本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種江蘺渣發(fā)酵活性飼料及其制備方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)是世界上海藻產(chǎn)量最大的國(guó)家，江蘺是其中一種重要的大型經(jīng)濟(jì)類(lèi)海藻，由于其具有藻體大、適應(yīng)性強(qiáng)、生長(zhǎng)快等優(yōu)點(diǎn)，是目前提取瓊膠的主要原料。江蘺主要成分由多糖類(lèi)和粗纖維構(gòu)成，還有相當(dāng)含量的蛋白質(zhì)和脂肪，且富含礦物質(zhì)和維生素等成分。江蘺渣是提取瓊膠后的殘余廢渣，主要以粗纖維為主，并含有一定量的蛋白質(zhì)和殘余瓊膠，是一種較為豐富的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。據(jù)測(cè)算，生產(chǎn)1噸瓊膠大約會(huì)產(chǎn)生2.5 噸廢渣(干基)，而福建省年產(chǎn)瓊膠大概在4000 噸，每年約有1萬(wàn)噸以上的廢渣沒(méi)有得到有效利用，不僅浪費(fèi)了資源，而且還污染了環(huán)境。因此，利用微生物發(fā)酵技術(shù)對(duì)江蘺渣的合理開(kāi)發(fā)利用，將會(huì)有效避免潛在的環(huán)境污染，提高其附加值，促進(jìn)海藻產(chǎn)品加工產(chǎn)業(yè)的健康成長(zhǎng)。目前，其他海藻類(lèi)廢渣（如海帶渣）已經(jīng)開(kāi)發(fā)相關(guān)飼料產(chǎn)品并在畜禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖中進(jìn)行了應(yīng)用，取得了一定效果。
目前，對(duì)江蘺渣的利用主要集中于采用化學(xué)法或酶法對(duì)其進(jìn)行改性制備膳食纖維和羧甲基纖維素，而將江蘺渣進(jìn)行微生物發(fā)酵技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的研究未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道，主要是由于粗纖維素和殘余瓊膠難以降解，蛋白質(zhì)分子量較大，江蘺渣難以被畜禽直接有效利用。因此，以江蘺渣中的纖維素、蛋白質(zhì)和殘余瓊膠為主要基質(zhì)并輔助一定量的玉米粉、玉米淀粉、豆粕和葡萄糖以及微量元素等作為固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基，利用米曲霉、枯草芽孢桿菌、耐高溫釀酒酵母菌和嗜酸乳桿菌等復(fù)合微生物菌劑的協(xié)同發(fā)酵作用，提高江蘺渣的產(chǎn)品價(jià)值，從而開(kāi)發(fā)成一種含有益生菌的功能性活性飼料產(chǎn)品。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種江蘺渣發(fā)酵活性飼料及其制備方法，該方法主要應(yīng)用微生物發(fā)酵技術(shù)，以江蘺渣為主要基質(zhì)并輔助一定量的碳源、氮源及微量元素，進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵制備江蘺渣復(fù)合微生物發(fā)酵活性飼料。本江蘺渣微生物發(fā)酵活性飼料可應(yīng)用于畜禽的飼養(yǎng)，對(duì)于提高動(dòng)物生長(zhǎng)性能，改善動(dòng)物健康和增加養(yǎng)殖生產(chǎn)效益具有明顯的效果，同時(shí)有利于對(duì)江蘺渣的合理開(kāi)發(fā)利用，有效避免潛在的環(huán)境污染。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種江蘺渣發(fā)酵活性飼料的制備方法，先采用液體發(fā)酵制備菌種，然后接種至固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基，采用純好氧發(fā)酵工藝進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后進(jìn)行干燥，得到復(fù)合微生物發(fā)酵活性飼料。
其中所述液體發(fā)酵菌種，其發(fā)酵的微生物菌株包括：米曲霉、枯草芽孢桿菌LYN-1、耐高溫釀酒酵母和嗜酸乳桿菌，四種微生物菌株的接種量體積與固態(tài)發(fā)酵基質(zhì)重量的比例分別為：米曲霉1-10 L：100kg 、枯草芽孢桿菌LYN-1為1-10 L：100kg 、耐高溫釀酒酵母1-10 L：100kg 和嗜酸乳桿菌1-5 L：100kg 。
