一種發(fā)酵松針飼料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種黑曲霉發(fā)酵制備具有生物活性的松針發(fā)酵飼料的方法。該方法包括松針的預(yù)處理、粉碎、黑曲霉的培養(yǎng)、固體發(fā)酵培養(yǎng)基的制備、黑曲霉接種、密封發(fā)酵和烘干粉碎的制備過程，即為具有生物活性的松針發(fā)酵飼料。利用本發(fā)明制備的松針發(fā)酵飼料中，原松針的青氣、藥味減弱或消失，苦味消失，與原松針以及松針粉相比，極大地改善了其適口性，能夠提高動(dòng)物的采食量；經(jīng)測(cè)定所得到的松針發(fā)酵飼料中，蛋白質(zhì)、氨基酸的含量明顯提高，同時(shí)含有豐富的纖維素酶、半纖維素酶和β-葡萄糖苷酶，促進(jìn)對(duì)松針中纖維素的消化，有利于非草食性動(dòng)物的大量采食，擴(kuò)大了松針作為飼料的應(yīng)用范圍。
【專利說明】一種發(fā)酵松針飼料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及發(fā)酵飼料領(lǐng)域，尤其涉及一種發(fā)酵松針飼料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著畜牧養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，人畜共糧的矛盾日趨突 出，為解決這一問題，世界各國(guó)科技界和工業(yè)界都在尋找和研究新的飼料資源，松針就是一種新的飼料原料。
[0003]松針是松科、松屬植物的葉，別名松葉，松毛等，味苦、性溫、有補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)、健脾理氣、祛風(fēng)燥濕、殺蟲和止癢等功效。松針含有動(dòng)物生長(zhǎng)所必需的生物活性物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分，含有豐富的胡蘿卜素和多種維生素，并含有黃酮類化合物、多種氨基酸、微量元素及植物殺菌素等對(duì)人和畜禽具有顯著生物活性的化合物，這些活性物質(zhì)能有效增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化機(jī)能，促進(jìn)機(jī)體免疫器官的發(fā)育；抑制甲型流感病毒HlNl等病毒，增強(qiáng)動(dòng)物機(jī)體的新陳代謝、促進(jìn)生長(zhǎng)和提高生產(chǎn)性能等作用。此外，松針來源于高緯度的山林，受污染少，而且是可再生資源，在自然資源日益減少的今天，松針的作用及其可再生的優(yōu)勢(shì)，使其作為飼料以及飼料添加劑具有廣闊的前景。
[0004]但是迄今為止，松針的利用則較為單一，都是采用直接飼喂或者制成松針粉進(jìn)行飼喂的方式，但是松針表面含有蠟質(zhì)層，既影響口感，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)又不容易釋放出來，而且松針味苦，適口性較差，使得動(dòng)物不喜食，此外非草食動(dòng)物體內(nèi)缺乏足夠的纖維素酶和半纖維素酶，因此不能充分消化吸收松針中的纖維素和半纖維素一類的物質(zhì)，使其利用受到一定的限制。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種制備發(fā)酵松針飼料的方法，從而改善松針的適口性，并提高松針的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，并且利于動(dòng)物尤其是非草食性動(dòng)物的消化吸收。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:一種制備發(fā)酵松針飼料的方法，其步驟如下:
(1)松針的預(yù)處理，將新鮮松針用清水洗凈后在5(T60°C、濃度為0.5^0.8mol/L的氫氧化鈉溶液中浸泡l~2h，然后用濃度為0.5^0.8mol/L的鹽酸溶液或者清水進(jìn)行多次清洗,并放入蒸鍋，在9(T10(TC溫度下蒸3飛分鐘，使其脫去蠟質(zhì)層，然后將脫去蠟質(zhì)層的松針用濃度大于90%的乙醇進(jìn)行漂洗，通風(fēng)30min，再用無菌的生理鹽水進(jìn)行清洗；
