一種飼用嗜酸小球菌固體生料發酵培養基及發酵方法
2023-05-13 10:39:51
一種飼用嗜酸小球菌固體生料發酵培養基及發酵方法
【專利摘要】一種飼用嗜酸小球菌固體生料發酵培養基及發酵方法，該發酵方法是將嗜酸小球菌斜面菌種接種到新鮮MRS固體斜面培養基上，恆溫培養得固體斜面菌種；將固體斜面菌種在無菌條下接種到液體種子培養基中，恆溫靜置培養得液體菌種；將培養好的液體菌種按一定量接種到製備好的固體生料發酵培養基中，恆溫靜置培養，再加入抗熱保護劑，並充分攪拌均勻；最後將發酵好的固體發酵料乾燥至含水量低於12%，粉碎。本方法生產工藝簡單，對設備的要求低，投資小，生產成本低，獲得的嗜酸小球菌製劑質量穩定，產品活性高，有利於嗜酸小球菌製劑在畜牧業和水產養殖業中的推廣應用，對提高我國的動物產品水產品質量具有重要的現實意義，同時具有良好的經濟效益和社會效益。
【專利說明】一種飼用嗜酸小球菌固體生料發酵培養基及發酵方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於微生物工程發酵【技術領域】，具體涉及一種飼用嗜酸小球菌固體生料發酵培養基及發酵方法。
【背景技術】
[0002]乳酸菌是被各國批准使用的最大一類和最早使用的益生菌。該菌作為人和動物的有益菌(或稱為益生菌)廣泛用於發酵乳製品(如益生菌酸奶、益生菌發酵乳飲料、益生菌奶酪)、發酵豆乳製品、功能性食品配料和食品添加劑(如在嬰兒配方乳粉、中老年乳粉、果蔬汁等中的添加等)、膳食補充劑(片劑、膠囊等)以及飼料微生態製劑中。
[0003]嗜酸小球菌(Ped1coccus acidilactici)是一種乳酸菌,屬於革蘭氏陽性菌,不運動，兼性厭氧。目前，嗜酸小球菌能賦予食品柔和的酸味及香氣，改進食品的品質和營養，還具有抗菌、降低膽固醇、維持微生態環境、抗腫瘤、抗變異和增強免疫力等重要生物學功能。其作為發酵菌種已經大量的在多國的食品中使用，是備受人們喜愛和接受的有益菌群。此外，其顯著的抑菌效果，使得嗜酸小球菌潛藏著巨大的應用價值和廣闊的應用前景。
[0004]嗜酸小球菌作為一種新型的微生態製劑，除了具有益生素的功能外，還同時具有保健功能，尤其對人及動物無毒無病原性，對酸有很強的抵抗力，可順利地通過胃，並在腸道內迅速增殖，調節腸道菌群，分泌類殺菌因子，刺激免疫系統提高免疫能力，促進動物全群健康水平等方面，是飼料業中的綠色添加劑。
[0005]固態發酵是指沒有或幾乎沒有自由水存在下，用一種或多種微生物的一個生物反應過程。從生物反應過程中的本質考慮，固態發酵是以氣相為連續相的生物反應過程。固體發酵具有操作簡便、能耗低、發酵過程容易控制、對無菌要求相對較低、不易發生大面積的汙染等優點。
[0006]生料發酵是指微生物在培養基不經過高溫高壓條件下生長、繁殖和代謝的一種發酵方式。生料發酵最初就是在釀酒的研究過程中出現的新技術，它是在傳統釀造方法受到能源問題挑戰的時候被提出的。我國在生料發酵研究方面雖然起步晚，但應用早，發展快。進入20世紀80年代，生料發酵製酒研究隨著酶工程的發展取得了實質性進展。生料發酵技術又分為兩種:一種是微生物直接利用原料發酵產生所需物質；另一種是藉助外界酶作用將生澱粉水解為微生物可利用後，在發酵產生所需要的物質。後一種方法隨著酶製劑的發展已經變成現實被廣泛應用；而前一種方法國內學者報導較少。
