專利名稱：一種提高柑橘渣飼料蛋白水平的脫水固態組合菌劑及其制作方法
技術領域：
本發明屬于生物發酵領域，特別涉及植物廢棄物的再利用領域和生物飼料領域。
背景技術：
柑橘屬，或寫作柑桔屬，屬于蕓香科，包括橘、柑、柚、橙、檸檬等，在世界上主要分布在北緯35°以南的區域。柑橘屬植物具單身復葉，結成具有革質果皮的柑子果實。柑橘屬果實渣是指柑子果實加工榨汁或者制罐頭后的下腳料，占柑子果實的重量大約25-50%。柑橘屬果實渣的主要成分是不溶于水的碳水化合物(包括果膠、纖維素、半纖維素)、可溶性糖及苦味物質等有機物。其可提供微生物生長的碳源和能源。我國是柑橘屬水果的故鄉，每年有大量的柑橘屬水果用于生產、加工。特別是近年來，隨著農業產業結構調整和農業現代化的發展，其產業發展勢頭迅猛，產量顯著提高，柑橘屬水果已成為農業經濟的支柱產業之一，為促進農村經濟、有效改善生態環境做出了積極貢獻。與此同時，伴隨著柑橘屬水果產業發展，果實被大量加工處理，導致柑橘屬果實渣的產量特別大，柑橘屬果實渣資源的存量豐富。但是，柑橘屬果實渣中的果皮，蛋白質含量不高，適口性差，動物吸收低，大量的柑橘渣并沒有獲得綜合的利用，導致柑橘渣廢棄物處理成本日益攀升。目前通常的處理方法是將柑橘渣以填埋方式或排入江河，造成嚴重的環境污染。因此，柑橘渣的資源化利用成為人們關注的熱點。隨著養殖業的快速發展，飼料資源相對短缺，加之我國人多地少，人畜爭糧的矛盾日益突出。每年需要消耗大量的外匯購買糧食，導致畜牧飼料成本不斷增加。充分合理地利用農副產品下腳料不僅能減輕環境污染，而且可以一定程度上緩解飼料資源的短缺問題，降低飼料成本。向柑橘渣中添加合適的營養物質，經微生物發酵可以將部分無機物轉化為單細胞蛋白質，同時產生大膽量的B族微生素和多種酶，提高柑橘渣的營養價值。因此，以柑橘渣為原料，利用微生物發酵生產單細胞蛋白飼料，對解決我國飼料資源短缺、提高柑橘渣種植及加工工業效益，減少環境污染均有重要意義及應用價值。
發明內容
本發明的目的之一在于提供黑曲霉的新應用，該應用為補充柑橘屬果實和/或柑橘屬果實渣中的蛋白提供了思路。為實現上述目的，本發明的技術方案為:黑曲霉作為菌劑與柑橘屬果實和/或柑橘屬果實渣共培養在制備生物飼料中的應用。優選的，所述黑曲霉和/或白地霉和/或米酒酵母作為菌劑與柑橘屬果實渣共培養在制備生物飼料中的應用。
本發明的目的之二在于提供一種組合菌劑，其在柑橘屬果實和/或柑橘屬果實渣發酵中能協同補充發酵物中的粗蛋白。為實現上述目的，本發明的技術方案為:組合菌劑，按數量計由白地霉、米酒酵母和黑曲霉按3-5: 0-4: 5-10的比例混合。優選的，所述的組合菌劑，按數量計由白地霉、米酒酵母和黑曲霉按4:1: 5的比例混合。優選的，所述的組合菌劑，將白地霉、米酒酵母和黑曲霉混合，得混合物，將混合物低溫脫水干燥，然后粉碎。本發明的目的之三在于提供本所述組合菌劑的制備方法，該方法工藝穩定，成本低。