專利名稱:一種含腐植酸的生物蛋白飼料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種含腐植酸的生物蛋白飼料及制備方法。
背景技術(shù):
啤酒糟(Brewer’ s spent grain, BSG)俗稱麥糟,是麥芽和大米、淀粉等輔料經(jīng)過糊化、糖化、過濾糖化醪后,分離的不溶性殘?jiān)铩ur啤酒糟一般含水量為69%,粗蛋白為
6.2%,粗脂肪為11%,粗纖維為3. 4%,無氮浸出物為10. 4%。我國是ー個(gè)啤酒生產(chǎn)大國,但因其含水量高,易霉?fàn)€,不便貯存,利用率低,易造成環(huán)境污染,啤酒糟的利用已成為亟待解決的問題。為了更好地利用啤酒糟,以啤酒糟為發(fā)酵原料,采用混菌發(fā)酵技術(shù),利用微生物體內(nèi)的各種酶系協(xié)同作用,將啤酒糟中禽畜不易消化吸收的復(fù)雜的大分子化合物成分纖維素可轉(zhuǎn)化成單糖,且促進(jìn)菌體大量増殖,從而增加啤酒糟的蛋白含量,降低其抗?fàn)I養(yǎng)因子,合 成營養(yǎng)價(jià)值高、適ロ性好的生物蛋白飼料。可將啤酒廢糟變廢為寶,減少環(huán)境污染,緩解生物蛋白飼料短缺、人畜爭糧等問題。腐植酸是ー類從泥炭、褐煤或風(fēng)化煤中提取的高分子化合物,根據(jù)其溶解度、顔色及分子量大小,可分將其分為黑腐酸、棕腐酸和黃腐酸。腐植酸不僅對農(nóng)作物具有廣泛的促進(jìn)作用,對畜禽生長和免疫也具有促進(jìn)和增強(qiáng)作用,同時(shí)對釀酒酵母和霉菌等有益微生物具有刺激生長、促進(jìn)繁殖和加速新陳代謝的作用。腐植酸促進(jìn)微生物生長可能的原因有以下幾個(gè)方面(I)在腐植酸特殊的大分子結(jié)構(gòu)作用下,菌種體可能產(chǎn)生內(nèi)源性生長調(diào)節(jié)物質(zhì);(2)腐植酸可能吸附培養(yǎng)基中抑制菌種生長的代謝物,且對pH值有一定的緩沖作用,從而改善了菌種生長的環(huán)境;(3)腐植酸可能促進(jìn)菌胞外蛋白酶的合成,從而增強(qiáng)了菌體對營養(yǎng)物質(zhì)的分解與吸收。生物蛋白飼料即菌體生物蛋白飼料,是指在適宜條件下,因微生物大量生長,而由其菌體提供的蛋白質(zhì)飼料,也稱之為單細(xì)胞生物蛋白飼料。這類飼料中不僅含有豐富的蛋白質(zhì),還含有脂肪、核酸、碳水化合物、維生素和無機(jī)鹽,有較好的香味和性能,是ー種具有較高營養(yǎng)價(jià)值的飼料。生物蛋白飼料
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的ー個(gè)目的是提供ー種生物蛋白飼料。本發(fā)明提供的生物蛋白飼料,為在含有腐植酸鈉的啤酒糟固態(tài)培養(yǎng)基中接種菌種,發(fā)酵,得到生物蛋白飼料。在上述生物蛋白飼料中,所述菌種為枯草芽孢桿菌和釀酒酵母中的ー種或者兩種;所述菌種具體為枯草芽孢桿菌和釀酒酵母兩種菌種。在上述生物蛋白飼料中,所述含有腐植酸鈉的啤酒糟固態(tài)培養(yǎng)基由主料、輔料和水組成;所述主料由啤酒糟、麩皮和豆柏組成;所述輔料由腐植酸鈉、糖蜜、尿素、(NH4)2SO4,K2HPO4 和 MgSO4 組成。
在上述生物蛋白飼料中,所述啤酒糟占所述主料的質(zhì)量百分比為70-80% ;所述麩皮占所述主料的質(zhì)量百分比為15-20%;所述豆柏占所述主料的質(zhì)量百分比為5-10%。所述腐植酸鈉占所述主料的質(zhì)量百分比為4-6% ;所述糖蜜占所述主料的質(zhì)量百分比為O. 2-0. 4% ;所述尿素占所述主料的質(zhì)量百分比為I. 3%-1. 8% ;所述(NH4)2SO4占所述主料質(zhì)量百分比為I. 0%-1. 4% ;所述K2HPO4占所述主料的質(zhì)量百分比為O. 9%-1. 2% ; 所述MgSO4占所述主料的質(zhì)量百分比為0%-0. 