專利名稱：一種提高柑橘渣飼料蛋白水平的脫水固態(tài)組合菌劑及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物發(fā)酵領(lǐng)域，特別涉及植物廢棄物的再利用領(lǐng)域和生物飼料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
柑橘屬，或?qū)懽鞲探蹖?，屬于蕓香科，包括橘、柑、柚、橙、檸檬等，在世界上主要分布在北緯35°以南的區(qū)域。柑橘屬植物具單身復(fù)葉，結(jié)成具有革質(zhì)果皮的柑子果實(shí)。柑橘屬果實(shí)渣是指柑子果實(shí)加工榨汁或者制罐頭后的下腳料，占柑子果實(shí)的重量大約25-50%。柑橘屬果實(shí)渣的主要成分是不溶于水的碳水化合物(包括果膠、纖維素、半纖維素)、可溶性糖及苦味物質(zhì)等有機(jī)物。其可提供微生物生長(zhǎng)的碳源和能源。我國(guó)是柑橘屬水果的故鄉(xiāng)，每年有大量的柑橘屬水果用于生產(chǎn)、加工。特別是近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，其產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭迅猛，產(chǎn)量顯著提高，柑橘屬水果已成為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，為促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)、有效改善生態(tài)環(huán)境做出了積極貢獻(xiàn)。與此同時(shí)，伴隨著柑橘屬水果產(chǎn)業(yè)發(fā)展，果實(shí)被大量加工處理，導(dǎo)致柑橘屬果實(shí)渣的產(chǎn)量特別大，柑橘屬果實(shí)渣資源的存量豐富。但是，柑橘屬果實(shí)渣中的果皮，蛋白質(zhì)含量不高，適口性差，動(dòng)物吸收低，大量的柑橘渣并沒有獲得綜合的利用，導(dǎo)致柑橘渣廢棄物處理成本日益攀升。目前通常的處理方法是將柑橘渣以填埋方式或排入江河，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，柑橘渣的資源化利用成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。隨著養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，飼料資源相對(duì)短缺，加之我國(guó)人多地少，人畜爭(zhēng)糧的矛盾日益突出。每年需要消耗大量的外匯購(gòu)買糧食，導(dǎo)致畜牧飼料成本不斷增加。充分合理地利用農(nóng)副產(chǎn)品下腳料不僅能減輕環(huán)境污染，而且可以一定程度上緩解飼料資源的短缺問(wèn)題，降低飼料成本。向柑橘渣中添加合適的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)微生物發(fā)酵可以將部分無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化為單細(xì)胞蛋白質(zhì)，同時(shí)產(chǎn)生大膽量的B族微生素和多種酶，提高柑橘渣的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。因此，以柑橘渣為原料，利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白飼料，對(duì)解決我國(guó)飼料資源短缺、提高柑橘渣種植及加工工業(yè)效益，減少環(huán)境污染均有重要意義及應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供黑曲霉的新應(yīng)用，該應(yīng)用為補(bǔ)充柑橘屬果實(shí)和/或柑橘屬果實(shí)渣中的蛋白提供了思路。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:黑曲霉作為菌劑與柑橘屬果實(shí)和/或柑橘屬果實(shí)渣共培養(yǎng)在制備生物飼料中的應(yīng)用。優(yōu)選的，所述黑曲霉和/或白地霉和/或米酒酵母作為菌劑與柑橘屬果實(shí)渣共培養(yǎng)在制備生物飼料中的應(yīng)用。
