一种益生菌饲料固态发酵的工艺方法技术

一种益生菌饲料固态发酵的工艺方法，包括有以下步骤：（1）将甘薯渣、玉米粉、玉米芽粉、豆粕粉、麦麸、稻壳配料，加甘薯浆调配。（2）纳豆菌菌粉溶于盐水处理，稀释后芽孢杆菌培养基平板培养。（3）制备纳豆，捣碎成泥，添加啤酒酵母菌粉，混匀后铺料发酵，然后烘培干燥成纳豆酵母发酵粉。（4）接种纳豆菌、植物乳杆菌种子液和发酵粉，拌匀后装入浅盘。（5）接种料放置在培养室发酵。（6）添加玉米芽粉，采用甘薯浆拌匀后装入料袋内。（7）发酵饲料经烘培干燥后即为成品。本发明专利技术所述的一种益生菌饲料固态发酵的工艺方法，其益生菌生长旺盛，芽孢杆菌产酶和芽孢形成率较高，生产成本低，有利于大规模生产及推广。

【技术实现步骤摘要】
一种益生菌饲料固态发酵的工艺方法
本专利技术涉及复合饲料加工
，尤其涉及一种益生菌饲料固态发酵的工艺方法。
技术介绍
全球人口增长使精粮供应不足。由于玉米和大豆占饲料能源（热量）的65～70%，快速发展的现代畜禽饲养业“夺粮”势头强劲。近年来玉米、大豆和鱼骨粉等精饲料供应缺口越来越大，价格攀升。饲料资源受限凸显全球饲料工业的瓶颈问题。与此同时，大量廉价农副产品科学利用率低，任意排放、丢弃、燃烧等，不但浪费，而且严重污染环境。例如2014年中国甘薯产量占全球总产量的67%，大量甘薯淀粉生产副产品甘薯渣、浆的随意排放造成严重污染和资源浪费。我国是畜禽养殖大国，饲料质量不稳定，蛋白品质差，缺乏活性肽，氨基酸欠平衡，钙磷比例失调，盲目添加维生素和微量元素，滥用抗生素现象较为普遍。大规模养殖场内的畜禽易受应激、疾病和环境影响，导致其肠道微生态失调，感染和腹泻发病率升高,不但损失惨重，而且随意大量应用抗生素防控疾病伴随的隐患和弊端日益凸显。目前，更多农副产品的国际标准出台，严格限制饲料添加抗生素。由于乳酸菌和枯草芽孢杆菌均能够产生广谱抗生素类，采用混菌发酵饲料可基本解决上述问题。微生物及其酶发酵饲料可导致希望的生化学变化，使粗饲料发酵终产物富含单细胞蛋白质，很多种活性肽、酶、生长激素、维生素、微量元素等，并获平衡氨基酸谱，不但实质性改善饲料营养和功能特性，而且赋予其浓郁的酵香味(Pogačićetal.,2015)。大量研究证实，选择富含益生菌的饲料饲养畜禽有很多有益效应，包括调节肠道微生态，稳定肠道屏障功能和免疫调节等，不但促进动物健壮成长，而且显著提高肉、蛋、奶产量，品质和经济效益。大量研究认为枯草芽孢杆菌作为饲料益生菌，具有理想的抗逆性强、产酶种类多等优势，其特征是芽孢能忍受恶劣生境的刺激和对逆境的高度适应性。研究显示喂饲后的枯草芽孢杆菌能耐受胃酸，大部分顺利到达小肠（TamarKhardzianiatal2017），可形成营养体细胞与芽孢型菌体的相互演变，表达分泌很多胞外酶，例如蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶和脂肪酶等(Ellouzatal2001,TamarKhardzianiatal2017），不但强化饲料的消化吸收，而且能够减少饲料多维和酶制剂添加量(Kiersatal2000，Chiatal2016)。枯草芽孢杆菌饲料的货架期很长，已经广泛用于畜禽养殖业，并取得显著效果。乳酸菌作为人和动物肠道的正常菌种，具有调胃肠、促消化等功效。特别是植物乳杆菌发酵具有很强的产乳酸能力，乳酸不仅降低发酵物pH值，抑制和杀死有害微生物，还可提高发酵饲料的适口性和消化吸收率。众所周知，酵母在食品工业中占据极其重要的地位。近年来的研究发现，将活性酵母添加于畜禽等动物的日粮中，可促进胃肠益生菌群的生长繁殖和活力，促进饲料的分解、消化和吸收，有效抑制病原微生物生长，排斥胃肠黏膜表面病原菌附着，增强动物免疫力和体质，提高健康水平和繁殖能力。此外，活性酵母及其代谢产物含有丰富的蛋白质，平衡的氨基酸，B族维生素、寡聚糖及生长因子，可显著增加饲料营养。