03% ;所述主料和所述輔料組成的原料與所述水的質(zhì)量比為I: (1-1.5)。在本發(fā)明的實(shí)施例中的含有腐植酸鈉的啤酒糟固態(tài)培養(yǎng)基組分如下啤酒糟、麩皮和豆柏以75%、20%和5%的質(zhì)量百分比混合作為主料,按主料總質(zhì)量的百分比進(jìn)行輔料添加,其添加量分別為腐植酸鈉6%、糖蜜O. 3%、尿素I. 5%、(NH4)2SO4 I. 0%、K2HPO4L 1%和MgSO4O. 03%,得到原料;再將原料和水按照質(zhì)量比為1:1混合。在上述生物蛋白飼料中,所述生物蛋白飼料中總菌數(shù)為108cfu/g以上,具體為108-109cfu/g ;所述生物蛋白飼料中腐植酸含量為3%以上,具體為3%-4% ;所述生物蛋白飼料中粗蛋白含量為43%以上,具體為40%-45%。本發(fā)明的另ー個(gè)目的是提供一種制備上述生物蛋白飼料的方法。本發(fā)明提供的方法,包括如下步驟在上述含有腐植酸鈉的啤酒糟固態(tài)培養(yǎng)基中接種菌種,發(fā)酵,即得到生物蛋白飼料。在上述方法中,所述菌種為枯草芽孢桿菌和釀酒酵母中的ー種或者兩種;所述菌種具體為枯草芽孢桿菌和釀酒酵母兩種菌種。在上述方法中,所述接種為按照所述含有腐植酸鈉的啤酒糟固態(tài)培養(yǎng)基質(zhì)量百分含量的8-10%接種混合菌液;所述混合菌液為將枯草芽孢桿菌的菌懸液和釀酒酵母菌的菌懸液按照體積比為8:2混合得到;所述枯草芽孢桿菌的菌懸液和所述釀酒酵母菌的菌懸液的濃度均為(1-9) X108cfu/mlo上述方法中,所述發(fā)酵的溫度為30_34°C ;所述發(fā)酵的時(shí)間為60_70h。在上述方法中,在所述發(fā)酵后還包括如下步驟將所述發(fā)酵得到的產(chǎn)物依次經(jīng)干燥、粉碎,得到生物蛋白飼料;上述干燥為將所述發(fā)酵得到的產(chǎn)物干燥至含水量小于10%,得到干燥產(chǎn)物;上述粉碎為將干燥產(chǎn)物粉碎至40-60目。在所述發(fā)酵前還包括分別制備所述枯草芽孢桿菌的菌懸液和所述釀酒酵母的菌懸液的步驟所述枯草芽孢桿菌的菌懸液按照如下方法制備培養(yǎng)枯草芽孢桿菌,得到枯草芽孢桿菌的菌懸液;所述釀酒酵母的菌懸液按照如下方法制備培養(yǎng)釀酒酵母,得到釀酒酵母的菌懸液。
所述枯草芽孢桿菌的菌懸液制備方法中,所述培養(yǎng)為將枯草芽孢桿菌依次進(jìn)行斜面培養(yǎng)、一級培養(yǎng)、ニ級培養(yǎng)和三級培養(yǎng),得到枯草芽孢桿菌的菌懸液;所述釀酒酵母的菌懸液制備方法中,所述培養(yǎng)為將釀酒酵母依次進(jìn)行斜面培養(yǎng)、一級培養(yǎng)、ニ級培養(yǎng)和三級培養(yǎng),得到釀酒酵母的菌懸液。上述各菌株斜面培養(yǎng)的溫度均為30_35°C,時(shí)間均為2d ;上述各菌株ー級培養(yǎng)的溫度為30_35°C,時(shí)間均為24h ;上述各菌株ニ級培養(yǎng)的溫度為30_35°C,時(shí)間均為24_30h ;上述各菌株三級培養(yǎng)的溫度為30_35°C,時(shí)間均為24_30h。
上述枯草芽孢桿菌的斜面培養(yǎng)基組成為牛肉膏(3g/L)、蛋白胨(10g/L)、NaCl (5g/L)和瓊脂(2g/L);上述釀酒酵母的斜面培養(yǎng)基為麥芽汁瓊脂培養(yǎng)基。上述枯草芽孢桿菌的一級種子液培養(yǎng)基組成為牛肉膏(3g/L)、蛋白胨(10g/L)、NaCl (5g/L);上述釀酒酵母的一級種子液培養(yǎng)基采用麥芽汁培養(yǎng)基。上述枯草芽孢桿菌和釀酒酵母的ニ級種子液培養(yǎng)基均為如下豆柏5%,蛋白胨1%,牛肉膏 3%,葡萄糖 5%, MgCl2 O. 02%、K2HPO4O. 01%。上述枯草芽孢桿菌和釀酒酵母的三級種子液培養(yǎng)基均為如下豆柏5%,葡萄糖2%, MgCl2O. 02%、K2HPO4O. 01%。