[0007]目前關於嗜酸小球菌生料發酵及製劑應用於動物養殖的公開文獻不多，主要集中在片球菌素的發酵生產和在香腸發酵中的應用。國內專利CN101050437和CN102115720A分別公開了生產片球菌素的方法；CN102127578A公開了一種積累片球菌素的方法，可以增加片球菌素的生產量；CN101289647公開的一株片球菌能夠在發酵香腸中作為發酵劑的應用，改善發酵香腸的風味；CN103283950A公開了嗜酸小球菌活菌製劑(作為畜禽飼料添加齊U)的生產方法，但該方法是採用傳統的發酵技術，存在生產成本高、工藝複雜、設備投資大等缺點。
【發明內容】
[0008]本發明所要解決的技術問題是:針對上述現有技術的不足，提供一種飼用嗜酸小球菌固體生料發酵培養基及發酵方法，該方法具有生產工藝簡單、不需要投資發酵設備、生產成本和能耗低、易於推廣和應用、產品活菌數高且活性高、無三廢排放等特點，解決了目前嗜酸小球菌生產工藝上存在的生產工藝複雜，生產成本高，設備投資大等問題。
[0009]為了解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是:一種飼用嗜酸小球菌固體生料發酵培養基，該培養基按重量百分比是取麥麩58-68%、玉米粉20-25%、豆餅粉4_8%、酵母抽提粉0.5-0.8%、無水乙酸鈉0.8-1.2%、CaC033-4%及雜菌抑制劑2_3%攪勻，並調節含水量為45-55%而成。
[0010]上述雜菌抑制劑為雙乙酸鈉或NaCl中的一種或兩種。
[0011]一種飼用嗜酸小球菌固體生料發酵方法，該發酵方法步驟如下:
(1)固體斜面菌種製備:將保藏於4°c環境中的嗜酸小球菌斜面菌種接種於新鮮MRS固體斜面培養基上，37-40°C恆溫培養3-5d ；
(2)液體菌種製備:將培養好的固體斜面菌種，在無菌條件下，挑取一接種環細胞接種於液體種子培養基中，37-40°C恆溫靜置培養24-36h ；
上述液體種子培養基是按每100ml水加20-30g葡萄糖、5-8g蛋白腖、3-5g牛肉膏、
2-4g酵母抽提粉、3-5g無水乙酸鈉、1-1.5gK2HP04&0.05-0.15g無水硫酸鎂的比例，取葡萄糖、蛋白腖、牛肉膏、酵母抽提粉、無水乙酸鈉、K2HPO4及無水硫酸鎂溶於水中，攪勻，調節pH值為 6.0-6.5，115-121°C滅菌 25_30min 而成。
[0012](3)發酵:按15-20%的接種量(V/W)將培養好的液體菌種接種到前述飼用嗜酸小球菌固體生料發酵培養基中，37-40°C恆溫靜置培養3-5d ；
(4)加入抗熱保護劑:加入抗熱保護劑，攪拌均勻，抗熱保護劑的加入量為上一步驟中發酵前的飼用嗜酸小球菌固體生料發酵培養基重量的5-7%;其中，抗熱保護劑為海藻糖、葡萄糖或穀氨酸鈉中的兩種或三種組合。
[0013](5)乾燥:將加入有抗熱保護劑的發酵料於45_55°C乾燥至含水量低於12%，粉碎至40-60目，即可。
[0014]本發明中用到的嗜酸小球菌acidilactici )為現有技術,保藏號為:CGMCC1.4、CICC10344、CCAM080049或CICMB1355。本發明中用到的酵母抽提粉為市購女口廣叩ο
[0015]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
(I)本發明方法採用的固體生料發酵，培養基不需要經過高溫滅菌環節，極大地降低了嗜酸小球菌生產過程中的能耗，同時也避免了高溫滅菌過程中營養物質的損失。
