一種連續制備用于發酵飼料的乳酸菌菌液的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種連續制備用于發酵飼料的乳酸菌菌液的方法，屬于動物發酵飼料領域。
【背景技術】
[0002]當前影響我國養殖業發展速度和質量的一個重要因素是飼料原料總量不足。飼料工業的主要原料為谷物原料(約占60%)、蛋白質原料(約占30%)和添加劑等。由于我國人多地少的國情，糧食、經濟與飼料作物三元種植結構不平衡矛盾長期以來無法得到有效解決，原料供應成為飼料工業發展的瓶頸，尤其是蛋白質飼料原料不足，現在是、將來也是限制我國飼料工業發展的最重要因素。
[0003]目前我國飼料工業使用的蛋白類原料主要包括植物蛋白、動物蛋白和微生物蛋白三大類。植物蛋白類原料主要是各類餅、柏等，占蛋白飼料的70%以上。但植物蛋白飼料中含有多種抗營養因子，如動物免疫系統對植物蛋白中的抗原蛋白特別敏感，可造成對局部體液免疫力的影響，引起過敏反應，導致腹瀉、生產性能下降甚至死亡，并能引起腸粘膜損害，造成腸道消化吸收能力下降以及黏膜雙糖分解酶的數量及活性降低；植物蛋白中的棉籽糖和水蘇糖主要被腸道中的有益微生物發酵，如果含量過高，發酵產氣過多可能導致腸胃脹氣，同時，發酵產物也影響腸黏膜與血漿間的滲透壓，嚴重時可導致腹瀉。這些抗營養因子的存在，嚴重阻礙了植物蛋白的有效利用。
[0004]同時，飼料原料中含有有害或致病微生物，在飼料的運輸和保藏過程中，往往會導致有害或致病微生物的大量繁殖，在規模化養殖下，最終導致動物發病、甚至死亡，更有甚者引起疫情。在飼料中添加亞適量抗生素可以減少或消除動物疾病的發生。然而，它在帶來巨大經濟效益的同時，也愈加凸顯潛在的巨大危害，尤其給飼料工業、養殖業的健康發展和人類的健康帶來的負面影響更加明顯。已引起了世界畜牧業發展各國的高度警惕，美國、日本、歐盟等對動物源性食品中抗生素殘留均提出較嚴格的限量標準，最大殘留限量越來越低。歐盟(2006年)、日本(2008年)和韓國(2011年)已經開始禁止所有抗生素在飼料中的使用。重視食品安全，特別是養殖業中濫用抗生素是亟待解決的問題，國內建議立法禁止飼料濫用抗生素的呼聲越來越高。
[0005]在上述的背景下，發酵蛋白飼料發展迅速，有益微生物及其代謝產物會抑制有害或致病性微生物的生長，提高了飼料的安全性。同時，產品中的有益代謝產物(乳酸、抗菌肽等)進入動物腸道，有利于改善動物腸道的微生態平衡，促進有益微生物的繁殖，抑制有害細菌如大腸桿菌，沙門氏菌等的生長，提高免疫力，降低發病率。這在一定程度上，提高蛋白的利用率，取消抗生素的添加，為市場提供高品質、高安全性的動物源食品，保障人的生命安全和健康。然而，由于發酵飼料生產成本較高，據不完全統計，目前僅有50萬噸左右發酵蛋白飼料，和飼料工業約5000萬噸的蛋白飼料原料相比，還有很大的差距。
[0006]目前用于飼料發酵的乳酸菌菌液是通過三級以上逐級擴培制備的，存在周期長(約72小時)，設備投入大(如發酵飼料每天投料，需配套3套種子擴大培養設備)和培養成本高(合成培養基，多次蒸汽滅菌)等不足。
[0007]因此，開發一種可連續制備用于發酵飼料的乳酸菌的方法，為發酵蛋白提供高效、便捷和經濟的乳酸菌菌種，降低菌種生產成本，促進發酵蛋白飼料產業發展具有重要的經濟效益和社會效應。
【發明內容】
