本發(fā)明屬于微生物發(fā)酵，具體涉及一種利用液體深層發(fā)酵來生產(chǎn)的復(fù)合飼料添加劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、飼料資源短缺一直是限制我國(guó)飼料的工業(yè)發(fā)展的瓶頸問題，特別是蛋白質(zhì)飼料資源的短缺問題尤為突出。在我國(guó)，蛋白質(zhì)飼料資源主要來源是植物原料豆粕和其他植物性雜粕如菜籽粕、棉粕和花生粕等。

2、半纖維素是植物細(xì)胞壁的主要成分，而木聚糖是植物半纖維素的主要化學(xué)成分，對(duì)單胃動(dòng)物的腸道來說具有黏性和不可消化性。木聚糖酶可以通過分解植物細(xì)胞壁的半纖維素，通過破壞木聚糖的“籠蔽效應(yīng)”促進(jìn)有效物質(zhì)釋放、降低食糜黏度提高內(nèi)源性消化酶活性在動(dòng)物腸道內(nèi)發(fā)揮有益作用，其促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。研究發(fā)現(xiàn)，在玉米-豆粕型日糧中添加木聚糖酶后，豬腸道中淀粉、粗蛋白質(zhì)、氨基酸以及各種礦物質(zhì)等膳食成分均有不同程度提高，腸道養(yǎng)分的消化率也隨著木聚糖酶濃度的變化以非線性方式提高。

3、酸性蛋白酶在飼料工業(yè)中的應(yīng)用極為廣泛，規(guī)?；B(yǎng)殖畜禽水產(chǎn)，尤其是養(yǎng)殖中的幼年飼養(yǎng)動(dòng)物，因其消化器官分泌的酶系和酶量(內(nèi)源酶)不足，對(duì)飼料蛋白質(zhì)消化能力較差，極易引起消化不良、腹瀉等疾病。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，通過在飼料中添加酸性蛋白酶有利于提高蛋白質(zhì)的可消化性，使蛋白質(zhì)降解成利于幼年動(dòng)物消化吸收的氨基酸和多肽，從而可降低植物粕類等植物蛋白的使用量，還能減少養(yǎng)殖業(yè)中糞便中的氮排放，減少環(huán)境污染，減輕環(huán)境保護(hù)措施的壓力。

4、黑曲霉(aspergillus?niger)是絲狀真菌中一種常見的菌種，能夠生產(chǎn)淀粉酶、蛋白酶、木聚糖酶、纖維素酶、果膠酶等多種酶。黑曲霉生產(chǎn)的木聚糖酶和酸性蛋白酶屬于誘導(dǎo)酶，就是在有木聚糖和大分子蛋白質(zhì)等底物存在的情況下，能大量分泌。目前在飼用酶制劑的發(fā)酵生產(chǎn)中，部分工藝?yán)煤谇惯M(jìn)行單菌種發(fā)酵生產(chǎn)木聚糖酶、纖維素酶和蛋白酶，但是在這種方法中，黑曲霉在產(chǎn)酶的同時(shí)產(chǎn)生了氨基酸等分解代謝產(chǎn)物，特別是在液體深層發(fā)酵的工藝中，黑曲霉發(fā)酵產(chǎn)生的木糖、氨基酸等分解代謝物對(duì)木聚糖酶和蛋白酶的進(jìn)一步分泌產(chǎn)生反饋抑制作用，這樣黑曲霉的產(chǎn)酶水平不能充分發(fā)揮。此外，有的工藝?yán)棉D(zhuǎn)基因技術(shù)將黑曲霉進(jìn)行菌種改造，以此獲得轉(zhuǎn)基因來源的飼用微生物菌種。但是，在強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品安全性的今天，利用基因工程菌發(fā)酵過程中面臨許多問題，這其中包括轉(zhuǎn)基因菌種的安全性審批和生產(chǎn)許可，菌、酶必須分離和發(fā)酵生產(chǎn)完成后轉(zhuǎn)基因菌體的后處理等其它涉及安全性的問題。要確?；蚬こ叹l(fā)酵生產(chǎn)過程的順利進(jìn)行、產(chǎn)品的質(zhì)量保證和許可需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間和成本，而本發(fā)明中采用的非基因工程菌黑曲霉以及馬克斯克魯維酵母不存在這種問題。

