一种微生物发酵玉米纤维及其发酵方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种微生物发酵玉米纤维及其发酵方法和应用，涉及微生物发酵技术领域。本发明专利技术利用具有高产纤维素酶和高产蛋白质酶的菌株啤酒酵母、嗜热乳酸菌和米曲霉对玉米纤维进行发酵，所述啤酒酵母、嗜热乳酸菌和米曲霉的质量比为2:3:2，在上述比例下协同发酵玉米纤维，得到的玉米纤维发酵产物中粗纤维含量下降，含氮量升高，可溶性蛋白含量中试最高能够达到10.82mg/ml。

Microbial fermentation of corn fiber and its fermentation process and Application

The invention provides a microbial fermentation corn fiber and its fermentation method and application, which relates to the field of microbial fermentation technology. The invention uses strain beer yeast, thermophilic Lactobacillus and Aspergillus oryzae to ferment corn fiber with high yield cellulase and high-yield protease. The mass ratio of the beer yeast, thermophilic Lactobacillus and Aspergillus oryzae is 2:3:2, and the corn fiber is obtained by CO fermentation of corn fiber under the above proportion. The content of vitamin C decreased, nitrogen content increased, and soluble protein content reached 10.82mg/ml.

【技术实现步骤摘要】
一种微生物发酵玉米纤维及其发酵方法和应用
本专利技术涉及微生物发酵
，特别涉及一种微生物发酵玉米纤维及其发酵方法和应用。
技术介绍
近几年，随着我国畜牧业的发展，优质饲料资源短缺的现象愈发严重，饲料价格一直居高不下，导致养殖成本非常之高。我国是世界上位居第二位的玉米生产大国，同时也是淀粉生产大国，在淀粉生产过程中能够产生大约30％的副产物，例如，玉米浆、胚芽、蛋白质等等。但是鲜有对这些副产物利用的报道。玉米纤维是工业生产淀粉的副产物。在生产淀粉的过程中，先将除杂后的玉米用亚硫酸溶液浸泡使得玉米皮、胚芽和胚乳等物质进行分离，而后将浸泡液排出进行浓缩即为玉米浆，再将分离出的玉米皮与玉米浆混合即为喷浆玉米皮(玉米纤维饲料)。玉米纤维作为生产淀粉的重要副产物，是玉米浆和玉米皮的混合物，主要是用作饲料。玉米纤维由于纤维含量高，一般只在反刍动物中(牛、羊)饲料中能直接用，主要由于瘤胃含有大量分解纤维素的菌。而单胃动物对纤维的数量有一定的耐受力，纤维含量高，因此添加量有限。玉米纤维饲料的资源丰富，价格低廉，营养水平高。但是由于玉米纤维的纤维含量高，且蛋白质不易消化，利用率很低，大部分被浪费了。我国玉米纤维饲料的产量大，提高其利用率并扩大其应用范围，是畜牧养殖业亟待解决的关键问题。由于国内对玉米纤维的营养特性还没有全面的认识，关于玉米纤维发酵的方法鲜有报道。
技术实现思路
本专利技术提供了一种微生物发酵玉米纤维及其发酵方法和应用，运用微生物混合发酵技术研究生产蛋白饲料的工艺条件，将玉米纤维的营养价值充分发挥出来，提高玉米纤维的利用率，增加应用范围。本专利技术的技术方案如下：一种微生物发酵玉米纤维的方法，用啤酒酵母、嗜热乳酸菌和米曲霉对玉米纤维进行发酵，所述啤酒酵母、嗜热乳酸菌和米曲霉的质量比为2:3:2。优选的，所述啤酒酵母、嗜热乳酸菌和米曲霉的总接种量为3～15％。优选的，所述玉米纤维发酵的料水比为1:1.0～1.7。优选的，所述发酵的温度为28～34℃。优选的，所述发酵的时间为24～72h。本专利技术还包括任意一项所述技术方案制备得到的发酵玉米纤维。本专利技术还包括上述发酵玉米纤维在饲料中的应用。现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术提供了一种微生物发酵玉米纤维的方法，用啤酒酵母、嗜热乳酸菌和米曲霉对玉米纤维进行发酵，所述啤酒酵母、嗜热乳酸菌和米曲霉的质量比为2:3:2。该方法具有如下优点：(1)本专利技术筛选出啤酒酵母、嗜热乳酸菌和米曲霉为具有高产纤维素酶和高产蛋白质酶的菌株，在上述比例下协同发酵玉米纤维，得到的玉米纤维发酵产物中可溶性蛋白含量高，增加蛋白的可消化性。(2)本专利技术利用微生物产的纤维素酶将玉米纤维转化为可利用的二糖或单糖，使玉米纤维中的粗纤维含量下降，且分解得到的二糖或单糖能够提供能量，纤维含量低易于单胃动物消化，可以增加其在配方中的比例；微生物产生的蛋白酶分解玉米纤维中的大分子蛋白，将玉米纤维中不易溶解的蛋白转化成可溶性蛋白，玉米纤维经发酵后氮含量提高，并产生大量的菌体蛋白和有益代谢产物，可以提高动物的抗氧化性和免疫力。