CN102987097A - 一种利用三七渣发酵生产饲用复合酶制剂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用三七渣发酵生产饲用复合酶制剂的方法。本发明是这样实现的：（1）对三七渣进行干燥、粉碎、筛分预处理；（2）将经过预处理的三七渣、水和氮源按一定比例混合均匀；（3）将混合均匀的物料进行蒸汽灭菌处理；（4）在灭菌后的物料上接种曲霉菌和木霉菌进行单菌或混菌固态发酵；（5）将混菌发酵产物经干燥、粉碎后就得到饲用复合酶制剂；对多种单菌发酵产物经干燥、粉碎后再将其按一定比例混合复配，就得到饲用复合酶制剂。采用本发明所述方法，可以将三七渣转化为具有提高饲料利用率和畜禽消化能力的饲用复合酶制剂。该方法将三七渣进行资源化利用，变废为宝，不仅减少了其对环境造成的污染，又能为养殖业提供一种新型饲料添加剂。

Description

一种利用三七渣发酵生产饲用复合酶制剂的方法

技术领域

本发明属于工业废弃物资源化领域，涉及一种利用三七渣固态发酵生产饲用复合酶的方法。

 

背景技术

三七是我国传统名贵中药材，也是一种药食同源植物。三七的根茎可以入药，三七的主要药用组分是皂甙，提取有效成分后的三七渣通常作为废弃物进行处置，无论是采用填埋、焚烧等手段进行处置，还是将其做为肥料使用，都有一定的局限性。经提取总皂甙后的三七渣中仍然含有淀粉、多糖、蛋白质、氨基酸、生物碱及各种微量元素等营养物质和药用组分，可以将对其作为发酵基质进一步开发利用，不仅能够变废为宝，提高资源的利用效率，而且对消除环境污染，改善生态环境具有重要意义。申请号为201010232573.9的中国发明专利公开了“一种用三七渣发酵蒸馏制备的白酒及方法”；申请号为201110119291.2的中国发明专利公开了“一种用三七渣发酵生产蛋白饲料的方法”；申请号为201210196021.6的中国发明专利公开了“一种利用三七渣发酵生产木霉生防制剂的方法”。

饲用酶制剂是一种高效能的生物活性物质，随着生物技术、发酵工业和饲料工业的发展和进步，使人们对其在畜牧水产养殖业中的作用有了新的认识和肯定。在饲料中加入适当的饲用酶制剂，可以提高饲料原料的利用率和消化率，促进营养物质的消化吸收，进而提高动物生产性能，减少排泄物的污染。饲用酶制剂品种很多，可分为单酶制剂和复合酶制剂两类。单一酶制剂基本上分为五类：非淀粉多糖酶、植酸酶、淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶。复合酶制剂由一种或几种单一酶制剂为主体，加上其他单一酶制剂混合而成，或由一种或几种微生物发酵获得。目前国内外畜禽养殖中使用的饲料酶制剂产品以复合酶制剂为主，主要包括纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶、糖化酶、葡聚糖酶、木聚糖酶、果胶酶中的一种或多种。畜禽配合饲料中含有多种生物高分子营养物质，必须经酶解后才能被畜禽吸收和利用。使用复合酶制剂可以同时降解饲料中多种需要降解的底物，可最大限度地提高饲料中淀粉、蛋白质和纤维素等营养物质的利用率，从而达到减少饲料消耗的目的。因此，从提高饲料资源利用率，养殖业经济效益，以及环保等方面带来的社会效益来看，饲用酶制剂在畜禽养殖业的应用前景非常广阔。

现有技术中用于生产饲用酶的原料主要有各种农业剩余物、轻工业糟渣；按照申请号为201110119291.2的中国发明专利中所公开的方法制备的蛋白饲料产品中虽然也含有一定量的饲用酶，但是该方法的主要目的是为了获得蛋白含量高的菌体，在该方法中起到产酶作用的菌株主要是曲霉菌，酵母菌的产酶能力很弱，发酵过程中使用酵母菌主要是为了收获菌体。申请号为201110119291.2的中国发明专利公开的方法中使用的产酶菌株种类较少，而对同一种底物，大多数微生物菌株只有1个酶活突出，由于饲料原料成分比较复杂，要求饲用酶制剂中含有多种酶，才能很好的发挥其作用。因此在饲用酶制剂生产过程中需要采用复配技术来满足饲用酶制剂产品对多酶源的需求，本方法中主要使用下面两种复配技术：其一是多个单菌株发酵、互补复合法，即每种微生物各有其特色的酶系，单独发酵以后可获得多种具特色酶系的酶源，然后互补复合生产符合配方要求的产品；其二是多菌株混合发酵，自然互补酶系法，即将各个菌株混合接种，一次发酵形成符合配方要求的产品。