[0008]針對現有發酵蛋白飼料生產成本較高，產業發展意愿不足的情況下，本發明提供了一種連續制備用于發酵飼料的乳酸菌的方法，該法工藝簡單，可重復使用多次，生產周期短，由該法制備的乳酸菌可廣泛應用于目前發酵豆柏、發酵棉柏和發酵花生柏等發酵飼料的生產中。
[0009]所述方法是以飼料原料為主要原料，攪拌均勻、滅菌得固態基質，接入乳酸菌液和無菌水，混合均勻后裝入底部帶有篩孔的發酵容器中進行固態發酵，于35°C培養24h后，用含蛋白酶和淀粉酶的無菌葡萄糖溶液洗滌，將流出液收集后于37°C、震蕩或攪拌培養
2-4h，即得乳酸菌菌液；固態發酵基質每16-24h洗滌I次，流出液培養2-4h得乳酸菌菌液。
[0010]在本發明的一種實施方式中，所述飼料原料包括蛋白類飼料原料和淀粉類飼料原料。
[0011]在本發明的一種實施方式中，所述原料，按質量分數計，含有豆柏或花生柏或菜籽柏或棉柏30%、麩皮40%和玉米粉30%。
[0012]在本發明的一種實施方式中，所述乳酸菌菌液為固態基質的5% v/w，無菌水加入量為固態基質的95% v/w。
[0013]在本發明的一種實施方式中，所述發酵是采用厭氧發酵。
[0014]在本發明的一種實施方式中，所述洗滌用的葡萄糖溶液的體積為固態發酵基質體積的18-20倍。
[0015]在本發明的一種實施方式中，所述葡萄糖溶液中蛋白酶添加量為200U/g蛋白類飼料原料。
[0016]在本發明的一種實施方式中，所述蛋白酶為酸性蛋白酶。
[0017]在本發明的一種實施方式中，所述葡萄糖溶液中淀粉酶添加量為400U/g淀粉類飼料原料，葡萄糖的濃度為0.5% m/vo
[0018]在本發明的一種實施方式中，所述洗滌是總共洗滌2-8次。
[0019]在本發明的一種實施方式中，所述方法具體是:
[0020]采用豆柏(30% )、麩皮(40% )和玉米粉(30% )為主要原料，攪拌均勻以后，121°C滅菌30分鐘，加入5% (v/w)乳酸菌液和95% (v/w)的無菌水，混合均勻，裝入底部帶有篩孔的無菌發酵容器中，35°C培養24h后，用18-20倍體積的0.5% (m/v)無菌葡萄糖溶液洗滌(洗滌溶液中含有200U/g蛋白類飼料原料的酸性蛋白酶和400U/g淀粉類飼料原料的淀粉酶)，將流出液收集，37°C，30r/min培養2_4h以內，固態發酵基質繼續培養，每16-24h洗滌I次，流出液再培養2-4h得乳酸菌菌液。
[0021]本發明的有益效果:
[0022](I)按本發明的方法，可以實現乳酸菌菌液的連續化培養，而且培養周期短，流出液培養2_4h即可達到19個/mL以上，適合用于發酵飼料工業，克服了常規發酵飼料工業需要3級以上擴大培養制備乳酸菌而導致的發酵周期長(大于72小時)、效率低、成本高(每噸發酵飼料的種子培養成本約50元)的問題；
[0023](2)本發明方法具有普遍適用性，申請人隨機選擇了多株乳酸菌進行試驗，重復洗滌8次后培養4h內都能使乳酸菌數達到19個/mL以上；
[0024](3)加入的蛋白酶和淀粉酶部分殘留在固態基質上，可以進一步降解固態基質中的蛋白質和淀粉，為固態培養乳酸菌提供豐富的營養，另一部分蛋白酶和淀粉酶隨著洗滌液進入種子液中，為液體種子的增殖提供更多的營養物質；
[0025](4)按本發明的方法制備得到的乳酸菌菌液，用于發酵飼料，相對于常規培養的乳酸菌，能夠更快地適應環境進行生長，如在發酵豆柏和棉子柏中，采用本方法培養的菌種可以誘導產生α -半乳糖苷酶，降解豆柏和棉子柏中的棉籽糖和水蘇糖，從而迅速生長，發酵周期從原來的72小時減少到60小時。
【具體實施方式】
[0026]實施例1:按以下方法制備乳酸菌