用于发酵生产富含牛磺酸的菌肽大米饲料的制备方法与流程

本发明涉及用于发酵生产富含牛磺酸的菌肽大米饲料制备方法，属于农畜牧业技术领域。

背景技术：
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随着我国饲料工业的快速发展,常规蛋白原料如豆粕、鱼粉的价格不断上涨，饲料成本急剧增加、养殖收益不断降低。如何合理有效利用非常规蛋白饲料资源替代豆粕或鱼粉等常规蛋白饲料降低饲料成本成为市场关注的问题。我省作为稻米生产大省，2013年大米产量为1198.45万吨，同比增长1.37％。这些大米除供应人们日常饮食需要之外，尚有很大比例的大米作用工业发酵和淀粉糖生产原料。而在淀粉糖、味精和有机酸等生产过程中产生的副产物米渣，其蛋白质含量可高达40％～65％；另一大米加工的副产品米糠，经脱脂后蛋白质含量可达12％～18％。因此，大力开发这一丰富的大米蛋白资源，通过微生物发酵的方法生产小肽蛋白饲料很有市场前景。

大米蛋白作为植物源蛋白，与鱼粉相比，缺乏一种重要的营养因子—牛磺酸。对于畜禽鱼类动物来说，牛磺酸是条件性必需氨基酸，因为其自生只能合成其生理所需的30％～40％，必须从食物中补充一部分。牛磺酸具有提高畜禽生长、繁殖性能，改善其免疫力，促进采食等生物学功能。研究表明，缺乏牛磺酸的植物源蛋白饵料会导致鱼体出现生长缓慢和一些病理现象，如绿色肝脏综合症和溶血性贫血等。

多菌种固态发酵大米生产的小肽无抗原和抗营养因子，能够解决动物的营养性腹泻；调理和激活细胞和机体的整体活性，促进动物的胃肠道功能，提高防疾病抗病能力；能够通过肠道粘膜直接吸收，吸收速率快；并且还能补充大量活性益生菌，增强有益微生物的生长繁殖，抑制大肠杆菌、沙门氏菌等有害菌的生长，改善肠道的微生态平衡，减少疾病的发生；提高动物机体的免疫功能，减少抗生素的用量，具有营养和提高免疫力双重功能。而添加的前体物质在多菌种的共同作用下，能够有效提供牛磺酸。

随着生物技术的发展，应用微生物发酵技术降解植物蛋白资源制备活性肽蛋白饲料，成为研究小肽的生物活性的重要手段，使高效、安全地获得活性肽制品成为可能。大米蛋白是一个十分丰富的肽资源库,用大米制备小肽饲料及添加剂，将成为提高大米产品附加值,提高畜禽生产性能,改进畜禽品质的一个有效途径。通过微生物发酵制备新型绿色的饲用活性小肽制品，对改善动物营养和提高养殖业的健康发展是十分有益的。

技术实现要素：
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针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供用于发酵生产富含牛磺酸的菌肽大米饲料的制备方法。

本发明的用于发酵生产富含牛磺酸的菌肽大米饲料制备的方法包括以下步骤：

步骤一、土豆培养基的配制：按质量比为土豆:水＝1:4～6的比例制备土豆汁，将土豆加入水后，煮沸25min～35min，过滤去渣后得到土豆汁，再加入土豆汁体积2％的葡萄糖即制成土豆培养基液体；

步骤二、菌种的活化、培养：将枯草芽孢杆菌YS-45、酵母菌S-78、黑曲霉PL-39的活化菌种分别加入15mL～20mL的步骤一制备的土豆培养基液体中制成菌悬液，再将所述的菌悬液，分别在250r/min摇床下，30℃～32℃下扩大培养12h～14h，离心后将上清液去除，即分别得到枯草芽孢杆菌YS-45、酵母菌S-78和黑曲霉PL-39的种子菌悬液；

步骤三：将用于发酵生产富含牛磺酸的菌肽大米饲料的原料：大米、麸皮、豆粕、半胱氨酸、蛋氨酸称取后，搅拌混合均匀，在110℃～130℃下高温蒸汽灭菌25min～35min，冷却后为固体发酵物，将步骤二中分别制备的芽孢杆菌YS-45、酵母菌S-78和黑曲霉PL-39种子菌悬液，各按4％～8％的体积比接种到灭菌好的固体发酵物中，再加入上述原料总质量的35％～40％的水，搅拌均匀，然后在固态发酵罐中在30℃～32℃条件下培养65h～70h，即得富含牛磺酸的菌肽大米饲料；

作为优选，所述的步骤三中用于发酵生产富含牛磺酸的菌肽大米饲料包含以下质量份数的原料：大米：40份～45份，豆粕：20份～25份，麸皮：20份～25份，半胱氨酸：4份～5份，蛋氨酸：4份～5份。

本发明的有益效果：酵母菌S-78将淀粉转化为单糖，为发酵提供碳源；黑曲霉PL-39产生蛋白酶、淀粉酶、果胶酶，生产有机酸如：柠檬酸、葡萄糖酸；三者共同作用产生多种类型酶，发酵降解大米、豆粕、麸皮，并在半胱氨酸，蛋氨酸的参与下生成富含牛磺酸的菌肽大米饲料。采用此种微生物发酵生产牛磺酸，牛磺酸调节机体正常生理活动的活性物质，具有维持正常视觉功能、维持机体渗透压平衡，调节细胞钙平衡等优点，且牛磺酸与细胞膜的流动性有关，能降血糖、调节神经传导、参与内分泌活动、调节脂类消化与吸收、增加心脏收缩能力、提高机体免疫能力、增强细胞膜抗氧化能力、保护心肌细胞等广泛生物学作用。含有多种菌种的大米多肽，促进营养的充分吸收，廉价且大量米糠、米渣可以利用。且富含牛磺酸的菌肽大米饲料部分替代鱼粉降低饲料成本。