本發(fā)明的目的之二在于提供一種組合菌劑，其在柑橘屬果實(shí)和/或柑橘屬果實(shí)渣發(fā)酵中能協(xié)同補(bǔ)充發(fā)酵物中的粗蛋白。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:組合菌劑，按數(shù)量計(jì)由白地霉、米酒酵母和黑曲霉按3-5: 0-4: 5-10的比例混合。優(yōu)選的，所述的組合菌劑，按數(shù)量計(jì)由白地霉、米酒酵母和黑曲霉按4:1: 5的比例混合。優(yōu)選的，所述的組合菌劑，將白地霉、米酒酵母和黑曲霉混合，得混合物，將混合物低溫脫水干燥，然后粉碎。本發(fā)明的目的之三在于提供本所述組合菌劑的制備方法，該方法工藝穩(wěn)定，成本低。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:所述的組合菌劑的制備方法，具體包括如下步驟:米酒酵母菌的菌液的制備:將柑橘屬果實(shí)和/或柑橘屬果實(shí)渣烘干后粉碎，過(guò)40目篩，制成粉末；每升柑橘果實(shí)廢棄物浸提液，由柑橘果實(shí)廢棄物300克加水至I升充分?jǐn)嚢杈鶆?，除渣，得柑橘果?shí)廢棄物浸提液；按下述比例和方法制備米酒酵母菌的液體培養(yǎng)基:紅糖30g，KH2PO4L 0g, MgSO4.7H200.5g，(NH4) 2S042.0g，加入柑橘果實(shí)廢棄物浸提液浸提液1L組成，高壓蒸汽滅菌，得米酒酵母菌的液體培養(yǎng)基；冷卻后按5-10%的接種量接種米酒酵母菌種，28°C下液體深層通氣發(fā)酵72小時(shí)，得米酒酵母菌的菌液，米酒酵母菌的菌液中的米酒酵母菌數(shù)量≥1O9Cfu/mL ；或?qū)Ⅺ滬熀退灾亓勘葹?: 0.8-1的比例混合，充分?jǐn)嚢杈鶆?，高壓蒸汽滅菌，冷卻至30°C，得培養(yǎng)基A ;將米酒酵母菌液按0.5-2%的接種量接種，置于發(fā)酵床上，料層厚度5-lOcm，28°C _30°C下固體通氣發(fā)酵72小時(shí)，得米酒酵母菌的菌劑，烤干后的米酒酵母菌劑中的酵母菌數(shù)量應(yīng)≥ 109cfu/g ；黑曲霉菌的菌劑的制備:按0.5%的接種量接種黑曲霉菌與所述培養(yǎng)基A中，置于發(fā)酵床上，料層厚度5-10cm，28°C下通氣發(fā)酵72小時(shí)，得黑曲霉菌的菌劑，黑曲霉的菌液中的黑曲霉菌數(shù)量應(yīng)≥109cfu/g ；白地霉菌的菌劑的制備:按0.5%的接種量接種黑曲霉菌至所述培養(yǎng)基A，置于發(fā)酵床上，料層厚度5-10cm，28°C下通氣發(fā)酵72小時(shí)，得白地霉菌的菌劑，白地霉的菌劑中的孢子數(shù)量應(yīng)≥109cfu/g ；將所述米酒酵母菌的菌劑、黑曲霉菌的菌劑和黑曲霉菌的菌劑單獨(dú)進(jìn)行低溫脫水干燥，并混合，得組合菌劑。接種量是指移入種子液的體積和接種后培養(yǎng)液體積的比例。本發(fā)明的目的之四在于提供一種生物飼料的制備方法，該方法制備的飼料成本低，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，適用于工業(yè)化應(yīng)用。