小肽与有益微生物合生元饲料添加剂及其用途制造技术

本发明专利技术涉及一种小肽与有益微生物合生元饲料添加剂，包括小肽干粉和芽孢杆菌干粉；还可包括酵母菌干粉或／和乳酸菌干粉。该小肽干粉是将植物蛋白或／和动物蛋白经微生物发酵降解，且其水解度在２５～４０％的发酵液干燥后而得。该芽孢杆菌干粉、酵母菌干粉和乳酸菌干粉均是经平板培养复壮、制作摇瓶种子、生产一级种子液、二级发酵和载体吸附制得。该饲料添加剂可用作抗生素替代品，消除药物残留，提高肉蛋奶等产品品质，可用于防治各种动物拉稀腹泻，提高动物生产性能、提高免疫力、抗病力和饲料转化效率、降低动物死淘率，还可用于制作青贮、黄贮饲料和生物饲料等。其为一种绿色饲料添加剂，有利于人类的健康和畜禽产品品质的提高。

【技术实现步骤摘要】
小肽与有益微生物合生元饲料添加剂及其用途专利
本专利技术涉及一种由有益微生物和小肽组成的合生元或合生素(Synbiotics)饲料添加剂及其用途，具体地说是涉及一种利用动植物蛋白制造的小肽(Small Peptide，SP)和包括芽孢杆菌和/或酵母菌或/和乳酸菌等有益微生物(Benefit Microorganism，BM)组成的合生元或合生素饲料添加剂及其用途。
技术介绍
自人类发现抗生素以来，在动物饲养和饲料中广泛和长期使用抗生素、化学合成药物、激素、β-兴奋剂、镇静剂等促生长保健剂，导致了如下的问题：畜禽和水产产品中药物残留严重，直接危害人体健康；畜禽产品品质下降，缺乏市场竞争力和信任感；细菌耐药性增强、耐药菌株增多，威胁人类安全；破坏生态环境等。由于食品安全的迫切需要，各个国家都在加速开发、推广新型安全高效的饲料添加剂，以替代抗生素等添加剂。近些年的研究成果表明，微生态调节剂在动物的生长、发育、产品形成和产品品质改善方面发挥着重要的作用。微生态调节剂包括益生菌、益生元和合生元三类，是指利用动物体正常的有益的微生物菌群成员及其代谢产物和刺激动物内源益生菌生长增殖的一些物质制成的制剂，其可促进失调菌群的恢复，保持微生态平衡，提高宿主健康水平或增进健康状态。其中，益生菌或益生素(Probiotics)是指含活菌和(或)死菌，包括其组分和产物的细菌制品，经口或经由其它粘膜途径投入，旨在改善粘膜表面微生物或酶的平衡，或者刺激特异性或非特异性免疫机制。1989年，美国食品和药物管理局(FDA)以及美国饲料监察协会(AAFCO)公布了41种可用于饲料的安全菌种。我国农业部于1994年公布的可用于动物的益生菌菌种有：乳酸菌、粪链球菌、双歧杆菌等乳酸细菌和芽孢杆菌、酵母菌等。益生元(Prebiotics)是指在胃肠道的上部(前段)不被宿主消化的食物成分或制剂，它能选择性地刺激一种或几种结肠内常驻菌的活性或生长繁殖，增进宿主健康的作用。它包括低聚糖类(如低聚果糖、低聚木糖等)、天然植物类(包括中草药、蔬菜和野生植物等)、小肽类等。合生元或合生素(Synbiotics)是益生菌与益生元合并使用的制剂，既可以发挥益生菌的生理性细菌活性，又可选择性的增加这种菌的数量使益生作用更持久。自70年代以来，国外逐步将微生态调节剂应用于畜禽和水产养殖，一般应用于保健、疾病防治、饲料添加剂和水质调节剂等方面。20世纪80年代中后期，我国开始将微生态制品用于饲料添加剂。在畜禽养殖中或饲料中大量使用抗生素的主要目的，一是为了防止畜禽疾病，二是为了促生长或提高畜禽的生产效率(即多产肉、蛋、奶等产品)。