專利名稱：一種富含生物素發(fā)酵棉粕的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種發(fā)酵棉柏的制備方法，尤其涉及的是一種富含生物素發(fā)酵棉 柏的制備方法。
背景技術(shù)：
生物素(Biotin)又名維生素H，屬于水溶性B族維生素家族。生物素的結(jié)構(gòu)早在 20世紀(jì)40年代就已明確。其分子式為CltlH16O3N2S,由咪唑酮環(huán)和一個帶戊酸的四氫噻吩環(huán) 結(jié)合而成，為含硫的單羧酸。生物素在養(yǎng)殖生產(chǎn)中具有不可忽視的作用。有文獻記載，添加 生物素，可明顯改善動物繁殖性能，提高日增重和飼料利用率，提高乳產(chǎn)品產(chǎn)量，顯著改善 腿、蹄部的健康狀況。除此之外，生物素還可以降低血糖濃度，調(diào)節(jié)血脂水平，調(diào)節(jié)免疫水平 等功效。
目前，生物素的生產(chǎn)方式主要有三菌種直接提取法、化學(xué)合成法和發(fā)酵法。直接 提取法是用氧化鋁色譜法從蛋黃、牛奶以及動物的肝、腎、胰等內(nèi)臟中提取生物素，在真空 下經(jīng)蒸餾精制而得。該方法由于原料來源有限，產(chǎn)量較小、成本高，所得產(chǎn)品主要用于生產(chǎn) 生物學(xué)試劑?；瘜W(xué)合成法是目前國際上生物素主要采生產(chǎn)方法，其特點是工藝路線長。但 因生產(chǎn)過程大量采用有毒有害原料，因此，安全隱患多，環(huán)保壓力大。
眾所周知，我國是一個棉柏生產(chǎn)大國，棉柏的年產(chǎn)量在600萬噸以上。目前，棉柏 已經(jīng)在理論和實踐上被證明是可以作為一種蛋白資源用于動物飼料中，以彌補我國蛋白資 源不足的窘境。但不可忽視的是棉柏中的游離棉酚以及氨基酸、維生素等營養(yǎng)元素的不均 衡。如何采取適當(dāng)?shù)姆椒?，取得富含D-生物素，又安全的棉柏，甚至其他限制性營養(yǎng)元素含 量有所提高，目前鮮有類似報道。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種富含生物素發(fā)酵棉柏的制備 方法，通過選取特定的菌株，結(jié)合液態(tài)菌種發(fā)酵與傳統(tǒng)的固體發(fā)酵，生產(chǎn)富含生物素的發(fā)酵 棉柏。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，一種富含生物素發(fā)酵棉柏的制備方法，包括 以下步驟(1)一級菌種制備從酵母菌斜面培養(yǎng)基中挑取一環(huán)酵母菌，接菌種到液體酵母菌種子培養(yǎng)基中，在28 35°C攪拌培養(yǎng)24 48小時，制得酵母菌一級菌種；從乳酸菌斜面培養(yǎng)基中挑取一環(huán)乳酸 菌，接菌種到液體乳酸菌種子培養(yǎng)基中，在35 40°C靜置培養(yǎng)24 48小時，制得乳酸菌一 級菌種；(2)二級菌種制備將步驟(I)中制得的酵母菌一級菌種按O. 5 5%體積比的接菌種量接入盛有液體酵 母菌種子培養(yǎng)基的菌種子發(fā)酵罐中，在28 35°C通氣攪拌發(fā)酵24 60小時，制得酵母菌二級菌種；將步驟(I)制得的乳酸菌一級菌種按O. 5 5%體積比的接菌種量接入盛有液體乳酸菌種子培養(yǎng)基的菌種子發(fā)酵罐中，在35 40°C靜置培養(yǎng)24 48小時,制得乳酸菌二級菌種；(3)三級菌種制備按O. 5 5%體積比的接菌種量將步驟(2)中制得的酵母菌二級菌種接入盛有酵母菌基本培養(yǎng)基的發(fā)酵罐中，調(diào)整pH值為6. 5 7. 5，在28 35°C通氣攪拌發(fā)酵24 72小時，制得酵母菌三級菌種；按O. 5 5%體積比的接菌種量將步驟(2)中制得的乳酸菌二級菌種接入盛有乳酸菌基本培養(yǎng)基的發(fā)酵罐中，調(diào)整pH值為5. 5 6. 0，在35 40°C攪拌發(fā)酵24 72小時，制得乳酸菌三級菌種；(4)固體發(fā)酵