在本發(fā)明的實(shí)施例中,發(fā)酵為將三級枯草芽孢桿菌種子液(菌懸液)和三級釀酒酵母種子液(菌懸液)按照體積比為8:2混合,得到混合菌液,以10%(質(zhì)量百分含量)接種于含有腐植酸鈉的啤酒糟固態(tài)培養(yǎng)基中,于34°C發(fā)酵培養(yǎng)62h,得到發(fā)酵產(chǎn)物。上述枯草芽抱桿菌(Bacillus subtilis)為枯草芽抱桿菌(Bacillus subtilis)CGMCC1. 0892購自中國微生物菌種保藏中心;上述釀酒酵母為釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae) CGMCC2. 119購自中國微生物菌種保藏中心。本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供ー種啤酒糟固態(tài)培養(yǎng)基。本發(fā)明提供的啤酒糟固態(tài)培養(yǎng)基,為上述含有腐植酸鈉的啤酒糟固態(tài)培養(yǎng)基。本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)證明,本發(fā)明利用微生物固態(tài)發(fā)酵技術(shù),在發(fā)酵培養(yǎng)基啤酒糟中添加腐植酸鈉以促進(jìn)菌體生長,提高產(chǎn)物蛋白含量及營養(yǎng)價(jià)值,制備出含有腐植酸的生物蛋白飼料,以該產(chǎn)品飼喂動(dòng)物,可提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能,同時(shí)可增強(qiáng)機(jī)體免疫力;另外,本發(fā)明還能變廢為寶、減少環(huán)境污染、緩解生物蛋白飼料短缺和糧食爭端等問題。
具體實(shí)施例方式下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無特殊說明,均為常規(guī)方法。下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等,如無特殊說明,均可從商業(yè)途徑得到。下述實(shí)施例啤酒糟、麩皮、豆柏、腐植酸鈉、糖蜜、尿素均購自于市場。下述實(shí)施例中的枯草芽孢桿菌為枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)CGMCCI. 0892購自中國微生物菌種保藏中心;下述實(shí)施例中的釀酒酵母為釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) CGMCC2. 119購自中國微生物菌種保藏中心。下述實(shí)施例中所用的培養(yǎng)基如下斜面培養(yǎng)基枯草芽孢桿菌的培養(yǎng)基組成為牛肉膏(3g/L)、蛋白胨(10g/L)、NaCl (5g/L)和瓊脂(2g/L);釀酒酵母采用麥芽汁瓊脂培養(yǎng)基?!壏N子液培養(yǎng)基枯草芽孢桿菌的培養(yǎng)基組成為牛肉膏(3g/L)、蛋白胨(IOg/L)、NaCl (5g/L);釀酒酵母采用麥芽汁培養(yǎng)基。ニ級種子液培養(yǎng)基豆柏5%,蛋白胨1%,牛肉膏3%,葡萄糖5%,MgCl2O. 02%、K2HPO4O. 01%。三級種子液培養(yǎng)基豆柏5%,葡萄糖2%,MgCl2O. 02%、K2HPO4O. 01%。實(shí)施例I、生物蛋白飼料的制備I、斜面培養(yǎng)將枯草芽孢桿菌和釀酒酵母分別在各自的斜面培養(yǎng)基上35°C培養(yǎng)2d。