附图说明：

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本发明实施例1中制备的富含牛磺酸的菌肽大米饲料中牛磺酸的高效液相色谱图；

图2为本发明实施例2中制备的富含牛磺酸的菌肽大米饲料中牛磺酸的高效液相色谱图。

具体实施方式：

以下结合具体实施例，对本发明的用于一种富含牛磺酸的菌肽大米饲料制备方法做进一步的详细说明。

实施例1：用于发酵生产富含牛磺酸的菌肽大米饲料包含以下质量份数的原料：大米：40份，豆粕：20份，麸皮：20份，半胱氨酸：5份，蛋氨酸5份。

用于发酵生产富含牛磺酸的菌肽大米饲料制备步骤为：步骤一:土豆培养基的配制：按质量比为土豆:水＝1：6的比例制备土豆汁，将土豆加入水后，煮沸25min，过滤去渣后得到土豆汁，再加入土豆汁体积2％的葡萄糖即制成土豆培养基液体；

步骤二、菌种的活化、培养：将枯草芽孢杆菌YS-45、酵母菌S-78和黑曲霉PL-39的活化菌种分别加入20mL的步骤一制备的土豆培养基液体制成菌悬液，再将所述的菌悬液，分别在250r/min摇床下，32℃下扩大培养14h，离心后将上清液去除，即分别得到枯草芽孢杆菌YS-45、酵母菌S-78和黑曲霉PL-39的种子菌悬液；

步骤三：将用于发酵生产富含牛磺酸的菌肽大米饲料的原料：大米、麸皮、豆粕、半胱氨酸、蛋氨酸按比例称取后，搅拌混合均匀，在130℃下高温蒸汽灭菌35min，冷却后为固体发酵物，将步骤二中分别制备的芽孢杆菌YS-45、酵母菌S-78和黑曲霉PL-39种子菌悬液，各按4％的体积比接种到灭菌好的固体发酵物中，再加入上述原料总质量的35％的水，搅拌均匀，然后在固态发酵罐中在30℃条件下培养65h，即得富含牛磺酸的菌肽大米饲料；

牛磺酸含量的检测：取实施例1制备的富含牛磺酸的菌肽大米饲料30g溶于50mL水，离心取上清，加等量体积三氯乙酸除蛋白，等量乙醚脱脂，冻干，取5mg冻干粉溶于100μL水中，加入300μL衍生剂，衍生30min，再冻干，采用高效液相色谱法检测牛磺酸,牛磺酸的液相色谱如图1所示。

进口鱼粉牛磺酸含量1％左右，国产鱼粉牛磺酸含量0.5％左右，参照图1，富含牛磺酸的菌肽大米饲料中牛磺酸的含量为5.67％(即100g干物质中牛磺酸的含量是5.67g)。

实施例2：用于发酵生产富含牛磺酸的菌肽大米饲料包含以下质量份数的原料：大米：42份，豆粕：20份，麸皮：20份，半胱氨酸：4份，蛋氨酸4份。

用于发酵生产富含牛磺酸的菌肽大米饲料制备步骤为：步骤一、土豆培养基的配制：按质量比为土豆:水＝1：4的比例制备土豆汁，将土豆加入水后，煮沸35min，过滤去渣后得到土豆汁，再加入土豆汁体积2％的葡萄糖即制成土豆培养基液体；

步骤二、菌种的活化、培养：将枯草芽孢杆菌YS-45、酵母菌S-78、黑曲霉PL-39的活化菌种分别加入15ml步骤一制备的土豆培养基液体制成菌悬液，再将所述的菌悬液，分别在250r/min摇床下，30℃下扩大培养12h，离心后将上清液去除，即分别得到枯草芽孢杆菌YS-45、酵母菌S-78、黑曲霉PL-39种子菌悬液；

步骤三：将用于发酵生产富含牛磺酸的菌肽大米饲料的原料：大米、麸皮、豆粕、半胱氨酸、蛋氨酸按比例称取后，搅拌混合均匀，在110℃下高温蒸汽灭菌25min，冷却后为固体发酵物，将步骤二中分别制备的芽孢杆菌YS-45、酵母菌S-78和黑曲霉PL-39种子菌悬液，各按8％的体积比接种到灭菌好的固体发酵物中，再加入上述原料总质量的40％的水，搅拌均匀，然后在固态发酵罐中在30℃条件下培养70h，即得富含牛磺酸的菌肽大米饲料；

牛磺酸含量的检测：取实施例2制备的富含牛磺酸的菌肽大米饲料30g溶于50mL水，离心取上清，加等量体积三氯乙酸除蛋白，等量乙醚脱脂，冻干，取5mg冻干粉溶于100μL水中，加入300μL衍生剂，衍生30min，再冻干，采用高效液相色谱法检测牛磺酸，图2为实施例2中富含牛磺酸的菌肽大米饲料中牛磺酸的液相色谱图。

进口鱼粉牛磺酸含量1％左右，国产鱼粉牛磺酸含量0.5％左右，参照图2所示，实施例2中富含牛磺酸的菌肽大米饲料中牛磺酸含量为11.78％(即100g干物质中牛磺酸的含量是11.78g)。实施例2为最优实施例。通过实施例1和实施例2可以看出采用此方法制备的富含牛磺酸的菌肽大米饲料中牛磺酸含量比进口鱼粉中的牛磺酸含量高。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。