一種棉粕微生物發酵劑及其製備方法
2023-12-01 04:11:31 1
一種棉粕微生物發酵劑及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種棉粕微生物發酵劑及其製備方法，是以釀酒酵母和植物乳桿菌為菌種，利用液體發酵進行擴大培養，添加保護劑後製得微生物發酵劑，其微生物發酵劑總活菌為2×109cfu/g。利用本發明所述方法製備的微生物發酵劑能顯著降解棉粕中的游離棉酚，有效抑制發酵過程中雜菌的生長，從而降低酸度、改善其適口性。脫毒發酵過程中還將一部分植物蛋白轉換為菌體蛋白，增加B族維生素和活性酶，起到增加蛋白源及生物添加劑的作用，極大地提高其棉粕脫毒發酵的使用價值。本發明所述製備方法，菌種和發酵工藝簡單，成本低，發酵效果好、發酵棉粕成本低，具有較強的市場競爭力。
【專利說明】一種棉粕微生物發酵劑及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種微生物發酵劑，尤其是一種含有釀酒酵母菌與植物乳桿菌的棉柏微生物發酵劑及其製備方法。
【背景技術】
[0002]隨著養殖業和飼料工業的迅速發展,蛋白飼料資源相對匱乏已成為制約我國養殖業發展的主要因素之一。我國是產棉大國，年產棉籽1100萬噸以上，棉籽餅柏產量達600萬噸以上。棉籽柏中粗蛋白質量分數為38%_50%，但蛋白質(胺基酸)消化利用率較豆柏低，並且棉籽餅柏中含有游離棉酚等有毒有害物質，因此限制了棉籽餅柏在飼料中的應用。
[0003]目前，國內外棉籽去毒的方法主要有加熱處理法、旋液分離法、鹼處理法、化學添加劑法、溶劑提取法和生物發酵法等。現有的處理技術，存在一定的缺陷，脫毒率不夠高、設備成本高、破壞棉籽中的營養成分降低營養價值或者有化學殘留。如用化學製劑、有機溶劑處理後殘存的氣味和色澤往往降低了棉籽仁的食用價值。
[0004]現有研究表明，以生物發酵方法對棉籽的營養價值影響最小。在採用生物發酵方法將棉籽餅柏中棉酚的脫毒方法，即利用微生物在發酵過程中對棉酚的轉化降解作用而達到脫毒的目的。
[0005]但是現有公開技術對菌種和發酵條件工藝要求較高，選用的菌種組合或者抗逆性差、易黴變不易保存，或者酸度大、適口性差，或者無法有效降解棉柏游離棉酚和粗纖維，影響了飼料營養的消化、吸收和利用，從而降低了飼料轉化率，增加了發酵棉柏的成本，降低了市場競爭力，不利於棉柏在飼料中的廣泛使用。因此，急需對菌種和發酵工藝簡單、低成本、低酸度的棉柏微生物發酵劑進一步的研究。
[0006]專利CN101307300B公開了在發酵條件下乳酸桿菌脫除棉酚能力最高，同時棉籽蛋白發酵後粗蛋白含量有所增加，粗纖維含量有所降低，增加了棉籽蛋白作為飼料的營養價值的內容。在此基礎上，專利CN101897383B公開了一種發酵法去除棉菜柏毒物和提高營養價值的方法，使用棉柏、菜柏混合後，先加入料水和複合酶製劑，再接種能產蛋白酶菌或/和產乳酸菌及分解硫代葡萄糖甙或/和棉酚的微生物菌種，然後進行發酵得到處理後得到的棉菜柏，從而得到無毒高營養飼用發酵棉菜柏蛋白原料，解決了棉菜柏利用率低，在飼料中添加量少及存在有毒物質的危害等問題。
[0007]但是上述專利公開的乳酸桿菌發酵劑， 在降低棉酚方面仍然存在一些不足。
【發明內容】
[0008]本發明提供了一種棉柏微生物發酵劑及其製備方法，將釀酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)、植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum),利用液體發酵進行擴大培養，添加保護劑後製得微生物發酵劑，其發酵工藝簡單，並能有效降解棉柏中游離棉酚、改善其適口性，降解棉柏游離棉酚和粗纖維，分泌與合成大量活性益生菌，並能提高飼料轉化率。[0009]本發明第一個方面提供一種棉柏微生物發酵劑，包括釀酒酵母菌、植物乳桿菌。
[0010]本發明所述的釀酒酵母菌與植物乳桿菌重量比例為(95-99): (1-5)，優選為(95-98): (2-3)。
[0011]本發明所述的發酵劑所述發酵劑還包括保護劑及培養基中的任意一種或其混合。
[0012]本發明第二個方面提供一種棉柏微生物發酵劑的製備方法，具體步驟包括:
[0013]步驟1，將選育和制種的釀酒酵母菌、植物乳桿菌按比例混合，得複合菌種；
