一種利用水產(chǎn)品下腳料生產(chǎn)抗菌營養(yǎng)復合型飼料添加劑的方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及飼料添加劑技術(shù)領域，更具體地，涉及一種利用水產(chǎn)品下腳料生產(chǎn)抗菌營養(yǎng)復合型飼料添加劑的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國水產(chǎn)品加工下腳料數(shù)量龐大，再利用水平低，浪費和環(huán)境污染嚴重，探尋高附加值和低排放再加工新方法成為當務之急。飼用活性肽是一種高值、低門檻產(chǎn)品，成為海洋低值蛋白開發(fā)和利用的新途徑。抗菌肽和營養(yǎng)小肽作為飼用活性肽主要成員被認為是目前最具潛力的飼用抗生素替代品。
[0003]芽孢桿菌抗菌脂肽是抗菌肽家族中的一類，其成員通常有表面活性素(surfactin)、芬養(yǎng)素(fengycin)、伊枯草菌素(iturin)、桿菌霉素(bacillomycin)、抗霉枯草菌素(mycosubtilin)、制磷脂菌素(plipstatin)等。這類抗菌肽具有顯著的抗細菌、霉菌、病毒和原蟲等功效，對酸堿和熱處理有非常好的穩(wěn)定性，且口服是安全的；以上這些特性有助于其在飼料添加劑行業(yè)的廣泛應用。芽孢桿菌抗菌脂肽的部分成員已被應用于動物養(yǎng)殖的抗病、促生長，其效果顯著。但在應用的過程中還存在菌種產(chǎn)脂肽能力相對偏低；產(chǎn)物抗菌譜相對較窄，抗菌針對性單一；發(fā)酵產(chǎn)率偏低等難題。尤其是液態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)芽孢桿菌抗菌脂肽，由于會產(chǎn)生大量泡沫，罐效低，成為產(chǎn)業(yè)化的瓶頸。
[0004]飼用營養(yǎng)小肽是蛋白質(zhì)水解的中間產(chǎn)物，是由2個或2個以上氨基酸殘基組成的化合物。營養(yǎng)小肽因具有高吸收性、高轉(zhuǎn)化率和免疫刺激作用，添加于詞料中能顯著提高動物存活率，促進飼料中礦物質(zhì)元素吸收利用和飼料轉(zhuǎn)化，促進動物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成，并增強動物體自身免疫力，從而實現(xiàn)養(yǎng)殖大幅度增產(chǎn)及增效。目前，飼用活性營養(yǎng)小肽主要原料采用豆柏、羽毛粉、魚粉等蛋白質(zhì)資源，采用酶解法、微生物發(fā)酵法或酶解法和微生物發(fā)酵法聯(lián)合進行生產(chǎn)。國內(nèi)外參與此方面研究的企業(yè)較多，其產(chǎn)品已在一定范圍內(nèi)得到應用，但還存在產(chǎn)率偏低、成本較高和功能相對單一等缺點，限制了進一步大范圍推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種利用水產(chǎn)品下腳料生產(chǎn)抗菌營養(yǎng)復合型飼料添加劑的方法。
[0006]本發(fā)明的第二個目的是提供上述方法獲得的抗菌營養(yǎng)復合型飼料添加劑。
[0007]本發(fā)明的第三個目的是提供所述添加劑的應用。
[0008]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的:
一種利用水產(chǎn)品加工下腳料生產(chǎn)抗菌營養(yǎng)復合型飼料添加劑的方法，包括以下步驟:
51.制備發(fā)酵配料:水產(chǎn)品下腳料絞碎，添加植物飼料蛋白、麩皮、甘蔗渣或稻殼，按質(zhì)量比4?8:1:1:0.1?0.4混合得基料，再加入輔料和水；通過蒸煮、降溫后得發(fā)酵配料；
52.固體發(fā)酵:當S1所述發(fā)酵配料溫度為40°C時，接種納豆芽孢桿菌NT-6種子液，在25?35°C下發(fā)酵，空氣濕度控制在75?85%，36?72h后停止發(fā)酵；