四種微生物菌株的液體發(fā)酵菌種的制備均單獨(dú)采用液體發(fā)酵，按下面工藝進(jìn)行：斜面菌種－三角瓶種子－發(fā)酵罐種子，四種微生物菌株的液體菌體數(shù)量均達(dá)到1×108個(gè)/ml以上。
所述江蘺渣固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基中基質(zhì)的主要成分按重量份計(jì)包括：
江蘺渣50-90份、玉米粉1-10份、豆粕5-20份、麩皮1-20份、玉米淀粉1-10份、葡萄糖1-10份、磷酸氫二鉀0.1-0.5份，硫酸鎂0.01-0.05份，硫酸錳0.01-0.05份，硫酸銨0.1-0.5份，氯化鈉0.1-0.5份。
所述發(fā)酵的初始條件為：將復(fù)合微生物發(fā)酵菌種接種至固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基后混合均勻，控制含水量在45-55wt%，置于32-37℃恒溫條件下進(jìn)行好氧發(fā)酵72-120小時(shí)。
所述枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）LYN-1，已于2012年6月21日保藏在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，地址：北京市朝陽(yáng)區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)，保藏編號(hào)是：CGMCC NO. 6265。
本發(fā)明以江蘺渣為主要固態(tài)發(fā)酵基質(zhì)，輔助一定的其他成分，接種多種微生物菌種，利用其協(xié)同發(fā)酵，充分降解江蘺渣，獲得以益生菌、多糖、小分子蛋白和其他有益成分的活性飼料產(chǎn)品，可用于豬、雞等畜禽的飼養(yǎng)，有助于提高生長(zhǎng)性能和減少排放。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供的一種江蘺渣發(fā)酵活性飼料的具體制備方法主要包括以下步驟：
1.分別將米曲霉、枯草芽孢桿菌LYN-1、耐高溫釀酒酵母和嗜酸乳桿菌的斜面進(jìn)行擴(kuò)培轉(zhuǎn)入三角瓶培養(yǎng)，再進(jìn)一步放大，采用發(fā)酵罐進(jìn)行液體發(fā)酵培養(yǎng)制備菌種；
2.將江蘺渣及玉米粉、玉米淀粉、豆粕、麩皮、葡萄糖、微量元素和水在混合罐中混合均勻，并進(jìn)行滅菌，冷卻至室溫后接種；
3.將制備的四種微生物菌種按一定的接種量接入混合罐與固態(tài)發(fā)酵基質(zhì)進(jìn)行混勻，并補(bǔ)入一定量的水，控制物料濕度在45-55wt%；
4.將接種后混勻的物料轉(zhuǎn)入恒溫室內(nèi)的發(fā)酵槽中，控制一定的溫度和通氣量進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵；
5.固態(tài)發(fā)酵為好氧發(fā)酵，控制溫度在32-37℃，通氣量為2.5-5.0L/分鐘，好氧發(fā)酵時(shí)間為72-120小時(shí)。
6.固態(tài)發(fā)酵后，采用快速閃蒸或流化床進(jìn)行干燥，物料取樣檢測(cè)，檢測(cè)合格后包裝即為成品。
以下為本發(fā)明的具體實(shí)施例子，進(jìn)一步描述本發(fā)明，但是本發(fā)明不僅限于此。
實(shí)施例1：
菌種：米曲霉、枯草芽孢桿菌LYN-1、耐高溫釀酒酵母和嗜酸乳桿菌。米曲霉和耐高溫釀酒酵母本實(shí)驗(yàn)室篩選并保存?？莶菅挎邨U菌LYN-1于2012年06月21日保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心(簡(jiǎn)稱(chēng)CGMCC)，登記入冊(cè)編號(hào)為：CGMCC No. 6265。嗜酸乳桿菌源自中國(guó)工業(yè)微生物菌種保藏中心(菌種編號(hào):6075)，四種菌株現(xiàn)保存于福建衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院藥學(xué)系。
按下面方法進(jìn)行分別擴(kuò)培制備種子：
1、米曲霉種子液制備：取保存的米曲霉茄子瓶斜面，在無(wú)菌室中用無(wú)菌水沖洗后，分別接種入30個(gè)內(nèi)裝100mL培養(yǎng)基的500mL三角瓶中，30℃下培養(yǎng)48小時(shí)，將總計(jì)3L的種子液合并，進(jìn)一步放大，接入內(nèi)裝60L培養(yǎng)基的100L液體發(fā)酵罐進(jìn)行種子放大，200轉(zhuǎn)/分鐘，30℃下培養(yǎng)48小時(shí)，即可作為固態(tài)發(fā)酵的種子。