[0016](2)本發明方法生產嗜酸小球菌製劑，不僅包含了能改善動物腸道微生態系統的嗜酸小球菌活菌，同時也包含了嗜酸小球菌代謝過程中產生的細菌素等各種代謝產物，有利於動物腸道微生態系統的快速建立和快速修復，減少外源病原微生物的侵襲。
[0017](3)本發明方法與現有生產工藝相比，不需要投資複雜且價格昂貴的發酵設備，具有生產成本低、易於推廣和應用、產品活菌數高且活性高、無三廢排放等特點。
【具體實施方式】
[0018]以下實施例僅對本發明作進一步說明。
[0019]實施例1
(I)固體斜面菌種製備:將保藏於4°c冰箱的嗜酸小球菌斜面菌種接種於新鮮MRS固體斜面培養基上，37 °C恆溫培養5d。
[0020](2)液體菌種製備:取葡萄糖25g、蛋白腖6g、牛肉膏4g、酵母抽提粉3g、無水乙酸鈉4g、K2HP04l.2g及無水硫酸鎂0.1g溶於100mL水中，攪勻，調節pH值為6.2，121°C滅菌25min，製得液體種子培養基。無菌條件下，將培養好的固體斜面菌種挑取一接種環細胞接種於上述液體種子培養基中，37 °C恆溫靜置培養36h。
[0021](3)發酵:取麥麩58g、玉米粉25g、豆餅粉Sg、酵母抽提粉0.Sg、無水乙酸鈉1.2g、CaC034g、雙乙酸鈉0.2g及NaC12.8g，攪拌均勻，調節含水量為52%，製得固體生料發酵培養基。按18%的接種量(V/W)將培養好的液體菌種接種到該固體生料發酵培養基中，40°C恆溫靜置培養3d。
[0022](4)保護劑加入:按發酵前固體生料發酵培養基的重量加入海藻糖3%和穀氨酸鈉3.5%，並攪拌均勻。
[0023](5)乾燥:將加有抗熱保護劑的發酵料於45°C條件下乾燥至含水量低於12%，粉碎至50目，即得飼用嗜酸小球菌粉劑。
[0024]實施例2
(I)固體斜面菌種製備:將保藏於4°C冰箱的嗜酸小球菌斜面菌種接種於新鮮MRS固體斜面培養基上，40°C恆溫培養3d。
[0025](2)液體菌種製備:取葡萄糖20g、蛋白腖Sg、牛肉膏5g、酵母抽提粉4g、無水乙酸鈉5g、K2HPO4L 5g及無水硫酸鎂0.05g溶於100mL水中，攪勻，調節pH值為6.0，115°C滅菌30min，製得液體種子培養基。無菌條件下，將培養好的固體斜面菌種挑取一接種環細胞接種於上述液體種子培養基中，40°C恆溫靜置培養24h。
[0026](3)發酵:取麥麩68g、玉米粉21.7g、豆餅粉4g、酵母抽提粉0.5g、無水乙酸鈉
0.8g、CaC033g及NaC12g，攪拌均勻，調節含水量為55%，製得固體生料發酵培養基。按15%的接種量(V/W)將培養好的液體種子接種到該固體生料發酵培養基中，37°C恆溫靜置培養5d。
[0027](4)保護劑加入:按發酵前固體生料發酵培養基的重量加入海藻糖2%、葡萄糖3.5%及穀氨酸鈉1.5%，並攪拌均勻。
[0028](5)乾燥:將加有抗熱保護劑的發酵料於55°C條件下乾燥至含水量低於12%，粉碎至40目，即得飼用嗜酸小球菌粉劑。
[0029]實施例3
(I)固體斜面菌種製備:將保藏於4°C冰箱的嗜酸小球菌斜面菌種接種於新鮮MRS固體斜面培養基上，38 °C恆溫培養4d。