(2)將步驟(1)中得到的預(yù)處理后的松針在55飛(TC條件下進(jìn)行烘干并粉碎，過40-60目篩，得到顆粒均勻的松針粉碎物；
(3)將黑曲霉接種于土豆葡萄糖培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，等孢子長(zhǎng)滿培養(yǎng)基斜面后用無菌水制成孢子菌懸液，其中孢子含量為4.5^5.5 X IO6個(gè)/mL ；
(4 )將步驟(2 )所得的松針粉碎物與豆柏、小麥麩皮、玉米糝按8:0.5:1:0.5的比例進(jìn)行混合，作為固體介質(zhì)，然后按照固液比1:1.5的比例在所述的固體介質(zhì)中加入營(yíng)養(yǎng)素，得固體發(fā)酵培養(yǎng)基，其中所述的營(yíng)養(yǎng)素組成為葡萄糖、尿素、硫酸銨、蛋白胨、磷酸二氫鉀和硫酸鎂，其組成比例為4:1:6:1:2:1 ；
(5)將步驟(4)所得固體發(fā)酵培養(yǎng)基在125°C條件下滅菌30min ；
(6 )將步驟(5 )所得的滅菌后的固體發(fā)酵培養(yǎng)基裝在一個(gè)塑料袋中，并加水，使固體發(fā)酵培養(yǎng)基的含水率為55%~66%，并調(diào)整其pH值使其保持在4.0-7.0 ；
(7)將步驟(3)所得的孢子菌懸液接種在步驟(6)所得的培養(yǎng)基中，接種量為1%~7%，然后將其用聚乙烯薄膜進(jìn)行密封，在25°C _30°C下進(jìn)行厭氧發(fā)酵48h ；
(8)將步驟(7)所得的發(fā)酵物進(jìn)行干燥，使其干物質(zhì)量達(dá)到90%以上，然后進(jìn)行粉碎并過40目篩，即得到最終的產(chǎn)品。
[0007]所述的黑曲霉購(gòu)自廣東環(huán)凱微生物科技有限公司，保藏于美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)生物品收藏中心，其保藏編號(hào)為ATCC 16404，購(gòu)買日期為2013年9月20日。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:
第一，經(jīng)步驟(1)中的預(yù)處理能夠去除松針表面的蠟質(zhì)層，減弱松針的青氣和苦澀味，改善其適口性，增加動(dòng)物的采食量，而且相對(duì)于未進(jìn)行預(yù)處理的松針發(fā)酵飼料，本發(fā)明中的發(fā)酵效果得到了很大的提高，進(jìn)而能夠增加發(fā)酵產(chǎn)物，使得所制得的松針發(fā)酵飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高；
第二，將預(yù)處理后的松針進(jìn)行粉碎再進(jìn)行發(fā)酵處理，可以增加發(fā)酵底物即松針與發(fā)酵菌種黑曲霉的接觸面積，有利于發(fā)酵過程的進(jìn)行；
第三，本發(fā)明中的固體發(fā)酵培養(yǎng)基中不僅含有松針粉碎物，還包括豆柏、小麥麩皮、玉米糝，以及提供能量和礦物質(zhì)元素的包括葡萄糖、尿素、硫酸銨、蛋白胨、磷酸二氫鉀和硫酸鎂的營(yíng)養(yǎng)素，為黑曲霉的培養(yǎng)提供了豐富的營(yíng)養(yǎng)，而且作為廣泛應(yīng)用的飼料原料的豆柏、小麥麩皮和玉米糝也在松針發(fā)酵的過程中被黑曲霉發(fā)酵，生成相應(yīng)的發(fā)酵產(chǎn)物，在一定程度上也提高了松針發(fā)酵飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；
第四，經(jīng)黑曲霉發(fā)酵的松針具備果香味，原松針的青氣、藥味減弱或消失，苦味消失，與原松針以及松針粉相比，極大地改善了其適口性，能夠提高動(dòng)物的采食量；
第五，經(jīng)測(cè)定，與直接飼喂的松針粉相比，制備的發(fā)酵松針的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和生物活性都得到了大幅度的提高，尤其是在較優(yōu)的條件下，粗蛋白的含量從發(fā)酵前的11.04%增加到22.98%，提高了 108.15% ;總氨基酸、動(dòng)物所需的必需氨基酸含量分別從發(fā)酵前的8.72%和4.56% 增加至Ij 17.54% 和 7.04% ；