(3)本专利技术方法得到的发酵产物采用邻苯三酚自氧化法评价，其抗氧化化活性达到92U/mL。(4)发酵的玉米纤维中富含嗜热乳酸菌及其他有益菌，能调节肠道健康。(5)发酵的饲料具有酒香味，能够提高饲料的适口性，增大动物的采食量，提高动物的生产性能。(6)发酵后的玉米纤维含有大量的乳酸、乙酸、甲酸、柠檬酸和延胡索酸等代谢物，可以降低肠道的pH值，还有细菌素，抑制有害菌的增殖。(7)由于玉米纤维的纤维含量低，因此可以在各种动物日粮中添加，增大了饲料的应用范围，扩大了市场竞争力。附图说明图1为蛋白酶活标准曲线；图2为本专利技术高产蛋白酶菌种筛选结果；图3为纤维素酶活标准曲线；图4为本专利技术纤维素酶菌种筛选结果；图5为不同接种量对玉米纤维发酵的影响；图6为不同料水比对玉米纤维发酵的影响；图7为不同温度对玉米纤维发酵的影响；图8为发酵时间对玉米纤维发酵的影响。具体实施方式本专利技术利用微生物产的纤维素酶将玉米纤维饲料中的纤维素分解成单糖或多糖，再利用微生物产的蛋白酶将不溶解的那部分蛋白转化为可利用的蛋白，并产生了大量菌体蛋白及等有益代谢产物，从而把玉米纤维的营养价值充分发挥出来，提高其利用率，进而增加其应用范围。本专利技术微生物发酵玉米纤维的方法，所述微生物为啤酒酵母、嗜热乳酸菌和米曲霉的复配微生物。本专利技术所述微生物的筛选优选按照以下方法进行：本专利技术选择地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、产朊假丝酵母、热带假丝酵母、啤酒酵母、保加利亚乳酸杆菌、嗜热乳酸菌、嗜酸乳杆菌、好食脉孢霉和米曲霉这十二种菌种，测定这十二种菌种分别发酵玉米纤维得到的粗酶液中蛋白酶活力和纤维素酶活力。本专利技术对上述微生物的来源没有特殊限定，在本专利技术中，优选上述十二种微生物菌种为以下实验室保存的微生物：地衣芽孢杆菌(CGMCC1.0813)、凝结芽孢杆菌(CGMCC1.2009)、纳豆芽孢杆菌(CICC10262)、枯草芽孢杆菌(ACCC10619)、产朊假丝酵母(ACCC20060)、热带假丝酵母(酒醅中分离)、啤酒酵母(酒醅中分离)、保加利亚乳酸杆菌(CGMCC1.148)、嗜热乳酸菌(酸奶中分离)、嗜酸乳杆菌(酸奶中分离)、好食脉孢霉(CGMCCNo.1836)和米曲霉(CICC2343)。本专利技术中，所述粗酶液中蛋白酶活力根据粗酶液的吸光度值和蛋白酶活标准曲线进行测定。所述蛋白酶活标准曲线以酪氨酸的标准浓度为横坐标，吸光值为纵坐标绘制而成，见图1。所述蛋白酶活力按照如下公式计算：X-样品的酶活力(U/g)A-样品平行式样的吸光度K-吸光常数V-反应试剂的总体积(ml)T-反应时间(min)n-稀释倍数以蛋白酶活力为基准得产蛋白酶菌种筛选结果如图2所示。由图2可从米曲霉、嗜酸乳杆菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、啤酒酵母、嗜热乳酸菌、纳豆芽孢杆菌、保加利亚乳杆菌、凝结芽孢杆菌、好食脉孢菌、热带假丝酵母和产阮假丝酵母筛掉蛋白酶活低的热带假丝酵母、好食脉孢菌和产阮假丝酵母这三种菌种。本专利技术中，所述粗酶液中纤维素酶活力根据粗酶液的吸光度值和纤维素酶活标准曲线进行测定。所述纤维素酶活标准曲线以葡萄糖的标准浓度为横坐标，吸光值为纵坐标绘制而成，见图3。所述纤维素酶活力的计算方式与所述蛋白酶活力的计算方式相同，在此不再赘述。筛选结果见图4，从米曲霉、嗜酸乳杆菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、啤酒酵母、嗜热乳酸菌、纳豆芽孢杆菌、保加利亚乳杆菌、凝结芽孢杆菌筛选出纤维素酶活高的菌种米曲霉、啤酒酵母和嗜热乳酸菌作为本专利技术玉米纤维发酵的菌种。啤酒酵母能够发酵玉米纤维产酒精、产酯类(风味物质)、有机酸(乙酸、乳酸和己酸)和酵母蛋白，米曲霉产生大量的水解酶，蛋白酶、糖化酶、淀粉酶、纤维素酶、果胶酶和植酸酶，嗜热乳酸菌主要产生蛋白酶、乳酸、乙酸以及柠檬酸等有机酸，还可以产生过氧化氢和细菌素等，并产生调节风味的物质双乙酰、B族维生素和半乳糖苷酶等。以发酵后的可溶性蛋白含量为指标，本专利技术所述混合发酵菌种的重量比例为啤酒酵母:嗜热乳酸菌：米曲霉为2:3:2。本专利技术将所述混合发酵菌种接种到玉米纤维中。本专利技术优选将嗜热乳酸菌、啤酒酵母和米曲霉各取一环，分别放入各自的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微生物发酵玉米纤维的方法，其特征在于，用啤酒酵母、嗜热乳酸菌和米曲霉对玉米纤维进行发酵，所述啤酒酵母、嗜热乳酸菌和米曲霉的质量比为2:3:2。

【技术特征摘要】
1.一种微生物发酵玉米纤维的方法，其特征在于，用啤酒酵母、嗜热乳酸菌和米曲霉对玉米纤维进行发酵，所述啤酒酵母、嗜热乳酸菌和米曲霉的质量比为2:3:2。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述啤酒酵母、嗜热乳酸菌和米曲霉的总接种量为3～15％。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王燕，刘骥，刘晓兰，文奇男，郭建华，郭宏文，
申请(专利权)人：齐齐哈尔大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23