专利名称：益生菌固体粉剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于微生物领域，具体涉及一种益生菌固体粉剂及其制备方法。
背景技术：
益生菌通过改善肠道内微生物平衡而发挥作用，是可以直接饲喂动物的有益活 体微生物，益生菌应用于饲料中具有安全、环保、促进动物生长、抑制病原菌繁殖、预 防消化道疾病、增强动物免疫机能、提高饲料利用率、补充营养、改善水环境、清除毒 素等功效。目前，饲料中应用的益生菌均为固体粉剂产品。益生菌的生产工艺主要有固体 发酵法和液体发酵法两种。固体发酵所用原料多为农产品加工副产物，来源丰富，价格 低廉，具有投资少、技术要求较低等特点，但所生产的产品含活菌数少，纯度低。液 体发酵生产益生菌产品效率高、生物活性物质种类多、活菌数和纯度高，但生产工艺复 杂、设备投资大、能耗高，特别是用于饲料中的益生菌需制成固体粉剂，而将发酵液中 益生菌制成粉剂产品主要采用真空冷冻干燥或喷雾干燥技术，设备要求高，投入大，生 产成本高，且在高温干燥过程中会造成部分活菌失活，影响产品中的有效活菌数量。本 发明旨在提供一种新的由液体益生菌生产成固体粉剂产品的方法，以解决传统工艺中存 在的上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种益生菌固体粉剂。本发明的另一目的在于提供一种益生菌固体粉剂的制备方法。本发明的目的可以通过以下技术方案实现—种益生菌固体粉剂，其在于该益生菌固体粉剂含有益生菌和活性沸石混合 物，所述的活性沸石混合物中各组分的重量百分含量为沸石30% 50%、凹凸棒石黏 土 20% 40%、膨润土 10% 30%。上述的益生菌固体粉剂，其在于所述的在该益生菌固体粉剂中活性益生菌的含 量为120 500亿CFU/g(CFU为菌落形成单位)。上述的益生菌固体粉剂，其在于所述的益生菌为芽孢杆菌。所述的芽孢杆菌为 枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和 / 或地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)。一种益生菌固体粉剂的制备方法，其在于该方法包括以下步骤按重量百分数 计将益生菌发酵液60% 95%和活性沸石混合物5% 40%混合搅拌后，输入吸附器中 进行加温负载、静置、过滤分离，将分离得到的固体物料在45 70°C下进行干燥，干燥 后的固体物料进行粉碎至颗粒细度动.1毫米，即制得益生菌固体粉剂。上述的益生菌固体粉剂的制备方法，其在于搅拌转速为100 200转/分，加温 负载时温度为20 50°C，吸附时间为5 60分钟。上述的益生菌固体粉剂的制备方法，其在于所述的活性沸石混合物各组分的重量百分含量为沸石30% 50%、凹凸棒石黏土 20% 40%、膨润土 10% 30%。上述的益生菌固体粉剂的制备方法，其在于所述的益生菌发酵液中活性益生菌 的含量为50 100亿CFU/g。上述的益生菌固体粉剂的制备方法，其在于所述的益生菌为芽孢杆菌。所述的 芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和/或地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)。本发明内容的详细说明益生菌固体粉剂的生产方法是发酵、吸附、分离、干燥、粉碎、包装为成品。益生菌固体粉剂由益生菌、沸石、凹凸棒石黏土、膨润土组成。 益生菌是一种活的微生物饲料添加剂，通过改善肠道内微生物的平衡而发挥作用。沸石是呈架状结构的多孔性含水铝硅酸盐晶体的总称，由硅铝氧四面体相互连 接形成架状硅铝氧骨架，并在其中形成许多孔道和孔穴，比表面积大，具有选择性吸附 和择形催化特性；沸石表面还有很大的色散力和静电力，故其吸附力较大；沸石亦具有 较大的阳离子交换容量、催化、热稳定性，并可吸附胃肠道中细菌毒素和霉菌毒素。研 究表明，沸石应用于饲料和养殖业中，对动物无任何毒副作用，可促进动物生长、吸附 有毒有害物质、增强动物免疫力、预防疾病、提高动物产品品质和养殖经济效益，并具 有改善环境的作用。凹凸棒石黏土具有独特的吸附、脱色、悬浮、触变、胶体、充填、流变性、热 稳定性、黏性和抗盐性等性能，具有较大的层间距或孔径。膨润土吸水后体积膨胀，体积能膨胀增大几倍到十几倍，膨润土在水介质中能 分散呈胶体悬浮液，这种悬浮液具有一定的粘滞性和触变性。沸石、凹凸棒石黏土和膨润土共同改性处理后，不但能大量吸附和寄生益生菌 发酵液中的益生菌，还有利于进行益生菌固体粉剂的干燥处理。