本发明利用微生物固态发酵三七渣生产饲用复合酶制剂，在实现工业固体废弃物减量化的同时还能为畜牧养殖业提供一种安全、无毒的新型饲料添加剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用三七渣固态发酵生产饲用复合酶制剂的方法。本发明所述利用三七渣固态发酵生产饲用复合酶制剂的方法，其工艺步骤依次如下：

1、三七渣的预处理

将湿的三七渣烘干后粉碎过筛，选择粒径0.1-0.8mm的三七渣用于后续工艺；

2、配料与混料

将经过预处理的三七渣、适量的氮源和水混合均匀，具体配料方式如下：

预处理后的三七渣100份，氮源2-5份，固态物料与水的质量比为1:1-1:2.5；

配料时先将氮源加入到水中混合均匀，再将所配制的溶液与三七渣混合均匀；

3、灭菌

将混合料采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌处理：蒸汽压力1atm，温度121℃，时间至少为30分钟；

4、发酵

将灭菌处理后的混合料进行混菌发酵，菌种按5％-20%的接种量进行接种，发酵条件：压力为常压，温度为28℃-33℃，发酵周期为3天-8天，发酵时至少使用一种曲霉菌和一种木霉菌，发酵方式可以采用单菌发酵或混菌发酵； 

5、干燥及粉碎

将发酵培养物烘干，然后将干燥后的发酵培养物粉碎，在步骤4中如果采用混菌发酵方式，到此步骤即可获得饲用复合酶制剂产品；

6、复配

在步骤4中如果采用单菌发酵方式，则需要将干燥、粉碎后的不同菌种的纯种发酵培养物进行混合复配，即可获得符合配方要求的饲用复合酶制剂产品。 

所述方法中，配料时所用的氮源为硫酸铵或尿素。

所述方法中，步骤4中使用的曲霉菌为米曲霉（Aspergillus oryzae 3.800）、黑曲霉（Aspergillus niger  3.4628）、宇佐美曲霉（ Aspergillus usamii 3.2926）中的一种或多种。

所述方法中，步骤4中使用的木霉菌为绿色木霉（Trichoderma viride 3.2942）、康宁木霉（Trichoderma koningii 3.4033）中的一种或两种。

本发明具有以下有益效果：

1、采用本发明所述方法，可将三七渣转化为饲用复合酶制剂，实现了固体废弃物的资源化。

2、发酵产物和残余的中药渣可以全部利用，没有新的废弃物产生。

3、采用本发明生产的饲用复合酶制剂含有多种具特色酶系的酶源，有助于消除饲料中的抗营养因子、提高饲料的利用率和动物的消化能力。

4、本产品中还含有多种微量元素和药用组分，具有一定的保健防病功能。

具体实施方式

实施例1  本实施例以三七渣为原料，黑曲霉（Aspergillus niger  3.4628）/绿色木霉（Trichoderma viride 3.2942）为菌种进行混菌固态发酵生产饲用复合酶制剂。具体步骤如下：

1、三七渣的预处理

首先将三七渣在常压、60℃下用烘箱进行烘干，时间以三七药渣呈易粉碎状态为限。将干燥后的三七渣粉碎后过筛，选择粒径0.3-0.5mm的三七渣用于后续工艺。

2、配料与混料

先将3g硫酸铵加入到160g水中，混合均匀，然后再将该溶液与经过预处理的100g三七渣粉混合均匀。

3、灭菌

将混合料采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌处理：蒸汽压力1atm，温度121℃，时间至少为30分钟。

4、发酵

采用同步接种方式进行发酵，在灭菌处理后的混合料中同时接入黑曲霉（Aspergillus niger  3.4628）和绿色木霉（Trichoderma viride 3.2942）进行发酵，黑曲霉和绿色木霉的接种比为1:1，总接种量为10%，发酵条件：压力为常压，温度为30℃，发酵周期为6天。

5、干燥及粉碎

发酵培养物经烘箱在常压、50℃干燥，再经粉碎后就得到饲用复合酶制剂。

实施例2  本实施例以三七渣为原料，分别以米曲霉（Aspergillus oryzae 3.800）、宇佐美曲霉（ Aspergillus usamii 3.2926）、康宁木霉（Trichoderma koningii 3.4033）为菌种进行单菌固态发酵，将三种发酵培养物干燥、粉碎后再进行复配后得到饲用复合酶制剂。具体步骤如下：

