一種發(fā)酵松針飼料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種黑曲霉發(fā)酵制備具有生物活性的松針發(fā)酵飼料的方法。該方法包括松針的預處理、粉碎、黑曲霉的培養(yǎng)、固體發(fā)酵培養(yǎng)基的制備、黑曲霉接種、密封發(fā)酵和烘干粉碎的制備過程,即為具有生物活性的松針發(fā)酵飼料。利用本發(fā)明制備的松針發(fā)酵飼料中,原松針的青氣、藥味減弱或消失,苦味消失,與原松針以及松針粉相比,極大地改善了其適口性,能夠提高動物的采食量;經測定所得到的松針發(fā)酵飼料中,蛋白質、氨基酸的含量明顯提高,同時含有豐富的纖維素酶、半纖維素酶和β-葡萄糖苷酶,促進對松針中纖維素的消化,有利于非草食性動物的大量采食,擴大了松針作為飼料的應用范圍。
【專利說明】一種發(fā)酵松針飼料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明主要涉及發(fā)酵飼料領域,尤其涉及一種發(fā)酵松針飼料的制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著畜牧養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展,人畜共糧的矛盾日趨突 出,為解決這一問題,世界各國科技界和工業(yè)界都在尋找和研究新的飼料資源,松針就是一種新的飼料原料。
[0003]松針是松科、松屬植物的葉,別名松葉,松毛等,味苦、性溫、有補充營養(yǎng)、健脾理氣、祛風燥濕、殺蟲和止癢等功效。松針含有動物生長所必需的生物活性物質和營養(yǎng)成分,含有豐富的胡蘿卜素和多種維生素,并含有黃酮類化合物、多種氨基酸、微量元素及植物殺菌素等對人和畜禽具有顯著生物活性的化合物,這些活性物質能有效增強機體的抗氧化機能,促進機體免疫器官的發(fā)育;抑制甲型流感病毒HlNl等病毒,增強動物機體的新陳代謝、促進生長和提高生產性能等作用。此外,松針來源于高緯度的山林,受污染少,而且是可再生資源,在自然資源日益減少的今天,松針的作用及其可再生的優(yōu)勢,使其作為飼料以及飼料添加劑具有廣闊的前景。
[0004]但是迄今為止,松針的利用則較為單一,都是采用直接飼喂或者制成松針粉進行飼喂的方式,但是松針表面含有蠟質層,既影響口感,營養(yǎng)物質又不容易釋放出來,而且松針味苦,適口性較差,使得動物不喜食,此外非草食動物體內缺乏足夠的纖維素酶和半纖維素酶,因此不能充分消化吸收松針中的纖維素和半纖維素一類的物質,使其利用受到一定的限制。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種制備發(fā)酵松針飼料的方法,從而改善松針的適口性,并提高松針的營養(yǎng)價值,并且利于動物尤其是非草食性動物的消化吸收。
[0006]本發(fā)明解決上述技術問題采用的技術方案是:一種制備發(fā)酵松針飼料的方法,其步驟如下:
(1)松針的預處理,將新鮮松針用清水洗凈后在5(T60°C、濃度為0.5^0.8mol/L的氫氧化鈉溶液中浸泡l~2h,然后用濃度為0.5^0.8mol/L的鹽酸溶液或者清水進行多次清洗,并放入蒸鍋,在9(T10(TC溫度下蒸3飛分鐘,使其脫去蠟質層,然后將脫去蠟質層的松針用濃度大于90%的乙醇進行漂洗,通風30min,再用無菌的生理鹽水進行清洗;
