一種複合微生物製劑及其在水產飼料後噴塗中應用的製作方法

2023-10-08 11:37:39 4

本發明涉及飼料添加劑技術領域，具體涉及一種複合微生物製劑及其在水產飼料後噴塗中應用。

背景技術：

顆粒飼料、膨化飼料和膨脹飼料大規模生產，已成為世界飼料工業的一個發展趨勢。飼料廠越來越多地利用高溫短時加工設備諸如制粒機、膨化機、深度調質器以及通用熟化制粒機等，對配合飼料進行調質、膨化、膨脹、制粒等處理，這些高溫處理工藝能有效殺死一些有害物質如沙門氏菌，降低或抑制抗營養因子，同時可改善飼料適口性，提高飼料報酬。但是在這些加工工藝中，由於受高溫、高壓和水分的共同作用，以粉末方式添加的熱敏性成分，如維生素、酶製劑、微生物、胺基酸、多肽、藥物等受到嚴重破壞，這無疑導致飼料品質下降或飼料成本提高。為了降低熱加工設備對有效成分的破壞，一般採用2種保真加工技術：①通過對熱敏性成分進行包被或微膠囊處理來減少其活性損失；②在調質、膨化、膨脹、制粒後添加，即後置添加液體熱敏性添加劑來達到有效成分的保真。採用包被或微膠囊技術會增加成本，且不能完全保證有效成分的活性。如果採用液體後置添加，可大大減少因調質、膨化、膨脹、制粒等程序造成有效成分的損失。20世紀80年代初，人們開始採用制粒後顆粒表面液體噴塗工藝。制粒後顆粒表面液體噴塗可使熱敏性成分免受制粒機、膨化機、膨脹器等熱加工設備的損害，減少這些成分的補償添加量，從而降低飼料成本。cowan(1993)報導，採用後噴塗工藝可使酶製劑的活性保持率幾乎達到100％。將藥物的添加設置在後面而不是加於混合機中，有利於減少混合機及後續設備的藥物殘留，可大大提高產品的質量和可靠性。

液態後噴塗是解決飼料加工對熱敏性添加劑損失的有效途徑，但技術上仍存在障礙：後噴塗只能將熱敏性添加劑包敷於飼料顆粒表面，易受環境、運輸及儲存等影響而造成活性損失，生產過程中也可能造成顆粒飼料粉化率的提高。因此，水產飼料後噴塗專用保護劑的開發迫在眉睫，保護劑能夠維持液態添加劑的均一穩定，降低後噴塗添加劑在運輸中的損失；同時，可以使後噴塗添加劑粘附及滲透於顆粒飼料，減少其在飼料投餵後的溶失，提高飼料效率，促進水產動物健康生長。

技術實現要素：

針對以上問題，本發明提供一種複合微生物製劑及其應用。所述微生物製劑水溶性良好，加水溶解形成穩定均勻的液體狀態，充分攪拌混合均勻後，無明顯分層現象。可廣泛應用於水產飼料後噴塗工藝中。

本發明一方面涉及一種複合微生物製劑，包含糞腸球菌、丁酸梭菌和地衣芽孢桿菌。

所述複合微生物製劑還包括複合保護劑。

所述複合保護劑，包含海藻酸鈉和卡拉膠。

所述複合保護劑還包含海藻粉。

所述複合保護劑中海藻粉、海藻酸鈉和卡拉膠的質量比為60：10～20：20-30。

進一步的，所述複合保護劑中海藻粉、海藻酸鈉和卡拉膠的質量比為60：15：25。

所述複合微生物製劑的組分及含量分別為：糞腸球菌1010-1011cfu/g，丁酸梭菌

5×1010-5×1011cfu/g，地衣芽孢桿菌1011-1012cfu/g，複合保護劑0.02-0.03g/g。

進一步優選的所述複合微生物製劑的組分及含量分別為：糞腸球菌5×1010cfu/g，丁酸梭菌5×1010cfu/g，地衣芽孢桿菌1×1012cfu/g，複合保護劑0.02g/g。

本發明一方面涉及上述複合微生物製劑在飼料後噴塗中的應用。

有益效果：

本發明提供的複合微生物製劑水溶性良好，加水溶解形成穩定均勻的液體狀態，充分攪拌混合均勻後，無明顯分層現象。所述複合微生物製劑通過後噴塗工藝添加到水產飼料中，能有效減少飼料加工和投餵過程中微生物的活性損失，進而使大菱鮃的成活率和增重率均得到明顯提高，其中增重率提高了19.8％，而飼料係數降低了14.3％，實驗組大菱鮃血液中酚氧化酶和溶菌酶的活性分別提高了76.5％和64.4％，從而有利於降低飼料成本，提高水產動物的免疫力，增加養殖效益，效果顯著。