5、因此，針對(duì)我國(guó)目前飼料資源短缺的問題，亟需生產(chǎn)一種能夠促進(jìn)畜禽對(duì)飼料中的蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，減少蛋白原料豆粕等的用量和改善動(dòng)物健康狀況的飼料添加劑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種利用液體深層發(fā)酵來生產(chǎn)的復(fù)合飼料添加劑及其制備方法，所述發(fā)酵物包括木聚糖酶和酸性蛋白酶，經(jīng)黑曲霉和馬克斯克魯維酵母以豆粕和脫脂米糠等原料為發(fā)酵底物共同發(fā)酵獲得。本發(fā)明提供的飼料添加劑能促進(jìn)畜禽對(duì)飼料中的蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，改善動(dòng)物的健康。

2、一方面，本發(fā)明提供了一種發(fā)酵物，先由黑曲霉前期發(fā)酵，再加入馬克斯克魯維酵母共同發(fā)酵獲得。

3、為了解決黑曲霉在液體深層發(fā)酵生產(chǎn)木聚糖酶和酸性蛋白酶過程中的反饋抑制問題，本發(fā)明考慮從添加其他菌種進(jìn)行共同發(fā)酵，以及優(yōu)化發(fā)酵培養(yǎng)基的方法，希望能更好地發(fā)揮黑曲霉的發(fā)酵作用。

4、通過采用黑曲霉和馬克斯克魯維酵母、產(chǎn)朊假絲酵母、枯草芽孢桿菌和植物乳桿菌分別進(jìn)行組合發(fā)酵篩選，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，由于芽孢桿菌在發(fā)酵過程中需要高溫條件，而乳酸菌發(fā)酵需要厭氧環(huán)境，導(dǎo)致兩種菌種與黑曲霉無法同時(shí)發(fā)酵，所以黑曲霉和枯草芽孢桿菌、植物乳桿菌的兩種組合發(fā)酵結(jié)果與僅利用黑曲霉的發(fā)酵結(jié)果相比產(chǎn)酶水平反而降低，而利用黑曲霉與產(chǎn)朊假絲酵母組合發(fā)酵結(jié)果低于黑曲霉和馬克斯克魯維酵母的組合，因此最終選擇黑曲霉和馬克斯克魯維酵母組合發(fā)酵。

5、本發(fā)明中選用的酵母必須是能夠利用木糖的酵母，比如馬克斯克魯維酵母、產(chǎn)朊假絲酵母等，其中最優(yōu)選的是馬克斯克魯維酵母。

6、黑曲霉是重要的工業(yè)發(fā)酵菌種，可產(chǎn)生淀粉酶、蛋白酶、木聚糖酶、纖維素酶、果膠酶等重要酶類。黑曲霉的代謝產(chǎn)物能夠提高動(dòng)物飼料的營(yíng)養(yǎng)水平和消化吸收率，可將飼料中的大分子蛋白質(zhì)分解為小分子氨基酸、淀粉分解為為單糖。代謝產(chǎn)生的木聚糖酶等非淀粉多糖酶消除飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，大大提高了飼料的營(yíng)養(yǎng)水平和消化吸收率，從而有效促進(jìn)動(dòng)物的健康、生長(zhǎng)發(fā)育和增重。

7、馬克斯克魯維酵母是一種常用的微生態(tài)制劑菌種，該菌的發(fā)酵培養(yǎng)物中除包含有酵母細(xì)胞和細(xì)胞外的代謝產(chǎn)物及自溶產(chǎn)物如肽、有機(jī)酸、寡糖、氨基酸、增味物質(zhì)和芳香物質(zhì)等。這種酵母和釀酒酵母相比有一個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)，它能有效利用木聚糖的酶解產(chǎn)物木糖轉(zhuǎn)化成為為自身蛋白質(zhì)，木糖是單胃動(dòng)物比較難吸收利用的五碳糖。經(jīng)長(zhǎng)達(dá)幾十年的科學(xué)研究和生產(chǎn)應(yīng)用實(shí)踐證明，酵母發(fā)酵培養(yǎng)物可有效地調(diào)節(jié)動(dòng)物腸道中微生物的數(shù)量和比例，抑制病原體的生存，從而改善其腸道菌群平衡，能顯著降低動(dòng)物腸道中有害微生物的數(shù)量和腹瀉率，改善動(dòng)物健康狀態(tài)，從而明顯提高了飼養(yǎng)動(dòng)物的生產(chǎn)力水平。