(2)將步驟(1)中得到的預處理后的松針在55飛(TC條件下進行烘干并粉碎,過40-60目篩,得到顆粒均勻的松針粉碎物;
(3)將黑曲霉接種于土豆葡萄糖培養(yǎng)基上進行培養(yǎng),等孢子長滿培養(yǎng)基斜面后用無菌水制成孢子菌懸液,其中孢子含量為4.5^5.5 X IO6個/mL ;
(4 )將步驟(2 )所得的松針粉碎物與豆柏、小麥麩皮、玉米糝按8:0.5:1:0.5的比例進行混合,作為固體介質,然后按照固液比1:1.5的比例在所述的固體介質中加入營養(yǎng)素,得固體發(fā)酵培養(yǎng)基,其中所述的營養(yǎng)素組成為葡萄糖、尿素、硫酸銨、蛋白胨、磷酸二氫鉀和硫酸鎂,其組成比例為4:1:6:1:2:1 ;
(5)將步驟(4)所得固體發(fā)酵培養(yǎng)基在125°C條件下滅菌30min ;
(6 )將步驟(5 )所得的滅菌后的固體發(fā)酵培養(yǎng)基裝在一個塑料袋中,并加水,使固體發(fā)酵培養(yǎng)基的含水率為55%~66%,并調整其pH值使其保持在4.0-7.0 ;
(7)將步驟(3)所得的孢子菌懸液接種在步驟(6)所得的培養(yǎng)基中,接種量為1%~7%,然后將其用聚乙烯薄膜進行密封,在25°C _30°C下進行厭氧發(fā)酵48h ;
(8)將步驟(7)所得的發(fā)酵物進行干燥,使其干物質量達到90%以上,然后進行粉碎并過40目篩,即得到最終的產品。
[0007]所述的黑曲霉購自廣東環(huán)凱微生物科技有限公司,保藏于美國標準生物品收藏中心,其保藏編號為ATCC 16404,購買日期為2013年9月20日。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:
第一,經步驟(1)中的預處理能夠去除松針表面的蠟質層,減弱松針的青氣和苦澀味,改善其適口性,增加動物的采食量,而且相對于未進行預處理的松針發(fā)酵飼料,本發(fā)明中的發(fā)酵效果得到了很大的提高,進而能夠增加發(fā)酵產物,使得所制得的松針發(fā)酵飼料的營養(yǎng)價值更高;
第二,將預處理后的松針進行粉碎再進行發(fā)酵處理,可以增加發(fā)酵底物即松針與發(fā)酵菌種黑曲霉的接觸面積,有利于發(fā)酵過程的進行;
第三,本發(fā)明中的固體發(fā)酵培養(yǎng)基中不僅含有松針粉碎物,還包括豆柏、小麥麩皮、玉米糝,以及提供能量和礦物質元素的包括葡萄糖、尿素、硫酸銨、蛋白胨、磷酸二氫鉀和硫酸鎂的營養(yǎng)素,為黑曲霉的培養(yǎng)提供了豐富的營養(yǎng),而且作為廣泛應用的飼料原料的豆柏、小麥麩皮和玉米糝也在松針發(fā)酵的過程中被黑曲霉發(fā)酵,生成相應的發(fā)酵產物,在一定程度上也提高了松針發(fā)酵飼料的營養(yǎng)價值;
第四,經黑曲霉發(fā)酵的松針具備果香味,原松針的青氣、藥味減弱或消失,苦味消失,與原松針以及松針粉相比,極大地改善了其適口性,能夠提高動物的采食量;
第五,經測定,與直接飼喂的松針粉相比,制備的發(fā)酵松針的營養(yǎng)價值和生物活性都得到了大幅度的提高,尤其是在較優(yōu)的條件下,粗蛋白的含量從發(fā)酵前的11.04%增加到22.98%,提高了 108.15% ;總氨基酸、動物所需的必需氨基酸含量分別從發(fā)酵前的8.72%和4.56% 增加至Ij 17.54% 和 7.04% ;