第六，發(fā)酵之前的松針幾乎不含有纖維素酶、半纖維素酶和β_葡萄糖苷酶，其含有的纖維素很難被非草食性動(dòng)物消化吸收，而通過黑曲霉的發(fā)酵，在發(fā)酵產(chǎn)物中富含高活力的纖維素酶、半纖維素酶和β_葡萄糖苷酶，尤其是在較優(yōu)的條件下，上述酶的活力分別為10.26,119.45和35.86 U /g，有利于非草食動(dòng)物對(duì)松針中纖維素和半纖維素的消化利用，擴(kuò)大了松針作為飼料原料的使用范圍。
[0009]因此，本發(fā)明通過對(duì)松針的預(yù)處理和黑曲霉發(fā)酵，使得松針的適口性得到了極大地改善，而且又很大程度上提高了松針自身的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合三個(gè)實(shí)施例具體說明本發(fā)明。
[0011]實(shí)施例1:(1)松針的預(yù)處理，將新鮮松針用清水洗凈后在5(T60°C、濃度為0.5^0.8mol/L的氫氧化鈉溶液中浸泡l~2h，然后用濃度為0.5^0.8mol/L的鹽酸溶液或者清水進(jìn)行多次清洗,并放入蒸鍋，在9(T10(TC溫度下蒸3飛分鐘，使其脫去蠟質(zhì)層，然后將脫去蠟質(zhì)層的松針用濃度大于90%的乙醇進(jìn)行漂洗，通風(fēng)30min，再用無菌的生理鹽水進(jìn)行清洗；
(2)將步驟(1)中得到的預(yù)處理后的松針在55飛(TC條件下進(jìn)行烘干并粉碎，過40-60目篩，得到顆粒均勻的松針粉碎物；
(3)將黑曲霉接種于土豆葡萄糖培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，等孢子長(zhǎng)滿斜面后用無菌水制成孢子菌懸液。其中孢子含量為4.5^5.5 X IO6個(gè)/mL ；
(4)將步驟(2)所得的松針粉碎物與豆柏、小麥麩皮、玉米糝按8:0.5:1:0.5的比例進(jìn)行混合作為固體介質(zhì)，然后按照固液比1:1.5的比例在所述的固體介質(zhì)中加入營(yíng)養(yǎng)素，得固體發(fā)酵培養(yǎng)基，所述的營(yíng)養(yǎng)素組成為葡萄糖、尿素、硫酸銨、蛋白胨、磷酸二氫鉀和硫酸鎂，其組成比例為4:1:6:1:2:1 ；
(5)將步驟( 4)所得固體發(fā)酵培養(yǎng)基在125°C條件下滅菌30min；
(6)將步驟(5)所得的培養(yǎng)基裝在一個(gè)塑料袋中，加入無菌水，使其培養(yǎng)基的初始含水率為55%，并使其pH值為4.0 ;
(7)將步驟(3)所得的孢子菌懸液接種在步驟(6)所得的培養(yǎng)基中，接種量為1%，然后將其用聚乙烯薄膜進(jìn)行密封，在25°C下進(jìn)行厭氧發(fā)酵48h ；
(8)將步驟(7)所得的發(fā)酵物進(jìn)行干燥，使其干物質(zhì)量達(dá)到90%以上，然后進(jìn)行粉碎，過40目篩得到最終的產(chǎn)品。
[0012]經(jīng)測(cè)定，上述方法所得的發(fā)酵松針飼料中，粗蛋白含量為13.31%，總氨基酸含量為9.83%，必需氨基酸的含量為5.12%，纖維素酶的活力為6.89 U /g，半纖維素酶的活力為60.95 U /g, β-葡萄糖苷酶的活力為27.59 U /g。
[0013]實(shí)施例2:
(1)松針的預(yù)處理，將新鮮松針用清水洗凈后在5(T60°C、濃度為0.5^0.8mol/L的氫氧化鈉溶液中浸泡l~2h，然后用濃度為0.5^0.8mol/L的鹽酸溶液或者清水進(jìn)行多次清洗,并放入蒸鍋，在9(T10(TC溫度下蒸3飛分鐘，使其脫去蠟質(zhì)層，然后將脫去蠟質(zhì)層的松針用濃度大于90%的乙醇進(jìn)行漂洗，通風(fēng)30min，再用無菌的生理鹽水進(jìn)行清洗；
(2)將步驟(1)中得到的預(yù)處理后的松針在55飛(TC條件下進(jìn)行烘干并粉碎，過40-60目篩，得到顆粒均勻的松針粉碎物；
(3)將黑曲霉接種于土豆葡萄糖培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，等孢子長(zhǎng)滿斜面后用無菌水制成孢子菌懸液。其中，孢子含量為4.5^5.5 X IO6個(gè)/mL ;
(4)將步驟(2)所得的松針粉碎物與豆柏、小麥麩皮，玉米糝按8:0.5:1:0.5的比例進(jìn)行混合，作為固體介質(zhì)，然后按照固液比1:1.5的比例在所述的固體介質(zhì)中加入營(yíng)養(yǎng)素，得固體發(fā)酵培養(yǎng)基，所述的營(yíng)養(yǎng)素組成為葡萄糖、尿素、硫酸銨、蛋白胨、磷酸二氫鉀和硫酸鎂，其組成比例為4:1:6:1:2:1 ；