琼脂主要作用是使液体培养基凝固。蛋白胨由蛋白质经酶、酸、碱水解而获得的一种胨、肽、氨基酸组成的水溶性 混合物，主要为微生物提供氮源和维生素。葡萄糖为微生物提供碳源和能源。牛肉膏为微生物提供碳源、能源、磷酸盐和维生素。酵母膏富含蛋白质、氨基酸类、肽类、核苷酸、B族维生素、微量元素，主要 作用是补充氮源，提供微生物生长所需的各种维生素、氨基酸及生长因子。氯化钠提供营养元素钠和氯，并维持渗透压。磷酸氢二钾为磷、钾的来源，同时作为缓冲系统维持培养基的pH值。硫酸镁作为缓冲剂降低pH值的变化速度，达到稳定酸碱度的作用。镁是畜禽体 内参与造骨过程和肌肉收缩时不可缺少的因子，对畜禽体内的物质代谢和神经功能起着 极其重要的作用。本发明通过下述技术方案予以实现1、益生菌固体粉剂的生产方法将益生菌固体粉剂的配料进行混合搅拌后，输 入吸附器中进行加温负载，搅拌转速控制在100 200转/分，温度控制在20 50°C， 吸附时间控制在5 60分钟，静置5 20分钟后用滤布过滤分离，分离得到的固体物料在45 70°C下进行干燥，干燥后的固体物料进行粉碎，粉碎后的粉状物料颗粒细度《0.1 毫米，将粉状物料包装为益生菌固体粉剂成品；所述益生菌固体粉剂的配料按重量百分比由下列组分组成益生菌发酵液60 95 %，活性沸石混合物5 40 %。2、所述益生菌发酵液的生产方法(1)在无菌条件下，将保藏的益生菌菌种置于细菌培养箱内的选择分离培养基 中，细菌培养箱温度控制在36 38°C，恒温培养14 18小时，冷却后放入冰箱内作生 产菌种保存，冰箱温度控制在2 4°C ；选择分离培养基的配料按重量百分比由下列组分组成琼脂1 3%、蛋白胨 0.5 1.5%、葡萄糖0.2 0.8%、牛肉膏0.2 0.8%、酵母膏0.2 0.8%、氯化钠0.2 0.8%和水 93 96% ；生产菌种的配料按重量百分比由下列组分组成益生菌菌种1 10%和选择分 离培养基90 99%。(2)在无菌条件下，将生产菌种转接到有扩培培养基的茄子瓶斜面上，放入细菌 培养箱内，细菌培养箱温度控制在36 38°C，恒温培养10 14小时，至斜面长满较 厚、不透明且有明显皱纹的菌苔后为扩培后的菌种；扩培培养基的配料按重量百分比由下列组分组成土豆汁16 22%、豆芽汁 8 12%、葡萄糖1 3%、琼脂1.8 2.2%、蛋白胨0.5 1.5%、磷酸氢二钾0.05 0.15%,硫酸镁0.02 0.08%和水60 70% ；扩培菌种的配料按重量百分比由下列组分组成生产菌种1 10%和扩培培养 基90 99%。(3)将扩培后的菌种加入含有基础培养基的液体发酵罐中进行发酵，发酵时间控 制在16 32小时，温度控制在36 38°C，发酵后的液体为益生菌发酵液；基础培养基的配料按重量百分比由下列组分组成葡萄糖1 3%、蛋白胨 0.5 1.5%、氯化钠0.2 0.8%、磷酸氢二钾0.05 0.15%、硫酸镁0.02 0.08%和水 94 98% ；益生菌发酵的配料按重量百分比由下列组分组成扩培后的菌种1 10%和基 础培养基90 99% ；益生菌发酵过程中，发酵液中的菌体量与发酵液在660nm处吸光值成正比， 吸光值上升，菌体量增加，继续进行发酵，吸光值下降则表明菌体量不再增加，终止发 酵。3、所述活性沸石混合物的生产方法(1)将沸石混合物的配料混合后进行破 碎，破碎后的颗粒细度<2毫米；(2)将破碎后的沸石混合物输入焙烧炉中进行焙烧，焙 烧温度控制为280 400°C ； (3)将焙烧后的沸石混合物输入磨粉机中进行磨粉，磨粉后 的颗粒细度动.074毫米，包装为活性沸石混合物备用；沸石混合物的配料按重量百分比由下列组分组成沸石30 50%、凹凸棒石黏 土 20 40%和膨润土 10 30%。