柑橘屬果實(shí)渣制備生物飼料的方法，具體包括以下步驟:A固體培養(yǎng)基的制備將柑橘屬果實(shí)渣滅菌，得固體培養(yǎng)基；B 發(fā)酵將所述黑曲霉和/或白地霉和/或米酒酵母作菌劑，按4-6%的接種量接種至所述固體培養(yǎng)基中，得發(fā)酵產(chǎn)物；或?qū)⑺鼋M合菌劑按4-6%的接種量接種至所述固體培養(yǎng)基中，得發(fā)酵產(chǎn)物；所述菌劑或組合菌劑> 109cfu/mL，發(fā)酵溫度為28-30°C，發(fā)酵時(shí)間為48-72小時(shí)。優(yōu)選的所述的柑橘屬果實(shí)渣制備生物飼料的方法，將橘皮渣和麥麩干燥并粉碎后以80: 14-16重量比充分混合后，滅菌，得固體培養(yǎng)基。本發(fā)明的目的之五在于提供上述方法制備的產(chǎn)物及其應(yīng)用，該產(chǎn)物富含蛋白質(zhì)高，該應(yīng)用為降低飼料成本提供了新思路。所述的橘皮渣的再利用方法所得的發(fā)酵產(chǎn)物。所述的發(fā)酵產(chǎn)物在制備飼料原料中的應(yīng)用。本發(fā)明的有益效果在于:1)選擇適宜于柑橘屬果實(shí)渣生長(zhǎng)的菌種，按照菌種間相容性特點(diǎn)而篩選到最佳組合的菌劑。2所述組合菌劑制備為風(fēng)干菌種產(chǎn)品，可長(zhǎng)時(shí)間保存。菌劑成本低廉、使用方便，使用者只需結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，配比柑橘渣固態(tài)基質(zhì)原料，添加適量復(fù)合發(fā)酵劑，然后進(jìn)行適當(dāng)溫度培養(yǎng)即可以得到合格的發(fā)酵產(chǎn)品。3)采用本發(fā)酵工藝后，發(fā)酵產(chǎn)物粗蛋白含量可達(dá)10.12%，較未發(fā)酵時(shí)的6.47%提高了 56.41%，蛋白含量明顯提聞。


圖1為白地霉與米酒酵母不同比例混合接種對(duì)粗蛋白含量的影響分析圖。圖2為白地霉、與米酒酵母與黑曲霉不同比例混合接種對(duì)粗蛋白含量的影響分析圖。
具體實(shí)施例方式所舉實(shí)施例是為了更好地對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明，但并不是本發(fā)明的內(nèi)容僅限于所舉實(shí)施例。所以熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述發(fā)明內(nèi)容對(duì)實(shí)施方案進(jìn)行非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。柑橘果實(shí)廢棄物:柑橘果實(shí)渣是指柑橘果實(shí)加工榨汁或者制罐頭后的下腳料，占柑子果實(shí)的重量大約25-50%。柑橘果實(shí)渣的主要成分是不溶于水的碳水化合物(包括果膠、纖維素、半纖維素)、可溶性糖及苦味物質(zhì)等有機(jī)物。實(shí)施例中，以制備果汁之后的柑橘果實(shí)渣作為柑橘果實(shí)廢棄物。下述實(shí)施例中提及的接種量是指接入的種子液或菌劑的質(zhì)量和接種后培養(yǎng)基的質(zhì)量比例。實(shí)施例1菌種與柑橘果實(shí)渣共培養(yǎng)菌種與柑橘果實(shí)渣共培養(yǎng)主要按照平板點(diǎn)種實(shí)驗(yàn)方法執(zhí)行，篩選最適應(yīng)柑橘渣生長(zhǎng)的菌種。平板點(diǎn)種試驗(yàn)參考文獻(xiàn)“陳松，丁立孝，張莉，王天龍，朱英蓮，2008.發(fā)酵蘋果渣生產(chǎn)蛋白質(zhì)飼料的混合菌種的篩選[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2008，34(2):94-96”執(zhí)行。柑橘渣平板培養(yǎng)基的制備參考文獻(xiàn)“劉樹立，2008.D增加柑橘皮渣發(fā)酵飼料粗蛋白含量的菌種篩選研究”執(zhí)行，并作適當(dāng)改進(jìn)。