(5)將步驟(4)所得固體發(fā)酵培養(yǎng)基在125°C條件下滅菌30min；
(6 )將步驟(5 )所得的培養(yǎng)基裝在一個(gè)塑料袋中，加入無菌水，使其培養(yǎng)基的含水率為63%,并使其pH值為5.5 ;
(7)將步驟(3)所得的孢子菌懸液接種在步驟(6)所得的培養(yǎng)基中，接種量為2.5%，然后將其用聚乙烯薄膜進(jìn)行密封，在28°C下進(jìn)行厭氧發(fā)酵48h ；
(8)將步驟(7)所得的發(fā)酵物進(jìn)行干燥，使其干物質(zhì)量達(dá)到90%以上，然后進(jìn)行粉碎，過40目篩，即得到最終的產(chǎn)品。
[0014]經(jīng)測(cè)定，上述方法所得的發(fā)酵松針飼料中，粗蛋白含量為22.98%，總氨基酸含量為17.54%，必需氨基酸的含量為7.04%，纖維素酶的活力為10.26 U /g，半纖維素酶的活力為119.45 U /g，β -葡萄糖苷酶的活力為35.86 U /g,。
[0015]實(shí)施例3:
(1)松針的預(yù)處理，將新鮮松針用清水洗凈后在5(T60°C、濃度為0.5^0.8mol/L的氫氧化鈉溶液中浸泡l~2h，然后用濃度為0.5^0.8mol/L的鹽酸溶液或者清水進(jìn)行多次清洗,并放入蒸鍋，在9(T10(TC溫度下蒸3飛分鐘，使其脫去蠟質(zhì)層，然后將脫去蠟質(zhì)層的松針用濃度大于90%的乙醇進(jìn)行漂洗，通風(fēng)30min，再用無菌的生理鹽水進(jìn)行清洗；
(2)將步驟(1)中得到的預(yù)處理后的松針在55飛(TC條件下進(jìn)行烘干并粉碎，過40-60目篩，得到顆粒均勻的松針粉碎物；
(3)將黑曲霉接種于土豆葡萄糖培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，等孢子長(zhǎng)滿斜面后用無菌水制成孢子菌懸液。其中，孢子含量為4.5^5.5 X IO6個(gè)/mL ;
(4)將步驟(2)所得的松針粉碎物與豆柏、小麥麩皮，玉米糝按8:0.5:1:0.5的比例進(jìn)行混合，作為固體介質(zhì)，然后按照固液比1:1.5的比例在所述的固體介質(zhì)中加入營(yíng)養(yǎng)素，得固體發(fā)酵培養(yǎng)基，所述 的營(yíng)養(yǎng)素組成為葡萄糖、尿素、硫酸銨、蛋白胨、磷酸二氫鉀和硫酸鎂，其組成比例為4:1:6:1:2:1 ；
(5)將步驟(4)所得固體發(fā)酵培養(yǎng)基在125°C條件下滅菌30min；
(6)將步驟(5)所得的培養(yǎng)基裝在一個(gè)塑料袋中，加入無菌水，使其培養(yǎng)基的含水率為66%，并使其pH值為7.0 ;
(7)將步驟(3)所得的孢子菌懸液接種在步驟(6)所得的培養(yǎng)基中，接種量為7%，然后將其用聚乙烯薄膜進(jìn)行密封，在30°C下進(jìn)行厭氧發(fā)酵48h ；
(8)將步驟(7)所得的發(fā)酵物進(jìn)行干燥，使其干物質(zhì)量達(dá)到90%以上，然后進(jìn)行粉碎，過40目篩，即得到最終的產(chǎn)品。
[0016]經(jīng)測(cè)定，上述方法所得的發(fā)酵松針飼料中，粗蛋白含量為18.72%，總氨基酸的含量為13.46%，必需氨基酸的含量為6.18%，纖維素酶的活力為9.38U/g，半纖維素酶的活力為99.35U/g，β -葡萄糖苷酶的活力為23.67U/g。
[0017]下面結(jié)合試驗(yàn)例進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。
[0018]試驗(yàn)例1:探討培養(yǎng)基初始含水量、菌懸液在培養(yǎng)基的接種量、培養(yǎng)基初始pH值以及培養(yǎng)溫度對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物中纖維素酶以及半纖維素酶活力的影響。
[0019](I)培養(yǎng)基初始含水量對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物中酶活力的影響。