[0014]步驟2，將複合菌種接種於糖蜜液體培養液中，進行液體高速培養；[0015]步驟3，擴大培養後，將所得的液體培養物與保護劑混合，得到微生物發酵劑。
[0016]本發明所述的棉柏脫毒微生物發酵劑中，總活菌含量為5X 108-5X 109cfu/g，優選為 I X 109-3 X 109cfu/g,如 2 X 109cfu/g。
[0017]本發明所述的釀酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)優選為保藏編號為ACCCNo:20065的菌種,植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum)優選為保藏編號為ACCC No:11118的菌種。
[0018]本發明所述的液體培養物與保護劑重量比例為(2-30): 1，優選為(5-20): I。
[0019]本發明所述的釀酒酵母菌、植物乳桿菌的選育和制種步驟為:
[0020]步驟I，將釀酒酵母菌通過馬鈴薯培養基培養，將植物乳桿菌通過MRS瓊脂培養基傳代培養，根據菌落直徑大小篩選菌株，將其置於0°c -4°c溫度下保存；將得到的菌株接種分別接種於馬鈴薯培養基和MRS瓊脂培養基中，將兩種菌株分別在恆溫條件下培養，取樣測定，根據菌落總數篩選菌種；
[0021]步驟2，將篩選出的釀酒酵母菌、植物乳桿菌分別轉接入裝有MRS瓊脂培養基和馬鈴薯培養基的茄子瓶中培養，待茄子瓶表面菌苔布滿，得所需的釀酒酵母菌、植物乳桿菌。
[0022]其中，釀酒酵母菌與植物乳桿菌重量比例為(95-99): (1_5)，優選為(95-98): (2-3)。
[0023]所述步驟I的第一次篩選步驟中:
[0024]培養溫度為25-35°C，優選為25_30°C ；
[0025]培養時間為20-60h，優選為24-48h ；
[0026]菌株的篩選條件優選為直徑> 2mm的釀酒酵母菌落及直徑> 5mm的植物乳桿菌落的菌落。
[0027]所述步驟I的第二次篩選步驟中，恆溫條件培養是在兩種菌株分別在轉速為220-250r/min的恆溫搖床中進行。
[0028]所述步驟I的第二次篩選步驟中:
[0029]培養溫度為25-38°C，優選為28-35°C ；
[0030]培養時間為20_60h，優選為24_48h ；
[0031]菌種的篩選利用平板計數法進行菌落總數測定，其篩選條件為菌落總數> 10億/ml的菌種。
[0032]所述步驟2中:
[0033]培養溫度為25-38°C，優選為28-35°C ；
[0034]培養時間為24_60h，優選為36_48h。
[0035]所述步驟2所得到的釀酒酵母菌、植物乳桿菌於2_6°C下保存備用。[0036]本發明所述的複合菌種進行液體高速培養為將糖蜜液體培養基在120_125°C下高溫滅菌15-20min，將複合菌種接種於已滅菌的糖蜜液體培養基中，複合菌種與糖蜜液體培養基重量比為I: (30-100)，優選為I: (50-100)。
[0037]本發明所述的液體高速培養還包括複合菌種與糖蜜液體培養基在溫度28_35°C下攪拌混合24-36小時，其轉速為200-220r/min，當活菌總數達到25億/ml濃度且pH值達到
4.0-4.5時停止發酵。 [0038]本發明所述保護劑為甘油與HO(CH2CH2O)nH (n=200)混合物，其混合重量比例為(20-100): 1，其中優選為(50-100): I
[0039]本發明所述的馬鈴薯培養基、MRS瓊脂培養基、糖蜜液體培養基為本領域技術人員
常用培養基。
[0040]本發明所述的棉柏微生物發酵劑是按與棉柏重量比例為(0.01-0.03): 1，加入棉柏中，發酵去除游離棉酚。
[0041]本發明所述的釀酒酵母菌可有效降解游離棉酚、植物乳桿菌可有效減低酸度和改善適口性。將選育和制種的釀酒酵母菌、植物乳桿菌與專用培養基發酵，在發酵中添加易於溶解的糖蜜，所得的棉柏微生物發酵劑具有以下的優點或有益效果:
[0042]1.製備發酵劑使用菌種和發酵工藝簡單，製備成本低；
[0043]2.可降低棉柏酸度，對病害菌有抑制作用，避免棉柏在發酵過程受到其他雜菌的汙染，保證了產品質量；
[0044]3.能有效降解棉柏中的游離棉酚、降解和軟化粗纖維，顯著降低棉柏游離棉酚和粗纖維的濃度，改善了棉柏脫毒發酵後的適口性；
