一種含厭氧菌K.paraultunenseKD-1發酵液和羽毛粉的肉型家禽飼料的製作方法
2023-05-15 14:05:21
一種含厭氧菌K.paraultunenseKD-1發酵液和羽毛粉的肉型家禽飼料的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種含厭氧菌K.paraultunenseKD-1發酵液和羽毛粉的肉型家禽飼料，該飼料分為基礎飼料和厭氧菌厭氧菌K.paraultunenseKD-1發酵液兩部分。基礎飼料配方包括羽毛粉、玉米、豆粕、小麥麩、食鹽、磷酸氫鈣、石粉、氯化膽鹼、維生素預混料、礦物質和蛋氨酸。厭氧菌K.paraultunenseKD-1發酵液中不僅含有豐富的營養物質，其中的角蛋白酶還能高效降解羽毛粉角蛋白以及促進飼料中其他蛋白質的水解，因此，在提高飼料營養水平的同時還提高了飼料的轉化利用率。本發明提供的一種含厭氧菌K.paraultunenseKD-1發酵液和羽毛粉的肉型家禽飼料，具有製備方法簡單、生產成本低、生物轉化率高、食用安全的優點，為羽毛角蛋白廢棄物資源化利用提供一種有效的途徑。
【專利說明】—種含厭氧菌尤parauItunense KD-1發酵液和羽毛粉的肉型家禽飼料
【技術領域】
[0001]本發明屬於農業生物【技術領域】，具體涉及一種含厭氧菌尤paraultunense KD-1發酵液和羽毛粉的肉型家禽飼料。
【背景技術】
[0002]近年來，我國養殖業迅速朝著標準化、規模化、集約化的方向發展，但隨之產生的廢棄物汙染問題日益凸顯。我國畜禽養殖廢棄物處理面臨的現狀是:一方面，養殖業廢棄物治理方法體系中普遍存在處理效率低、治理不徹底、易形成二次汙染等問題；另一方面，畜禽養殖廢棄物中包含大量有機物以及無機礦物元素，但沒有得到有效利用，這不僅造成了資源浪費，而且嚴重汙染了環境。解決畜禽廢棄物汙染問題迫在眉睫，如何實現畜禽養殖廢棄物的無害化處理、資源化利用成為當今社會亟待解決的重要課題。
[0003]畜禽養殖生產中會產生大量角蛋白廢棄物，如羽毛、皮毛、角、蹄、爪等。然而，角蛋白不易被一般的蛋白酶降解。例如，我國平均每年產羽毛達90多萬噸，除少部分用於保暖填充材料，絕大部分未得到合理利用。羽毛粉中蛋白質含量超過80%，其中賴氨酸、纈氨酸和蘇氨酸等胺基酸含量的總和均高於大豆柏，同時含有較多大量元素、微量元素和未知生長因子，是一種良好的，可替代或部分替代魚粉的飼料蛋白來源。傳統的物理化學方法處理角蛋白廢棄物不僅轉化率低，破壞角蛋白的營養成分，還易造成環境汙染。20世紀40年代，科學家們相繼發現許多微生物能分泌一類具有角蛋白水解活性的酶，稱為角蛋白酶。角蛋白酶能使角蛋白降解為多肽，胺基酸及礦物元素，可以用於製造有機肥料以及飼料添加劑，這不僅解決了目前國內農業和畜牧業資源緊缺的難題，還降解了汙染源，有利於改善環境。目前發現的多數角蛋白酶具有廣泛的底物，除了能夠降解角蛋白外，還可以降解多種可溶性蛋白質，如膠原蛋白、彈性蛋白、牛血清白蛋白，酪蛋白等。
[0004]長期以來，在飼料生產行業中，存在飼料轉化率低、飼料原料短缺、抗生素、激素等過量添加導致的禽類產品的品質降低等問題。因此，新型的生物飼料是養禽業發展的必然要求。前期研究表明，在飼料中添加各種生物添加劑，都取得了明顯的效果。Vandeplas等人研究表明在肉雞飼料中添加0.01% (wt/wt)的木聚糖酶(xylanase)配合106cfu/g的植物乳桿菌{Lactobacillus飼餵鼠傷寒沙門氏菌 i^3lmorwll3 Typhimurium)感染3d後的30-42d齡肉雞，結果顯示飼料轉化率提高19.7%，且肉雞糞便中鼠傷寒沙門氏菌數量顯著降低(Vandeplas S，et al.Poultry science, 2009，88 (8): 1643-1654)。