一种可替代鱼粉的菌糠蛋白肽及其制备方法和在水产养殖中的应用
【技术领域】
[0001] -种可替代鱼粉的菌糠蛋白肽及其制备方法和在水产养殖中的应用，本发明涉及 一种具有较高短肽含量和抗氧化能力的菌糠蛋白水解产品，及其生产制备方法和作为鱼粉 替代品在水产养殖中的应用，属于微生物和水产养殖饲料技术领域。
【背景技术】
[0002] 菌糠是利用秸杆、木肩等原料进行食用菌袋料栽培，收货后的培养基剩余物，俗称 食用菌栽培废料或菌渣。近年来，随着我国食用菌生产规模的扩大和产量的提高，食用菌已 成为除粮棉油果茶后的第六大农产品。据中国食用菌协会统计，2010年全国食用菌总产量 已达1800万吨，估计产生的食用菌菌糠废料总量约3087. 1万吨。
[0003] 作为养殖业大国，我国每年对饲料的需求量非常庞大，饲料蛋白源的供需矛盾非 常突出。据统计，目前我国配合饲料年产量已达7000余万吨，年需蛋白质1100多万吨，而 全国各种饼柏、酵母、鱼粉等仅能满足70%_80%，余下的20%_30%必须依赖进口。另一方面， 我国还存在着有限的蛋白质饲料资源严重浪费的现象，主要表现为蛋白质的消化吸收利用 率低。饲料蛋白源的短缺和蛋白质的低效率利用，已成为制约我国饲料养殖业可持续健康 发展的重要瓶颈。
[0004] 菌糠含有丰富的营养成分，粗蛋白含量6. 45%-10. 2%，粗脂肪含量0. 1%_1. 4%，粗 纤维含量9. 3%-29. 2%，无氮浸出物为13. 8%-63. 5%，还含有钙、磷、铁、镁、锌、铜等微量元 素。适当调整碳氮比例，菌糠即可成为优良的培养基，经多种微生物的发酵作用，粗蛋白和 粗脂肪含量可提高1倍以上，粗纤维和木质素可降低30%-50%。因此，利用菌糠固体发酵制 备菌体蛋白，既开辟了蛋白质来源新途径，又解决了大量菌糠的去处，实现变废为宝、提高 附加值、增加经济效益的目的。
[0005] 国内关于菌糠发酵的专利主要有如下几项：CN103053858A公开了一种由金针菇 菌糠与纤维素酶、黑曲霉菌等一起发酵而得的菌糠饲料；CN101099543A公开了一种由菌糠 接种芽孢杆菌、酵母菌、乳杆菌和沼泽红假单孢菌发酵而得的水产生物饲料；CN104509714A 将姬松茸菌糠接种EM菌发酵，制备得到一种畜禽饲料；CN102273544B将杏鲍菇菌糠与乳 酸菌、酵母菌或芽孢杆菌经恒温发酵、干燥处理后得到一种生物饲料；CN102972623B将真 姬菇菌糠与辅料配伍，接入酵母和白地霉发酵，得到含丰富蛋白质的饲料；CN101467589A 公开了一种使用厌氧菌发酵菌糠制备生物饲料的方法；CN102370047A公开了采用由粪肠 球菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌组成的复合菌剂固态发酵食用菌菌糠，生产全价生物饲料； CN100389672A公开了一种用酵母菌和木霉发酵废弃菌糠制备蛋白饲料的方法。以上专利采 用的菌糠发酵菌种多属于细菌类、酵母类和霉菌类，发酵工艺多采用复合菌一步发酵技术， 主要目的是改善菌糠的适口性、易消化性和提高蛋白含量，使菌糠成为初级饲料原料。
[0006] 小肽营养理论是近年来动物营养学领域出现的新理论，基于动物对肽有着特殊营 养需求的观点，认为蛋白质在动物胃肠道消化酶作用下的水解产物大部分是低分子量的小 肽，它们以完整形式被吸收进入血液循环系统从而被组织利用，参与各项生命活动。小肽的 吸收机制优于蛋白质和氨基酸，吸收更容易更快，吸收率高，并具有低抗原性、低渗透压性， 不会引起过敏、腹泻等不良反应。小肽营养理论的另一重要认识是蛋白质在酶解过程中可 以产生一些具有特殊生理功能的生物活性肽，这些肽类在调节胃肠道运动、调节免疫系统、 抗高血压、抗菌、抗血栓、抗病毒、抗癌、清除自由基和促进矿物元素吸收等方面发挥着重要 作用。
[0007] 将菌糠转化成基于小肽营养理论的高品种饲料替代品，国内这方面的专利还很 少，目前仅CN102669409A报道将香菇菌渣与水混合，高压均质，再用纤维素酶和碱性蛋白 酶双重酶解，获得香菇渣促发酵肽；CN102199647A报道将食用菌副产物捣碎，用蛋白酶酶 解，再经粗滤、超滤、浓缩、干燥，获得分子量小于8000的食用菌活性肽；CN101396378A报道 了一种食用菌粉通过酶解、分离、浓缩、干燥等，制备纳米粒径基因肽产品的方法。这些专利 均不经过发酵处理，而是直接用菌糠制备蛋白肽，由于起始原料的蛋白含量低，最终肽产品 的收获量偏少，并且用到了均质、超滤等工序，生产成本偏高。
[0008] 另有专利CN104472859A报道了一种将菌糠加热回流提取，提取液浓缩，接种复合 菌发酵、干燥，制备成蛋白饲料添加剂的方法。该方法同样没有对菌糠的原始营养成分进行 充分利用，仅是对菌糠的提取物进行发酵处理。
