一種提高木薯渣蛋白水平的脫水固態(tài)組合菌劑及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于生物發(fā)酵【技術(shù)領(lǐng)域】，主要涉及一種提高木薯渣蛋白水平的脫水固態(tài)組合菌劑及其制作方法。本發(fā)酵劑的技術(shù)要點：篩選適于木薯渣上生長的米曲霉、易脆毛霉和酵母及其菌種組合，并制備它們的麩皮曲；確定它們發(fā)酵木薯渣的最佳添加比例；按照該比例混合均勻，形成含有足夠量的活性酵母菌、米曲霉孢子、易脆毛霉孢子的復(fù)合固態(tài)發(fā)酵劑；該復(fù)合發(fā)酵菌劑發(fā)酵木薯渣的固態(tài)基質(zhì)中含15%～20%麥麩時，其生物發(fā)酵產(chǎn)品是一種較好的飼料原料。菌劑生產(chǎn)成本低廉、使用方便，只需結(jié)合實際，向木薯渣固態(tài)基質(zhì)中添加適量復(fù)合發(fā)酵劑，進(jìn)行適宜的培養(yǎng)即可得到合格的發(fā)酵產(chǎn)品。將發(fā)酵產(chǎn)品用作飼料原料，可以節(jié)約糧食，降低養(yǎng)殖成本，提高養(yǎng)殖的經(jīng)濟效益。
【專利說明】一種提高木薯渣蛋白水平的脫水固態(tài)組合菌劑及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物發(fā)酵飼料領(lǐng)域，特別涉及植物廢棄物的再利用和生物飼料領(lǐng)域。【背景技術(shù)】
[0002]木薯又名樹薯、樹翻薯，是世界主糧之一，具有“淀粉之王”、“地下糧食”的美稱，主要產(chǎn)于熱帶、亞熱帶地區(qū)，與甘薯、馬鈴薯合稱為世界三大薯類作物，木薯的產(chǎn)量在糧食作物中排第七位。當(dāng)前，全球約有90多個國家與地區(qū)栽培木薯，種植面積超過1400萬公頃，總產(chǎn)量約為1.3億噸。木薯廣泛用于加工淀粉、酒精和飼料，并進(jìn)一步應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、造紙、建材等方面。我國木薯的主要種植區(qū)在廣西、廣東、海南、云南、福建等省。在中國木薯淀粉生產(chǎn)區(qū)中，廣西的產(chǎn)量居第一，約占二分之一以上，每年廣西木薯渣產(chǎn)量約為四十萬噸。
[0003]木薯渣是木薯被提取了淀粉以后的下腳料的混合物，理化成分分析表明:在木薯渣中非氮化合物的含量最高，可達(dá)78.7%，其主要成分是可溶性淀粉化合物(如單糖和淀粉)，這是很好的碳源；此外，木薯渣還含有和木薯相近的、大量的其它營養(yǎng)成分，例如包括多種對動物體有益的微量元素。我國木薯渣資源存量豐富，按現(xiàn)在的生產(chǎn)水平測定，每年可產(chǎn)9.25萬噸左右的木薯渣(干物質(zhì)計)。
[0004]國內(nèi)外對木薯渣的的研究，僅在用其生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白、酒精、植酸酶、檸檬酸或栽培蘑菇等，對木薯渣的利用量甚少。在畜牧業(yè)生產(chǎn)中，對木薯渣制作飼料的處理方法有三種:第一種是以鮮濕狀態(tài)直接添加能量蛋白質(zhì)飼料制作成配合飼料，第二種是干燥成顆粒后作為能量飼料或者粗飼料，第三種是添加微生物制作發(fā)酵飼料。但是這三種處理方法的工藝都不成熟，處理質(zhì)量參差不齊，飼喂效果不佳。這導(dǎo)致了大量的木薯渣被廢棄，不但造成了資源的極大浪費，而且嚴(yán)重污染了環(huán)境。
[0005]隨著養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，飼料資源的相對短缺日`益顯現(xiàn)；加之我國人多地少，人增地減的基本情況，人畜爭糧的矛盾日益突出；迫切需要開發(fā)非糧食類的飼料資源。因此，充分合理地利用農(nóng)副產(chǎn)品下腳料，不僅能減輕環(huán)境污染，而且可以一定程度上緩解飼料資源的短缺問題，降低養(yǎng)殖成本。
