菌剂制成干粉，使活菌处于休眠状态，提高了微生态制剂的稳定性；还采用了微胶囊包埋技术，将三元活性制剂包埋起来，延长了微生态制剂的货架期。
具体实施方式
实施例1：三元活性微生态制剂的重量份组成是：主体碳源用土豆粉培养的活菌制剂98％、低聚木糖1％、卵黄免疫球蛋白(320滴读/g)1％；其中，所述活菌制剂由植物乳杆菌液、酵母菌液、芽孢杆菌液按1∶1∶1之重量比组成，且每克植物乳杆菌液中含植物乳杆菌≥8×108个，每克酵母菌液中含酵母菌≥7×108个，每克芽孢杆菌液中含芽孢杆菌≥4×108个；以上述三元活性微生态制剂的有效成份为芯材，以下述重量份成分的均匀混合物为壁材：变性淀粉45％、***胶20％、麦芽糊精20％、玉米糖桨15％；
将上述芯材与壁材按1∶1之重量比混合均质后，经常规低温(-5℃)喷雾工艺制成微胶囊状态产品。产品应用：
地点：湖南省桃源县畜禽良种场
对象：28日龄二元杂交(长×大)断奶仔猪
时间：28天(2005年5月1日-2005年5月28日)
日粮组成：岳阳九鼎SH112型乳猪浓缩料
分组和饲养：试验组12头，对照组15头，每日喂料2次。
应用结果：
表6：三元活性制剂的应用效果
| 比较指标 | 试验组(三元活性制剂) | 对照组(未使用) | 比较结果 |
| 平均日增重(g/头)平均日采食量(g/日.头)料肉比腹泻率(％)成活率(％)增重1kg体重成本(元)增重1kg体重纯收入(元) | 495.71796.071.61∶14.210013.462.54 | 298.93564.41.83∶114.383％15.190.81 | +196.78+249.67-0.22-11.1+17.0-1.73+1.73 |
从表6可以看出，试验组比对照组每日多增重196.78克，比对照提高了65％，料肉比降低了0.22，饲料转化率提高了12.02％，腹泻率比对照降低了3倍，成活率提高了20％，每增加一公斤体重，纯收入增加1.73元。
实施例2：三元活性微生态制剂的重量份组成是：主体碳源用大豆粉培养的活菌制剂的重量份组成是：活菌制剂94％、低聚果糖1％、卵黄免疫球蛋白(320滴读/g)5％；其中，所述活菌制剂由植物乳杆菌液、酵母菌液、芽孢杆菌液按1∶0.9∶1之重量比组成，且每克植物乳杆菌液中含植物乳杆菌≥8×108个，每克酵母菌液中含酵母菌≥7×108个，每克芽孢杆菌液中含芽孢杆菌≥4×108个。以上述三元活性微生态制剂的有效成份为芯材，以下述重量份成分的均匀混合物为壁材：变性淀粉35％、***胶10％、麦芽糊精30％、玉米糖桨25％；将上述芯材与壁材按1∶0.9之重量比混合均质后，经常规低温(0--10℃)喷雾工艺制成微胶囊状态产品。
实施例3：三元活性微生态制剂的重量份组成是：主体碳源用玉米粉培养的活菌制剂的重量份组成是：活菌制剂96％、低聚甘露0.1％、卵黄免疫球蛋白3.9％；其中，所述活菌制剂由植物乳杆菌液、酵母菌液、芽孢杆菌液按1∶1∶0.9之重量比组成，且每克植物乳杆菌液中含植物乳杆菌≥8×108个，每克酵母菌液中含酵母菌≥7×108个，每克芽孢杆菌液中含芽孢杆菌≥4×108个。以上述三元活性微生态制剂的有效成份为芯材，以下述重量份成分的均匀混合物为壁材：变性淀粉40％、***胶15％、麦芽糊精25％、玉米糖桨20％；将上述芯材与壁材按1∶1.1之重量比混合均质后，经常规低温(-20℃)喷雾工艺制成微胶囊状态产品。
Claims (3)
1、一种畜禽用三元活性微生态制剂，其特征是，它的重量份组成是：
活菌制剂 94％-98％；
低聚寡糖 0.1％-1％；
卵黄免疫球蛋白 1％-5％；
其中，所述活菌制剂由植物乳杆菌液、酵母菌液、芽孢杆菌液按1∶0.9-1.1∶0.9-1.1之重量比组成，且每克植物乳杆菌液中含植物乳杆菌≥8×108个，每克酵母菌液中含酵母菌≥7×108个，每克芽孢杆菌液中含芽孢杆菌≥4×108个。
2、根据权利要求1所述的畜禽用三元活性微生态制剂，其特征是，以所述成份为芯材，以下述重量份成分的均匀混合物为壁材：
变性淀粉 35％-45％；
***胶 10％-20％；
麦芽糊精 20％-30％；
玉米糖桨 15％-25％；
将上述芯材与壁材按1∶0.9-1.1之重量比混合均质后，经常规低温喷雾工艺制成微胶囊状态产品。
3、根据权利要求1所述的畜禽用三元活性微生态制剂，其特征是，所述低聚寡糖为低聚木糖、低聚果糖、低聚甘露中的一种。
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