第六,發(fā)酵之前的松針幾乎不含有纖維素酶、半纖維素酶和β_葡萄糖苷酶,其含有的纖維素很難被非草食性動物消化吸收,而通過黑曲霉的發(fā)酵,在發(fā)酵產物中富含高活力的纖維素酶、半纖維素酶和β_葡萄糖苷酶,尤其是在較優(yōu)的條件下,上述酶的活力分別為10.26,119.45和35.86 U /g,有利于非草食動物對松針中纖維素和半纖維素的消化利用,擴大了松針作為飼料原料的使用范圍。
[0009]因此,本發(fā)明通過對松針的預處理和黑曲霉發(fā)酵,使得松針的適口性得到了極大地改善,而且又很大程度上提高了松針自身的營養(yǎng)價值,具有廣闊的應用前景。
【具體實施方式】
[0010]下面結合三個實施例具體說明本發(fā)明。
[0011]實施例1:(1)松針的預處理,將新鮮松針用清水洗凈后在5(T60°C、濃度為0.5^0.8mol/L的氫氧化鈉溶液中浸泡l~2h,然后用濃度為0.5^0.8mol/L的鹽酸溶液或者清水進行多次清洗,并放入蒸鍋,在9(T10(TC溫度下蒸3飛分鐘,使其脫去蠟質層,然后將脫去蠟質層的松針用濃度大于90%的乙醇進行漂洗,通風30min,再用無菌的生理鹽水進行清洗;
(2)將步驟(1)中得到的預處理后的松針在55飛(TC條件下進行烘干并粉碎,過40-60目篩,得到顆粒均勻的松針粉碎物;
(3)將黑曲霉接種于土豆葡萄糖培養(yǎng)基上進行培養(yǎng),等孢子長滿斜面后用無菌水制成孢子菌懸液。其中孢子含量為4.5^5.5 X IO6個/mL ;
(4)將步驟(2)所得的松針粉碎物與豆柏、小麥麩皮、玉米糝按8:0.5:1:0.5的比例進行混合作為固體介質,然后按照固液比1:1.5的比例在所述的固體介質中加入營養(yǎng)素,得固體發(fā)酵培養(yǎng)基,所述的營養(yǎng)素組成為葡萄糖、尿素、硫酸銨、蛋白胨、磷酸二氫鉀和硫酸鎂,其組成比例為4:1:6:1:2:1 ;
(5)將步驟( 4)所得固體發(fā)酵培養(yǎng)基在125°C條件下滅菌30min;
(6)將步驟(5)所得的培養(yǎng)基裝在一個塑料袋中,加入無菌水,使其培養(yǎng)基的初始含水率為55%,并使其pH值為4.0 ;
(7)將步驟(3)所得的孢子菌懸液接種在步驟(6)所得的培養(yǎng)基中,接種量為1%,然后將其用聚乙烯薄膜進行密封,在25°C下進行厭氧發(fā)酵48h ;
(8)將步驟(7)所得的發(fā)酵物進行干燥,使其干物質量達到90%以上,然后進行粉碎,過40目篩得到最終的產品。
[0012]經測定,上述方法所得的發(fā)酵松針飼料中,粗蛋白含量為13.31%,總氨基酸含量為9.83%,必需氨基酸的含量為5.12%,纖維素酶的活力為6.89 U /g,半纖維素酶的活力為60.95 U /g, β-葡萄糖苷酶的活力為27.59 U /g。
[0013]實施例2:
(1)松針的預處理,將新鮮松針用清水洗凈后在5(T60°C、濃度為0.5^0.8mol/L的氫氧化鈉溶液中浸泡l~2h,然后用濃度為0.5^0.8mol/L的鹽酸溶液或者清水進行多次清洗,并放入蒸鍋,在9(T10(TC溫度下蒸3飛分鐘,使其脫去蠟質層,然后將脫去蠟質層的松針用濃度大于90%的乙醇進行漂洗,通風30min,再用無菌的生理鹽水進行清洗;
(2)將步驟(1)中得到的預處理后的松針在55飛(TC條件下進行烘干并粉碎,過40-60目篩,得到顆粒均勻的松針粉碎物;
(3)將黑曲霉接種于土豆葡萄糖培養(yǎng)基上進行培養(yǎng),等孢子長滿斜面后用無菌水制成孢子菌懸液。其中,孢子含量為4.5^5.5 X IO6個/mL ;