[0006]木薯渣中含有大量的淀粉，但蛋白質(zhì)含量低，粗纖維含量較高，氨基酸組成極不平衡，營養(yǎng)價值低；還含有少量的氫氰酸，適口性差，直接用來喂養(yǎng)禽畜效果差。因此，提高蛋白質(zhì)含量是開發(fā)木薯渣作為飼料原料的首要任務(wù)。
[0007]已有的研究表明向木薯渣中添加合適的營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)微生物發(fā)酵可以將部分物質(zhì)轉(zhuǎn)化為單細(xì)胞蛋白質(zhì)；同時產(chǎn)生大量的B族微生素和多種酶，提高木薯渣的營養(yǎng)價值。因此，以木薯渣為原料、利用微生物發(fā)酵，將其轉(zhuǎn)化為單細(xì)胞蛋白飼料，既可解決我國飼料資源短缺，提高木薯種植及加工工業(yè)效益；又可以變廢為寶，減少環(huán)境污染，增加收益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的之一在于提供一種復(fù)合菌劑，為發(fā)酵木薯渣的專用菌劑。[0009]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0010]適用于木薯渣固態(tài)基質(zhì)發(fā)酵的益生菌種，所述的益生菌為實驗室保存，且為國家規(guī)定的細(xì)菌、酵母和霉菌等，具體的益生菌種類詳見表1列舉。
[0011]作為優(yōu)選的方案，所述復(fù)合菌由米曲霉與白地霉組成；或所述復(fù)合菌由米曲霉與易脆毛霉組成；或所述復(fù)合菌由酵母與米曲霉組成；或所述復(fù)合菌由酵母與易脆毛霉組成；或所述復(fù)合菌由酵母、米曲霉和易脆毛霉組成。
[0012]進(jìn)一步，所述的復(fù)合菌按數(shù)量比計畢赤酵母:米曲霉:易脆毛霉=3~6:1~4:1 ~5。
[0013]更進(jìn)一步，所述的復(fù)合菌，按數(shù)量比計畢赤酵母:米曲霉:易脆毛霉=6:2:1。
[0014]本發(fā)明的目的之二在于提供一種生物飼料，其以廢棄的木薯渣為發(fā)酵主要原料，生產(chǎn)成本低。
[0015]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0016]含有所述的復(fù)合菌的生物飼料，所述生物飼料由所述復(fù)合菌與木薯渣共同發(fā)酵獲得。
[0017]進(jìn)一步，所述的生物飼料，其中的木薯渣固態(tài)基質(zhì)中添加有麥麩。
[0018]進(jìn)一步，所述的木薯渣固態(tài)基質(zhì)中，麥麩的添加量按重量計為15%~20%。
[0019]本發(fā)明的目的之三在于提供一種生物飼料的制備方法，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0020]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0021]所述的生物飼料的制備方法，具體包括如下步驟:
[0022]I)培養(yǎng)基A和培養(yǎng)基B的配制
[0023]按照葡萄糖2%，蛋白胨 0.5%，酵母膏 0.2%，KH2PO40.1%，MgSO4.7H200.05%,單蒸餾水1000ml，將pH值調(diào)整至5.0左右，制備液體培養(yǎng)基。將干燥的麩皮和所述液體培養(yǎng)基按照1:1.0~1.1的質(zhì)量比，充分混勻，高壓蒸汽滅菌，冷卻至30°C，得培養(yǎng)基A。
[0024]稱量去皮的馬鈴薯200g，加水煮沸20~30min，用紗布過濾，加入20g葡萄糖，攪拌均勻，待溶解完全之后，加入15g瓊脂。之后補足水分至1000ml，分裝錐形瓶。120°C滅菌20min，取出搖勻，倒平板，冷卻后儲存?zhèn)溆?，獲得培養(yǎng)基B。
[0025]2)復(fù)合菌的制備