將步驟(3)中制得的酵母菌三級菌種和乳酸菌三級菌種分別以質(zhì)量分?jǐn)?shù)I 5%的接菌種量加入到發(fā)酵底物中，調(diào)節(jié)水分至40 60%，混合均勻后，堆垛發(fā)酵2 5天；(5)烘干粉碎將步驟(4)發(fā)酵完成后的棉柏烘干、粉碎即可。
上述的一種富含生物素發(fā)酵棉柏的制備方法，所述步驟(I)中，所述酵母菌斜面培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖6g/L，蛋白胨3g/L，酵母膏l(xiāng)g/L，氯化鈉O. 5g/L，瓊脂15g/ L，酵母菌斜面培養(yǎng)基的pH為6. 5 7. 5。
上述的一種富含生物素發(fā)酵棉柏的制備方法，所述步驟(I)中，所述乳酸菌斜面培養(yǎng)基包括以下組分脫脂奶粉100. Og/L，酵母粉lg/L，K2HPO4 5g/L，瓊脂15g/L。
上述的一種富含生物素發(fā)酵棉柏的制備方法，步驟(2)中所述的酵母菌種子培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖10 g/L，尿素lg/L, K2HPO4 O. lg/L, MgSO4 · 7H20 O. lg/L，玉米漿 0. 6g ；上述的一種富含生物素發(fā)酵棉柏的制備方法，步驟(2)中所述的乳酸菌種子培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖20. Og/L，蛋白胨10. Og/L，牛肉膏10. Og/L，酵母浸膏5. Og/L，無水乙酸鈉 5.0g/L，K2HP04 2.(^/1，檸檬酸氫二銨2.(^/1，1%304*7!120 0. 58g/L,MnSO4^H2O 0. 33g/ L。
上述的一種富含生物素發(fā)酵棉柏的制備方法，步驟(3)中所述酵母菌基本培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖10g/L，尿素lg/L, K2HPO4 O. lg/L, MgSO4 · 7H20 O. 2g/L，玉米漿 0. lg/L, CaCO33g/L。
上述的一種富含生物素發(fā)酵棉柏的制備方法，步驟(3)所述乳酸菌基本培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖20. 0g/L，蛋白胨10. 0g/L，牛肉膏10. 0g/L,酵母浸膏5. Og/ L,無水乙酸鈉 5. 0g/L,磷酸氫二鉀 2. 0g/L,檸檬酸氫二銨 2. 0g/L, MgS04*7H20 O. 58g/L， MnS04*H20 0.33g/L。
上述的一種富含生物素發(fā)酵棉柏的制備方法，步驟(4)中所述發(fā)酵底物包括以下組分包括下述重量百分比的，棉柏75 90%，玉米粉5 25%，糖蜜I 10%，5000 IU/g 植酸酶 0. 05 0. 2%, 10000IU/g 酸性蛋白酶 0. 05 1%，NH4SO4 0. 5%, K2HPO4 0. 2%, MgSO4*7H20 0. 1%，CaCO3 0. 1%，各組分之和為 100%。
上述的一種富含生物素發(fā)酵棉柏的制備方法，步驟(3)所述的調(diào)節(jié)PH值采用質(zhì)量濃度20 30%的NaOH溶液調(diào)節(jié)。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點本發(fā)明中，發(fā)酵棉柏中的大部分生物素的生產(chǎn)與菌種制備過程合二為一，節(jié)約能耗，且綠色環(huán)保；成品中，維生素H含量較發(fā)酵前有明顯提高，發(fā)酵前一般在0. llmg/kg,發(fā)酵后高達138mg/kg 420mg/kg ;發(fā)酵成品中，植酸等抗?fàn)I養(yǎng)因子得到充分降解，各營養(yǎng)成分，如蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素等均有不同程度提高；菌種生產(chǎn)過程中使用的液體發(fā)酵罐及相應(yīng)技術(shù)，加強了機械化程度的同時，更利于對菌種培養(yǎng)的過程控制，節(jié)約了人力成本。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。實施例I