(4)將步驟(2)所得的松針粉碎物與豆柏、小麥麩皮,玉米糝按8:0.5:1:0.5的比例進行混合,作為固體介質,然后按照固液比1:1.5的比例在所述的固體介質中加入營養(yǎng)素,得固體發(fā)酵培養(yǎng)基,所述的營養(yǎng)素組成為葡萄糖、尿素、硫酸銨、蛋白胨、磷酸二氫鉀和硫酸鎂,其組成比例為4:1:6:1:2:1 ;
(5)將步驟(4)所得固體發(fā)酵培養(yǎng)基在125°C條件下滅菌30min;
(6 )將步驟(5 )所得的培養(yǎng)基裝在一個塑料袋中,加入無菌水,使其培養(yǎng)基的含水率為63%,并使其pH值為5.5 ;
(7)將步驟(3)所得的孢子菌懸液接種在步驟(6)所得的培養(yǎng)基中,接種量為2.5%,然后將其用聚乙烯薄膜進行密封,在28°C下進行厭氧發(fā)酵48h ;
(8)將步驟(7)所得的發(fā)酵物進行干燥,使其干物質量達到90%以上,然后進行粉碎,過40目篩,即得到最終的產品。
[0014]經測定,上述方法所得的發(fā)酵松針飼料中,粗蛋白含量為22.98%,總氨基酸含量為17.54%,必需氨基酸的含量為7.04%,纖維素酶的活力為10.26 U /g,半纖維素酶的活力為119.45 U /g,β -葡萄糖苷酶的活力為35.86 U /g,。
[0015]實施例3:
(1)松針的預處理,將新鮮松針用清水洗凈后在5(T60°C、濃度為0.5^0.8mol/L的氫氧化鈉溶液中浸泡l~2h,然后用濃度為0.5^0.8mol/L的鹽酸溶液或者清水進行多次清洗,并放入蒸鍋,在9(T10(TC溫度下蒸3飛分鐘,使其脫去蠟質層,然后將脫去蠟質層的松針用濃度大于90%的乙醇進行漂洗,通風30min,再用無菌的生理鹽水進行清洗;
(2)將步驟(1)中得到的預處理后的松針在55飛(TC條件下進行烘干并粉碎,過40-60目篩,得到顆粒均勻的松針粉碎物;
(3)將黑曲霉接種于土豆葡萄糖培養(yǎng)基上進行培養(yǎng),等孢子長滿斜面后用無菌水制成孢子菌懸液。其中,孢子含量為4.5^5.5 X IO6個/mL ;
(4)將步驟(2)所得的松針粉碎物與豆柏、小麥麩皮,玉米糝按8:0.5:1:0.5的比例進行混合,作為固體介質,然后按照固液比1:1.5的比例在所述的固體介質中加入營養(yǎng)素,得固體發(fā)酵培養(yǎng)基,所述 的營養(yǎng)素組成為葡萄糖、尿素、硫酸銨、蛋白胨、磷酸二氫鉀和硫酸鎂,其組成比例為4:1:6:1:2:1 ;
(5)將步驟(4)所得固體發(fā)酵培養(yǎng)基在125°C條件下滅菌30min;
(6)將步驟(5)所得的培養(yǎng)基裝在一個塑料袋中,加入無菌水,使其培養(yǎng)基的含水率為66%,并使其pH值為7.0 ;
(7)將步驟(3)所得的孢子菌懸液接種在步驟(6)所得的培養(yǎng)基中,接種量為7%,然后將其用聚乙烯薄膜進行密封,在30°C下進行厭氧發(fā)酵48h ;
(8)將步驟(7)所得的發(fā)酵物進行干燥,使其干物質量達到90%以上,然后進行粉碎,過40目篩,即得到最終的產品。
[0016]經測定,上述方法所得的發(fā)酵松針飼料中,粗蛋白含量為18.72%,總氨基酸的含量為13.46%,必需氨基酸的含量為6.18%,纖維素酶的活力為9.38U/g,半纖維素酶的活力為99.35U/g,β -葡萄糖苷酶的活力為23.67U/g。
[0017]下面結合試驗例進一步對本發(fā)明進行說明。
[0018]試驗例1:探討培養(yǎng)基初始含水量、菌懸液在培養(yǎng)基的接種量、培養(yǎng)基初始pH值以及培養(yǎng)溫度對發(fā)酵產物中纖維素酶以及半纖維素酶活力的影響。