本发明的有益效果本发明的益生菌固 体粉剂，活菌数可达到120 500亿CFU/g，而常规固体发酵法和液体发酵法生产的益生菌活菌数只有50 100亿CFU/g。本发明的益生菌固体粉剂的制备方法，能简化分离提纯工艺、提高益生菌产品的活菌数和质量、降低生产成本、减少环境污染，为养殖业提供优质、价廉的抗生素替 代产品。将益生菌固体粉剂添加于饲料中，动物摄入的益生菌在肠道中通过与有害菌竞 争氧、营养或定植位点，抑制有害菌增殖，从而改善肠内菌群的平衡，对动物具有促进 生长、提高饲料转化率、抗氧化、免疫刺激、改善健康、预防疾病、治疗疾病、提高产 品品质和养殖经济效益等作用，并具有改善水环境的作用。试验证明在每克饲料中添加100 400万CFU活菌的益生菌固体粉剂能提高 肉鸡、猪和鱼类的生长速度2.0 15.6%，提高饲料转化率1.1 9.3%，并可明显降低动 物的腹泻率和死亡率。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步的描述实施例1制备沸石混合物(1)将沸石混合物的配料按以下重量百分比沸石40%、凹凸棒石黏土 35%和 膨润土 25%混合后进行破碎，破碎后的颗粒细度<2毫米；(2)将破碎后的沸石混合物输 入焙烧炉中进行焙烧，焙烧温度控制为300 320°C ； (3)将焙烧后的沸石混合物输入磨 粉机中进行磨粉，磨粉后的颗粒细度动.074毫米，包装为活性沸石混合物备用。实施例2制备芽孢杆菌发酵液2.1制备枯草芽孢杆菌发酵液(1)在无菌条件下，将保藏的枯草芽孢杆菌菌种置于细菌培养箱内的选择分离培 养基中，细菌培养箱温度控制在37 38°C，恒温培养15 16小时，冷却后放入冰箱内 作生产菌种保存，冰箱温度控制在3 4°C ；选择分离培养基的配料按重量百分比由下列组分组成琼脂2.4%、蛋白胨 1.3%,葡萄糖0.6%、牛肉膏0.4%、酵母膏0.4%、氯化钠0.3%和水95% ；生产菌种的配料按重量百分比由下列组分组成枯草芽孢杆菌菌种6%和选择 分离培养基94%。(2)在无菌条件下，将生产菌种转接到有扩培培养基的茄子瓶斜面上，放入细菌 培养箱内，细菌培养箱温度控制在37 38°C，恒温培养12 13小时，至斜面长满较 厚、不透明且有明显皱纹的菌苔后为扩培后的菌种；扩培培养基的配料按重量百分比由下列组分组成土豆汁18%、豆芽汁10%、 葡萄糖2%、琼脂1.8%、蛋白胨1.1%、磷酸氢二钾0.08%、硫酸镁0.02%和水67% ；扩培菌种的配料按重量百分比由下列组分组成生产菌种7%和扩培培养基 93%。(3)将扩培后的菌种加入含有基础培养基的液体发酵罐中进行发酵，发酵时间控 制在26 28小时，温度控制在37 38°C，发酵后的液体为枯草芽孢杆菌发酵液；基础培养基的配料按重量百分比由下列组分组成葡萄糖2.4%、蛋白胨 1.3%,氯化钠0.2%、磷酸氢二钾0.06%、硫酸镁0.04%和水96% ；
枯草芽孢杆菌发酵的配料按重量百分比由下列组分组成扩培后的菌种8%和 基础培养基92% ；枯草芽孢杆菌发酵过程中，发酵液中的菌体量与发酵液在660nm处吸光值成正 比，吸光值上升，菌体量增加，继续进行发酵，吸光值下降则表明菌体量不再增加，终 止发酵。测得枯草芽孢杆菌的发酵液中活菌数含量为86亿CFU/g。2.2制备地衣芽孢杆菌发酵液(1)在无菌条件下，将保藏的地衣芽孢杆菌菌种置于细菌培养箱内的选择分离培 养基中，细菌培养箱温度控制在37 38°C，恒温培养15 16小时，冷却后放入冰箱内 作生产菌种保存，冰箱温度控制在3 4°C ；选择分离培养基的配料按重量百分比由下列组分组成琼脂2.4%、蛋白胨 1.3%,葡萄糖0.6%、牛肉膏0.4%、酵母膏0.4%、氯化钠0.3%和水95% ；
