本發(fā)明涉及一種寒區(qū)豆粕發(fā)酵菌種擴(kuò)繁低成本培養(yǎng)基組合物，屬于豆粕發(fā)酵菌種擴(kuò)繁培養(yǎng)基技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
豆粕經(jīng)過發(fā)酵后營養(yǎng)價(jià)值大幅度提高，在仔豬和雛雞飼料中可以代替50％～80％的魚粉，可以降低飼料成本。發(fā)酵豆粕屬于常規(guī)飼料，需求量較大，企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)量也較大。傳統(tǒng)的菌種擴(kuò)繁培養(yǎng)基以葡萄糖作為主要碳源，以蛋白胨和酵母膏作為主要氮源。在液體培養(yǎng)基中，一般葡萄糖的添加量為2％～3％，蛋白胨和酵母膏添加量為0.5％和0.5％左右，這兩種物質(zhì)的價(jià)格大約為35元～50元/千克，葡萄糖的價(jià)格為3.5元/千克。每生產(chǎn)1噸液體菌種，蛋白胨和酵母膏的費(fèi)用至少為350元，葡萄糖的費(fèi)用為70元。年生產(chǎn)發(fā)酵豆粕2萬噸，接種量為3％，需要液體培養(yǎng)基600噸，菌種培養(yǎng)基中氮源費(fèi)用為210000元，而碳源的費(fèi)用為42000元。采用葡萄糖、蛋白胨和酵母膏作為液體菌種培養(yǎng)基的主要碳源和氮源，費(fèi)用較高。因此，豆粕發(fā)酵企業(yè)努力尋找這些高價(jià)格微生物培養(yǎng)物質(zhì)的替代物，以降低菌種培養(yǎng)基成本，降低豆粕發(fā)酵成本，提高發(fā)酵豆粕的利潤。
姚小飛等(枯草芽孢桿菌選育及發(fā)酵大豆粕工藝條件研究.2010，(6)：23-26)采用枯草芽孢桿菌發(fā)酵豆粕生產(chǎn)大豆肽，以大豆水解度為指標(biāo)。試驗(yàn)結(jié)果表明，9％豆粕作為氮源效果最好，以2％麩皮作為碳源效果最好，玉米粉和淀粉次之，蔗糖和麥芽糖較差。劉海進(jìn)(地衣芽孢桿菌發(fā)酵豆粕的研究.2011，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)，碩士論文)的試驗(yàn)結(jié)果與上相同，小麥麩作為碳源培養(yǎng)的菌數(shù)量達(dá)到504×108CFU/mL，而葡萄糖作為碳源，其菌數(shù)量達(dá)到7.4×108CFU/mL，氮源是豆粕粉培養(yǎng)基的菌數(shù)遠(yuǎn)高于其他氮源培養(yǎng)基。最佳培養(yǎng)基配方為麩皮25g/L，豆粕粉20g/L，KH2PO40.6g/L，活菌數(shù)達(dá)到3.06×1012CFU/mL。張媛媛等(復(fù)合益生菌芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基及條件的優(yōu)化.東北林業(yè)大學(xué)報(bào)，2012，40(1)：93-97)在實(shí)驗(yàn)室條件下測定不同碳源和氮源及濃度對活菌數(shù)量的影響，碳源為廢糖蜜15g+玉米粉15g為最好，而氮源為豆粕40g最好?；罹鷶?shù)達(dá)6.370×1010CFU/mL。周芳等(枯草芽孢桿菌D-29菌株發(fā)酵條件的優(yōu)化.山西農(nóng)業(yè)科學(xué)2013，41(12)：1333-1335)采用以玉米10g、麥芽糖30g和豆粉30g為主要原料的培養(yǎng)基培養(yǎng)枯草芽孢桿菌，活菌數(shù)量高于以玉米+牛肉浸膏、胰蛋白胨+酵母粉、葡萄糖+淀粉和蛋白胨、牛肉膏+蛋白胨和蔗糖組合的培養(yǎng)基。
以上試驗(yàn)結(jié)果均表明：(1)以玉米、小麥麩和豆粕等常規(guī)飼料作為培養(yǎng)芽孢桿菌的主要成分不比牛肉膏、蛋白胨和葡萄糖差；(2)這些試驗(yàn)都是在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行，發(fā)酵量較小(50～250ml)；(3)這些微生物培養(yǎng)基物質(zhì)的添加濃度為2％～4％，這個(gè)濃度或者添加量仍高于我們的預(yù)期；(4)由于發(fā)酵量較小，添加物質(zhì)的量較大，還有進(jìn)一步縮小成本的空間。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是在不影響豆粕發(fā)酵菌種數(shù)量的前提下，以玉米、小麥麩、豆粕等常規(guī)飼料成分作為豆粕發(fā)酵菌種的主要培養(yǎng)基成分，研究豆粕發(fā)酵液體菌種的低成本培養(yǎng)基配方，降低菌種擴(kuò)繁的成本，提高豆粕發(fā)酵的經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而提供一種寒區(qū)豆粕發(fā)酵菌種擴(kuò)繁低成本培養(yǎng)基組合物。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種寒區(qū)豆粕發(fā)酵菌種擴(kuò)繁低成本培養(yǎng)基組合物，
按重量百分比由玉米1.3～1.7％、小麥麩0.3～0.7％、豆粕0.8～1.2％、碳酸鈣0.1～0.5％、硫酸錳0.0005～0.004％、氯化鈉0.04～0.3％、磷酸氫二鉀0.05～0.4％、硫酸鎂0.005～0.04％和余量的水組成。
較佳的配比按重量百分比由玉米1.4～1.6％、小麥麩0.4～0.6％、豆粕0.9～1.1％、碳酸鈣0.2～0.4％、硫酸錳0.001～0.003％、氯化鈉0.05～0.2％、磷酸氫二鉀0.1～0.3％、硫酸鎂0.01～0.03％和余量的水組成。
