本发明属于微生物发酵领域,具体涉及一种枯草芽孢杆菌活化增殖用于发酵豆粕的方法。
背景技术:
由于抗生素的大量使用,随之出现的负面效应也日益突出,表现为病原微生物产生耐药性和药物在动物产品中残留,从而对人类的健康产生潜在的危害。因此,抗生素替代品益生菌、酶制剂、酸制剂等的研究与开发成为近年来绿色饲料添加剂的热点,其中益生菌备受关注。
芽孢杆菌能够形成耐热、耐旱、抗紫外线的芽孢,通过一定的方法制成固体粉剂不仅可以减少产品体积便于储藏和运输,另外固体菌粉较液态菌制剂质量更加稳定,由于枯草芽孢杆菌能形成芽孢的特性更易形成产品,促进益生菌微生态制剂工业化。
枯草芽孢杆菌是微生态益生素的一种,用途广泛:1)菌体生长过程中产生活性物质,对致病菌有明显的抑制作用。2)菌体进入肠道迅速消耗肠道游离氧,促进有益厌氧菌的生长,并产生有机酸,降低肠道PH值,间接抑制其它致病菌生长。3)刺激免疫器官的生长发育,激活T、B淋巴细胞,提高免疫球蛋白和抗体水平,提高畜牧群体免疫力,提高成活率,增强机体的抗病能力。4)菌体自身合成多种酶,像α-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶等酶类,在消化道与消化酶一同发挥作用,提高饲料有效的消化利用率。5)菌体自身能合成多种B族维生素,像维生素B1、B2、B6等多种B族维生素,提高动物体内干扰素和巨噬细胞的活性,补充机体生长过程中所需要的维生素,利用枯草芽孢杆菌进行生物发酵既可获得高效菌体又能得到他的有益代谢产物,其在发酵豆粕领域前景广阔。
粉剂中的枯草芽孢杆菌是以芽孢和营养体两种形式存在,活化是为了让芽孢萌发为营养体,同时促进菌体增殖,提高活菌数量。芽孢体解除休眠和细胞复水及有利于后面增殖,芽孢体是芽孢菌在营养贫乏及极端不利环境下生成的自我保护状态,细胞复水作用如同旱地逢雨,恢复生机,无水则无法开始繁殖代谢。
枯草芽孢杆菌因其抗逆性强、耐高温高压、易贮存等优良特性,且具有调节肠道菌群平衡、增强动物免疫力、提高生产性能等诸多功能,被认为是理想的微生物添加剂。但随着研究的深入,人们发现其产品在应用方面存在活菌制剂稳定性差、产品种类单一、应用范围有限、效果不稳定等问题。许多研究表明,低聚糖和多糖提取物为有益微生物提供营养物质,且与益生素间有加和效应,将其与有益微生物结合使用可更好地维护动物消化道微生态的平衡,提高动物生产性能,提高动物免疫力,改善畜产品品质。
目前对于枯草芽孢杆菌粉剂的增殖活化方法比较普遍和简单。主要是加糖适宜温度活化数小时后使用,活化增殖效果不明显,活菌数未达到预期或需要活化增殖时间较长。
发酵豆粕在国内正处于快速发展阶段,技术参差不齐。但基本都采用开放式发酵,过程不易控制,杂菌污染严重,品质不稳定。由于枯草芽孢杆菌的耐受性强,在固体粉剂的使用上不受重视,仅仅按照单位接种量进行简单的活化接种于豆粕中,即产生了菌粉浪费也达不到很好的发酵效果。
技术实现要素:
本发明的目的在于根据现有技术的不足,设计一种基于枯草芽孢杆菌的豆粕发酵方法,将枯草芽孢杆菌粉剂以更安全更高效的方式活化增殖,在用于发酵豆粕中减少杂菌污染,降低枯草芽孢杆菌粉剂的使用成本,高效增殖活化的枯草芽孢杆菌在用于发酵豆粕中的发酵能力得到大幅提升。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于枯草芽孢杆菌的豆粕发酵方法,将枯草芽孢杆菌粉剂与蒸馏水按照1:10稀释后进行水浴处理,水浴温度80℃,水浴时间15min,然后接种于活化增殖培养基,在35-40℃下间歇搅拌2-4h,经活化增殖处理后的枯草芽孢杆菌接种于豆粕中进行发酵生产,接种量为107cfu/g豆粕;所述的活化增殖培养基为糖蜜1.5%、葡萄糖0.5%、酵母浸出物0.5%、氯化铵0.5%、硫酸锰0.1%溶于蒸馏水中,调节pH6.8-7.2,灭菌处理得到。