本發明所述複合微生物製劑中添加的複合保護劑能將酶製劑、微生物、胺基酸、多肽、藥物等熱敏性飼料添加劑有效地粘合在膨化顆粒飼料表面，投餵飼料過程中所述飼料添加劑的溶出損失降低了60％-90％，其在運輸和裝卸過程中因摩擦造成的損失也得到顯著降低，後噴塗飼料的含粉率降低了10％-30％。本發明所述複合保護劑的三種組分中，海藻粉對複合保護劑的整體性能影響最為顯著。當海藻粉的含量為60％時，複合保護劑的水溶性最好，低於或高於60％時，複合保護劑的水溶性均變差。而且，在複合保護劑添加量相同的情況下，隨著保護劑中海藻粉的含量從40％增加到60％，製備得到的複合維生素溶液的沉降率從15.3％迅速下降至0.4％；而後隨著海藻粉的含量繼續增加，製備得到的複合維生素的沉降率又開始緩慢上升，取得了意料不到的技術效果。

具體實施方式

發明人針對不同粘合劑材料開展了大量的篩選工作，發現很多已知的飼料用粘合劑並不適用於後噴塗液體保護劑。例如，澱粉類粘合劑，包括預糊化玉米澱粉、小麥澱粉及木薯澱粉等單體均溶解緩慢，需要經過高溫加熱其溶液方能達到均一狀態，這與通過後噴塗技術保護熱敏性飼料添加劑的目的相矛盾，且這類粘合劑水溶液的粘度較低(30-45mpa.s)；羧甲基纖維素和麥芽糊精單體水溶性均好，粘度適中(1400-1600mpa.s)，但是其溶液的助懸浮作用差，不利於熱敏性飼料添加劑的均勻分布，沉降速度快；聚丙烯酸鈉水溶性好，粘度高(6000mpa.s)，但靜置後在水中呈一種團狀膠體而非完全均一分布於水相。因此，基於水中溶解性、粘度值及沉降率等指標，申請人最終篩選到一種適用於熱敏性飼料添加劑後噴塗的液體保護劑，由海藻粉、海藻酸鈉和卡拉膠組成。

下面結合具體實施例對本發明作進一步具體描述，但不局限於此。下述實施例中以複合維生素為例，闡述了本發明提供的後噴塗液體保護劑對熱敏性飼料添加劑的保護作用。

下述實施例中所述的複合維生素的主要組分及含量分別為：

實施例1複合保護劑的篩選及其對複合維生素沉降率的影響

複合保護劑所用原料為海藻粉、海藻酸鈉、卡拉膠，按不同比例配方混合均勻然後添加到複合維生素中。採用下述方法評價其性能：水溶性，取複合保護劑12.5g置於1000ml水中，100轉/分攪拌20min使混合，平行比較其混合的均勻程度與溶解的難易程度。粘度，取複合保護劑25g，分別加複合維生素200g與水2000g，100轉/分攪拌20min混合均勻，ndj數顯粘度計測定粘度。沉降率，攪拌均勻後的0.5h開始計時，觀察複合維生素溶液沉降速度及12h後的沉降率，穩定性好的沉降慢，沉積物少；穩定性差的沉降快，沉積物多。

沉降率＝h2/h1×100％式中：h1－懸浮液高度，mm

h2－沉降層高度，mm

實施例1.1

將海藻粉：海藻酸鈉：卡拉膠按照40：15：45(配方1)的重量比混合均勻，取複合保護劑12.5g置於1000ml水中，100轉/分攪拌，溶解緩慢，水溶性較差，攪拌20min後有明顯不溶物，呈結塊狀；取複合保護劑25g，加入複合維生素200g與水2000g，100轉/分攪拌20min後測定粘度為796mpa.s，粘度過低，結塊影響噴塗霧化效果；攪拌均勻後，30min複合維生素溶液開始緩慢沉降，12h後的沉降率為15.3％。

實施例1.2

海藻粉：海藻酸鈉：卡拉膠按照50：12.5：37.5(配方2)的重量比混合均勻，取複合保護劑12.5g置於1000ml水中，100轉/分攪拌，溶解緩慢，水溶性較好，攪拌20min後有微量不溶物，呈懸浮小結塊狀；取複合保護劑25g，加入複合維生素200g與水2000g，100轉/分攪拌20min後測定粘度為1075mpaf.s，粘度較低，不影響噴塗霧化效果；攪拌均勻後，40min複合維生素溶液開始緩慢沉降，12h後的沉降率為11.5％。