[0045]4.利用本發明所述發酵劑對棉柏進行脫毒發酵過程中能分泌與合成大量活性益生菌，各種生化酶能調節機體胃腸道微生態平衡和提高消化酶活性，降低酸度促進飼料營養的消化、吸收和利用，提高飼料轉化率和飼料報酬；發酵還能將一部分植物蛋白轉換為菌體蛋白，合成生物活性小肽類胺基酸、促生長因子等營養與激素類物質，增加B族維生素和活性酶，其中的微生物菌體蛋白，β -葡聚糖等能有效提高動物免疫力；
[0046]5.抗逆性強，易於長期保存；
[0047]6.分散係數高，在棉柏脫毒發酵過程中，本發明所述發酵劑可均勻分散於棉柏四周，有效提聞棉柏脫毒發酵的效率；
[0048]7.棉柏脫毒發酵過程中，所需本發明所述發酵劑使用量少，發酵效果好，可大大降低棉柏脫毒發酵成本，提高棉柏脫毒發酵所製得蛋白質在飼料中應用的市場競爭力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0049]圖1是本發明實施例發酵劑對棉柏發酵後的SDS-PAGE凝膠電泳圖。
【具體實施方式】
[0050]本發明提供了一種棉柏微生物發酵劑及其製備方法。
[0051]下面結合實施例對本發明做進一步的詳細說明，以下實施例是對本發明的解釋而本發明並不局限於以下實施例。
[0052]實施例1[0053]製備棉柏微生物發酵劑。
[0054]本實施例選用釀酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)保藏編號為ACCC No:20065以及植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum)保藏編號為ACCC No:11118的兩種菌種進行選育和制種，其步驟為:
[0055]步驟1，將釀酒酵母菌通過馬鈴薯培養基培養，將植物乳桿菌通過MRS瓊脂培養基傳代培養，觀察菌種生長速度，30°C培養36h將直徑> 2mm的釀酒酵母菌落，直徑> 5mm的植物乳桿菌落的菌株在4°C溫度加以保存；將得到的釀酒酵母菌株接種於馬鈴薯培養基中，將植物乳桿菌株接種在MRS培養基中，將兩種菌株分別在轉速為250r/min的恆溫搖床中在30°C培養24h，取樣，利用平板計數法進行菌落總數測定，菌落總數15億/ml的菌種用於生產制種；
[0056]步驟2，將篩選出的植物乳桿菌、釀酒酵母菌分別轉接入裝有營養瓊脂培養基的茄子瓶中，在30°C溫度下培養36h，待茄子瓶表面菌苔布滿，得到用於後續培養的釀酒酵母囷、植物乳杆囷，然後放入4 C的冰箱中保存。
[0057]其次，在得到所需的釀酒酵母、植物乳桿菌後，製備棉柏微生物發酵劑的具體步驟為:
[0058]步驟1，將選育和制種的釀酒酵母菌、植物乳桿菌分別以98數量份和2數量份混合；
[0059]步驟2，將複合菌種接種於糖蜜液體培養液中進行液體高速培養；
[0060]步驟3，擴大培養後，將所得的液體培養物與保護劑混合，其重量比例為5.5: 1，保護劑為甘油與HO (CH2CH2O)2tltlH,混合重量比例為60: 1，得到微生物發酵劑。
[0061]其中，液體高速培養具體為糖蜜液體培養基在121°C高溫滅菌15min，將複合菌種接種於上述液體培養基中，其重量比例為1: 50，在28°C攪拌36小時，其轉速為200r/min，當活菌總數達到25億/ml濃度且pH值達到4.4時停止發酵。
[0062]本發明所述的馬鈴薯培養基、MRS瓊脂培養基、糖蜜液體培養基為本領域技術人員常用培養基。
[0063]實施例2
[0064]製備棉柏微生物發酵劑。
[0065]本實施例選用釀酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)保藏編號為ACCC No:20065以及植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum)保藏編號為ACCC No:11118的兩種菌種進行選育和制種，其步驟為:
[0066]步驟I，將釀酒酵母菌通過馬鈴薯培養基培養，將植物乳桿菌通過MRS瓊脂培養基傳代培養，觀察菌種生長速度，30°C培養40h將直徑大於2mm的釀酒酵母菌落，直徑大於5mm的植物乳桿菌落的菌株在4°C溫度加以保存；將得到的釀酒酵母菌株接種於馬鈴薯培養基中，將植物乳桿菌株接種在MRS培養基中，將兩種菌株分別在轉速為250r/min的恆溫搖床中在30°C培養24h，取樣，利用平板計數法進行菌落總數測定，菌落總數18億/ml的菌種用於生產制種；