三角瓶培養(yǎng)基和100L液體發(fā)酵培養(yǎng)基配方均為：葡萄糖20g、豆粕5g、玉米淀粉5g、氯化鈉5g、硫酸鎂1.0g、氯化鉀0.5g、硫酸亞鐵0.1g、磷酸二氫鉀1.5g、硫酸銨1.0g，水1000mL，pH6.5。
2、枯草芽孢桿菌LYN-1種子液制備：取枯草芽孢桿菌LYN-1茄子瓶斜面，在無(wú)菌室中用無(wú)菌水沖洗后，分別接種入30個(gè)內(nèi)裝100mL培養(yǎng)基的500mL三角瓶中，32℃下培養(yǎng)20小時(shí)，將總計(jì)3L的種子液合并，進(jìn)一步放大，接入內(nèi)裝60L培養(yǎng)基的100L液體發(fā)酵罐進(jìn)行種子放大，150轉(zhuǎn)/分鐘，32℃下培養(yǎng)22小時(shí)，即可作為固態(tài)發(fā)酵的種子。
三角瓶培養(yǎng)基和100L液體發(fā)酵培養(yǎng)基配方均為：葡萄糖30g、蛋白胨5g、豆粕10g、硫酸鎂1.0g、磷酸二氫鉀1.5g、硫酸銨1.0g，水1000mL，pH7.0。
3、耐高溫釀酒酵母菌種子液制備：取保存的耐高溫釀酒酵母菌茄子瓶斜面，在無(wú)菌室中用無(wú)菌水沖洗后，分別接種入30個(gè)內(nèi)裝100mL培養(yǎng)基的500mL三角瓶中，32℃下培養(yǎng)20小時(shí)，將總計(jì)3L的種子液合并，進(jìn)一步放大，接入內(nèi)裝60L培養(yǎng)基的100L液體發(fā)酵罐進(jìn)行種子放大，200轉(zhuǎn)/分鐘，32℃下培養(yǎng)24小時(shí)，即可作為固態(tài)發(fā)酵的種子。
三角瓶培養(yǎng)基和100L液體發(fā)酵培養(yǎng)基配方均為：葡萄糖30g 、蛋白胨5g、氯化鉀0.5g、磷酸二氫鉀1g、硫酸鎂0.5g、硫酸鋅0.1g、硫酸亞鐵0.1g，水1000mL，pH7.0。
4、嗜酸乳桿菌種子液制備：取保存的嗜酸乳桿菌茄子瓶斜面，在無(wú)菌室中用無(wú)菌水沖洗后，分別接種入30個(gè)內(nèi)裝100mL培養(yǎng)基的500mL三角瓶中，37℃下培養(yǎng)24小時(shí)，將總計(jì)3L的種子液合并，進(jìn)一步放大，接入內(nèi)裝60L培養(yǎng)基的100L液體發(fā)酵罐進(jìn)行種子放大，100轉(zhuǎn)/分鐘，37℃下培養(yǎng)24小時(shí)，即可作為固態(tài)發(fā)酵的種子。
三角瓶培養(yǎng)基和100L液體發(fā)酵培養(yǎng)基配方均為：葡萄糖20g、蛋白胨5g、牛肉膏10g、酵母膏5g、磷酸二氫鉀1.0g、醋酸鈉5.0g、檸檬酸銨2.0g、硫酸鎂0.5g、硫酸錳0.2g、吐溫80 1.0g，水1000mL，pH6.0。
接種量：
從已制備的種子液中取米曲霉50L、枯草芽孢桿菌30L、耐高溫釀酒酵母10L和嗜酸乳桿菌10L，移入500L液體發(fā)酵罐混合后作為混合菌液種子，備用, 四種微生物菌株的液體菌體數(shù)量均達(dá)到1×108個(gè)/ml以上。
固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基基質(zhì)的主要成分及配比：
江蘺渣700 kg(濕基，含水率40wt%)、玉米粉20 kg、豆粕50 kg、麩皮100 kg、玉米淀粉50 kg、葡萄糖70 kg、磷酸氫二鉀1 kg，硫酸鎂0.5 kg，硫酸錳0.5 kg，硫酸銨5 kg，氯化鈉3 kg。
具體實(shí)施步驟：
將固態(tài)發(fā)酵基質(zhì)的主要成分放入混合罐中，混勻后，加入400L的水，再混勻，在混合罐的夾套中通入蒸汽，控制溫度100℃加熱滅菌30分鐘，冷卻至室溫，移種接入100L混合菌液種子，再混勻。將接種后混勻的物料轉(zhuǎn)入恒溫室內(nèi)的發(fā)酵槽中，鋪平后進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵；固態(tài)發(fā)酵為好氧發(fā)酵，控制溫度在32℃，培養(yǎng)基含水率50wt%，空氣通氣量為2.5L/分鐘，發(fā)酵96小時(shí)。固態(tài)發(fā)酵結(jié)束后，采用快速閃蒸進(jìn)行干燥，物料取樣進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)合格后包裝即為成品。本實(shí)施例最終可得江蘺渣發(fā)酵活性飼料670公斤，成品中總蛋白含量為18.2%，每克樣品的益生菌總數(shù)為37億個(gè)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。