[0026]將權(quán)利要求1所述復(fù)合菌的各種子菌用所述培養(yǎng)基B進(jìn)行涂板接種，28-30°C培養(yǎng) 2 ~3 天，種子菌液的制備參考“Flcivera Camargo Prado;Luciana Porto de SouzaVandenberghe;Carlos Ricardo Soccol ；Relation between citric acid production bysolid-state fermentation from cassava bagasse and respiration of Aspergillusniger LPB21in sem1-pi lot scale [J]，Brazilian Archives of Biology andTechnology, 2005，48:29-36”中菌種收集方法執(zhí)行。即用0.01%Tween80溶液勻漿培養(yǎng)基B，懸浮液中包括109CFU/ml微生物，4°C保存。得各自種子菌的菌液。
[0027]3)固體菌劑的制備
[0028]將步驟2)中各種子菌的菌液按0.5%~2%的接種量，接種到培養(yǎng)基A中，混合均勻，濕度為60%~65%時，置于恒溫28V~30°C的條件下，固體通氣培養(yǎng)2~4天，培養(yǎng)過程中每天翻動2次，上午下午各I次；培養(yǎng)物在30°C~45°C條件下脫水干燥為麩皮曲，麩皮曲中的微生物數(shù)量應(yīng)3 109cfu/g ;得固體單菌劑；同時，將所得的固體單菌劑按照6:2:1的比例混合均勻，得復(fù)合菌。
[0029]4)木薯渣固態(tài)基質(zhì)的準(zhǔn)備
[0030]將木薯渣和麥麩按照質(zhì)量比為木薯渣:麥麩=80:10~20的比例混合，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，得木薯渣固態(tài)基質(zhì)的培養(yǎng)基。
[0031]5)生物飼料的制備
[0032]按0.5%~3.0%的接種量將步驟4)所得復(fù)合菌劑接種至所述木薯渣固體基質(zhì)培養(yǎng)物中，進(jìn)行生物發(fā)酵，發(fā)酵溫度為28 V~30°C，發(fā)酵時間為3~4天，得木薯渣的生物飼料；使所述生物飼料中有益菌的含量為> 109cfu/g。
[0033]本發(fā)明的目的之四在于提供木薯渣的新應(yīng)用，為木薯渣的綜合利用提供新的思路。
[0034]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0035]將發(fā)酵的木薯渣生物飼料作為飼料原料，與其它飼料原料配合成為全價飼料，飼喂動物；達(dá)到節(jié)約糧食，降低養(yǎng)殖成本的目的。
[0036]本發(fā)明的有益效果在于:1)選擇適宜于木薯渣生長的菌種，按照菌種間相容性特點而篩選到最佳組合的菌劑。2)所述組合菌劑制備為麩皮曲子的風(fēng)干菌種產(chǎn)品，可長時間保存。菌劑成本低廉、使用方便，使用者只需結(jié)合生產(chǎn)實際，添加輔料麥麩，配比木薯渣制備固態(tài)基質(zhì)原料，添加復(fù)合發(fā)酵劑，然后在適當(dāng)溫度下培養(yǎng)即可得到合格的發(fā)酵產(chǎn)品。3)所述的木薯渣固體培養(yǎng)基 ，采用麥麩作為輔料，利用其作為吸水與疏松劑，麥麩的添加量為15%~20%。4)采用本發(fā)酵工藝后，發(fā)酵產(chǎn)物粗蛋白含量可達(dá)10.27%，較未發(fā)酵時的3.43%提高了 3倍多，蛋白含量明顯提高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1為兩菌組合在木薯渣平板培養(yǎng)基上接觸生長情況。
[0038]圖2為三菌組合在木薯渣平板培養(yǎng)基上混合生長情況。
[0039]圖3為米曲霉與畢赤酵母不同比例混合接種發(fā)酵木薯渣產(chǎn)品粗蛋白及氨基酸含量變化分析圖。
[0040]圖4為畢赤酵母、米曲霉與易脆毛霉不同比例混合發(fā)酵木薯渣粗蛋白及氨基酸含量變化分析圖。
[0041]圖5為優(yōu)化菌劑輔料不同添加量的發(fā)酵產(chǎn)物粗蛋白含量變化分析。
[0042]圖6為輔料不同添加量下發(fā)酵產(chǎn)物粗蛋白增加量變化分析圖。
【具體實施方式】
[0043]木薯渣廢棄物是指木薯被提取了淀粉以后的下腳料的混合物，理化成分分析表明，術(shù)薯渣中非氮化合物的含量高，可達(dá)78.7%，其主要成分是可溶性淀粉化合物(如單糖和淀粉)。實施例中的木薯渣是以制備酒精之后的木薯渣作為試驗用。