本實施例包括以下步驟
(I) 一級菌種制備
從酵母菌斜面培養(yǎng)基中挑取一環(huán)酵母菌，接菌種到液體酵母菌種子培養(yǎng)基中，攪拌轉(zhuǎn)速150rpm，溫度為28°C，培養(yǎng)24小時，檢測菌液濃度，測定0D600數(shù)值為0. 65，無雜菌生成；從乳酸菌斜面培養(yǎng)基中挑取一環(huán)乳酸菌，接菌種到液體乳酸菌種子培養(yǎng)基中，溫度為35°C，靜置培養(yǎng)24小時，檢測菌液濃度和純度，測定0D600數(shù)值為0. 65，無雜菌生成；
本實施例中酵母菌斜面培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖6g/L，蛋白胨3g/L，酵母膏l(xiāng)g/L，氯化鈉0. 5g/L，瓊脂15g/L，酵母菌斜面培養(yǎng)基的pH為6. 5，滅菌條件115°C下滅菌20min ；所述乳酸菌斜面培養(yǎng)基包括以下組分脫脂奶粉100. Og/L，酵母粉lg/L，K2HP04 5g/L，瓊脂15g/L，滅菌條件115°C下滅菌20min。(2) 二級菌種制備
將步驟(I)中制得的酵母菌一級菌種按0. 5% (v/v)的接菌種量接入盛有液體酵母菌種子培養(yǎng)基的菌種子發(fā)酵罐中，溫度為28°C，攪拌轉(zhuǎn)速300rpm，通氣量2L/ (L min)，發(fā)酵時間24小時，檢測菌液濃度和純度，0D600數(shù)值為0. 65，無雜菌生成；將步驟(I)制得的乳酸菌一級菌種按0. 5% (v/v)的接菌種量接入盛有液體乳酸菌種子培養(yǎng)基的菌種子發(fā)酵罐中，溫度為35°C，靜置培養(yǎng)24小時，檢測菌液濃度和純度，0D600數(shù)值為0. 65，無雜菌生成；所述酵母菌種子培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖10 g/L，尿素lg/L，K2HP04 0. lg/L,MgS04 7H20 0. lg/L，玉米漿0. 6g，酵母菌種子培養(yǎng)基的pH為6. 5，滅菌條件115°C下滅菌 20min ；
所述乳酸菌種子培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖20. Og/L，蛋白胨10.0g/L，牛肉膏
10.Og/L,酵母浸膏 5. 0g/L,無水乙酸鈉 5. 0g/L, K2HP04 2. 0g/L,檸檬酸氫二銨 2. 0g/L,MgS04*7H20 0. 58g/L, MnS04*H20 0. 33g/L,乳酸菌種子培養(yǎng)基的 pH 為 6. O。(3)三級菌種制備
按1% (v/v)的接菌種量將步驟(2)中制得的酵母菌二級菌種接入盛有酵母菌基本培養(yǎng)基的發(fā)酵罐中，溫度為28°C，攪拌轉(zhuǎn)速300rpm，通氣量2L/ (L min)，用質(zhì)量濃度20%的NaOH溶液調(diào)整罐中pH為6. 5，發(fā)酵時間24小時，檢測菌液濃度和純度，0D600數(shù)值為0. 65，無雜菌生成；按1% (v/v)的接菌種量將步驟(2)中制得的乳酸菌二級菌種接入盛有乳酸菌基本培養(yǎng)基的發(fā)酵罐中，溫度35°C，攪拌轉(zhuǎn)速50rpm，用質(zhì)量濃度20%的NaOH溶液調(diào)整罐中pH為5. 5，發(fā)酵時間24小時，檢測菌液濃度和純度，0D600數(shù)值為0. 65，無雜菌生成；；
所述酵母菌基本培養(yǎng)基 包括以下組分葡萄糖10g/L，尿素lg/L，K2HP04 0. lg/L,MgS04 7H20 0. 2g/L，玉米漿0. lg/L, CaC03 3g/L ;酵母菌基本培養(yǎng)基的pH為6. 5，滅菌條件115°C下滅菌20min ；
所述乳酸菌基本培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖20. Og/L,蛋白胨10. Og/L,牛肉膏