为了消除药物残留，克服此类问题，目前在饲料加工和畜禽养殖业中通常使用微生调节剂，如微生物添加剂所用乳酸-->菌、酵母菌或真菌或芽孢杆菌，或益生元类的寡聚糖(如低聚果糖、低聚木糖等)，但微生物添加剂所用的菌株中除了芽孢杆菌外，其它菌株均易受到温度、压力、偏酸、偏碱、金属离子(如Cu2+、Fe2+、Mn2+、Zn2+)或饲料中胆碱等因素的破坏而失活，而寡聚糖类添加剂的作用效果比较微弱，不能有效替代抗生素，严重影响了其实用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：(1)克服现有技术中单纯使用微生物添加剂容易受到饲料中含有的微量元素金属离子(如Cu2+、Fe2+、Mn2+、Zn2+)、氯化胆碱、抗生素、温度、压力、偏酸、偏碱等多种有害因素的损伤，不能耐受饲料制粒过程中的高温的缺陷；(2)克服单一使用微生物添加剂仅能补充或接种微生物，不能调动和发挥内源性有益微生物的作用；(3)克服使用益生元小肽添加剂功效单一，仅能激活畜禽内源性有益菌群，而不能补充具有产酶促消化、刺激免疫和防病功能的有益微生物。从而，提供一种小肽和有益微生物优势互补(发挥内外因作用)、活性高、耐贮存、稳定性高、成本低的小肽与有益微生物合生元或合生素饲料添加剂。本专利技术的另一目的在于提供所述的小肽与有益微生物合生元(素)饲料添加剂的用途。本专利技术的目的是通过如下技术方案实现的：本专利技术提供的小肽与有益微生物合生元饲料添加剂，包括小肽干粉A和芽孢杆菌干粉B；还可包括酵母菌干粉C或/和乳酸菌干粉D。其质量标准为：小肽干粉A 100mg/g，芽孢杆菌活菌≥60亿/g，酵母菌活菌≥4亿/g，乳酸菌活菌≥4亿/g，水份≤9％，灰份≤8％，砷≤0.5mg/kg，铅≤1.0mg/kg。小肽与有益微生物合生元饲料添加剂S-1型，由小肽干粉A和芽孢杆菌干粉B组成，其中，小肽干粉占40～60wt％；芽孢杆菌干粉占40～60wt％。小肽与有益微生物合生元饲料添加剂S-2型，由小肽干粉A、芽孢杆菌干粉B和酵母菌干粉C组成，其中，小肽干粉占35～45wt％；芽孢杆菌干粉占20～30wt％；酵母菌干粉占30～40wt％。小肽与有益微生物合生元饲料添加剂S-3型，由小肽干粉A、芽孢杆菌干粉B和乳酸菌干粉D组成，其中，小肽干粉占30～50wt％；芽孢杆菌干粉占20～40wt％；乳酸菌干粉占30～50wt％。小肽与有益微生物合生元饲料添加剂S-4型，由小肽干粉A、芽孢杆菌干粉B、酵母菌干粉C和乳酸菌干粉D组成，其中，小肽干粉占30～40wt％；芽孢杆菌干粉占20～30wt％；酵母菌干粉占10～20wt％；乳酸菌干粉占20～30wt％。所述的小肽干粉A，是将植物蛋白或/和动物蛋白经微生物发酵降解，且其水解度(DH％)控制在25～40％的发酵液干燥后得到的，具体制备方法包括如下步骤：-->1)发酵种子液制备：将选自黑曲霉、米曲霉、栖土曲霉菌、枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、短小芽孢杆菌中的一种或几种的混合物，接入121℃灭菌30分钟并冷却到28～37℃后的液体培养基中，28～37℃培养24～48小时，得到种子液；所述的液体培养基为按下述比例配制的混合液：蛋白胨1.3～2.5g，葡萄糖3～5g，糖蜜3～5g，马铃薯浸液50～100ml，可溶性淀粉10～20g，蔗糖10～30g，牛肉膏2～3g，酵母浸粉3.5～5g，豆粕1.5～2g，生长因子1～2ml，水1000ml；其中的生长因子为含有MgSO4.7H2O 20.00～30.00mg/ml，CaCl2.2H2O 2.20～3.50mg/ml，ZnSO4.7H2O 0.81～1.10mg/ml，FeSO4.7H2O 0.44～0.60mg/ml，MnSO4.H2O 0.13～0.20mg/ml，CuSO4.5H2O 0.02～0.04mg/ml的混合物；2)发酵降解：将植物蛋白或动物蛋白中的一种或几种的混合物粉碎到60～120目，按蛋白量计算，依物料∶液体比＝5～18∶100的比例放入发酵罐中，再依C/N比＝1/2～1/35的比例放入碳源，并加入消泡剂0.03～0.1％，混匀，得到的培养液于121～125℃高压灭菌10～30分钟，冷却到28～37℃，以种子液和培养液的体积比为0.3～1∶10的比例接入步骤1)得到的种子液，在28～42℃发酵，通气量为0.5～2.5vols/vol/min(以下简称：vvm)，搅拌速度150～300rpm，期间用常规的茚三酮法显色法测定水解度(Degree ofHydrolysis，DH％)，24小时前每6小时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小肽与有益微生物合生元饲料添加剂，包括小肽干粉和芽孢杆菌干粉。