顧維智等人，通過在肉鴨飼料中添加70g/t的溶菌酶，研究發現溶菌酶能有效促進肉鴨生長，溶菌酶組與對照組相比較，平均日增重比提高6.0%，胸腺和脾臟免疫器官指數分別提高53.8%和29.4% (顧維智，等.飼料工業，2008，29(24): 46-48)。Odetallah等在肉仔雞飼料中分別添加0.05% (wt/wt), 0.1 % (wt/wt)和 0.15 % (wt/wt)的 PWD-1 角蛋白酶,試驗結果表明，在21d齡和26d齡時肉雞的增重率和飼料轉化率都有大幅度提高(Odetallah NH,et al.Poultry science, 2003，82 (4):664-70)。Wang 等人在飼料中按 0.l%(wt/wt)添加Versazyme酶製劑飼餵肉雞，結果顯示角蛋白酶製劑能有效提高肉雞增重率(l_21d齡肉雞)與飼料轉化率(l_42d 齡肉雞)(Wang H, et al.Animal Feed Science and Technology, 2008，140(3-4): 376-384)。
[0005]目前，已公開的發明專利多數涉及好氧菌降解羽毛角蛋白，降解過程需要較大的通氣設備，發酵成本高，通氣時易造成雜菌汙染。專利號為4，908，220的美國專利(C.M.Wi I Iiams.1990.U.S.Patent 4，908，220)公開一種利用地衣芽孢桿菌(.BacillusIicheniformis )來源的角蛋白酶水解角蛋白的方法,它通過液體深層發酵製備角蛋白酶，發酵周期為4天。其發酵工藝複雜，且角蛋白酶活力不夠理想。另外，國內曹軍等人公開的發明專利「一種角蛋白酶的固態發酵製備方法及其應用」，採用固體發酵技術，利用真菌棲土麴黴terricola)發酵製備角蛋白酶作為飼料添加劑,其發酵周期為3_5天，發酵培養物以2%-10%的比例直接添加入飼料或硫酸銨沉澱後的粗酶液以0.5-5%。添加入飼料。其發酵周期長，且並沒有生物安全性相關的驗證。
[0006]綜上所述，角蛋白酶可用於羽毛廢棄物的生物消化，使之轉化為飼料。一方面角蛋白酶可降解羽毛粉飼料，並水解其它一些常見的蛋白質，因此可作為飼料添加劑提高飼料的利用率；另一方面，角蛋白酶還可起到殺滅飼料中致病微生物的作用。這不僅使羽毛角蛋白廢棄物得到有效利用，還有效地緩解了蛋白資源供應緊張的局面。然而，現有的含角蛋白酶製劑的飼料具有角蛋白酶獲得成本高的缺點，不適用於大規模的實際應用。研發出成本低廉、生物轉化效率高、食用安全的飼料，是實現角蛋白廢棄物的無害化處理、資源化利用的有效途徑。
【發明內容】
[0007]本發明針對羽毛角蛋白廢棄物利用率低的現狀，提供一種製備方法簡單、生產成本低、生物轉化效率高、食用安全且在一定程度上能促進益生菌繁殖並抑制有害細菌的含厭氧菌尤paraultunense KD-1發酵液和羽毛粉的肉型家禽飼料。
[0008]本發明的技術目的是通過以下方案實現的:
一種含厭氧菌尤paraultunense KD-1發酵液和羽毛粉的肉型家禽飼料,其特徵在於:原料包括基礎飼料和尤paraul tunense KD-1發酵液兩部分，尤paraul tunense KD-1發酵液與基礎飼料的配比為:每千克基礎飼料添加200-300ml的發酵液；所述基礎飼料包括:玉米、豆柏、小麥麩、食鹽、磷酸氫鈣、石粉、氯化膽鹼、維生素預混料、礦物質、蛋氨酸和佔基礎飼料總重量5%的羽毛粉。