為實現上述目的，本發明的技術方案為:所述的組合菌劑的制備方法，具體包括如下步驟:米酒酵母菌的菌液的制備:將柑橘屬果實和/或柑橘屬果實渣烘干后粉碎，過40目篩，制成粉末；每升柑橘果實廢棄物浸提液，由柑橘果實廢棄物300克加水至I升充分攪拌均勻，除渣，得柑橘果實廢棄物浸提液；按下述比例和方法制備米酒酵母菌的液體培養基:紅糖30g，KH2PO4L 0g, MgSO4.7H200.5g，(NH4) 2S042.0g，加入柑橘果實廢棄物浸提液浸提液1L組成，高壓蒸汽滅菌，得米酒酵母菌的液體培養基；冷卻后按5-10%的接種量接種米酒酵母菌種，28°C下液體深層通氣發酵72小時，得米酒酵母菌的菌液，米酒酵母菌的菌液中的米酒酵母菌數量≥1O9Cfu/mL ；或將麥麩和水以重量比為1: 0.8-1的比例混合，充分攪拌均勻，高壓蒸汽滅菌，冷卻至30°C，得培養基A ;將米酒酵母菌液按0.5-2%的接種量接種，置于發酵床上，料層厚度5-lOcm，28°C _30°C下固體通氣發酵72小時，得米酒酵母菌的菌劑，烤干后的米酒酵母菌劑中的酵母菌數量應≥ 109cfu/g ；黑曲霉菌的菌劑的制備:按0.5%的接種量接種黑曲霉菌與所述培養基A中，置于發酵床上，料層厚度5-10cm，28°C下通氣發酵72小時，得黑曲霉菌的菌劑，黑曲霉的菌液中的黑曲霉菌數量應≥109cfu/g ；白地霉菌的菌劑的制備:按0.5%的接種量接種黑曲霉菌至所述培養基A，置于發酵床上，料層厚度5-10cm，28°C下通氣發酵72小時，得白地霉菌的菌劑，白地霉的菌劑中的孢子數量應≥109cfu/g ；將所述米酒酵母菌的菌劑、黑曲霉菌的菌劑和黑曲霉菌的菌劑單獨進行低溫脫水干燥，并混合，得組合菌劑。接種量是指移入種子液的體積和接種后培養液體積的比例。本發明的目的之四在于提供一種生物飼料的制備方法，該方法制備的飼料成本低，營養價值高，適用于工業化應用。柑橘屬果實渣制備生物飼料的方法，具體包括以下步驟:A固體培養基的制備將柑橘屬果實渣滅菌，得固體培養基；B 發酵將所述黑曲霉和/或白地霉和/或米酒酵母作菌劑，按4-6%的接種量接種至所述固體培養基中，得發酵產物；或將所述組合菌劑按4-6%的接種量接種至所述固體培養基中，得發酵產物；所述菌劑或組合菌劑> 109cfu/mL，發酵溫度為28-30°C，發酵時間為48-72小時。優選的所述的柑橘屬果實渣制備生物飼料的方法，將橘皮渣和麥麩干燥并粉碎后以80: 14-16重量比充分混合后，滅菌，得固體培養基。本發明的目的之五在于提供上述方法制備的產物及其應用，該產物富含蛋白質高，該應用為降低飼料成本提供了新思路。所述的橘皮渣的再利用方法所得的發酵產物。所述的發酵產物在制備飼料原料中的應用。本發明的有益效果在于:1)選擇適宜于柑橘屬果實渣生長的菌種，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風干菌種產品，可長時間保存。菌劑成本低廉、使用方便，使用者只需結合生產實際，配比柑橘渣固態基質原料，添加適量復合發酵劑，然后進行適當溫度培養即可以得到合格的發酵產品。3)采用本發酵工藝后，發酵產物粗蛋白含量可達10.12%，較未發酵時的6.47%提高了 56.41%，蛋白含量明顯提聞。
圖1為白地霉與米酒酵母不同比例混合接種對粗蛋白含量的影響分析圖。圖2為白地霉、與米酒酵母與黑曲霉不同比例混合接種對粗蛋白含量的影響分析圖。