[0044]下述實施例中提及的接種量是指接入的種子液或固體菌劑的質(zhì)量與接種后培養(yǎng)基的質(zhì)量百分比例。
[0045]實施例1益生菌種與木薯渣共培養(yǎng)
[0046]菌種與木薯渣共培養(yǎng)主要按照“平板點種”實驗方法執(zhí)行，篩選最適應(yīng)木薯渣生長的菌種?！捌桨妩c種”試驗參考文獻(xiàn)“陳松，丁立孝，張莉，王天龍，朱英蓮，2008.發(fā)酵蘋果渣生產(chǎn)蛋白質(zhì)飼料的混合菌種的篩選[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2008，34 (2):94-96”執(zhí)行。木薯渣平板培養(yǎng)基的制備參考文獻(xiàn)“劉樹立，2008.D增加柑橘皮渣發(fā)酵飼料粗蛋白含量的菌種篩選研究”執(zhí)行，并作適當(dāng)改進(jìn)；具體為:木薯渣3.0g，瓊脂2.0g, IOOmL營養(yǎng)液，115°C滅菌20min，混合均勻之后倒平板；其中的營養(yǎng)液配制(g/L):NaC10.50g，MgSO40.50g，(NH4)2S043.0Ogj KH2PO4L OOgj CaCl20.30g，F(xiàn)eSO4.7Η200.01gj MnSO4.7Η200.015g，ZnSO4.7Η200.015g，CoC120.01gj 蒸懼水 ILo
[0047]共培養(yǎng)的菌種包括:
[0048]益生細(xì)菌:枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)，凝結(jié)芽孢桿菌(Bacilluscoagulans)，地衣芽抱(Bacillus licheniformis)，錯樣芽抱桿菌(Bacillus cereus)，乳酸桿菌(Lactobacillus lactis)，植物乳酸桿菌(Lactici pi ant arum),為實驗室保存。
[0049]絲狀真菌:黑曲霉(Aspergillusniger,編號 CICC2089)，米曲霉(Aspergillusoryzae,編號 CICC2013)，白地霉(Ceotrichum candidum，編號 CICC1315)，米根霉(Rhiizopus oryzae,編號 CICC3037)，綠色木霉(Trichoderma viride 編號 CICC40502)，易脆毛霉(Mucor fragilis，編號 CICC3093)，扣囊擬內(nèi)孢霉(Endomycopsis fibuliger，編號 CICC31258)，宇佐美曲霉(Aspergillus usamii，編號 CICC2145)，球毛殼(Chaetomiumglobosum，編號 CICC41408)，擬青霉屬(Paecilomyces sp.，編號 CICC41447)，購自中國工業(yè)微生物菌種保藏中心(China Center of Industrial Cuture Collection,簡稱 CICC);構(gòu)巢曲霉(Aspergillus nidulans)為西南大學(xué)惠贈。
[0050]酵母:產(chǎn)朊假絲酵母(Candida utilis，編號CICC1422)，釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae，編號CICC31362)，安琪酵母(購自安琪酵母有限公司，編號Saccharomyces angel)，米酒酵母(西南大學(xué)老師惠贈，Rice wine yeast，編號RWY SWU-1)，畢赤酵母(Pichia sp.編號CICC32708)，實驗室保存。
[0051]平板點種試驗顯示，篩選菌種在木薯渣平板上的生長情況，結(jié)果見表.1。
[0052]表1益生菌在3%的木薯渣瓊脂糖限制性平板培養(yǎng)基上的生長
【權(quán)利要求】