10.Og/L,酵母浸膏5. Og/L,無水乙酸鈉5. 0g/L,磷酸氫二鉀2. 0g/L,檸檬酸氫二銨2. 0g/L,MgS04*7H20 0. 58g/L, MnS04*H20 0. 33g/L，乳酸菌基本培養(yǎng)基的 pH 為 6. O。(4)固體發(fā)酵
將步驟(3)中制得的酵母菌液和乳酸菌液分別以1% (w/w)的接菌種量加入到發(fā)酵底物中(即，調(diào)節(jié)水分至40%，混合均勻后，堆垛發(fā)酵2天；
所述發(fā)酵底物包括以下組分按重量計，棉柏80%，玉米粉15%，糖蜜4.9%，5000IU/g 植酸酶 0. 05%, 10000IU/g 酸性蛋白酶 0. 05%, NH4S04 0. 5%, K2HP04 0. 2%, MgS04*7H20
0.1%，CaC03 0. 1%。(5)烘干粉碎
將步驟(4 )發(fā)酵完成后的棉柏低溫冷風(fēng)烘干、粉碎即可。隨機取樣，測定本實施例中發(fā)酵棉柏中各主要營養(yǎng)成分含量
權(quán)利要求
1.一種富含生物素發(fā)酵棉柏的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)一級菌種制備 從酵母菌斜面培養(yǎng)基中挑取一環(huán)酵母菌，接菌種到液體酵母菌種子培養(yǎng)基中，在28 35°C攪拌培養(yǎng)24 48小時，制得酵母菌一級菌種；從乳酸菌斜面培養(yǎng)基中挑取一環(huán)乳酸菌，接菌種到液體乳酸菌種子培養(yǎng)基中，在35 40°C靜置培養(yǎng)24 48小時，制得乳酸菌一級菌種； (2)二級菌種制備 將步驟(I)中制得的酵母菌一級菌種按O. 5 5%體積比的接菌種量接入盛有液體酵母菌種子培養(yǎng)基的菌種子發(fā)酵罐中，在28 35°C通氣攪拌發(fā)酵24 60小時，制得酵母菌二級菌種；將步驟(I)制得的乳酸菌一級菌種按O. 5 5%體積比的接菌種量接入盛有液體乳酸菌種子培養(yǎng)基的菌種子發(fā)酵罐中，在35 40°C靜置培養(yǎng)24 48小時,制得乳酸菌二級菌種； (3)三級菌種制備 按O. 5 5%體積比的接菌種量將步驟(2)中制得的酵母菌二級菌種接入盛有酵母菌基本培養(yǎng)基的發(fā)酵罐中，調(diào)整pH值為6. 5 7. 5，在28 35°C通氣攪拌發(fā)酵24 72小時，制得酵母菌三級菌種；按O. 5 5%體積比的接菌種量將步驟(2)中制得的乳酸菌二級菌種接入盛有乳酸菌基本培養(yǎng)基的發(fā)酵罐中，調(diào)整pH值為5. 5 6. 0，在35 40°C攪拌發(fā)酵24 72小時，制得乳酸菌三級菌種； (4)固體發(fā)酵 將步驟(3)中制得的酵母菌三級菌種和乳酸菌三級菌種分別質(zhì)量分?jǐn)?shù)I 5%的接菌種量加入到發(fā)酵底物中，調(diào)節(jié)水分至40 60%，混合均勻后，堆垛發(fā)酵2 5天； (5)烘干粉碎 將步驟(4)發(fā)酵完成后的棉柏烘干、粉碎即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種富含生物素發(fā)酵棉柏的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)中，所述酵母菌斜面培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖6g/L，蛋白胨3g/L，酵母膏l(xiāng)g/L，氯化鈉O. 5g/L，瓊脂15g/L，酵母菌斜面培養(yǎng)基的pH為6. 5 7. 5。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種富含生物素發(fā)酵棉柏的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)中，所述乳酸菌斜面培養(yǎng)基包括以下組分脫脂奶粉100. Og/L，酵母粉lg/L，K2HPO45g/L，瓊脂 15g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種富含生物素發(fā)酵棉柏的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述的酵母菌種子培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖10 g/L，尿素lg/L，K2HPO4 O. lg/L,MgSO4 · 7H20 O. lg/L，玉米漿 0. 