具體實施例方式所舉實施例是為了更好地對本發明的內容進行說明，但并不是本發明的內容僅限于所舉實施例。所以熟悉本領域的技術人員根據上述發明內容對實施方案進行非本質的改進和調整，仍屬于本發明的保護范圍。柑橘果實廢棄物:柑橘果實渣是指柑橘果實加工榨汁或者制罐頭后的下腳料，占柑子果實的重量大約25-50%。柑橘果實渣的主要成分是不溶于水的碳水化合物(包括果膠、纖維素、半纖維素)、可溶性糖及苦味物質等有機物。實施例中，以制備果汁之后的柑橘果實渣作為柑橘果實廢棄物。下述實施例中提及的接種量是指接入的種子液或菌劑的質量和接種后培養基的質量比例。實施例1菌種與柑橘果實渣共培養菌種與柑橘果實渣共培養主要按照平板點種實驗方法執行，篩選最適應柑橘渣生長的菌種。平板點種試驗參考文獻“陳松，丁立孝，張莉，王天龍，朱英蓮，2008.發酵蘋果渣生產蛋白質飼料的混合菌種的篩選[J].食品與發酵工業，2008，34(2):94-96”執行。柑橘渣平板培養基的制備參考文獻“劉樹立，2008.D增加柑橘皮渣發酵飼料粗蛋白含量的菌種篩選研究”執行，并作適當改進。柑橘渣限制性平板培養基為:柑橘渣3g，瓊脂2g, IOOmL營養液，115°C 滅菌20min，混合均勻倒平板；其中的營養液配制(g/L):NaCl0.50g, MgSO40.50g, (NH4) 28043.0Og, KH2PO4L OOg, CaCl20.30g, FeSO4 7H200.0lg,MnSO4 7H200.015g, ZnSO4 7H200.015g, CoCl20.0lg，蒸餾水 IL0 共培養的菌種分別有 I)益生細菌:枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis),凝結芽孢桿菌(Bacillus coagulans),地衣芽抱(Bacillus licheniformis),臘樣芽抱桿菌(Bacillus cereus),動物乳酸桿菌(Lactici Iactis),植物乳酸桿菌(Lactici plantarum)。2)絲狀真菌:米曲霉(Aspergillus oryzae,編號 CICC2013),米根霉(Rhiizopus oryzae,編號 CICC3037),綠色木霉(Trichoderma viride，編號CICC40502，購自中國工業微生物菌種保藏中心(CICC)；構巢曲霉(Aspergillus nidulans，編號M4)，米根霉保存菌種(編號M1，M2，M3)。3)酵母菌:產月元假絲酵母(Candida utilis,編號 CICC1422),釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae,編號CICC31362),市售曲子酵母,安琪酵母(Saccharomyces angel)。培養條件為細菌在37°C、真菌28°C _30°C，經過72小時培養之后觀察記錄各種菌種的生長，平板點種試驗結果如表I所示。表I微生物平板點種試驗的生長情況
權利要求
1.黑曲霉作為菌劑與柑橘屬果實和/或柑橘屬果實渣共培養在制備生物飼料中的應用。
2.根據權利要求1所述的應用，其特征在于:所述黑曲霉和/或白地霉和/或米酒酵母作為菌劑與柑橘屬果實渣共培養在制備生物飼料中的應用。
3.組合菌劑，其特征在于，按數量計由白地霉、米酒酵母和黑曲霉按3-5: 0-4: 5-10的比例混合。
4.根據權利要求3所述的組合菌劑，其特征在于，按數量計由白地霉、米酒酵母和黑曲霉按4: 1: 5的比例混合。
5.根據權利要求3所述的組合菌劑，其特征在于，將白地霉、米酒酵母和黑曲霉混合，得混合物，將混合物低溫脫水干燥，然后粉碎。