實施例1.3

海藻粉：海藻酸鈉：卡拉膠按照60：10：30(配方3)的重量比混合均勻，取複合保護劑12.5g置於1000ml水中，100轉/分攪拌，溶解較快，水溶性好，攪拌20min後無明顯不溶物，溶液均勻分布；取複合保護劑25g，加入複合維生素200g與水2000g，100轉/分攪拌20min後測定粘度為2608mpa.s，粘度適中，不影響噴塗霧化效果；攪拌均勻後，110min複合維生素溶液開始緩慢沉降，12h後的沉降率為0.7％。

實施例1.4

海藻粉：海藻酸鈉：卡拉膠按照60：15：25(配方4)的重量比混合均勻，取複合保護劑12.5g置於1000ml水中，100轉/分攪拌，溶解較快，水溶性好，攪拌20min後無明顯不溶物，溶液均勻分布；取複合保護劑25g，加入複合維生素200g與水2000g，100轉/分攪拌20min後測定粘度為2867mpa.s，粘度適中，不影響噴塗霧化效果；攪拌均勻後，120min複合維生素溶液開始緩慢沉降，12h後的沉降率為0.4％。

實施例1.5

海藻粉：海藻酸鈉：卡拉膠按照60：20：20(配方5)的重量比混合均勻，取複合保護劑12.5g置於1000ml水中，100轉/分攪拌，溶解較快，水溶性好，攪拌20min後無明顯不溶物，溶液均勻分布；取複合保護劑25g，加入複合維生素200g與水2000g，100轉/分攪拌20min後測定粘度為2746mpa.s，粘度適中，不影響噴塗霧化效果；攪拌均勻後，120min複合維生素溶液開始緩慢沉降，12h後的沉降率為0.8％。

實施例1.6

海藻粉：海藻酸鈉：卡拉膠按照70：7.5：22.5(配方6)的重量比混合均勻，取複合保護劑12.5g置於1000ml水中，100轉/分攪拌，溶解緩慢，水溶性較好，攪拌20min後有少量不溶物，呈懸浮小結塊狀；取複合保護劑25g，加入複合維生素200g與水2000g，100轉/分攪拌20min後測定粘度為3484mpa.s，粘度較高，影響噴塗霧化效果；攪拌均勻後，60min複合維生素溶液開始緩慢沉降，12h後的沉降率為1.8％。

實施例1.7

海藻粉：海藻酸鈉：卡拉膠按照80：5：15(配方7)的重量比混合均勻，取複合保護劑12.5g置於1000ml水中，100轉/分攪拌，溶解緩慢，水溶性差，攪拌20min後有明顯不溶物，呈懸浮結塊狀；取複合保護劑25g，加入複合維生素200g與水2000g，100轉/分攪拌20min後測定粘度為5234mpa.s，粘度過高，影響噴塗霧化效果；攪拌均勻後，40min複合維生素溶液開始緩慢沉降，12h後的沉降率為3.1％。

上述7種配方的複合保護劑的水溶性、粘度及其對複合維生素沉降率的影響詳見表1。

表1複合保護劑的水溶性及其對複合維生素粘度和沉降率的影響

從表1的數據可以看出，本發明所述複合保護劑的三種組分中，海藻粉對複合保護劑的整體性能影響最為顯著。當海藻粉的含量為60％時，複合保護劑的水溶性最好，低於或高於60％時，複合保護劑的水溶性均變差。而且，在複合保護劑添加量相同的情況下，隨著保護劑中海藻粉的含量從40％增加到60％，製備得到的複合維生素溶液的沉降率從15.3％迅速下降至0.4％；而後隨著海藻粉的含量繼續增加，製備得到的複合維生素的沉降率又開始緩慢上升；當海藻粉的含量增加到80％時，複合維生素的沉降率僅上升為3.1％，取得了意料不到的效果。

但是，當複合保護劑中海藻粉的含量超過60％時，製備得到的複合維生素溶液粘度增幅變大，而粘度過高會影響噴塗霧化效果。因此，綜合各項指標，本發明配方3,4,5所述的三種複合保護劑更適合應用於水產飼料後噴塗。所述三種複合保護劑水溶性好，加入複合維生素後，粘度適中，不影響噴塗霧化效果；攪拌均勻後110-120min，複合維生素溶液才開始緩慢沉降，12h後的沉降率僅為0.4-0.8％，從而說明本發明配方3,4,5所述複合保護劑分散性能好，能在噴塗前以及噴塗過程中有效維持複合維生素分布的均一穩定，從而保證了後噴塗飼料中複合維生素的含量均一穩定。