[0020]固態(tài)發(fā)酵工藝中，初始含水量是關(guān)鍵參數(shù)之一。菌絲生長(zhǎng)、酶等代謝產(chǎn)物的形成都需要適宜的水分。依照本發(fā)明的方法，分別以初始含水率為55%、59%、63%、66%和70%進(jìn)行發(fā)酵試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表1。
[0021]表1 培養(yǎng)基初始含水量對(duì)酶活力的影響__
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)酵松針飼料的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)松針的預(yù)處理，將新鮮松針用清水洗凈后在5(T60°C氫氧化鈉溶液中浸泡f2h，然后用鹽酸溶液或者清水進(jìn)行多次清洗，并放入蒸鍋，在9(T10(TC溫度下蒸3飛分鐘，使其脫去蠟質(zhì)層，然后將脫去蠟質(zhì)層的松針用乙醇進(jìn)行漂洗，通風(fēng)30min，再用無菌的生理鹽水進(jìn)行清洗； (2)將步驟(1)中得到的松針在55飛(TC條件下烘干并粉碎，過40-60目篩，得到顆粒均勻的松針粉碎物； (3)將黑曲霉接種于土豆葡萄糖培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，等孢子長(zhǎng)滿培養(yǎng)基斜面后用無菌水制成孢子菌懸液； (4)將步驟(2)所得的松針粉碎物與豆柏、小麥麩皮、玉米糝按8:0.5:1:0.5的比例進(jìn)行混合，作為固體介質(zhì)，然后按照固液比1:1.5的比例在固體介質(zhì)中加入營(yíng)養(yǎng)素，得固體發(fā)酵培養(yǎng)基； (5)將步驟(4)所得固體發(fā)酵培養(yǎng)基在125°C條件下滅菌30min； (6)將步驟(5)所得的固體發(fā)酵培養(yǎng)基加入無菌水，使其含水率為55%~66%，并且pH值保持在4.0~7.0 ； (7)將步驟(3)所得的孢 子菌懸液接種在步驟(6)所得的培養(yǎng)基中，然后將其密封進(jìn)行厭氧發(fā)酵48h ； (8)將步驟(7)所得的發(fā)酵物進(jìn)行干燥至恒重，使其干物質(zhì)量達(dá)到90%以上，然后進(jìn)行粉碎并過40目篩即得到產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)酵松針飼料的制備方法，其特征在于:所述的步驟(4)中的營(yíng)養(yǎng)素組成為葡萄糖、尿素、硫酸銨、蛋白胨、磷酸二氫鉀和硫酸鎂，其組成比例為4:1:6:1:2:10
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)酵松針飼料的制備方法，其特征在于:步驟(3)中所述的的孢子菌懸液中的孢子含量為4.5^5.5 X IO6個(gè)/ml。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)酵松針飼料的制備方法，其特征在于:步驟(7)中所述的孢子菌懸液的接種量為1%~7%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)酵松針飼料的制備方法，其特征在于:步驟(7)中所述的進(jìn)行厭氧發(fā)酵的溫度為25°C~30°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)酵松針飼料的制備方法，其特征在于:步驟(1)中所述的氫氧化鈉溶液的濃度為0.5^0.8mol/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)酵松針飼料的制備方法，其特征在于:步驟(1)中所述的鹽酸溶液的濃度為0.5^0.8mol/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)酵松針飼料的制備方法，其特征在于:步驟(1)中所述的乙醇濃度大于90%。
【文檔編號(hào)】A23K1/00GK103783264SQ201410034121
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】吳秋玨, 王玉琴, 劉寧, 李元曉, 王國(guó)永, 王占彬, 祁艷霞 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)