2、一級培養(yǎng)將斜面培養(yǎng)后的各菌接在250ml三角瓶中進(jìn)行培養(yǎng),每瓶裝有50ml —級種子液培養(yǎng)基;取斜面活化菌種I環(huán)接入培養(yǎng)基中,溫度為35°C,220rpm旋轉(zhuǎn)搖床培養(yǎng)24h,活菌數(shù)達(dá)108cfu/ml,得到一級枯草芽孢桿菌種子液和一級釀酒酵母種子液。3、ニ級培養(yǎng)分別將ー級枯草芽孢桿菌種子液和一級釀酒酵母種子液接種在IOOOml三角瓶中進(jìn)行培養(yǎng),每瓶200ml ニ級種子液培養(yǎng)基,按3%接種量,溫度為35°C,220rpm旋轉(zhuǎn)搖床培養(yǎng)24h,活菌數(shù)達(dá)108cfu/ml,得到ニ級枯草芽孢桿菌種子液和ニ級釀酒酵母種子液。4、三級培養(yǎng)將ニ級枯草芽孢桿菌種子液和ニ級釀酒酵母種子液分別接種到IOL發(fā)酵罐中進(jìn)行培養(yǎng),5L發(fā)酵罐中裝三級種子液培養(yǎng)基3L,溫度為30°C,300rpm,培養(yǎng)時(shí)間30h,活菌數(shù)達(dá)108cfu/ml,得到三級枯草芽孢桿菌種子液和三級釀酒酵母種子液。5、固態(tài)發(fā)酵制得生物蛋白飼料含有腐植酸鈉的啤酒糟固態(tài)培養(yǎng)基啤酒糟、麩皮和豆柏以75%、20%和5%的質(zhì)量百分比混合作為主料,按主料的總質(zhì)量進(jìn)行輔料添加,其添加量分別為腐植酸鈉6%、糖蜜
O.3%、尿素I. 5%、(NH4)2SO4 I. 0%、K2HPO4L 1%和MgSO4O. 03%,得到原料;再將原料和水按照質(zhì)量比為1:1混合。自然pH值。將三級枯草芽孢桿菌種子液(菌懸液)和三級釀酒酵母種子液(菌懸液)按照體積比為8:2混合,得到混合菌液,以10%(質(zhì)量百分含量)接種于含有腐植酸鈉的啤酒糟固態(tài)培養(yǎng)基中,于34°C發(fā)酵培養(yǎng)62h,得到發(fā)酵產(chǎn)物。發(fā)酵結(jié)束后,將發(fā)酵產(chǎn)物干燥至含水量9%,粉碎至60目;得到生物蛋白飼料。實(shí)施例2、生物蛋白飼料的檢測I、生物蛋白飼料的營養(yǎng)成分分析活菌數(shù)測定采用平皿稀釋涂布計(jì)數(shù)法。粗蛋白含量測定采用GB/T 6432-1994飼料中粗蛋白測定方法。粗纖維含量測定采用GB/T 6434-1994飼料中粗纖維測定方法。磷含量測定采用GB/T 6437—92飼料中總磷量的測定方法一光度法。酸性蛋白酶活測定采用Folin酚法。腐植酸含量測定用氫氧化鈉溶液從發(fā)酵產(chǎn)物中提取總腐植酸,抽提出的腐植酸中的碳用重鉻酸鉀氧化,過剩的重鉻酸鉀用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(可參照腐植酸的提取及其成分含量測定,黃金鳳、趙義龍、趙金香、矯繼峰、李太元;四川畜牧獸醫(yī);2007年第5期)。結(jié)果如下表I :表I為生物蛋白飼料營養(yǎng)成分分析
權(quán)利要求
1.ー種生物蛋白飼料,為在含有腐植酸鈉的啤酒糟固態(tài)培養(yǎng)基中接種菌種,發(fā)酵,得到生物蛋白飼料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生物蛋白飼料,其特征在于所述菌種為枯草芽孢桿菌和釀酒酵母中的ー種或者兩種;所述菌種具體為枯草芽孢桿菌和釀酒酵母兩種菌種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的生物蛋白飼料,其特征在于所述含有腐植酸鈉的啤酒糟固態(tài)培養(yǎng)基由主料、輔料和水組成;所述主料由啤酒糟、麩皮和豆柏組成;所述輔料由腐植酸鈉、糖蜜、尿素、(NH4)2S04、K2HPO4和MgSO4組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物蛋白飼料,其特征在于所述啤酒糟占所述主料的質(zhì)量百分比為70-80% ;所述麩皮占所述主料的質(zhì)量百分比為15-20%;所述豆柏占所述主料的質(zhì)量百分比為5-10%。所述腐植酸鈉占所述主料的質(zhì)量百分比為4-6% ;所述糖蜜占所述主料的質(zhì)量百分比為O. 2-0. 4% ;所述尿素占所述主料的質(zhì)量百分比為I. 3%-1. 