6g/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種富含生物素發(fā)酵棉柏的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述的乳酸菌種子培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖20.Og/L，蛋白胨10. Og/L,牛肉膏10. Og/L,酵母浸膏5. Og/L,無水乙酸鈉5. 0g/L, K2HPO4 2. 0g/L,檸檬酸氫二銨2. 0g/L,MgSO4*7H20 0. 58g/L, MnS04*H20 0. 33g/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種富含生物素發(fā)酵棉柏的制備方法，其特征在于，步驟(3)中所述酵母菌基本培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖10g/L，尿素lg/L，K2HPO40. lg/L,MgSO4 · 7H20 0. 2g/L，玉米漿 0. lg/L, CaCO3 3g/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種富含生物素發(fā)酵棉柏的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述乳酸菌基本培養(yǎng)基包括以下組分葡萄糖20. Og/L，蛋白胨10. Og/L，牛肉膏10.Og/L,酵母浸膏5. Og/L,無水乙酸鈉5. Og/L,磷酸氫二鉀2. Og/L,檸檬酸氫二銨2. Og/L,MgS04*7H20 O. 58g/L, MnS04*H20 0.33g/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種富含生物素發(fā)酵棉柏的制備方法，其特征在于，步驟(4)中所述發(fā)酵底物包括以下組分包括下述重量百分比的，棉柏75 90%，玉米粉5 25%，糖蜜 I 10%, 5000 IU/g 植酸酶 0. 05 0. 2%, 10000IU/g 酸性蛋白酶 0. 05 1%，NH4SO40.5%, K2HPO4 0. 2%, MgSO4*7H20 0. 1%，CaCO3 0. 1%，各組分之和為 100%。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種富含生物素發(fā)酵棉柏的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述的調(diào)節(jié)PH值采用質(zhì)量濃度20 30%的NaOH溶液調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種富含生物素的發(fā)酵棉粕的制備方法，旨在提供一種節(jié)約了資源和成本，整個過程無污染，游離棉酚含量低于國標(biāo)，維生素H含量較發(fā)酵前有明顯提高，高達138mg/kg～420mg/kg的發(fā)酵棉粕的制備方法；其技術(shù)要點包括以下步驟一級菌種制備；二級菌種制備；三級菌種制備；固體發(fā)酵；烘干粉碎；屬于生物發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域。
文檔編號A23K1/14GK102972628SQ20121049803
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者王華榮, 惲輝, 余忠麗, 趙大偉, 程林春, 李偉霞, 耿玉靜, 張玲 申請人:新疆希普生物科技股份有限公司