1.適用于木薯渣固體發(fā)酵的復(fù)合菌，其特征在于:所述復(fù)合菌由酵母菌和/或米曲霉和/或米根霉和/或易脆毛霉組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合菌，其特征在于:所述復(fù)合菌由米曲霉與白地霉組成；或所述復(fù)合菌由米曲霉與易脆毛霉組成；或所述復(fù)合菌由畢赤酵母與米曲霉組成；或所述復(fù)合菌由畢赤酵母與易脆毛霉組成；或所述復(fù)合菌由畢赤酵母、米曲霉和易脆毛霉組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合菌，其特征在于:按數(shù)量比計畢赤酵母:米曲霉:易脆毛霉=3~6:1~4:1~5。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合菌，其特征在于，按數(shù)量比計畢赤酵母:米曲霉:易脆毛霉=6:2:1。
5.含有權(quán)利要求1所述的、復(fù)合菌的生物飼料，其特征在于:所述生物飼料由所述復(fù)合菌與木薯渣共同發(fā)酵獲得。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生物飼料，其特征在于:所述生物飼料中添加有麥麩。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物飼料，其特征在于:所述麥麩的添加量按重量計為15% ~20%ο
8.權(quán)利要求5所述的生物飼料的制備方法，其特征在于，具體包括如下步驟: 1)培養(yǎng)基A和培養(yǎng)基B的配制 按照葡萄糖2%， 蛋白胨0.5%，酵母膏0.2%，KH2PO40.1%，MgSO4.7Η200.05%,余量為單蒸餾水，將pH值調(diào)整至5.0左右，制備液體培養(yǎng)基，將干燥的麩皮和所述液體培養(yǎng)基按照1:1.0~1.1的質(zhì)量比，充分混勻，高壓蒸汽滅菌，冷卻至30°C，得培養(yǎng)基A ; 稱量去皮的馬鈴薯200g，加水煮沸20~30min，用紗布過濾，加入20g葡萄糖，攪拌均勻，待溶解完全之后，加入15g瓊脂，之后補足水分至1000ml，分裝錐形瓶，120°C滅菌20min，取出搖勻，倒平板，冷卻后儲存?zhèn)溆?，獲得培養(yǎng)基B ； 2)復(fù)合菌液的制備 將權(quán)利要求1所述復(fù)合菌的各種子菌用所述培養(yǎng)基B進(jìn)行涂板接種，28-30°C培養(yǎng)2~3天，之后用0.01%Tween80溶液勻漿培養(yǎng)基B，懸浮液中包括109CFU/ml微生物，4°C保存； 3)固體菌劑的制備 將步驟2)中各種子菌的菌液按0.5%~2%的接種量，接種到培養(yǎng)基A中，混合均勻，濕度為60%~65%時，置于恒溫28°C~30°C的條件下，固體通氣培養(yǎng)2~4天，培養(yǎng)物在30°C~45°C條件下脫水干燥為麩皮曲，麩皮曲中的微生物數(shù)量應(yīng)3 109cfu/g ;得固體單菌劑； 4)木薯渣固態(tài)基質(zhì)的制備 將木薯渣和麥麩按照質(zhì)量比為木薯渣:麥麩=80:10~20的比例混合，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅媚臼碓墓虘B(tài)基質(zhì)培養(yǎng)基； 5)生物飼料的制備 將步驟3)的固體菌劑按0.5%~3.0%的接種量，添加到步驟4)所述木薯渣固體基質(zhì)培養(yǎng)基中，進(jìn)行生物發(fā)酵；發(fā)酵溫度為28°C~30°C，發(fā)酵時間為3~4天，得生物飼料；使所述生物飼料中微生物的含量為≥109cfu/g。
9.木薯渣在制備真菌培養(yǎng)基中的應(yīng)用，所述真菌包括酵母菌和/或米曲霉和/或米根霉和/或易脆毛霉。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于:木薯渣與麥麩聯(lián)合在制備真菌培養(yǎng)基中的應(yīng)用。`
【文檔編號】A23K1/00GK103820339SQ201410075301
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月3日
【發(fā)明者】楊柳, 鄭華, 張邑帆, 付利芝, 周曉容, 黃金秀, 楊飛云 申請人:重慶市畜牧科學(xué)院