[0019](I)培養(yǎng)基初始含水量對發(fā)酵產物中酶活力的影響。
[0020]固態(tài)發(fā)酵工藝中,初始含水量是關鍵參數之一。菌絲生長、酶等代謝產物的形成都需要適宜的水分。依照本發(fā)明的方法,分別以初始含水率為55%、59%、63%、66%和70%進行發(fā)酵試驗,試驗結果見表1。
[0021]表1 培養(yǎng)基初始含水量對酶活力的影響__
【權利要求】
1.一種發(fā)酵松針飼料的制備方法,其特征在于:包括以下步驟: (1)松針的預處理,將新鮮松針用清水洗凈后在5(T60°C氫氧化鈉溶液中浸泡f2h,然后用鹽酸溶液或者清水進行多次清洗,并放入蒸鍋,在9(T10(TC溫度下蒸3飛分鐘,使其脫去蠟質層,然后將脫去蠟質層的松針用乙醇進行漂洗,通風30min,再用無菌的生理鹽水進行清洗; (2)將步驟(1)中得到的松針在55飛(TC條件下烘干并粉碎,過40-60目篩,得到顆粒均勻的松針粉碎物; (3)將黑曲霉接種于土豆葡萄糖培養(yǎng)基上進行培養(yǎng),等孢子長滿培養(yǎng)基斜面后用無菌水制成孢子菌懸液; (4)將步驟(2)所得的松針粉碎物與豆柏、小麥麩皮、玉米糝按8:0.5:1:0.5的比例進行混合,作為固體介質,然后按照固液比1:1.5的比例在固體介質中加入營養(yǎng)素,得固體發(fā)酵培養(yǎng)基; (5)將步驟(4)所得固體發(fā)酵培養(yǎng)基在125°C條件下滅菌30min; (6)將步驟(5)所得的固體發(fā)酵培養(yǎng)基加入無菌水,使其含水率為55%~66%,并且pH值保持在4.0~7.0 ; (7)將步驟(3)所得的孢 子菌懸液接種在步驟(6)所得的培養(yǎng)基中,然后將其密封進行厭氧發(fā)酵48h ; (8)將步驟(7)所得的發(fā)酵物進行干燥至恒重,使其干物質量達到90%以上,然后進行粉碎并過40目篩即得到產品。
2.根據權利要求1所述的一種發(fā)酵松針飼料的制備方法,其特征在于:所述的步驟(4)中的營養(yǎng)素組成為葡萄糖、尿素、硫酸銨、蛋白胨、磷酸二氫鉀和硫酸鎂,其組成比例為4:1:6:1:2:10
3.根據權利要求1所述的一種發(fā)酵松針飼料的制備方法,其特征在于:步驟(3)中所述的的孢子菌懸液中的孢子含量為4.5^5.5 X IO6個/ml。
4.根據權利要求1所述的一種發(fā)酵松針飼料的制備方法,其特征在于:步驟(7)中所述的孢子菌懸液的接種量為1%~7%。
5.根據權利要求1所述的一種發(fā)酵松針飼料的制備方法,其特征在于:步驟(7)中所述的進行厭氧發(fā)酵的溫度為25°C~30°C。
6.根據權利要求1所述的一種發(fā)酵松針飼料的制備方法,其特征在于:步驟(1)中所述的氫氧化鈉溶液的濃度為0.5^0.8mol/L。
7.根據權利要求1所述的一種發(fā)酵松針飼料的制備方法,其特征在于:步驟(1)中所述的鹽酸溶液的濃度為0.5^0.8mol/L。
8.根據權利要求1所述的一種發(fā)酵松針飼料的制備方法,其特征在于:步驟(1)中所述的乙醇濃度大于90%。
【文檔編號】A23K1/00GK103783264SQ201410034121
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權日:2014年1月24日
【發(fā)明者】吳秋玨, 王玉琴, 劉寧, 李元曉, 王國永, 王占彬, 祁艷霞 申請人:河南科技大學