實施例2複合保護劑的添加量對於維生素沉降率的影響

分別稱取1g、3g、5g、9g、12g、15g、20g、25g和30g實施例1配方4所述的複合保護劑，分別加入複合維生素200g與水2000g，100轉/分攪拌20min後，分別測定各組複合維生素的水溶性、粘度和沉降率，沉降率在攪拌均勻後的0.5h開始計時，觀察複合維生素溶液沉降速度及12h後的沉降率。具體的檢測結果見表2。

表2複合保護劑在複合維生素中的最適添加比例

從表2的結果可以看出，隨著上述複合保護劑添加量的增加，所得液體複合維生素的水溶性沒有明顯變化，但是其粘度隨著複合保護劑添加量的增加而不斷增加。需要注意的是，當上述複合保護劑的含量從0.45‰增加到6.77‰時，所得液體複合維生素的沉降率從8.1％下降到0，但隨著複合保護劑含量的繼續增加，液體複合維生素的沉降率又開始緩慢升高。

上述結果表明，本發明提供的複合保護劑能有效提高液體複合維生素的粘度，粘度增加有利於複合維生素溶液的均一穩定，但粘度不宜過高，粘度過高會提高複合維生素的沉降率。因此，在實際後噴塗應用中，本發明所述複合保護劑、複合維生素和水的最適比例為12-30:200:2000，其中複合保護劑的含量為5.4‰-13.5‰。

實施例3複合保護劑對維生素溶失率的影響

將實施例1配方4所述的複合保護劑和複合維生素按30：200的質量比混合均勻；再按1kg/噸飼料的比例將兩者的混合物加入噴塗設備預混合裝置內，按比例加入冷卻水，100轉/分攪拌20min，製備得到維生素預混料溶液，所述預混料溶液中複合保護劑、複合維生素和水的最適比例為30:200:2000；膨化、制粒、冷卻工序後在顆粒飼料上噴施所述製備得到的維生素預混料溶液，噴塗設備採用壓力噴嘴，使液體霧化後噴出，霧化後的液體粒子細小，均勻分散在飼料顆粒表面；未添加複合保護劑的複合維生素按照相同操作噴在膨化顆粒料上，作為對照組。

取上述噴塗後的飼料浸入水中，在浸泡時間達30min、60min、90min、120min時分別取出，烘乾後測定飼料中維生素a和維生素c的保留量及其溶失率，具體結果見表3。表3噴塗複合維生素飼料溶失實驗的飼料維生素保留量和溶失率

從表3中的數據可以看出，隨著浸泡時間的延長，對照組和處理組飼料中維生素a和維生素c的溶失率都不斷增加，其中，處理組飼料中由於添加了本發明所述的複合保護劑，維生素a和維生素c的溶失率明顯降低。魚類攝食一般在30min內結束，從表3的數據可知，在此時間段內，處理組飼料中維生素a和維生素c在複合保護劑的作用下溶失率比對照組分別下降了66％和75％，從而說明本發明提供的複合保護劑能將維生素有效地粘合在膨化顆粒飼料表面，能大大減少投餵飼料過程中維生素的溶出損失，提高了水產飼料中維生素的利用率，取得了意料不到的效果。

實施例4複合保護劑對維生素在運輸過程中的保護作用

飼料在運輸和裝卸過程中由於顆粒間摩擦造成損失，本實驗通過檢測運輸距離和裝卸次數對飼料含粉率的影響，以及經運輸後的飼料維生素保留量，來確定複合保護劑對維生素在運輸過程中的保護作用。

實驗操作：複合維生素組成成分及噴塗量同實施例3，將複合維生素溶液(處理組添加複合保護劑，對照組未添加)噴塗於顆粒飼料表面，用複合編織袋包裝；選擇公司日常物流運料車，裝載質量3t，選擇4個距離不同(0、31.8、62.3、101.5、134.2km)的具有代表性的目的地運輸飼料，每個距離抽測4個車次作為重複。到達目的地後，按照幾何法取樣20kg，混合均勻，四分法縮分至5kg，進行飼料含粉率和維生素含量的測定。採用叉車裝卸顆粒飼料(飼料處理同上)，每裝1次車，再卸車放回原處，一裝一卸表示裝卸次數2次。對顆粒飼料分別裝卸不同次數(0、2、4和6次)。按照幾何法取樣20kg，混合均勻，四分法縮分至5kg，進行飼料含粉率和維生素保留量的測定，每次測定重複4次。含粉率按照國標gb/t16765－1997方法測定。複合保護劑對飼料在運輸過程中的保護作用見下表4、表5和表6。