8% ;所述(NH4)2SO4占所述主料質(zhì)量百分比為I. 0%-1. 4% ;所述K2HPO4占所述主料的質(zhì)量百分比為O. 9%-1. 2% ;所述MgSO4占所述主料的質(zhì)量百分比為0%-0. 03% ;所述主料和所述輔料組成的原料與所述水的質(zhì)量比為I: (1-1.5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的生物蛋白飼料,其特征在于所述生物蛋白飼料中總菌數(shù)為108-109cfu/g;所述生物蛋白飼料中腐植酸含量為3%-4% ;所述生物蛋白飼料中粗蛋白含量為40%-45%。
6.ー種制備權(quán)利要求1-5中任一所述生物蛋白飼料的方法,包括如下步驟在權(quán)利要求1-5中任一所述的生物蛋白飼料中的所述含有腐植酸鈉的啤酒糟固態(tài)培養(yǎng)基中接種菌種,發(fā)酵,即得到生物蛋白飼料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在干所述菌種為枯草芽孢桿菌和釀酒酵母中的ー種或者兩種;所述菌種具體為枯草芽孢桿菌和釀酒酵母。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法,其特征在于所述接種為按照所述含有腐植酸鈉的啤酒糟固態(tài)培養(yǎng)基質(zhì)量百分含量的8-10%接種混合菌液;所述混合菌液為將枯草芽孢桿菌的菌懸液和釀酒酵母菌的菌懸液按照體積比為8:2混合得到;所述枯草芽孢桿菌的菌懸液和所述釀酒酵母菌的菌懸液的濃度均為(1-9) X IO8Cfu/ml ;所述發(fā)酵的溫度為30-34°C ;所述發(fā)酵的時(shí)間為60-70h。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一所述的生物蛋白飼料,其特征在于在所述發(fā)酵后還包括如下步驟將所述發(fā)酵得到的產(chǎn)物依次經(jīng)干燥、粉碎,得到生物蛋白飼料;在所述發(fā)酵前還包括分別制備所述枯草芽孢桿菌的菌懸液和所述釀酒酵母的菌懸液的步驟所述枯草芽孢桿菌的菌懸液按照如下方法制備培養(yǎng)枯草芽孢桿菌,得到枯草芽孢桿菌的菌懸液;所述釀酒酵母的菌懸液按照如下方法制備培養(yǎng)釀酒酵母,得到釀酒酵母的菌懸液。
10.ー種啤酒糟固態(tài)培養(yǎng)基,為權(quán)利要求1-5中任一所述生物蛋白飼料中的所述含有腐植酸鈉的啤酒糟固態(tài)培養(yǎng)基。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含腐植酸的生物蛋白飼料及制備方法。本發(fā)明提供的生物蛋白飼料,為在含有腐植酸鈉的啤酒糟固態(tài)培養(yǎng)基中接種菌種,發(fā)酵,得到生物蛋白飼料。本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)證明,本發(fā)明利用微生物固態(tài)發(fā)酵技術(shù),在發(fā)酵培養(yǎng)基啤酒糟中添加腐植酸鈉以促進(jìn)菌體生長,提高產(chǎn)物蛋白含量及營養(yǎng)價(jià)值,制備出含有腐植酸的生物蛋白飼料,以該產(chǎn)品飼喂動(dòng)物,可提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能,同時(shí)可增強(qiáng)機(jī)體免疫力;另外,本發(fā)明還能變廢為寶、減少環(huán)境污染、緩解生物蛋白飼料短缺和糧食爭端等問題。
文檔編號A23K1/22GK102771623SQ20121028151
公開日2012年11月14日 申請日期2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月9日
發(fā)明者烏蘭, 劉躍田, 安曉萍, 王甲亮, 羅旭光, 許錄, 齊景偉 申請人:內(nèi)蒙古蒙都羊業(yè)食品有限公司