生产菌种的配料按重量百分比由下列组分组成地衣芽孢杆菌菌种6%和选择 分离培养基94%。(2)在无菌条件下，将生产菌种转接到有扩培培养基的茄子瓶斜面上，放入细菌 培养箱内，细菌培养箱温度控制在37 38°C，恒温培养12 13小时，至斜面长满较 厚、不透明且有明显皱纹的菌苔后为扩培后的菌种；扩培培养基的配料按重量百分比由下列组分组成土豆汁18%、豆芽汁10%、 葡萄糖2%、琼脂1.8%、蛋白胨1.1%、磷酸氢二钾0.08%、硫酸镁0.02%和水67% ；扩培菌种的配料按重量百分比由下列组分组成生产菌种7%和扩培培养基 93%。(3)将扩培后的菌种加入含有基础培养基的液体发酵罐中进行发酵，发酵时间控 制在26 28小时，温度控制在37 38°C，发酵后的液体为地衣芽孢杆菌发酵液；基础培养基的配料按重量百分比由下列组分组成葡萄糖2.4%、蛋白胨 1.3%,氯化钠0.2%、磷酸氢二钾0.06%、硫酸镁0.04%和水96% ；地衣芽孢杆菌发酵的配料按重量百分比由下列组分组成扩培后的菌种8%和 基础培养基92% ；地衣芽孢杆菌发酵过程中，发酵液中的菌体量与发酵液在660nm处吸光值成正 比，吸光值上升，菌体量增加，继续进行发酵，吸光值下降则表明菌体量不再增加，终 止发酵。测得地衣芽孢杆菌的发酵液中活菌数含量为90亿CFU/g。实施例3芽孢杆菌固体粉剂的制备及菌含量测定过程3.1枯草芽孢杆菌固体粉剂的制备过程枯草芽孢杆菌固体粉剂的配料按重量百分比由下列组分组成枯草芽孢杆菌发 酵液70%，活性沸石混合物30%，将以上配料进行混合搅拌后，输入吸附器中进行加温 负载，搅拌转速控制在150 180转/分，温度控制在35 45°C，吸附时间控制在45 50分钟，静置15分钟后用滤布过滤分离，分离得到的固体物料在55 65°C下进行干 燥，干燥后的固体物料进行粉碎，粉碎后的粉状物料颗粒细度动.1毫米，将粉状物料包 装为枯草芽孢杆菌固体粉剂成品。
3.2地衣芽孢杆菌固体粉剂的制备过程地衣芽孢杆菌固体粉剂的配料按重量百分比由下列组分组成地衣芽孢杆菌发 酵液75%、活性沸石混合物25%，将以上配料进行混合搅拌后，输入吸附器中进行加温 负载，搅拌转速控制在150 180转/分，温度控制在35 45°C，吸附时间控制在45 50分钟，静置15分钟后用滤布过滤分离，分离得到的固体物料在55 65°C下进行干 燥，干燥后的固体物料进行粉碎，粉碎后的粉状物料颗粒细度动.1毫米，将粉状物料包 装为地衣芽孢杆菌固体粉剂成品。3.3枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌混合固体粉剂的制备过程混合固体粉剂的配料按重量百分比由下列组分组成枯草芽孢杆菌发酵液 40%,枯草芽孢杆菌发酵液40%、活性沸石混合物20%，将以上配料进行混合搅拌后， 输入吸附器中进行加温负载，搅拌转速控制在150 180转/分，温度控制在35 45°C， 吸附时间控制在45 50分钟，静置15分钟后用滤布过滤分离，分离得到的固体物料在 55 65°C下进行干燥，干燥后的固体物料进行粉碎，粉碎后的粉状物料颗粒细度《0.1毫 米，将粉状物料包装为枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌混合固体粉剂成品。根据固体粉剂中菌数的测定方法检测芽孢杆菌固体粉剂中的菌含量1试剂和培养基1.1无菌生理盐水氯化钠8.5g，蒸馏水定容至lOOOmL，121°C高压灭菌15min。1.20.1mol/L NaOH 溶液
氢氧化钠4g，蒸馏水定容至lOOOmL，121°C高压灭菌15min。1.3琼脂培养基葡萄糖5g，牛肉膏5g，酵母膏5g，蛋白胨10g，NaC 15g，琼脂20g，用O.lmol/ L NaOH溶液将pH值调至7.0-7.2，蒸馏水定容至lOOOmL，121°C高压灭菌15min。2操作步骤2.1样品的稀释称取Ig样品，放入盛有9mL生理盐水的无菌离心管中(瓶内预置1_2个无菌玻 璃珠)，振荡器均质lmin_2min，制成1 10的样品勻液。用微量移液器吸取1 10样品勻液lmL，沿管壁缓缓注入盛有9mL生理盐水的 无菌离心管中，振荡器均质lmin-2min，制成1 100的样品勻液。