柑橘渣限制性平板培養(yǎng)基為:柑橘渣3g，瓊脂2g, IOOmL營(yíng)養(yǎng)液，115°C 滅菌20min，混合均勻倒平板；其中的營(yíng)養(yǎng)液配制(g/L):NaCl0.50g, MgSO40.50g, (NH4) 28043.0Og, KH2PO4L OOg, CaCl20.30g, FeSO4 7H200.0lg,MnSO4 7H200.015g, ZnSO4 7H200.015g, CoCl20.0lg，蒸餾水 IL0 共培養(yǎng)的菌種分別有 I)益生細(xì)菌:枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis),凝結(jié)芽孢桿菌(Bacillus coagulans),地衣芽抱(Bacillus licheniformis),臘樣芽抱桿菌(Bacillus cereus),動(dòng)物乳酸桿菌(Lactici Iactis),植物乳酸桿菌(Lactici plantarum)。2)絲狀真菌:米曲霉(Aspergillus oryzae,編號(hào) CICC2013),米根霉(Rhiizopus oryzae,編號(hào) CICC3037),綠色木霉(Trichoderma viride，編號(hào)CICC40502，購(gòu)自中國(guó)工業(yè)微生物菌種保藏中心(CICC)；構(gòu)巢曲霉(Aspergillus nidulans，編號(hào)M4)，米根霉保存菌種(編號(hào)M1，M2，M3)。3)酵母菌:產(chǎn)月元假絲酵母(Candida utilis,編號(hào) CICC1422),釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae,編號(hào)CICC31362),市售曲子酵母,安琪酵母(Saccharomyces angel)。培養(yǎng)條件為細(xì)菌在37°C、真菌28°C _30°C，經(jīng)過(guò)72小時(shí)培養(yǎng)之后觀察記錄各種菌種的生長(zhǎng)，平板點(diǎn)種試驗(yàn)結(jié)果如表I所示。表I微生物平板點(diǎn)種試驗(yàn)的生長(zhǎng)情況
權(quán)利要求
1.黑曲霉作為菌劑與柑橘屬果實(shí)和/或柑橘屬果實(shí)渣共培養(yǎng)在制備生物飼料中的應(yīng)用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于:所述黑曲霉和/或白地霉和/或米酒酵母作為菌劑與柑橘屬果實(shí)渣共培養(yǎng)在制備生物飼料中的應(yīng)用。
3.組合菌劑，其特征在于，按數(shù)量計(jì)由白地霉、米酒酵母和黑曲霉按3-5: 0-4: 5-10的比例混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合菌劑，其特征在于，按數(shù)量計(jì)由白地霉、米酒酵母和黑曲霉按4: 1: 5的比例混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合菌劑，其特征在于，將白地霉、米酒酵母和黑曲霉混合，得混合物，將混合物低溫脫水干燥，然后粉碎。
6.權(quán)利要求3所述的組合菌劑的制備方法，其特征在于，具體包括如下步驟: 米酒酵母菌的菌液的制備:將柑橘屬果實(shí)和/或柑橘屬果實(shí)渣烘干后粉碎，過(guò)40目篩，制成粉末；每升柑橘果實(shí)廢棄物浸提液，由柑橘果實(shí)廢棄物300克加水至I升充分?jǐn)嚢杈鶆?，除渣，得柑橘果?shí)廢棄物浸提液；按下述比例和方法制備米酒酵母菌的液體培養(yǎng)基:紅糖30g，KH2PO4L 0g, MgSO4.7H200.5g，(NH4) 2S042.0g，加入柑橘果實(shí)廢棄物浸提液浸提液IL組成，高壓蒸汽滅菌，得米酒酵母菌的液體培養(yǎng)基；冷卻后按5-10%的接種量接種米酒酵母菌種，28°C下液體深層通氣發(fā)酵72小時(shí)，得米酒酵母菌的菌液，米酒酵母菌的菌液中的米酒酵母菌數(shù)量≥109Cfu/mL ； 或?qū)Ⅺ滬熀退灾亓勘葹?: 0.8-1的比例混合，充分?jǐn)嚢杈鶆颍邏赫羝麥缇?