含粉率＝m2/m1×100％式中：m2－2.0mm篩下物質量，g

m1－樣品質量，g

表4不同運輸距離和裝卸次數對飼料含粉率(％)的影響

表5不同運輸距離對飼料後噴塗維生素保留量的影響

表6不同裝卸次數對飼料後噴塗維生素保留量的影響

從表4-6的實驗結果可以看出，與不添加複合保護劑的對照組相比，處理組後噴塗飼料的含粉率得到明顯降低；而且在運輸和裝卸過程中，處理組飼料表面維生素的保留量顯著高於對照組。從而說明，本發明提供的複合保護劑能有效減少複合維生素在運輸和裝卸過程中因摩擦造成的損失，提高維生素的保留量，進而提高維生素的利用率。

除了維生素外，申請人發現，本發明所述的複合保護劑還可以應用於酶製劑、微生物、胺基酸、多肽、藥物等熱敏性飼料添加劑的後噴塗工藝中，所述複合保護劑能將酶製劑、微生物、胺基酸、多肽、藥物等熱敏性飼料添加劑有效地粘合在膨化顆粒飼料表面，投餵飼料過程中所述飼料添加劑的溶出損失降低了60％-90％，還減少其在運輸和裝卸過程中因摩擦造成的損失，後噴塗飼料的含粉率降低了10％-30％，大大提高了水產飼料中所述添加劑的利用率，有利於降低養殖成本，增加經濟效益。

實施例5複合微生物製劑在大菱鮃飼料後噴塗中應用

應用於大菱鮃飼料的複合微生態製劑主要成分如下：糞腸球菌5×1010cfu/g，丁酸梭菌5×1010cfu/g，地衣芽孢桿菌1×1012cfu/g，複合保護劑0.02g/g。所述複合微生態製劑水溶性良好，加水溶解形成穩定均勻的液體狀態，充分攪拌混合均勻後，無明顯分層現象。

在青島飼料廠應用上述複合微生態製劑，大菱鮃飼料經膨化制粒後，按500g/噸飼料噴塗上述複合微生態製劑，並以相同生產線、相同加工工藝前置添加相同配方的複合微生物製劑後，膨化制粒生產出的飼料比較。

分別準確稱取飼料1.00g，無菌水10倍遞增稀釋液，選擇合適的稀釋度，吸取0.1ml稀釋液塗布於營養瓊脂培養基上，用塗布器將菌液塗布均勻，每個稀釋度做3個平皿，倒置於37℃恆溫培養箱中，培養20～24h後取出，計算平板內菌總數，結果見表7。

表7不同處理活菌數比較(cfu/kg)

從表7的數據可以看出，採用本發明提供的複合微生物製劑進行後噴塗獲得的後噴塗飼料中糞腸球菌、丁酸梭菌和地衣芽孢桿菌的活菌數基本沒有減少；與普通制粒飼料相比，其活菌的保留率分別提高了100％，42.3％和54.9％，效果顯著。

選擇大菱鮃幼魚400條，規格大小基本一致，隨機分成2組，每組4個重複，每個重複50條幼魚。其中：對照組飼餵前置添加複合微生物的普通制粒飼料，實驗組飼餵噴塗本發明提供的複合微生物製劑的後噴塗飼料，試驗為期8周。養殖試驗結束後，禁食24h，收集試驗魚，統計各組試驗魚的尾數，計算成活率；測定體重，計算增重率、飼料係數；無菌注射器自魚心臟抽取血液，4℃靜置過夜後，3000r/min冷凍離心10min取上層血清，測定酚氧化酶、溶菌酶活性。具體結果見表8.

表8複合微生物製劑對大菱鮃生長性能及免疫指標的影響

從表8的實驗結果可知，與對照組相比，飼餵後噴塗飼料的實驗組大菱鮃的成活率和增重率均得到明顯提高，其中增重率提高了19.8％，而飼料係數降低了14.3％，實驗組大菱鮃血液中酚氧化酶和溶菌酶的活性分別提高了76.5％和64.4％，從而說明本發明提供的複合微生物製劑通過後噴塗工藝添加到飼料中，能有效減少有益微生物在飼料加工以及投餵過程中的活性損失，進而顯著提高複合微生物的利用率，提高水產動物的免疫活性，促進增重，降低飼料係數，提高養殖效益，效果顯著。