最佳的配比按重量百分比由玉米1.5％、小麥麩0.5％、豆粕1.0％、碳酸鈣0.3％、硫酸錳0.002％、氯化鈉0.1％、磷酸氫二鉀0.2％、硫酸鎂0.02％和余量的水組成。
本發(fā)明的有益效果：
(1)與其它試驗(yàn)結(jié)果比較，本發(fā)明條件更接近于生產(chǎn)條件，發(fā)酵量比較大，發(fā)酵溫度低，耗能少。
(2)其它試驗(yàn)采用的豆粕最低量為2.0％，玉米和小麥麩的量為2～3％，而且是單一碳源，本發(fā)明采用的豆粕和玉米含量均低于其它試驗(yàn)；本發(fā)明豆粕的最佳添加量為1％，比其它試驗(yàn)的豆粕最低添加量低50％，一噸液體菌種少添加10Kg的豆粕，減少費(fèi)用35元。其它試驗(yàn)的小麥麩添加量為2.5％左右，而本發(fā)明添加1.5％的玉米和0.5％小麥麩，通常小麥麩的價(jià)格為2.0元/Kg，玉米價(jià)格為1.8元/Kg，其它試驗(yàn)的小麥麩成本為50元/噸，而本發(fā)明玉米和小麥麩的成本為37元，降低成本13元，本發(fā)明的豆粕發(fā)酵菌種擴(kuò)繁節(jié)省48元/噸。年產(chǎn)發(fā)酵豆粕2萬噸，需要液體菌種600噸，可降低成本28800元。
(3)本發(fā)明更追求原料的組合效應(yīng)：采用1.5％玉米和0.5％小麥麩+1.0％豆粕，其總體的碳氮比更接近微生物的需要。配方中粗蛋白質(zhì)含量為20.66％，氮含量為3.3％，碳氮比約為12：1。而小麥麩含有豐富的維生素和一些未知生長因子，對于微生物和動物生長繁殖有著明顯的促進(jìn)作用，玉米、小麥麩和豆粕三種天然飼料組合后提供的營養(yǎng)，更接近微生物的需要。
具體實(shí)施方式
下面將對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述實(shí)施例。
實(shí)施例1：以2％的豆粕作為氮源，分別以1％玉米+1％小麥麩、1.5％玉米+0.5％小麥麩、0.5％玉米+1.5％小麥麩作為碳源進(jìn)行試驗(yàn)，各個(gè)處理組無機(jī)鹽含量相同。在500ml的三角瓶中發(fā)酵量為250ml，放置37℃條件下進(jìn)行培養(yǎng)48小時(shí)，測定活菌數(shù)量。每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)。試驗(yàn)結(jié)果見表1。
表1不同碳源培養(yǎng)基成分對菌數(shù)的影響(×1010cfu/mL)
由表1可知，在氮源和無機(jī)鹽相同的條件下，1.5％玉米+0.5％小麥的活菌數(shù)量最高，顯著高于0.5％玉米+1.5％小麥麩組合，高于1％玉米+1％小麥麩。選擇1.5％玉米+0.5％小麥作為碳源。
實(shí)施例2：以1.5％玉米+0.5％小麥作為碳源，以1.0豆粕、1.5％豆粕和2.0％豆粕作為氮源，進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)條件與實(shí)施例1相同。
表2不同氮源培養(yǎng)基對菌數(shù)的影響(×1010cfu/mL)
由表2可知，1.0％與1.5％豆粕和2.0％豆粕培養(yǎng)的枯草芽孢桿菌活菌數(shù)量沒有顯著差異。在1.5％玉米+0.5％小麥麩作為碳源的條件下，選擇1.0％豆粕作為氮源不影響微生物的生長和繁殖。
實(shí)施例3：采用不同的培養(yǎng)基配方(見表3)，在30℃條件下進(jìn)行菌種擴(kuò)繁，采用5L的細(xì)口瓶進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵量為3L，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)。以發(fā)酵液中活菌數(shù)量為指標(biāo)，篩選豆粕發(fā)酵菌種擴(kuò)繁的低成本培養(yǎng)基配方。
表3枯草芽孢桿菌液體發(fā)酵培養(yǎng)基成分的優(yōu)化
不同的培養(yǎng)基配方發(fā)酵后得到的枯草芽孢桿菌(見表4)菌數(shù)呈現(xiàn)出一定的差異，其中37℃培養(yǎng)的活菌數(shù)最高，達(dá)到2.23×1010cfu/mL；30℃條件下培養(yǎng)的活菌數(shù)量配方2最高，達(dá)到2.08×1010cfu/mL,略低于對照組，但分別高于其他4個(gè)配方，差異顯著(P<0.05)。在30℃條件下，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與37℃相同，1.5％玉米+0.5％小麥麩培養(yǎng)基活菌數(shù)量高于1.0％玉米+0.5％小麥麩和2.0％玉米+0.5％小麥麩的培養(yǎng)基。
表4液體發(fā)酵培養(yǎng)基優(yōu)化菌數(shù)(×1010cfu/mL)
結(jié)論
由此篩選出最佳的豆粕發(fā)酵菌種的低成本培養(yǎng)基配方：玉米1.5％、小麥麩0.5％、豆粕1.0％、CaCO3 0.3％、MnSO4 0.002％、NaCl 0.1％、K2HPO4 0.2％和MgSO4 0.02％。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，這些具體實(shí)施方式都是基于本發(fā)明整體構(gòu)思下的不同實(shí)現(xiàn)方式，而且本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。