6.權利要求3所述的組合菌劑的制備方法，其特征在于，具體包括如下步驟: 米酒酵母菌的菌液的制備:將柑橘屬果實和/或柑橘屬果實渣烘干后粉碎，過40目篩，制成粉末；每升柑橘果實廢棄物浸提液，由柑橘果實廢棄物300克加水至I升充分攪拌均勻，除渣，得柑橘果實廢棄物浸提液；按下述比例和方法制備米酒酵母菌的液體培養基:紅糖30g，KH2PO4L 0g, MgSO4.7H200.5g，(NH4) 2S042.0g，加入柑橘果實廢棄物浸提液浸提液IL組成，高壓蒸汽滅菌，得米酒酵母菌的液體培養基；冷卻后按5-10%的接種量接種米酒酵母菌種，28°C下液體深層通氣發酵72小時，得米酒酵母菌的菌液，米酒酵母菌的菌液中的米酒酵母菌數量≥109Cfu/mL ； 或將麥麩和水以重量比為1: 0.8-1的比例混合，充分攪拌均勻，高壓蒸汽滅菌，冷卻至30°C，得培養基A ;將米酒酵母菌液按0.5% -2%的接種量接種，28°C _30°C下固體通氣發酵72小時，得米酒酵母菌的菌劑，烤干后的米酒酵母菌劑中的酵母菌數量應≥109Cfu/g ; 黑曲霉菌的菌劑的制備:按0.5%的接種量接種黑曲霉菌與所述培養基A中，28°C下固體通氣發酵72小時，得黑曲霉菌的菌劑，黑曲霉的菌劑中的黑曲霉菌孢子數量應≥109Cfu/g ; 白地霉菌的菌劑的制備:按0.5%的接種量接種黑曲霉菌至所述培養基A，28°C下固體通氣發酵72小時，得白地霉菌的菌劑，白地霉的菌劑中的霉菌孢子數量應≥109cfu/g ； 將所述米酒酵母菌的菌劑、黑曲霉菌的菌劑和黑曲霉菌的菌劑單獨進行低溫脫水干燥，并混合，得組合菌劑。
7.柑橘屬果實渣制備生物飼料的方法，其特征在于，具體包括以下步驟: A固體培養基的制備 將柑橘屬果實渣滅菌，得固體培養基； B發酵 將所述黑曲霉和/或白地霉和/或米酒酵母作菌劑，按4-6 %的接種量接種至所述固體培養基中，得發酵產物；或將所述組合菌劑按4-6%的接種量接種至所述固體培養基中，得發酵產物；所述菌劑或組合菌劑≥109cfu/g，發酵溫度為28-30°C，發酵時間為48-72小時。
8.根據權利要求7所述的柑橘屬果實渣制備生物飼料的方法，其特征在于，將橘皮渣和麥麩干燥并粉碎后以80: 14-16的重量比充分混合后，滅菌，得固體培養基。
9.基于權利要求8所述的橘皮渣的再利用方法所得的發酵產物。
10.權利要求9所 述的發酵產物在制備飼料原料中的應用。
全文摘要
本發明屬于生物發酵技術領域，主要涉及柑橘渣廢棄物的再利用領域和生物飼料領域；本發酵劑的技術要點篩選適用于柑橘渣上生長的黑曲霉、白地霉和米酒酵母；復蘇并分別擴大生產種子菌的固態培養物，經低溫脫水干燥；根據固態種子菌產品中微生物的含量，按照一定比例混合均勻，形成含有足夠量的活性米酒酵母菌、黑曲霉孢子、白地霉孢子的復合固態生物發酵劑。用該復合發酵劑發酵柑橘渣的產品是一種很好的飼料原料；菌劑成本低廉、使用方便，企業只需結合生產實際，配比柑橘渣固態基質原料，添加適量復合發酵劑，然后進行適當溫度培養即可以得到合格的發酵產品；將發酵產品用作飼料原料，可以節約糧食，提高養殖業經濟效益。
文檔編號C12N1/00GK103098981SQ20131003408
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月29日 優先權日2013年1月29日
發明者楊柳, 鄭華, 張邑帆, 姚焰礎, 付利之, 周曉容, 楊飛云 申請人:重慶市畜牧科學院