[0009]本發明所述厭氧菌尤paraul tunense KD-1,其分類命名為Kera tini baculumparaul tunense gen.nov., sp.nov.,保藏於日本JCM和德國DMSZ微生物菌種保藏中心，菌種的保藏編號分別為JCM 18769T和DSM 26752T。
[0010]本專利採用厭氧菌尤paraultunense KD-1發酵液，其角蛋白酶降解效率高，發酵液營養成分豐富。所述厭氧菌尤paraultunense KD-1發酵液中的活菌數為(1.53X 108-6.7 X 18 cfu/ml)，發酵液上清的酶活力為(350-400 U/ml)。經檢測，該厭氧細菌的羽毛髮酵液中富含礦物質、微量元素以及各種胺基酸，包括:賴氨酸46-6(^g/ml，苯丙氨酸 172_320Pg/ml,蘇氨酸 91_280Pg/ml,異亮氨酸 93_346Pg/ml,亮氨酸 199-51 lPg/ml,甲硫氨酸 14_18Pg/ml,天冬氨酸 303_389Pg/ml,半胱氨酸 225_353Pg/ml,脯氨酸 345_729Pg/ml,穀氨酸 478_700Pg/ml,絲氨酸 199_746Pg/ml,甘氨酸 89_452Pg/ml,酪氨酸 118_145Pg/ml，纈氨酸275-550μ8/πι1，丙氨酸232_293Pg/ml以及半必需胺基酸精氨酸193-42lPg/ml和組氨酸15-18Pg/ml。其中賴氨酸、甲硫氨酸等胺基酸在化學物理方法處理角蛋白廢棄物中極易被降解。
[0011]優選的，尤paraultunense KD-1發酵液與羽毛粉飼料的配比為200-300ml/kg,按此比例區間添加發酵液，飼料中的羽毛粉中一半以上的羽毛轉化為可溶性蛋白，同時飼料具有較好適口性。若添加量低於此比例，羽毛中角蛋白降解率低，不能有效利用，且飼料轉化率低；若高於此添加比例，飼料過稀，不易取食且適口性降低。若進一步濃縮發酵活性物，可增加對基礎飼料中羽毛的轉化率，但是發酵液本身的營養成分會在濃縮過程中丟失，且濃縮過程增加運行成本。
[0012]優選的，所述基礎飼料各組分的重量百分含量為:所述基礎飼料各組分按百分含量計為:羽毛粉5%、玉米65.68%、豆柏18%、小麥麩8%、食鹽0.35%、磷酸氫鈣1.3%、石粉1.2%、氯化膽鹼0.15%、維生素預混料0.02%、礦物質0.2%和蛋氨酸0.1 %。羽毛粉的添加比例佔基礎飼料總重量5%時，羽毛的生物轉化率高。若添加比例過高，羽毛不易被K.paraultunense KD-1發酵液轉化為可溶性蛋白，添加比例過低則飼料營養不均衡,需格外添加其他蛋白類組分，增加成本。
[0013]所述礦物質預混料包括:Fe80mg/kg、Mn 60mg/kg、Zn 60mg/kg、Cu 10mg/kg、I 0.2mg/kg 和 Se 0.2mg/kg ;維生素預混料包括 VA 6000IU/kg、VB1 3mg/kg、VB2 5mg/kg、VB350mg/kg> VB6 2.5 mg/kg、VB12 0.01mg/kg> VD 500IU/kg> VE 15mg/kg、VK 3mg/kg、D-泛酸 9mg/kg 和葉酸 lmg/kg。
[0014]本發明與現有技術相比較，具有如下顯著優點:
1、製備方法簡單、生產成本低、飼料轉化率高；
2、能有效提高肉鴨增重率，降低料重比，同時增加肉鴨免疫力及改善肉質；
3、能促進羽毛廢棄物資源的安全高效利用，對解決自然界羽毛廢棄物造成的資源浪費和環境汙染的問題具有重要參考意義；