1、三七渣的预处理

首先将三七渣在常压、60℃下用烘箱进行烘干，时间以三七药渣呈易粉碎状态为限。将干燥后的三七渣粉碎后过筛，选择粒径0.2-0.4mm的三七渣用于后续工艺。

2、配料与混料

先将3.5g硫酸铵加入到190g水中，混合均匀，然后再将该溶液与经过预处理的100g三七渣粉混合均匀。

3、灭菌

将混合料采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌处理：蒸汽压力1atm，温度121℃，时间至少为30分钟。

4、发酵

取3份按照步骤1-步骤3所述方法制备的发酵培养基，分别接入米曲霉（Aspergillus oryzae 3.800）、宇佐美曲霉（ Aspergillus usamii 3.2926）和康宁木霉（Trichoderma koningii 3.4033）进行单菌发酵，接种量均为10%，发酵条件：压力均为常压，温度为30℃，发酵周期分别为5天、5天和6天。

5、干燥及粉碎

将上述3种霉菌的单菌发酵培养物先用烘箱在常压、50℃干燥，然后粉碎，再按照1：1：1的质量比混合均匀就得到饲用复合酶制剂。

实施例3  本实施例以三七渣为原料，宇佐美曲霉（ Aspergillus usamii 3.2926）、康宁木霉（Trichoderma koningii 3.4033）为菌种进行混菌固态发酵生产饲用复合酶制剂。具体步骤如下：

1、三七渣的预处理

首先将三七渣在常压、60℃下用烘箱进行烘干，时间以三七药渣呈易粉碎状态为限。将干燥后的三七渣粉碎后过筛，选择粒径0.4-0.6mm的三七渣用于后续工艺。

2、配料与混料

先将3.5g硫酸铵加入到200g水中，混合均匀，然后再将该溶液与经过预处理的100g三七渣粉混合均匀。

3、灭菌

将混合料采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌处理：蒸汽压力1atm，温度121℃，时间至少为30分钟。

4、发酵

采用同步接种方式进行发酵，在灭菌处理后的混合料中同时接入宇佐美曲霉（ Aspergillus usamii 3.2926）和康宁木霉（Trichoderma koningii 3.4033）进行发酵，宇佐美曲霉和康宁木霉的接种比为1:2，总接种量为15%，发酵条件：压力为常压，温度为30℃，发酵周期为6天。

5、干燥及粉碎

发酵培养物经烘箱在常压、50℃干燥，再经粉碎后就得到饲用复合酶制剂。

Claims (5)

1.一种以三七渣为原料，通过固态发酵工艺生产饲用复合酶制剂的方法，其具体工艺特征如下：

（1）三七渣的预处理

将湿的三七渣烘干后粉碎过筛，选择粒径0.1-0.8mm的三七渣用于后续工艺；

（2）配料与混料

将经过预处理的三七渣、适量的氮源和水混合均匀，具体配料方式如下：

预处理后的三七渣100份，氮源2-5份，固态物料与水的质量比为1:1-1:2.5；

配料时先将氮源加入到水中混合均匀，再将所配制的溶液与三七渣混合均匀；

（3）灭菌

将混合料采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌处理：蒸汽压力1atm，温度121℃，时间至少为30分钟；

（4）发酵

将灭菌处理后的混合料进行混菌发酵，菌种按5％-20%的接种量进行接种，发酵条件：压力为常压，温度为28℃-33℃，发酵周期为3天-8天，发酵时至少使用一种曲霉菌和一种木霉菌，发酵方式可以采用单菌发酵或混菌发酵； 

（5）干燥及粉碎

将发酵培养物烘干，然后将干燥后的发酵培养物粉碎，在步骤4中如果采用混菌发酵方式，到此步骤即可获得饲用复合酶制剂产品；

（6）复配

     在步骤4中如果采用单菌发酵方式，则需要将干燥、粉碎后的不同菌种的纯种发酵培养物进行混合复配，即可获得符合配方要求的饲用复合酶制剂产品。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于配料时所用的氮源为硫酸铵或尿素。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于发酵时使用的曲霉菌为米曲霉（Aspergillus oryzae 3.800）、黑曲霉（Aspergillus niger  3.4628）、宇佐美曲霉（ Aspergillus usamii 3.2926）中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于发酵时使用的木霉菌为绿色木霉（Trichoderma viride 3.2942）、康宁木霉（Trichoderma koningii 3.4033）中的一种或两种。

5. 一种权利要求1-4之一所述方法获得的饲用复合酶制剂。