S3.二次酶解:將發(fā)酵后的物料轉(zhuǎn)至保溫設備中，以3?5°C /30min的升溫速率將溫度升至45?55°C，并保溫2?5h，最后進行烘干，烘干后物料水分控制在12%以內(nèi)，粉碎后即得。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)中抗菌脂肽的發(fā)酵與營養(yǎng)小肽的發(fā)酵是分開的，目前利用水產(chǎn)品下腳料生產(chǎn)飼用活性肽工藝，產(chǎn)率低、成本高，產(chǎn)品功能相對單一；抗菌脂肽的生產(chǎn)成本高，抗菌譜窄，由于現(xiàn)有技術(shù)中上述兩種物質(zhì)的生產(chǎn)工藝都存在一些缺點，如果能將抗菌脂肽發(fā)酵生產(chǎn)和營養(yǎng)小肽的酶解工藝相結(jié)合，不僅可以利用水產(chǎn)品下腳料低值蛋白作為芽孢桿菌的營養(yǎng)底物生產(chǎn)抗菌脂肽，還可以利用發(fā)酵過程中芽孢桿菌產(chǎn)生的復合蛋白酶酶解下腳料低值蛋白生產(chǎn)營養(yǎng)小肽；在以上思想的基礎上，申請人提出了一種生產(chǎn)復合有抗菌脂肽和營養(yǎng)小肽的生產(chǎn)方法，即對固態(tài)發(fā)酵進行優(yōu)化，并在固態(tài)發(fā)酵的基礎上進行二次酶解，二次酶解后的產(chǎn)物富含抗菌脂肽、營養(yǎng)小肽、復合酶及芽孢桿菌益生菌。
[0010]優(yōu)選地，S1所述蒸煮降溫為:在0.2Mpa壓力下通蒸汽蒸煮15?20min，蒸料后物料溫度降到25?40°C。
[0011]需要強調(diào)的是，本發(fā)明所述固體發(fā)酵與二次酶解聯(lián)合在一起，才能保證最終得到的產(chǎn)物富含抗菌脂肽、營養(yǎng)小肽、復合酶及芽孢桿菌益生菌。
[0012]優(yōu)選地，所述納豆芽孢桿菌NT-6種子液的接種量為發(fā)酵配料質(zhì)量的0.1?5 %。
[0013]優(yōu)選地，S1所述水產(chǎn)品下腳料為羅非魚、鱈魚、扇貝裙邊、鰱魚、青鱗魚、草魚、鰹魚或蝦。
[0014]本發(fā)明所用的發(fā)酵菌種是納豆芽孢桿菌NT-6，又稱枯草芽孢桿菌納豆亞種(Bacillus subtilis subsp.natto) NT-6菌株，保存于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏號為CGMCC N0.8121，保藏地址:北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號，中國科學院微生物研究所，保藏日期是2013年9月3日。
[0015]所述納豆芽孢桿菌NT-6種子液制備過程如下:
(1)種子培養(yǎng)基(g/L):胰蛋白胨10.0，酵母膏5.0，NaCl 5.0，水1000mL，ρΗ7.2 ；
(2)種子的擴大培養(yǎng):納芽孢桿菌ΝΤ-6菌株逐步擴大培養(yǎng)，接種于種子培養(yǎng)基通氣培養(yǎng)18h后，備用。
[0016]本發(fā)明所用的抗菌脂肽生產(chǎn)菌株納豆菌NT-6相對于其他芽孢桿菌產(chǎn)生的抗菌脂肽，其抗菌活性和抗菌譜具有明顯的優(yōu)勢。該菌株產(chǎn)生的脂肽組分較目前報道的產(chǎn)抗菌脂肽相關菌株豐富得多，產(chǎn)生的抗菌脂肽組分中含有多達二十多種脂肽類同系物，這在現(xiàn)有脂肽產(chǎn)生菌株的報道中極為罕見。三組脂肽同系物的完美協(xié)同作用，使得該菌株產(chǎn)生的復合脂肽對多數(shù)供試的革蘭氏陰性、陽性細菌、霉菌具有顯著的抑制作用。此外，由于抗菌脂肽具有良好的表面活性作用，使得微生物難以產(chǎn)生耐藥性，并具有很好的抗病毒和抗原蟲作用?？捎糜诜乐蝿游镳B(yǎng)殖過程中的多種疾病(如耐藥細菌性腹瀉、球蟲病、豬細小病毒病、禽流感等)，使本發(fā)明所制得的飼料添加劑的使用范圍大大拓展。
[0017]優(yōu)選地，S1所述植物飼料蛋白為豆柏、脫毒菜籽柏、脫毒棉籽柏、花生柏中的一種或兩種。
[0018]優(yōu)選地，所述輔料為糖蜜或葡萄糖、谷氨酸鈉、磷酸氫二鉀、MgS04.7H20o具體地，所述輔料含量為基料重量的1?5%糖蜜(或葡萄糖)、0.1?0.5%谷氨酸鈉、0.05?0.5% 磷酸氫二鉀、0.1 ?0.3% MgS04.7H20o
[0019]本發(fā)明提供上述方法獲得的抗菌營養(yǎng)復合型飼料添加劑；所述飼料添加劑含有復合抗菌脂肽、粗蛋白、多肽、納豆芽孢桿菌、木聚糖酶、蛋白酶和淀粉酶。