【技术特征摘要】
1、一种小肽与有益微生物合生元饲料添加剂，包括小肽干粉和芽孢杆菌干粉。2、如权利要求1所述的小肽与有益微生物合生元饲料添加剂，还包括酵母菌干粉或/和乳酸菌干粉。3、如权利要求1所述的小肽与有益微生物合生元饲料添加剂，由小肽干粉和芽孢杆菌干粉组成，其中，小肽干粉占40～60wt％；芽孢杆菌干粉占40～60wt％。4、如权利要求2所述的小肽与有益微生物合生元饲料添加剂，由小肽干粉、芽孢杆菌干粉和酵母菌干粉组成，其中，小肽干粉占35～45wt％；芽孢杆菌干粉占20～30wt％；酵母菌干粉占30～40wt％。5、如权利要求2所述的小肽与有益微生物合生元饲料添加剂，由小肽干粉、芽孢杆菌干粉和乳酸菌干粉组成，其中，小肽干粉占30～50wt％；芽孢杆菌干粉占20～40wt％；乳酸菌干粉占30～50wt％。6、如权利要求2所述的小肽与有益微生物合生元饲料添加剂，由小肽干粉、芽孢杆菌干粉、酵母菌干粉和乳酸菌干粉组成，其中，小肽干粉占30～40wt％；芽孢杆菌干粉占20～30wt％；酵母菌干粉占10～20wt％；乳酸菌干粉占20～30wt％。7、如权利要求1所述的小肽与有益微生物合生元饲料添加剂，所述的小肽干粉，是将植物蛋白或/和动物蛋白经微生物发酵降解，且其水解度控制在25～40％的发酵液干燥后得到的，具体制备方法包括如下步骤：1)发酵种子液制备：将选自黑曲霉、米曲霉、栖土曲霉菌、枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、短小芽孢杆菌中的一种或几种的混合物，接入经121℃灭菌30分钟并冷却到28～37℃的液体培养基中，28～37℃培养24～48小时，得到种子液；所述的液体培养基为按下述比例配制的混合液：蛋白胨1.3～2.5g，葡萄糖3～5g，糖蜜3～5g，马铃薯浸液50～100ml，可溶性淀粉10～20g，蔗糖10～30g，牛肉膏2～3g，酵母浸粉3.5～5g，豆粕1.5～2g，生长因子1～2ml，水1000ml；其中的生长因子为含有MgSO4·7H2O 20.00～30.00mg/ml，CaCl2.2H2O 2.20～3.50mg/ml，ZnSO4.7H2O 0.81～1.10mg/ml，FeSO4.7H2O 0.44～0.60mg/ml，MnSO4.H2O 0.13～0.20mg/ml，CuSO4.5H2O 0.02～0.04mg/ml的混合物；2)发酵降解：将植物蛋白或动物蛋白中的一种或几种的混合物粉碎到60～120目，按蛋白量计算，依物料∶液体比＝5～18∶100的比例放入发酵罐中，再依C/N比＝1/2～1/35的比例放入碳源，并加入消泡剂0.03～0.1％，混匀，得到的培养液于121～125℃高压灭菌10～30分钟，冷却到28～37℃，以种子液和培养液的体积比为0.3～1∶10的比例接入步骤1)得到的种子液，在28～42℃发酵，通气量为0.5～2.5vvm，搅拌速度150～300rpm，期间用常规的茚三酮法显色法测定水解度，24小时前每6小时检测一次水解度，24～48小时之间，每4小时检测一次水解度，48小时后每2小时检测一次水解度，直到水解度达到25～40％，然后于140～145℃灭菌2～8秒，得到含小肽的蛋白水解液；3)离心除渣：将步骤2)得到