早在20世纪80年代，欧美和俄罗斯就已经着手活性酵母饲料添加剂的研究，并取得实质性成效。近年来，活性酵母作为真菌益生菌在全球范围内备受重视。我国充分利用酵母及其代谢产物发酵优质饲料，提高畜禽养殖业肉、蛋、奶产量和品质已是大势所趋。十多年来，有很多采用固态发酵农产品生料的研究例证(Giraffa2004；Yingetal.2009；Silvaetal.2017；Kimetal.2015；Shahetal.2018；TongPanatal2019)，引起广泛关注。很感兴趣的是固态发酵工艺简单、投资和生产成本低，而且具有高效转化工农业副产品营养价值的潜能。近年来固态发酵被接受的程度已经超越了发酵成本较贵的液态发酵（Yi-RanZhang2014）；特别是序惯式固态发酵能够显著提高发酵物营养效价（ChangyouShiatal2017）。研究发现单一乳酸菌和单一枯草芽孢杆菌发酵饲料均可能发生腐臭，乳酸菌和枯草芽孢杆菌等多菌混合发酵不但发挥协同作用(Hosoietal.2000；Yi-RanZhang2014；JieBao2018），而且芽孢杆菌产生抗菌物质和乳酸菌产生乳酸的抗腐败潜能强力抑制大肠杆菌等病原菌；因此，芽孢杆菌和乳酸菌混菌发酵农副产品生料未发现致病菌明显生长。固态发酵饲料pH＜4提示发酵成功，pH＞5易于腐败菌生长（TongPanatal2019）。枯草芽孢杆菌分泌的淀粉酶可将淀粉分解成单糖，供酵母生长繁殖需要，同时酵母产生的维生素和生长因子等有促进芽孢杆菌和乳酸菌产酶，显示出混菌发酵菌种间的协同、互利共生关系。研究(Luetal.2018)提示酵母菌与乳酸菌混合发酵可强化乳酸菌活力，显著提高发酵饲料营养价值和生物效价。这种发酵饲料中的混合益生菌生化学代谢，相互促进生长的机制很可能在喂饲畜禽的消化道仍然延续，从而有益于饲养畜禽的健康生长和繁殖。虽然乳酸菌和枯草芽孢杆菌发酵饲料添加剂的研究成果非常丰富，但研发酵母饲料，特别是活性干酵母饲料的国内研究起步较晚，而采用固态发酵工艺生产活性干酵母、枯草芽孢杆菌和乳酸菌发酵饲料的研究更为稀少。甘薯渣含淀粉（44-47%）、粗蛋白（1.76%）、粗纤维（8.8%）及果胶，多酚类等多种营养成分，再加上含水量60-75%，极易自然污染各种细菌、真菌，特别是霉菌，生长繁殖可产生有毒代谢产物。任意排放甘薯渣即污染环境，又浪费资源；若直接用作饲料，其营养成分不平衡，适口性差，动物消化利用率低。利用酵母菌、乳酸菌等发酵农副产品生产饲用菌体蛋白是当前研究开发的热点。赵华等选择黑曲霉、里氏木霉、枯草芽孢杆菌和酿酒酵母混菌固态发酵甘薯渣有效改善其营养品质。沈维亮等采用酿酒酵母、产朊假丝酵母混菌发酵甘薯渣获成功。专利技术者未能检索到采用纳豆枯草芽孢杆菌混合植物乳杆菌及啤酒酵母序惯式固态发酵以甘薯渣九合饲料的研究和专利技术。本专利技术根据芽孢杆菌、乳酸菌和酵母菌生理学基础和畜禽生长发育营养学概要，广泛参考近年来国内外发表的固态发酵食品和饲料的相关文献，利用甘薯淀粉生产副产品甘薯渣、浆，配以豆粕粉、玉米芽粉、麦麸等，接种纳豆芽孢杆菌、植物乳杆菌和啤酒酵母菌，固态发酵生产活性益生菌饲料，经82次单因素试验探索和反复正交设计试验优化选择发酵工艺和条件，最终确定其发酵流程和调控参数。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，克服现有技术的不足之处，提供一种益生菌饲料固态发酵的工艺方法，其益生菌生长旺盛，芽孢杆菌产酶和芽孢形成率较高，生产成本低，有利于大规模生产及推广。本专利技术采用的微生物菌种：纳豆枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilisnatto，以下简称纳豆菌)粉发酵剂由山东瑞芝生物科技有限公司生产，批号：20170506。酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)由安琪酵母股份有限公司生产，物料号为12008905。植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)发酵剂由台湾亚芯生物科技有限公司大连分公司生产。本专利技术采用的物料和仪器：新鲜甘薯渣和甘薯浆按照“一种红薯优质淀粉的生产工艺”（专利号：201810381280.3）制取。营养肉汤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种益生菌饲料固态发酵的工艺方法，其特征在于，包括有以下步骤：（1）将新鲜甘薯渣、玉米粉、玉米芽粉、豆粕粉、麦麸、稻壳混合配料，加甘薯浆调配料含水量至50%，然后采用食用碱调配料pH值至6.1；（2）取纳豆芽孢杆菌(以下称纳豆菌)菌粉0.5g，溶于生理盐水10ml中，经85℃处理15min，稀释后涂枯草芽孢杆菌培养基平板，37℃培养36 h；挑取分离良好的菌落，接种于内装牛肉膏蛋白胨液体培养基10ml的锥形瓶中，37℃摇瓶培养10h，再按1%的比例转接扩大培养20h备用；（3）制备纳豆，捣碎成纳豆泥，按新鲜甘薯渣（湿重）90% w/w和麦麸（干重）10% w/w配料，按配料的9～10% w/w和0.5% w/w分别添加纳豆泥和啤酒酵母菌粉，混匀后铺料，厚度3.5～4 cm，置35℃发酵36h，定期翻拌，然后40℃烘培干燥成纳豆酵母发酵粉；（4）将步骤1配料的7% w/v、5% w/v和2% w/w分别接种纳豆菌、植物乳杆菌种子液和发酵粉，充分拌匀后装入底部为穿孔板的不锈钢浅盘，料厚4‑5 cm；（5）将步骤4接种料放置在温度为35℃的培养室发酵36h，每6h翻拌一次；发酵第12h和24h时采用甘薯浆分别将发酵物含水量调至55%和60%；（6）将步骤5发酵料的4% w/w添加玉米芽粉，采用甘薯浆调发酵料含水量至66%，拌匀后装入双层塑料袋内，严密封袋，避免透气，置36℃厌氧发酵72h；（7）综合检测步骤6发酵饲料额相关指标，经40℃烘培干燥后即为成品，分装在加衬内膜的塑料编织袋内备用。...

【技术特征摘要】
1.一种益生菌饲料固态发酵的工艺方法，其特征在于，包括有以下步骤：（1）将新鲜甘薯渣、玉米粉、玉米芽粉、豆粕粉、麦麸、稻壳混合配料，加甘薯浆调配料含水量至50%，然后采用食用碱调配料pH值至6.1；（2）取纳豆芽孢杆菌(以下称纳豆菌)菌粉0.5g，溶于生理盐水10ml中，经85℃处理15min，稀释后涂枯草芽孢杆菌培养基平板，37℃培养36h；挑取分离良好的菌落，接种于内装牛肉膏蛋白胨液体培养基10ml的锥形瓶中，37℃摇瓶培养10h，再按1%的比例转接扩大培养20h备用；（3）制备纳豆，捣碎成纳豆泥，按新鲜甘薯渣（湿重）90%w/w和麦麸（干重）10%w/w配料，按配料的9～10%w/w和0.5%w/w分别添加纳豆泥和啤酒酵母菌粉，混匀后铺料，厚度3.5～4cm，置35℃发酵36h，定期翻拌，然后40℃烘培干燥成纳豆酵母发酵粉；（4）将步骤1配料的7%w/v、5%w/v和2%w/w分别接种纳豆菌、植物乳杆菌种子液和发酵粉，充分拌匀后装入底部为穿孔板的不锈钢浅盘，料厚4-5cm；（5）将步骤4接种料放置在温度为35℃的培养室发酵36h，每6h翻拌一次；发酵第12h和24h时采用甘薯浆分别将发酵物含水量调至55%和60%；（6）将步骤5发酵料的4%w/w添加玉米芽粉，采用甘薯浆调发酵料含水量至66%，拌匀后装入双层塑料袋内，严密封袋，避免透气，置36℃厌氧发酵72h；（7）综合检测步骤6发...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学海，
申请(专利权)人：张学海，
类型：发明
国别省市：山东,37