[0020]具體地，所述復合抗菌脂肽的含量為2?20mg/g，多肽含量10?30%，納豆芽孢桿菌含量1.0?5.0 X 109cfu/g,木聚糖酶活5000?8000U/g，蛋白酶活600?1000U/g，淀粉酶活4000?8000U/g。
[0021]更優(yōu)選地，本發(fā)明所用的下腳料獲得的復合型飼料添加劑中粗蛋白含量30?60%。
[0022]以抗菌脂肽高產(chǎn)優(yōu)良納豆菌進行固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)飼用活性肽，產(chǎn)物不僅富含高活性抗菌脂肽，還含有大量營養(yǎng)小肽，同時終產(chǎn)物中還存在豐富的復合酶系和有益生作用的納豆芽孢桿菌。將復合抗菌脂肽、營養(yǎng)小肽、復合酶及芽孢桿菌益生菌等四種飼用防病促生長劑合并生產(chǎn)，不僅可以得到高濃度的抗菌脂肽產(chǎn)品，還可以解決營養(yǎng)小肽生產(chǎn)中蛋白質(zhì)酶解所需的生物酶源問題，生產(chǎn)出的產(chǎn)品既具有抗菌脂肽的功能，又具有營養(yǎng)小肽的效果；同時由于基質(zhì)中抗菌脂肽的存在還可以避免下腳料原料酶解過程的腐敗問題，可以采用原料免殺菌生產(chǎn)方式創(chuàng)新酶解工藝。
[0023]本發(fā)明所述復合抗菌脂肽是由iturins、fengycins和surfactins三類抗菌脂肽同系物中的部分或全部組分組成。其中iturins含有分子量為1043.2、1057.2、1071.0、1071.0Da 的同系物組分；Fengycins 含有分子量為 1491.7、1492.5、1505.7、1519.7Da 的同系物組分；Surfactins 含有分子量為 994.3、1009.0、1008.8、1009.9、1008.7、1022.7、1022.6、1036.8、1036.5、1036.6、1051.8、1050.6、1051.2、1051.6、1065.8、1080.2Da 的同系物組分。
[0024]本發(fā)明還提供所述抗菌營養(yǎng)復合型飼料添加劑在動物抗病中的應用。
[0025]本發(fā)明還提供所述抗菌營養(yǎng)復合型飼料添加劑在促進動物生長中的應用。
[0026]本發(fā)明所述飼料添加劑可以在飼料中直接添加或制成顆粒料，用于豬、牛、羊、禽和水產(chǎn)動物抗病促生長。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明提供了一種利用水產(chǎn)品加工下腳料生產(chǎn)抗菌營養(yǎng)復合型飼料添加劑的方法，即以水產(chǎn)品加工下腳料為主要原料，輔以飼用植物蛋白、麩皮、甘蔗渣(或稻殼)，接入納豆芽孢桿菌NT-6菌株，進行固態(tài)發(fā)酵并結(jié)合二次酶解調(diào)控技術(shù)，生產(chǎn)富含高活性復合抗菌脂肽、營養(yǎng)小肽、復合酶及芽孢桿菌益生菌的復合型飼用添加劑，本發(fā)明所用的抗菌脂肽生產(chǎn)方法與液態(tài)發(fā)酵相比優(yōu)勢明顯，生產(chǎn)所用的原料為水產(chǎn)品加工副產(chǎn)物、飼用植物低值蛋白、麩皮和甘蔗渣等，可以顯著降低生產(chǎn)成本；此外，發(fā)酵設備簡單，單位基質(zhì)濃度高，產(chǎn)量較高，且在生產(chǎn)中還可以避免出現(xiàn)大規(guī)模液體發(fā)酵生產(chǎn)抗菌脂肽過程中難以解決的泡沫問題；所述方法簡化工藝，大幅度降低成本，拓展產(chǎn)品的使用范圍，增強產(chǎn)品競爭力；還可以顯著提高下腳料的附加值，實現(xiàn)無渣排放高效環(huán)保型工業(yè)化生產(chǎn)，推動水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合具體實施例進一步說明本發(fā)明的內(nèi)容，但不應理解為對本發(fā)明的限制。在不背離本發(fā)明精神和實質(zhì)的情況下，對本發(fā)明方法、步驟或條件所作的簡單修改或替換，均屬于本發(fā)明的范圍；若未特別指明，實施例中所用的技術(shù)手段為本領域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段。