[0030](2)液體菌種製備:取葡萄糖30g、蛋白腖5g、牛肉膏3g、酵母抽提粉2g、無水乙酸鈉3g、K2HPO4L Og及無水硫酸鎂0.15g溶於100mL水中，攪勻，調節pH值為6.5，121°C滅菌25min，製得液體種子培養基。無菌條件下，將培養好的固體斜面菌種挑取一接種環細胞接種於上述液體種子培養基中，38°C恆溫靜置培養32h。
[0031](3)發酵:取麥麩66.4g、玉米粉20g、豆餅粉6g、酵母抽提粉0.6g、無水乙酸鈉1.0g、CaC033.5g及雙乙酸鈉2.5g，攪拌均勻，調節含水量為45%，製得固體生料發酵培養基。按20%的接種量(V/W)將培養好的液體種子接種到該固體生料發酵培養基中，38°C恆溫靜置培養3.5d。
[0032](4)保護劑加入:按發酵前固體生料發酵培養基的重量加入葡萄糖2%及穀氨酸鈉3%，並攪拌均勻。
[0033](5)乾燥:將加有抗熱保護劑的發酵料於50°C條件下乾燥至含水量低於12%，粉碎至60目，即得飼用嗜酸小球菌粉劑。
【權利要求】
1.一種飼用嗜酸小球菌固體生料發酵培養基，其特徵在於，該培養基按重量百分比是取麥麩58-68%、玉米粉20-25%、豆餅粉4_8%、酵母抽提粉0.5-0.8%、無水乙酸鈉0.8-1.2%、CaC033-4%及雜菌抑制劑2-3%攪勻，並調節含水量為45-55%而成。
2.如權利要求1所述的一種飼用嗜酸小球菌固體生料發酵培養基，其特徵在於，所述雜菌抑制劑為雙乙酸鈉或NaCl中的一種或兩種。
3.一種飼用嗜酸小球菌固體生料發酵方法，其特徵在於:該發酵方法步驟如下: (O固體斜面菌種製備:將嗜酸小球菌斜面菌種接種於新鮮MRS固體斜面培養基上，37-40°C恆溫培養3-5d ； (2)液體菌種製備:將培養好的固體斜面菌種，在無菌條件下，挑取一接種環細胞接種於液體種子培養基中，37-40°C恆溫靜置培養24-36h ； (3)發酵:按15-20%的接種量(V/W)將培養好的液體菌種接種到權利要求1-2中任一項所述的飼用嗜酸小球菌固體生料發酵培養基中，37-40°C恆溫靜置培養3-5d ； (4)加入抗熱保護劑:加入抗熱保護劑，攪拌均勻，抗熱保護劑的加入量為步驟(3)中發酵前的飼用嗜酸小球菌固體生料發酵培養基重量的5-7% ； (5)乾燥:將加入有抗熱保護劑的發酵料乾燥至含水量低於12%，粉碎至40-60目，SP可。
4.如權利要求3所述的一種飼用嗜酸小球菌固體生料發酵方法，其特徵在於:所述步驟(2)中的液體種子培養基是按每100ml水加20-30g葡萄糖、5_8g蛋白腖、3_5g牛肉膏、2-4g酵母抽提粉、3-5g無水乙酸鈉、1-1.5gK2HP04&0.05-0.15g無水硫酸鎂的比例，取葡萄糖、蛋白腖、牛肉膏、酵母抽提粉、無水乙酸鈉、K2HPO4及無水硫酸鎂溶於水中，攪勻，調節pH值為 6.0-6.5，115-121°C滅菌 25_30min 而成。
5.如權利要求3所述的一種飼用嗜酸小球菌固體生料發酵方法，其特徵在於:所述步驟(4)中的抗熱保護劑為海藻糖、葡萄糖或穀氨酸鈉中的兩種或三種組合。
6.如權利要求3所述的一種飼用嗜酸小球菌固體生料發酵方法，其特徵在於:所述步驟(5)中的乾燥溫度為45-55°C。
【文檔編號】C12N1/20GK104450565SQ201410643675
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月14日 優先權日:2014年11月14日
【發明者】蘭時樂, 李玥, 肖調義, 周芳如, 厲大偉, 王紅權 申請人:湖南農業大學