用微量移液器吸取1 100样品勻液O.lmL，沿管壁缓缓注入盛有0.9mL生理盐 水的无菌离心管中，并反复吹打，使其混合均勻，制成1 1000的样品勻液。按上述操作，依次制成十倍递增系列稀释样品勻液。每递增稀释1次，均须换用微量移液器枪头。2.2平板计数提前将15mL_20mL的培养基倾注于每个平皿中，待冷却凝固后，选取10_8、 10_9及10,三个稀释度的样品勻液，分别用微量移液器吸取100 μ 1接种于培养基上，用 L型或者三角形玻璃棒进行涂板。37°C下恒温有氧培养24h，选取菌落数范围在30-300 个的培养皿进行计数，换算稀释倍数，计算结果用亿个/g表示(同时做三个平行重复， 结果取平均值)。
3实验结果测得枯草芽孢杆菌固体粉剂、地衣芽孢杆菌固体粉剂、枯草芽孢 杆菌和地衣芽孢杆菌混合固体粉剂中的菌数分别为260亿CFU/g、350亿CFU/g、380亿 CFU/g。实施例4益生 菌固体粉剂在动物饲养中的应用及效果试验证明在每克饲料中添加100 400万CFU活菌的实施例3中制备的益生菌 固体粉剂能提高肉鸡、猪和鱼类的生长速度2.0 15.6%，提高饲料转化率1.1 9.3%， 并可明显降低动物的腹泻率和死亡率。
权利要求
1.一种益生菌固体粉剂，其特征在于该益生菌固体粉剂含有活性益生菌和活性沸石 混合物，所述的活性沸石混合物中各组分的重量百分含量为沸石30% 50%、凹凸棒 石黏土 20% 40%、膨润土 10% 30%。
2.根据权利要求1所述的益生菌固体粉剂，其特征在于所述的在该益生菌固体粉剂中 活性益生菌的含量为120 500亿CFU/g。
3.根据权利要求1所述的益生菌固体粉剂，其特征在于所述的活性益生菌为芽孢杆菌。
4.根据权利要求3所述的益生菌固体粉剂，其特征在于所述的芽孢杆菌为枯草芽孢杆 菌和/或地衣芽孢杆菌。
5.—种益生菌固体粉剂的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤按重量百分 数计将益生菌发酵液60% 95%和活性沸石混合物5% 40%混合搅拌后，输入吸附器 中进行加温负载、静置、过滤分离，将分离得到的固体物料在45 70°C下进行干燥，干 燥后的固体物料进行粉碎至颗粒细度动.1毫米，即制得益生菌固体粉剂。
6.根据权利要求5所述的益生菌固体粉剂的制备方法，其特征在于搅拌转速为100 200转/分，加温负载时温度为20 50°C，吸附时间为5 60分钟。
7.根据权利要求5所述的益生菌固体粉剂的制备方法，其特征在于所述的活性沸石混 合物各组分的重量百分含量为沸石30% 50%、凹凸棒石黏土 20% 40%、膨润土 10% 30%。
8.根据权利要求5所述的益生菌固体粉剂的制备方法，其特征在于所述的益生菌发酵 液中活性益生菌的含量为50 100亿CFU/g。
9.根据权利要求5所述的益生菌固体粉剂的制备方法，其特征在于所述的益生菌为芽 孢杆菌。
10.根据权利要求9所述的益生菌固体粉剂的制备方法，其特征在于所述的芽孢杆菌 为枯草芽孢杆菌和/或地衣芽孢杆菌。
全文摘要
本发明公开了一种益生菌固体粉剂及其制备方法，该益生菌固体粉剂为含有活性益生菌和活性沸石混合物，活性益生菌的含量为120～500亿CFU/g。活性沸石混合物中各组分的重量百分含量为沸石30％～50％、凹凸棒石黏土20％～40％、膨润土10％～30％。该益生菌固体粉剂为养殖业提供优质、价廉的抗生素替代产品，在每克饲料中添加100～400万CFU活菌的益生菌固体粉剂能提高肉鸡、猪和鱼类的生长速度2.0～15.6％，提高饲料转化率1.1～9.3％，并可明显降低动物的腹泻率和死亡率；其制备方法简单、成本低、可减少环境污染、所得产品菌含量高。
文档编号A23K1/175GK102008016SQ201010535819
公开日2011年4月13日 申请日期2010年11月9日 优先权日2010年11月9日
发明者周岩民, 孙亚楠, 王恬, 王龙昌 申请人:南京农业大学