的含小肽的蛋白水解液于5000～7000rpm离心10～30分钟，除去渣质，得到的上清液再通过膜截留分子量为1000Da的超滤器除去大分子蛋白等杂质，得到分子量≤1000Da的滤液；将此滤液经负压真空浓缩到原体积的50％，得到的浓缩液加到预先混合好的载体中，按浓缩液∶载体＝0.5～0.8∶1的体积重量比混合，搅拌均匀后在45～80℃干燥，然后粉碎到80目以上，得到小肽干粉；所述步骤3)的载体由2～5重量份有机载体和3～5重量份无机载体组成；其中，所述的有机载体包括糠麸类和饼粕类有机载体；所述无机载体为轻质碳酸钙、石粉、麦饭石和沸石粉中的一种或几种的混合物。8、如权利要求1所述的小肽与有益微生物合生元饲料添加剂，所述的芽孢杆菌干粉是由如下的方法制得的：1)平板培养复壮：将芽孢杆菌菌种采用划线接种的方法在芽孢杆菌平板培养基上划线接种，于25～35℃培养12～24小时，使芽孢杆菌复壮，并形成单菌落；所述的芽孢杆菌平板培养基为按下述重量体积比配制的混合物：蛋白胨0.5～1％、葡萄糖0.5～2％、牛肉膏0.5～1.5％、磷酸二氢钾0.3～0.6％、琼脂3～4％，pH＝7.5～7.6，121℃灭菌30分钟，备用；所述的芽孢杆菌包括：凝结芽孢杆菌、缓慢芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、坚强芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、丁酸梭菌、纳豆芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌；2)制作摇瓶种子：从步骤1)培养的芽孢杆菌菌落中挑单菌落，接种到芽孢杆菌液体培养基中，于28～37℃培养20～30小时，得到芽孢杆菌摇瓶种子液；所述的芽孢杆菌液体培养基为按下述重量体积比配制的混合液：蛋白胨0.5～1％、葡萄糖0.5～2％、牛肉膏0.5～1.5％、磷酸二氢钾0.3～0.6％、3.08％硫酸锰溶液0.5～1.5％，pH＝7.5～7.6，121℃灭菌30分钟，备用；3)生产一级种子液：将步骤2)得到的芽孢杆菌摇瓶种子液以2～5v％的接种量，接种于生产所用的一级种子罐的一级种子液体培养基中，于28～37℃培养18～24h，搅拌速度150～200rpm，通气量为1～2vvm，得到芽孢杆菌的一级种子液；所述的一级种子液体培养基配方为按下述重量体积比配制的混合液：120目豆粕粉0.5～2.0％、120目鱼粉0.2～1.5％、120目玉米面0.5～1.0％、葡萄糖1.0～4.5％、NaCl 0.1～0.3％、NaOH 0.05～0.10％、Na2HPO4 0.1～0.5％、增效剂0.05～0.2％，消泡剂0.05～0.1％，pH＝7.5～7.6，经121℃灭菌30～45分钟，冷却到32～37℃；所述的增效剂为由MgSO4 0.1～0.5g/L，CaCl2 1.0～4.0g/L，ZnSO4 0.2～1.5g/L，FeSO4 0.1～0.8g/L，CuSO4 0.01～0.05g/L，Co(NO3)2 0.02～0.06g/L，MnSO4 0.3～1.5g/L组成的水溶液；4)二级发酵：将步骤3)得到的芽孢杆菌一级种子液，以5～10％的体积比接种到装有生产发酵培养液的发酵罐中，发酵培养液的配方和控制条件同于步骤3)的一级种子液体培养基，发酵16～24小时后，通过显微镜观察，有大量芽孢形成时停止发酵；5)将芽孢杆菌的发酵液，按照发酵液与载体的重量比为0.5～0.8∶1的比例混合均匀，呈湿粉状，然后在流化干燥床上于80～100℃干燥后粉碎到80目以上，得到芽...

【专利技术属性】
技术研发人员：张日俊，赵芳芳，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]