抑菌微生物发酵剂的制备方法技术

本发明专利技术提供抑菌微生物发酵剂的制备方法，属于微生物技术领域，包括在保护剂存在的环境下，将用于发酵的微生物固定地存于惰性载体上；上述微生物以总活菌数5×10

【技术实现步骤摘要】
抑菌微生物发酵剂的制备方法
本专利技术属于微生物
，具体涉及抑菌微生物发酵剂的制备方法。
技术介绍
发酵，是人类巧妙地利用有益微生物对食品、饲料等进行加工制造的一种手段，发酵剂的功能类似于益生素或微生态制剂，主要用于发酵饲料、发酵食品，把动物机体不能吸收利用的物质转化成可吸收利用的营养成份较高的物质，并产生大量蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素分解酶、B族维生素和维生素A、D等，增加有益菌群数量，抑制或杀灭有害菌，增强机体免疫力。现有传统的自然发酵参与的菌种主要是乳酸菌、微球菌(主要是葡萄球菌和库克菌)，其次是酵母和霉菌，其中乳酸菌和微球菌主导微生物区系。然而因为原料在自然发酵前不能进行巴氏杀菌，因而自然发酵中常检测到腐败微生物的生长，如大肠杆菌、肠杆菌和假单胞菌。腐败微生物的存在直接关系到食品或饲料的安全和保质期。同时传统自然发酵弊端颇多：发酵周期相对较长，生产力低下；受卫生条件、生产季节和用盐量影响，发酵易失败；发酵质量不稳定，不利于工厂化、规模化及标准化生产；沿用传统工艺，难以实现大规模的工业化生产；异地生产，难以保证产品质量的一致性；感官体验较差，亚硝酸盐等有毒物质含量高易超标，食用安全性差。在发酵时添加进抑菌性微生物发酵剂，可以使得有益菌种如乳酸菌和微球菌等，在发酵初期快速增长，同肠杆菌、肠杆菌和假单胞菌竞争后迅速成为优势菌，从而使得这些腐败菌群的生长被抑制，有助于提高产品的微生物质量、货架期及安全性。抗生素给养殖业创造了巨大的经济效益，抗生素一直作为饲料促生长添加剂被广泛应用，然而由于抗生素在畜禽饲料中的广泛应用尤其是超标使用，引起各种病原微生物产生抗药性，以及动物的二重感染，严重影响畜禽健康状况；同时会引起畜禽产品中药物残留，不仅影响畜禽产品的质量及其安全性，还会导致人类体内病原微生物对抗生素产生耐药性，进而直接威胁人类健康。近二三十年来，抗药菌株的比率不断增加，人类医治细菌传染性疾病的难度越来越大，所需抗生素的有效使用剂量节节攀升，随着近年国家对抗生素的监管的加强，无抗养殖是今后养殖行业发展的总趋势，而微生物发酵饲料是利用微生物的新陈代谢和繁殖，生产或调制出具有绿色、安全以及高效等诸多优点的饲料，有益微生物在发酵中，产生众多的代谢产物，其中包括具有抗生素作用的物质，因此，促进了发酵饲料在无抗生素、废弃物再生资源化利用和缓解人畜争粮等方面的良好发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种载体不团聚、分散性好，微生物固定位点多、固载量高、失活率低、保存期长，可抑菌防腐、改善风味、安全性高、不产生耐药性的抑菌微生物发酵剂的制备方法，所制发酵剂可用于发酵肥料、发酵饲料和发酵食品领域。本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：抑菌微生物发酵剂的制备方法，该方法在保护剂存在的环境下，将用于发酵的微生物固定地存于惰性载体上；上述微生物以总活菌数5×107～5×1011cfu/L的浓度被包含在含水悬浮液中；上述惰性载体为贝壳材料；上述保护剂包括谷氨酸钠和亚硝酸钠。该发酵剂以贝壳材料为惰性载体，经氨基酸修饰后赋予其正电荷，与表面为负电荷的菌种相互吸引并结合成整体，从而达到固定化微生物的目的，以此减小微生物发酵剂在长时间保存中造成的失活率，延长发酵剂的保存时间和有效期。作为优选，贝壳材料为氨基酸修饰的贝壳材料；氨基酸为L-精氨酸。由于微生物菌种表面呈负电性，而本身具有亲水特性的贝壳材料，在水分子作用力和氢键的作用下很难与之结合，因此对贝壳材料进行氨基酸修饰，能够增加贝壳材料表面阳离子电荷密度，从而提高对微生物细胞固定化的稳定性，达到将菌种固定在贝壳材料上的目的。进一步优选，氨基酸修饰的贝壳材料通过以下步骤制得：将贝壳材料加入浓度为1～5mg/L的氨基酸溶液中，在500～800W功率下混合超声处理15～30min后，离心并水洗沉淀至中性，再于70～90℃下真空干燥12～24h即得。再进一步优选，贝壳材料与氨基酸溶液的重量比，以氨基酸计，贝壳材料：氨基酸＝1:0.5～1.5。再进一步优选，贝壳材料修饰前经过煅烧和水改预处理；煅烧温度为400～600℃，时间为1～2h，无氧环境；水改温度为130～180℃，时间为12～24h，所用反应釜为聚四氟乙烯反应釜。废弃的贝壳经高温煅烧膨化等处理后，形成不规则的多孔结构，其比表面积和孔隙增加，内部微孔和介孔膨化，因此有较强的热稳定性和吸附能力，是一种优良的载体和吸附剂，其吸附和缓释效果优良。再进一步优选，预处理步骤如下：将贝壳清洗干净后，置于0.1～0.5％的盐酸溶液中浸泡10～12h，然后置于温度为400～600℃的管式炉中进行无氧煅烧1～2h，取出冷却后，粉碎过100～120目筛，然后向贝壳粉中加入3～6倍量、浓度为1～2％的碳酸钾溶液，在400～500W功率下超声溶解10～30min，然后将混合溶液送入聚四氟乙烯反应釜中，在130～180℃下反应12～24h，然后将溶液离心，取沉淀水洗至中性，于60～90℃下烘干4～6h后，所得贝壳材料备用。经过无氧煅烧、弱碱溶液水改，可使贝壳材料中CaO、SiO2等成分生成可溶性盐类，使得贝壳材料中生物炭的灰分降低，从而提高其吸附性能。作为优选，微生物包括清酒乳杆菌、木糖葡萄球菌、干酪乳杆菌、地衣芽孢杆菌、布拉迪酵母菌、嗜热链球菌和嗜酸乳杆菌。多菌种配合使用，既可以加速发酵进程，又可以产生各种醇类、酸类、酮类的风味物质，减少吲哚、嘧啶等不良气味物质，改善饲料或食品的感官体验，同时代谢产物可以抑菌、防腐，抑制发酵过程中生物胺的产生，替代抗生素和防腐剂的使用，提高产品的食用安全性。作为优选，含有微生物的含水悬浮液通过以下步骤制得：分别将微生物菌种接种于灭菌后的独立培养液中，于温度为25～40℃、摇床转速为50～300r/min的条件下培养12～72h后，分别获得各菌种的菌液，然后取各菌液混合复配即得；上述各菌液在复配液中的体积占比为：清酒乳杆菌10～15％、木糖葡萄球菌15～25％、干酪乳杆菌20～25％、地衣芽孢杆菌15～25％、布拉迪酵母菌15～20％、嗜热链球菌5～15％和嗜酸乳杆菌5～15％，菌液体积占比总计为100％。作为优选，固定化步骤如下：将载体与保护剂混合后，加入含有微生物的悬浮液，调节pH至6～8，并保持温度在25～30℃，然后进行固定化曝气培养6～12h，曝气量为150～200L/h，固定化完成后，于3000～5000r/min的速率下离心，取沉淀用生理盐水冲洗后，即为微生物发酵剂。微生物在保护剂存在的情况下，固定在惰性载体上，添加曝气操作使得微生物菌种能被加快驯化，增加微生物在载体上的固载量，可以使得微生物在保存过程中的活菌数尽可能多的保存下来，保障发酵剂使用时的最大效益化。作为优选，载体与含有微生物的悬浮液的重量比为6～12:1；载体与保护剂的重量比为5～10:0.05；保护剂包括的谷氨酸钠和亚硝酸钠的重量比为0.5～1:1。保护剂的添加，使得载体与微生物之间地固定化不单单只存在电荷作用，保护剂中的阳离子与贝壳材料的正电荷互斥，使得羧酸和硝酸基团暴露在更接近贝壳材料的一面，并与其上的氨基酸发生联结，促使氨基酸残基暴露于分子的表面，形成表层黏膜，增加了载体与微生物细胞的固定位点，借助氨基酸与微生物细胞间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.抑菌微生物发酵剂的制备方法，其特征在于：在保护剂存在的环境下，将用于发酵的微生物固定地存于惰性载体上；所述微生物以总活菌数5×10