8、進(jìn)一步地，所述發(fā)酵物中包括木聚糖酶和酸性蛋白酶。

9、木聚糖酶能夠降解木聚糖從而破壞植物細(xì)胞壁，消除抗?fàn)I養(yǎng)因子，提高飼料利用率。同時(shí)能降低消化道內(nèi)容物粘度，提高動(dòng)物生產(chǎn)性能，并且改善動(dòng)物的腸道菌群結(jié)構(gòu)，減少有害菌，從而提高動(dòng)物采食量和日增重，降低料肉比。酸性蛋白酶則主要用于補(bǔ)充動(dòng)物內(nèi)源性蛋白酶的不足，尤其是促進(jìn)幼齡動(dòng)物對(duì)蛋白質(zhì)的消化吸收，提高生長(zhǎng)期動(dòng)物對(duì)高蛋白日糧的消化率，降低蛋白質(zhì)原料用量和配方成本。酸性蛋白酶能夠減少后腸有害微生物發(fā)酵，降低營(yíng)養(yǎng)性腹瀉發(fā)生率，增進(jìn)動(dòng)物腸道健康，提高日增重，降低料重比，改善動(dòng)物生產(chǎn)性能。

10、進(jìn)一步地，所述發(fā)酵物以豆粕和脫脂米糠等為發(fā)酵底物。

11、發(fā)酵培養(yǎng)基的配方會(huì)直接影響菌種的生長(zhǎng)狀況以及最終的產(chǎn)物生成，本發(fā)明通過主發(fā)酵罐培養(yǎng)基成分篩選發(fā)現(xiàn)，以豆粕和脫脂米糠等作為發(fā)酵培養(yǎng)基底物時(shí)，能顯著提高黑曲霉生產(chǎn)木聚糖酶和酸性蛋白酶的水平。

12、在一些方式中，可利用不同菌種的黑曲霉進(jìn)行液體深層發(fā)酵。

13、另一方面，本發(fā)明提供了一種復(fù)合飼料添加劑，包括如上所述的發(fā)酵物。

14、再一方面，本發(fā)明提供了一種利用液體深層發(fā)酵來生產(chǎn)復(fù)合飼料添加劑的方法，采用黑曲霉和馬克斯克魯維酵母混合發(fā)酵制備。

15、進(jìn)一步地，所述方法包括以下步驟：

16、(1)黑曲霉和馬克斯克魯維酵母的種子培養(yǎng)；

17、(2)黑曲霉前期發(fā)酵培養(yǎng)；

18、(3)黑曲霉和馬克斯克魯維酵母的混合發(fā)酵的培養(yǎng)；

19、(4)發(fā)酵液后處理。

20、進(jìn)一步地，步驟(1)中種子培養(yǎng)基以豆粕粉為有機(jī)氮源和玉米粉作為碳源。

21、進(jìn)一步地，步驟(2)前期發(fā)酵與步驟(3)混合發(fā)酵的培養(yǎng)基以豆粕粉為有機(jī)氮源和脫脂米糠作為碳源。

22、再一方面，本發(fā)明提供了一種發(fā)酵物用于制備提高飼料原料中的蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可消化性的制劑的用途，所述發(fā)酵物經(jīng)黑曲霉和馬克斯克魯維酵母經(jīng)液體深層發(fā)酵來生產(chǎn)的方式共同發(fā)酵獲得。

23、再一方面，本發(fā)明提供了一種酵母菌用于制備消除黑曲霉發(fā)酵過程中產(chǎn)生的反饋抑制因子的制劑的用途，其特征在于，所述酵母菌為馬克斯克魯維酵母。

24、黑曲霉在發(fā)酵底物的誘導(dǎo)下產(chǎn)生木聚糖酶和酸性蛋白酶等酶的同時(shí)產(chǎn)生了木糖和氨基酸，黑曲霉發(fā)酵產(chǎn)生的木糖、氨基酸對(duì)木聚糖酶和蛋白酶的進(jìn)一步分泌產(chǎn)生反饋抑制作用。

25、本發(fā)明以能較好利用木糖和氨基酸的馬克斯克魯維酵母與黑曲霉進(jìn)行混合發(fā)酵，有效消除反饋抑制因子，促進(jìn)了黑曲霉發(fā)酵產(chǎn)木聚糖酶和酸性蛋白酶，提高了發(fā)酵酶活，而且還同時(shí)生產(chǎn)了馬克斯克魯維酵母菌這種微生態(tài)制劑。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

27、1.馬克斯克魯維酵母能較好利用黑曲霉發(fā)酵產(chǎn)生的木糖和氨基酸，有效消除反饋抑制因子，促進(jìn)了黑曲霉發(fā)酵產(chǎn)木聚糖酶和酸性蛋白酶；

28、2.本發(fā)明提供的培養(yǎng)基成分和選擇先后接種的混合發(fā)酵方式能夠有效提高木聚糖酶和酸性蛋白的活力；

29、3.本發(fā)明提供的飼料添加劑能促進(jìn)畜禽對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，改善動(dòng)物的健康。