[0067]步驟2，將篩選出的植物乳桿菌、釀酒酵母菌分別轉接入裝有營養瓊脂培養基的茄子瓶中，在30°C溫度下培養36h，待茄子瓶表面菌苔布滿，得到用於後續培養的釀酒酵母囷、植物乳杆囷，然後放入4 C的冰箱中保存。[0068]其次，在得到所需的釀酒酵母菌、植物乳桿菌後，製備棉柏微生物發酵劑的具體步驟為:
[0069]步驟1，將選育和制種的釀酒酵母菌、植物乳桿菌分別以97數量份和3數量份混合；
[0070]步驟2，將複合菌種接種於糖蜜液體培養液中進行液體高速培養；
[0071]步驟3，擴大培養後，將所得的液體培養物與保護劑混合，其重量比例為6.5: 1，保護劑為甘油與HO (CH2CH2O)2qqH,混合重量比例為80: 1，得到微生物發酵劑。
[0072]其中，液體高速培養具體為糖蜜液體培養基在121°C高溫滅菌15min，將複合菌種接種於糖蜜液體培養基，其重量比例為1: 75，在28°C攪拌36小時，其轉速為200r/min，當活菌總數達到25億/ml濃度且pH值達到4.3時停止發酵。
[0073]本發明所述的馬鈴薯培養基、MRS瓊脂培養基、糖蜜液體培養基為本領域技術人員常用培養基。
[0074]性能檢測
[0075]1、微生物發酵劑對棉柏營養以及游離棉酚含量影響的檢測
[0076]檢測方法:
[0077]1.粗蛋白CP的檢測參照GB/T6432-1994飼料中粗蛋白的檢測方法；
[0078]2.游離棉酚含量的檢測參照GB/T13086-1991飼料中游離棉酚的測定方法；
[0079]檢測結果:
[0080]經過檢測，以上實施例的產品的性能均能達到以下指標。
[0081]表1，微生物發酵劑對棉柏初蛋白CP以及游離棉酚含量的測試
【權利要求】
1.一種棉柏微生物發酵劑，其特徵在於，包括釀酒酵母菌、植物乳桿菌。
2.根據權利要求1所述的棉柏微生物發酵劑，其特徵在於，釀酒酵母菌與植物乳桿菌重量比例為(95-99): (1-5)。
3.根據權利要求1所述的棉柏微生物發酵劑，其特徵在於，所述發酵劑還包括保護劑及培養基中的任意一種或其混合。
4.根據權利要求3所述的棉柏微生物發酵劑，其特徵在於，液體培養物與保護劑的重量比例為(2-30): I。
5.根據權利要求3所述的棉柏微生物發酵劑，其特徵在於，所述保護劑包括甘油與HO (CH2CH2O)nH,其中 n=200，其混合重量比例為(20-100):1。
6.根據權利要求1所述的棉柏微生物發酵劑，其特徵在於，所述釀酒酵母、植物乳桿菌的製備方法為: 步驟I，將釀酒酵母菌通過馬鈴薯培養基培養，將植物乳桿菌通過MRS瓊脂培養基傳代培養，根據菌落直徑大小篩選菌株，將其置於0°C _4°C溫度下保存；將得到的菌株接種分別接種於馬鈴薯培養基和MRS瓊脂培養基中，將兩種菌株分別在恆溫條件下培養，取樣測定，根據菌落總數篩選菌種； 步驟2，將篩選出的釀酒酵母菌、植物乳桿菌分別轉接入裝有MRS瓊脂培養基和馬鈴薯培養基的茄子瓶中培養，待茄子瓶表面菌苔布滿，得所需的釀酒酵母菌、植物乳桿菌。
7.根據權利要求6所述的棉柏微生物發酵劑，其特徵在於，所述的步驟I篩選的菌株具體為直徑≥2mm的 釀酒酵母菌落的菌株及直徑> 5mm的植物乳桿菌落的菌株。
8.根據權利要求6所述的棉柏微生物發酵劑，其特徵在於，所述的步驟I篩選的菌種為菌落總數≥10億/ml。
9.一種如權利要求1所述的棉柏微生物發酵劑的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟: 步驟1，將選育和制種的釀酒酵母、植物乳桿菌混合，得複合菌種； 步驟2，將複合菌種接種於糖蜜液體培養液中進行液體高速培養； 步驟3，擴大培養後，將所得的液體培養物與保護劑的混合，得到微生物發酵劑。
10.根據權利要求9所述的棉柏微生物發酵劑的製備方法，其特徵在於，所述的複合菌種進行液體高速培養，是將複合菌種接種於已滅菌的糖蜜液體培養基中，複合菌種與糖蜜液體培養基重量比為1: (30-100)，攪拌至活菌總數達到25億/ml濃度且pH值達到4.0-4.5時停止發酵。
【文檔編號】C12R1/25GK103525724SQ201310440055
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月23日 優先權日:2013年9月23日
【發明者】江翰, 張玉輝 申請人:上海創博現代自然農業（集團）有限公司