【发明内容】
[0009] 本发明的主要目的是针对当前我国饲料蛋白源紧缺，蛋白质利用率低的现状，以 及现有技术和产品的不足，提供一种能更有效地促进动物生长、提高饲料利用率的新型菌 糠蛋白肽产品。该产品富含大量低分子量小肽、多糖和其它生长因子，并具有较高的清除 DPPH自由基的抗氧化能力，可部分替代鱼粉使用。
[0010] 本发明的进一步目的是提供一种新型菌糠蛋白肽的制备方法，该方法充分利用了 菌糠中的原始营养成分，将菌糠发酵和蛋白肽制备相结合，采用先接种灵芝菌、后接种酿酒 酵母的混菌固体分步发酵技术和酶水解技术，工艺简单实用，生产成本低廉，适合大面积推 广。
[0011] 本发明的更进一步目的是提供一种新型菌糠蛋白肽产品在水产养殖中的应用方 法，包括添加方式、添加剂量、饲喂周期、养殖技术模式和养殖管理操作规程等。
[0012] 为了达到本发明目的，本发明采用的技术方案是： 一种可替代鱼粉的菌糠蛋白肽，是以食用菌菌糠废料为基础原料，接种灵芝菌和酿酒 酵母分步发酵，再经温和酶解、喷雾干燥后，制备成的粉末状产品，其相对分子质量< 2000 的肽段占干重的60%以上，并具有较高的清除DPPH自由基的抗氧化能力。
[0013] 1、一种可替代鱼粉的菌糠蛋白肽的制备方法，以食用菌菌糠废料为基础原料，首 先采用先灵芝菌、后酿酒酵母的分步固体发酵技术，将食用菌菌糠的原始营养物质充分转 化为高品质的菌体蛋白和多糖类；然后采用纤维素酶、食用菌水解酶A02和酵母抽提酶相结 合的酶解技术，使蛋白质充分释放并水解为短分子量的小肽；最后经浓缩、干燥，获得富含 易消化小肽，即可替代鱼粉的菌糠蛋白肽；其制备步骤如下： (1)菌糠的预处理 将块状食用菌菌糠打碎，并除去肉眼可见的杂质后，转移至烘箱，50°C干燥至含水量低 于5%，粉碎，过40目筛，备用； (2) 菌糠的发酵 所采用的菌糠发酵工艺是以食用菌菌糠废料为基础原料，先接种灵芝菌，发酵长满菌 丝后再接种酿酒酵母的混菌固体分步发酵技术； ① 菌体活化 灵芝菌种划线接种于PDA斜面培养基，PDA斜面培养基组成以g/L计为：葡萄糖20、琼 脂20,用土豆汁配制，pH自然。28°C培养7天后，观察其生长情况，若长势良好即为成熟，准 备移种； 土豆汁制备方法为：土豆200g，去皮，切成小块，加入1L左右的去离子水煮沸30min，过 滤，所得滤液用去离子水定容至1L; 酿酒酵母划线接种于麦芽汁琼脂培养基，28°C培养2天后，观察其生长情况，若长势良 好即为成熟，准备移种； 所使用的灵芝菌和酿酒酵母，均为农业和食品领域常用的生产菌种，可通过商业途径 或国家指定机构购买； 所使用的麦芽汁琼脂培养基可从市售途径购买； ② 种子培养液制备 用接种铲从斜面上挑取大约lcmXlcm的灵芝菌块，接入经灭菌的灵芝菌液体培养基 中，140r/min旋转式摇床，28°C培养7天； 灵芝菌液体培养基组成以g/L计为：豆饼粉20、玉米粉20、葡萄糖20、K2HP04 1、MgS04 0. 5、VB 0. 12,用自来水配制，pH自然； 用接种环从斜面上挑取一环成熟的酿酒酵母菌体，接入经灭菌的麦芽汁液体培养基 中，150r/min旋转式摇床，28°C培养2天； 所使用的麦芽汁液体培养基可从市售途径购买麦芽汁培养基粉末后，用自来水配制，pH自然； ③ 分步发酵 将灵芝菌种子培养液以体积比5%的接种量接入已灭菌的菌糠固体发酵培养基中， 28°C静置培养7天；然后，以10s个/g的接种量接入酿酒酵母种子培养液，28°C培养4天； 菌糠固体发酵培养基组成以g/kg计为：菌糠880,麸皮100,尿素20,料水重量比1 : 1.8,pH自然； (3) 菌糠的酶水解 将发酵结束后的固体培养物置于烘箱中50°C烘干，粉碎，水洗除杂。按料水重量比1 : 5加水，调节pH至4. 8,以烘干固体培养物的重量百分比，加入纤维素酶0. 7%，50°C酶解lh; 接着调节pH至6. 5,以烘干固体培养物的重量百分比，加入食用菌水解酶A02 0. 5%和酵母 抽提酶1%，55°C酶解4h;酶水解结束后，升温至85°C，灭酶10min; (4) 菌糖蛋白妝的提取 将灭酶后的水解液，4000r/min离心15min，收集上清液减压浓缩至1/4体积，喷雾干 燥得到菌糠蛋白肽粉。
[0014] 2 ?成品指标 所述的菌糠，包括香菇、猴头菇、鸡腿菇、茶树菇、杏鲍菇、木耳、灵芝、姬松茸、或灰树花 食药用菌，采摘完子实体后剩余的固体废料。
[0015] 所述菌糠蛋白肽是以食用菌菌糠废料为基础原料，接种灵芝菌和酿酒酵母分步发 酵，再经温和酶解、喷雾干燥后，制成的粉末状产品。