【技术特征摘要】
1.抑菌微生物发酵剂的制备方法，其特征在于：在保护剂存在的环境下，将用于发酵的微生物固定地存于惰性载体上；所述微生物以总活菌数5×107～5×1011cfu/L的浓度被包含在含水悬浮液中；所述惰性载体为贝壳材料；所述保护剂包括谷氨酸钠和亚硝酸钠。2.根据权利要求1所述的抑菌微生物发酵剂的制备方法，其特征在于：所述贝壳材料为氨基酸修饰的贝壳材料；所述氨基酸为L-精氨酸。3.根据权利要求2所述的抑菌微生物发酵剂的制备方法，其特征在于：所述氨基酸修饰的贝壳材料通过以下步骤制得：将贝壳材料加入浓度为1～5mg/L的氨基酸溶液中，在500～800W功率下混合超声处理15～30min后，离心并水洗沉淀至中性，再于70～90℃下真空干燥12～24h即得。4.根据权利要求3所述的抑菌微生物发酵剂的制备方法，其特征在于：所述贝壳材料与氨基酸溶液的重量比，以氨基酸计，贝壳材料：氨基酸＝1:0.5～1.5。5.根据权利要求3所述的抑菌微生物发酵剂的制备方法，其特征在于：所述贝壳材料修饰前经过煅烧和水改预处理；所述煅烧温度为400～600℃，时间为1～2h，无氧环境；所述水改温度为130～180℃，时间为12～24h，所用反应釜为聚四氟乙烯反应釜。6.根据权利要求1所述的抑菌微生物发酵剂的制备方法，其特征在于：所述微生物包括清酒乳杆菌、木糖葡萄球菌、干酪乳杆菌、地衣芽孢杆菌、布拉迪酵母菌、嗜热链球菌和嗜酸乳...

【专利技术属性】
技术研发人员：金韶京，
申请(专利权)人：金华市飞凌生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33