4、食用安全,含尤paraultunenseKD-1發酵液作為生物飼料添加劑使用,對家禽腸道微生物群落結構沒有明顯影響且促進腸道益生菌增殖，一定程度抑制有害菌。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1 顯不不同時間(A_D: Oh, 6h, 12h, 18h)尤 paraultunense KD-1 發酵液降解羽毛情況的掃描電鏡圖；
圖2顯不發酵13h後發酵液中胺基酸種類與含量；
圖3顯示不同處理組對肉鴨腸道微生物結構的影響。(A)不同細菌(分類層次:門)在腸道微生物中所佔比例(豐度％) ；(B)乳酸桿菌屬Oac1如ci77心)、雙歧桿菌屬{Bifidobacterium)以及埃希氏菌屬/妙\飛氏舊罵(Mscher i ch i a/Sh i ge 11 a)在腸道微生物中所佔比例(平均豐度％)。
【具體實施方式】
[0016]下面通過實施例對本發明進行具體描述，有必要在此指出的是以下實施例只是用於對本發明進行進一步的說明，不能理解為對本發明保護範圍的限制，該領域的技術熟練人員根據上述
【發明內容】
所做出的一些非本質的改進和調整，仍屬於本發明的保護範圍。
[0017]實施例1
飼料的適口性是配方飼料及飼料添加劑的一個重要衡量指標。飼料適口性是指飼料的滋味、香味和質地特性的總和，是動物在覓食、定位和採食過程中視覺、嗅覺、觸覺和味覺等感覺器官對飼料的綜合反應。飼料適口性以動物的採食量來體現。本實施例中，選取4周齡幼鴨60隻(四川麻鴨兼容性地方品種)，隨機分成6組，每組10隻，進行為期兩周的飼料適口性檢測實驗。對照組飼餵基礎飼料，其他實驗組組飼餵基礎飼料添加不同比例的發酵液(10ml、200ml、300ml、400ml、500ml)。記錄每天各處理組採食量、採食時間，觀察採食規律。實驗鴨採用籠養方式，自由採食、飲水。
[0018]如表I所示，在發酵液添加量為200-300ml/kg時，鴨子的採食量和採食速度都在正常範圍內，且料重比優勢明顯。尤其是添加量為300ml/kg時，其日增重相對於對照組提高了 12.7%，採食量降低14.6%，料重比降低24.2%。但是，當發酵液添加量增至500ml/kg時，鴨子採食量和採食速度明顯降低。結果表明，在飼料中添加發酵液，添加量在200ml-300ml/kg時，其適口性好，作用效果明顯，肉鴨日增重提高6.3%-12.7%。
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[0019]實施例2
將厭氧發酵液按300ml每千克基礎飼料添加入基礎飼料，進行為期8周的飼餵實驗。選3周齡幼鴨60隻，分成三組(對照組、高蛋白組、發酵液組)，每組4個處理，每個處理5個重複(雌雄隨機)。對照組飼餵基礎飼料，高蛋白組飼餵基礎飼料+4%豆柏(wt/wt)，發酵液組飼餵基礎飼料+300ml發酵培養物/100g飼料(對照組與高蛋白組按相同比例水補齊)。基礎飼料為顆粒狀，委託成都粟海飼料有限公司加工(飼料中包含5%的羽毛粉)。記錄每天各處理組採食量，定期稱重，計算肉鴨日增重、日採食量和料重比。
[0020]如表2所示，在日增重方面，發酵液組與高蛋白組分別比對照提高了 7.23%和
4.15%，且發酵液組與高蛋白組在料重比指標上分別比對照降低了 18.43%和19.16%。實驗結果說明，在飼料中添加活性產角蛋白酶厭氧菌發酵液，能有效提高肉鴨日增重，降低料重t匕，提高羽毛粉飼料的轉化利用效率。從生產效益上看，一方面，發酵液中的營養成分為對於肉鴨生長有促進作用；另一方面，發酵液中角蛋白酶能降解飼料中羽毛角蛋白，使羽毛飼料得到充分利用，降低料重比，節約成本。
[0021]表2不同處理對肉鴨生長性能的影響