，冷卻至30°C，得培養(yǎng)基A ;將米酒酵母菌液按0.5% -2%的接種量接種，28°C _30°C下固體通氣發(fā)酵72小時(shí)，得米酒酵母菌的菌劑，烤干后的米酒酵母菌劑中的酵母菌數(shù)量應(yīng)≥109Cfu/g ; 黑曲霉菌的菌劑的制備:按0.5%的接種量接種黑曲霉菌與所述培養(yǎng)基A中，28°C下固體通氣發(fā)酵72小時(shí)，得黑曲霉菌的菌劑，黑曲霉的菌劑中的黑曲霉菌孢子數(shù)量應(yīng)≥109Cfu/g ; 白地霉菌的菌劑的制備:按0.5%的接種量接種黑曲霉菌至所述培養(yǎng)基A，28°C下固體通氣發(fā)酵72小時(shí)，得白地霉菌的菌劑，白地霉的菌劑中的霉菌孢子數(shù)量應(yīng)≥109cfu/g ； 將所述米酒酵母菌的菌劑、黑曲霉菌的菌劑和黑曲霉菌的菌劑單獨(dú)進(jìn)行低溫脫水干燥，并混合，得組合菌劑。
7.柑橘屬果實(shí)渣制備生物飼料的方法，其特征在于，具體包括以下步驟: A固體培養(yǎng)基的制備 將柑橘屬果實(shí)渣滅菌，得固體培養(yǎng)基； B發(fā)酵 將所述黑曲霉和/或白地霉和/或米酒酵母作菌劑，按4-6 %的接種量接種至所述固體培養(yǎng)基中，得發(fā)酵產(chǎn)物；或?qū)⑺鼋M合菌劑按4-6%的接種量接種至所述固體培養(yǎng)基中，得發(fā)酵產(chǎn)物；所述菌劑或組合菌劑≥109cfu/g，發(fā)酵溫度為28-30°C，發(fā)酵時(shí)間為48-72小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的柑橘屬果實(shí)渣制備生物飼料的方法，其特征在于，將橘皮渣和麥麩干燥并粉碎后以80: 14-16的重量比充分混合后，滅菌，得固體培養(yǎng)基。
9.基于權(quán)利要求8所述的橘皮渣的再利用方法所得的發(fā)酵產(chǎn)物。
10.權(quán)利要求9所 述的發(fā)酵產(chǎn)物在制備飼料原料中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明屬于生物發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及柑橘渣廢棄物的再利用領(lǐng)域和生物飼料領(lǐng)域；本發(fā)酵劑的技術(shù)要點(diǎn)篩選適用于柑橘渣上生長(zhǎng)的黑曲霉、白地霉和米酒酵母；復(fù)蘇并分別擴(kuò)大生產(chǎn)種子菌的固態(tài)培養(yǎng)物，經(jīng)低溫脫水干燥；根據(jù)固態(tài)種子菌產(chǎn)品中微生物的含量，按照一定比例混合均勻，形成含有足夠量的活性米酒酵母菌、黑曲霉孢子、白地霉孢子的復(fù)合固態(tài)生物發(fā)酵劑。用該復(fù)合發(fā)酵劑發(fā)酵柑橘渣的產(chǎn)品是一種很好的飼料原料；菌劑成本低廉、使用方便，企業(yè)只需結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，配比柑橘渣固態(tài)基質(zhì)原料，添加適量復(fù)合發(fā)酵劑，然后進(jìn)行適當(dāng)溫度培養(yǎng)即可以得到合格的發(fā)酵產(chǎn)品；將發(fā)酵產(chǎn)品用作飼料原料，可以節(jié)約糧食，提高養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C12N1/00GK103098981SQ20131003408
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者楊柳, 鄭華, 張邑帆, 姚焰礎(chǔ), 付利之, 周曉容, 楊飛云 申請(qǐng)人:重慶市畜牧科學(xué)院