所述的一种基于枯草芽孢杆菌的豆粕发酵方法,其枯草芽孢杆菌粉剂为带载体的200亿/g的枯草芽孢杆菌。
所述的一种基于枯草芽孢杆菌的豆粕发酵方法,其活化增殖培养基在121℃灭菌15分钟,冷却至35-40℃备用。
所述的一种基于枯草芽孢杆菌的豆粕发酵方法,其活化增殖是菌液与活化增殖培养基按1:1混合均匀,间歇搅拌为每隔30分钟搅拌一次,每次搅拌持续5分钟,活化增殖完成后取样测活菌数为(240±5)x108CFU/g。
所述的一种基于枯草芽孢杆菌的豆粕发酵方法,其特征在于,所述的发酵为固态发酵48小时。
本发明的有益效果是:活化增殖前对枯草芽孢杆菌的预处理可以去掉粉剂中的杂菌,减少菌剂中杂菌的污染,发酵更安全;活化增殖培养基营养丰富,其碳氮比、有机物和无机盐比例适合有利于增殖,活化增殖后的活菌数能提高15%-20%;本发明活化工艺操作简单,时效性强,效果好,可降低发酵豆粕中枯草芽孢杆菌接种量20-30%;缩短发酵时间,稳定品质,降低成本。
具体实施方式
下面对本发明作进一步详细说明。
(1)枯草芽孢杆菌粉剂预处理
将枯草芽孢杆菌粉剂与蒸馏水按照1:10稀释后进行80℃水浴处理15min,以杀死杂菌。
(2)活化增殖培养基的制备
糖蜜1.5%、葡萄糖0.5%、酵母浸出物0.5%、氯化铵0.5%、硫酸锰0.1%于蒸馏水中混匀调节pH6.8-7.2,灭菌处理,以减少外源杂菌污染;培养基中既有单糖又有多糖、有机物、生长因子和无机氮源更利于芽孢转化和利用。
(3)活化增殖
将预处理液与活化增殖培养基按1:1混合,控制温度35-40℃、每隔30分钟间歇搅拌5分钟、活化时间2-4h,活化增殖完成后活菌数能提高15%-20%;间歇式搅拌能增大与氧的接触有利于芽孢在转化成营养体并大量增殖;35-40℃的适宜温度能增大菌与氧的接触面积,能使芽孢快速有效的增殖。
(4)豆粕发酵
活化增殖结束时取样进行活菌数检测,合格的菌液直接接种于豆粕中进行发酵生产,接种量为107cfu/g豆粕,发酵48小时即可结束发酵,进行指标检测。
本发明采用的活化增殖培养基中营养丰富更有利于休眠体转化为营养体:既有多糖又有单糖,有机营养物、无机盐和促生长因子;本发明活化方法为控温间歇式搅拌,枯草芽孢杆菌增殖需要温度、营养和氧气,适宜的温度有利于孢子体复苏,间歇式搅拌有利于菌体和溶氧、营养物质充分结合;本发明接种量较常规减少20-30%,发酵时间从72小时缩短到48小时,发酵周期缩短24小时,品质稳定,豆粕小肽提高20%以上,成本降低;本发明活化方式易操作,加速增殖,效果好,能提高活菌数15-20%。
本发明枯草芽孢杆菌活化增殖用于发酵豆粕的方法作进一步说明如下:
1,枯草芽孢杆菌粉剂:带载体的200亿/g的枯草芽孢杆菌粉剂。
2,枯草芽孢杆菌粉剂预处理:将1kg菌粉与10L无菌水混合均匀再进行80℃水浴处理15min。
3,活化增殖培养基的制备:糖蜜0.15kg,葡萄糖0.05kg,酵母浸出物0.05kg,氯化铵0.05kg,硫酸锰0.01kg,溶于10kg蒸馏水水中混匀并调节pH6.8-7.2,121℃灭菌15分钟;冷却至35-40℃备用。
4,活化增殖:将预处理菌液与活化培养基按1:1混合均匀,温度控制在35~40℃活化2-4小时,每隔30分钟间歇搅拌5分钟;活化增殖完成后取样测活菌数;菌液折算后活菌数为(240±5)*108CFU/g。
5,增殖活化的菌液接种豆粕:豆粕1000kg,按107cfu/g豆粕接入活化增殖菌液,固态发酵48小时。
6,成品干燥:低温流化干燥,物料品温不超过37℃。
检测相关指标:发酵豆粕各项指标都符合国标NY/T 2218-2012;小肽检测依据国标QBHHS JC006-2013方法,小肽大于12%。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,以及部分运用的实施例,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。