【權利要求】
1.一種含厭氧菌尤paraultunense KD-1發酵液和羽毛粉的肉型家禽飼料,其特徵在於:原料包括基礎飼料和尤paraul tunense KD-1發酵液兩部分，尤paraul tunense KD-1發酵液與基礎飼料的配比為:每千克基礎飼料添加200-300ml的發酵液；所述基礎飼料包括:玉米、豆柏、小麥麩、食鹽、磷酸氫鈣、石粉、氯化膽鹼、維生素預混料、礦物質、蛋氨酸和佔基礎詞料總重量5%的羽毛粉。
2.根據權利要求1所述的含厭氧菌尤paraultunenseKD-1發酵液和羽毛粉的肉型家禽飼料，其特徵在於:所述基礎飼料各組分按百分含量計為:羽毛粉5%、玉米65.68%、豆柏18 %、小麥麩8 %、食鹽0.35%、磷酸氫鈣1.3%、石粉1.2%、氯化膽鹼0.15 %、維生素預混料0.02%、礦物質0.2%和蛋氨酸0.1%。
3.根據權利要求1所述的發酵液飼料添加劑，其特徵在於:所述厭氧菌尤paraul tunense KD-1屬於梭菌i\iClostridiaceae')的一個新屬，其分類命名為Kera tinibaculum paraul tunense gen.nov., sp.ηον.,該菌種分別保藏於日本 JCM (保藏編號JCM 18769T)和德國DMSZ (保藏編號:DSM 26752T)微生物菌種保藏中心。
4.根據權利要求1或2所述的一種含厭氧菌尤paraultunenseKD-1發酵液和羽毛粉的肉型家禽飼料，其特徵在於:所述厭氧菌尤paraultunense KD-1發酵液中的活菌數為(L 53X 108-6.7X 108 cfu/ml)，發酵液上清的酶活力為(350-400 U/ml);發酵液中胺基酸組成包括:賴氨酸46-60Pg/ml,苯丙氨酸172-320Pg/ml,蘇氨酸91-280Pg/ml,異亮氨酸93_346Pg/ml,亮氨酸 199-51 lPg/ml,甲硫氨酸 14_18Pg/ml,天冬氨酸 303_389Pg/ml,半胱氨酸 225_353Pg/ml,脯氨酸 345_729Pg/ml,穀氨酸 478_700Pg/ml,絲氨酸 199_746Pg/ml,甘氨酸89_452Pg/ml,酪氨酸 118_145Pg/ml,糹顏氨酸275_550Pg/ml,丙氨酸232_293Pg/ml 以及半必需胺基酸精氨酸193-42lPg/ml和組氨酸15_18Pg/ml。
5.根據權利要求1所述的一種含厭氧菌尤paraultunenseKD-1發酵液和羽毛粉的肉型家禽飼料，其特徵在於:所述礦物質預混料包括:Fe 80mg/kg> Mn 60mg/kg> Zn 60mg/kg、Cu 10mg/kg、I 0.2mg/kg 和 Se 0.2mg/kg ;維生素預混料包括 VA 6000IU/kg、VB1 3mg/kg,VB2 5mg/kg、VB350mg/kg、VB6 2.5 mg/kg,VB12 0.01mg/kg、VD 500IU/kg、VE 15mg/kg、VK3mg/kg、D-泛酸 9mg/kg 和葉酸 lmg/kg。
6.根據權利要求1所述的一種含厭氧菌尤paraultunenseKD-1發酵液和羽毛粉的肉型家禽飼料，其特徵在於:所述肉型家禽包括雞、鴨或者鵝，但不僅限於雞、鴨或鵝。
【文檔編號】A23K1/16GK104171413SQ201410376505
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月1日 優先權日:2014年8月1日
【發明者】陳璐, 尹小波, 鄧宇, 張雲飛, 李強 申請人:農業部沼氣科學研究所