一种具有改善畜禽肠道功能的菌-酶融合发酵培养物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种具有改善畜禽肠道功能的菌-酶融合发酵培养物及其制备方法，属于生物饲料制备领域。
背景技术
抗菌生长促进剂(AGPs)在保障动物健康，提高生产性能，降低生产成本等方面效果明显给养殖业带来了巨大的经济效益。但长期使用AGPs导致的病原菌耐药性、药物残留、环境污染等严重问题日益突出，已经危及了人类健康安全。故饲料中禁抗已经成为了必然。我国已明确规定，自2020年7月1日开始饲料中禁止使用抗生素促生长剂。然而，由于禁用饲用抗生素所带来的动物肠道健康度低，生产性能降低、死亡率升高的问题会日益突出。所以，如何有效解决因抗生素所带来的养殖问题是目前面临的既艰巨又必须解决的一项科研任务。
肠道健康决定了动物的整体机能和生产力水平，保证肠道健康是养殖的第一要务。生物发酵饲料或培养物，利用微生物对原料进行处理而获得，不仅能去除原料中的一些抗原物质，而且通过微生物的代谢作用，降解部分多糖、蛋白质、和脂肪等大分子物质，生成有机酸、可溶性多肽等小分子物质，对动物生长发育有重要作用。更重要的是，发酵培养物中的益生菌，进入动物肠道后能通过消耗肠道内的氧气造成厌氧环境，从而有利于维持肠道生态平衡；而且益生菌可产生具有拮抗肠道致病菌的多种物质，促进肠道健康。
目前，生物发酵饲料没有统一标准，市场上产品相对混乱，多以微生物发酵单一原料为主，如发酵豆粕等。发酵的目的主要是消除抗原，提高饲料利用率为主。在发酵技术上以堆积固体发酵后，烘干处理为主，此方法成本高，益生菌活性低，不符合养殖场的实际需求。因此，亟待开发并探索不同发酵底物的发酵方法，提高代谢产物的生成率，以适应现在养殖。
发明内容
基于以上问题，本发明通过筛选不同的发酵底物组合，设计益生菌和复合酶配方，采用先进的菌-酶融合发酵技术和合适的发酵条件，获得高性能微生物发酵培养物产品。
第一方面，本发明提供一种具有改善畜禽肠道功能的菌-酶融合发酵培养物。
所述融合发酵培养物由下述重量份的组份组成：豆粕50～150份，玉米60～240份，麸皮120～380份，稻壳粉130～400份，糖蜜30～130份，复合益生菌粉剂1～4份，复合酶粉剂1～5份，水270～340份。
优选地，豆粕60～120份，玉米80～200份，麸皮140～300份，稻壳粉150～340份，糖蜜60～110份、复合益生菌粉剂1～3份，复合酶粉剂2～4份，水280-320份。
在具体实施方式中，复合益生菌粉剂由酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽胞杆菌、植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、屎肠球菌组成，其中酿酒酵母菌0.2～1份，枯草芽孢杆菌0.1～0.8份，地衣芽胞杆菌0.1～0.8份，植物乳杆菌0.1～0.8份，嗜酸乳杆菌0.1～0.8份，屎肠球菌0.1～0.8份。
在具体实施方式中，复合酶粉剂由木聚糖酶、β-葡聚糖酶、纤维素酶、酸性蛋白酶、中性蛋白酶、果胶酶组成，其中木聚糖酶0.1～0.8份，β-葡聚糖酶0.2～1.2份，纤维素酶0.1～1份，酸性蛋白酶0.1～1份，中性蛋白酶0.1～1份，果胶酶0.1～0.8份。
在具体实施方式中，复合益生菌粉剂的总活菌数为2.0×108～5.0×1011cfu/g。其中酿酒酵母菌，枯草芽孢杆菌，地衣芽胞杆菌，植物乳杆菌，嗜酸乳杆菌，屎肠球菌的活菌数均为1.0×106～3.0×1010cfu/g。
在具体实施方式中，复合酶粉剂中木聚糖酶3000～24000U/g，β-葡聚糖酶1000～6000U/g，纤维素酶200～2000U/g，酸性蛋白酶3000～30000U/g，中性蛋白酶5000～50000U/g，果胶酶3000～24000万U/g。
第二方面，本发明提供第一方面所述发酵培养物的制备方法，包括如下步骤：
1)将豆粕、玉米、麸皮、稻壳粉过分析筛，筛孔的目数为20～40目；
2)按比例称取复合益生菌粉用10～20倍的水进行溶解，活化备用；
3)按比例称取复合酶粉用10～20倍的水进行溶解，活化备用；
4)按比例称取将糖蜜用剩余的水稀释备用；
5)发酵混合设备和场地进行清洗、消毒处理；
6)按比例称取豆粕、玉米、麸皮、稻壳粉置于混合机中，混合3～8分钟；
7)将步骤4)中稀释的糖蜜喷入步骤6)的混合机中，继续混合3～10分钟；
8)将步骤2)中的复合益生菌液和步骤3)中的复合酶液喷入步骤6)的混合机中，继续混合5～10分钟；
9)将步骤6)的混合机中混合均匀的混合物装入发酵袋中，放置于28～34℃的发酵房中，进行发酵72～120小时，得到该培养物。
上述的发酵袋采用新型发酵饲料袋，一种专利产品(专利公开号CN207903051U)，其利用热封技术直接在袋体上设有至少一个可排气的热封结构。本发酵袋不仅制造简单、成本低，而且能极大的降低排气阀附近被霉菌污染的风险以及涨破袋现象，提高发酵成功率。
优选的，上述的复合益生菌活化的水温为28～35℃，活化的时间为1.5～2.5小时。
优选的，上述的复合酶活化的水温为32～42℃，活化的时间为1～2小时
第三方面，本发明提供第一方面所述发酵培养物及第二方面制备获得的发酵培养物在畜禽中的应用。所述应用在畜禽任何阶段中均可使用，具体表现为可在如下1)、2)中的任意一种：
1)、在提高畜禽的日采食量和/或日增重中的应用；
2)、在降低畜禽肠道疾病如腹泻中的应用。
本发明的有益效果：
1)本发明发酵底物原料和菌酶选择的匹配优：为了节约成本，利用当地的原料资源，进行发酵底物的配制。通过发酵底物原料的配方进行营养和抗原等成分的分析，结合动物肠道生理的特点，合理配制复合酶和复合菌。以达到最佳的发酵效果的目的。
2)本发明中菌酶融合发酵技术的应用：菌酶融合发酵过程，菌代谢产热有利于酶解反应的进行，酶解产物能为菌繁殖提供营养，酶促反应和发酵反应间协同增效，有利于产生更多的活性代谢产物，提高实际使用效果。
3)本发明采用新型发酵饲料袋进行发酵：利用发酵袋发酵获得的培养物，因不经过烘干工艺，故可完全保留大量的有益活菌和代谢产物的活性，提高肠道保健的效果。相比较单向阀发酵袋，新型发酵饲料袋能极大的降低排气阀附近被霉菌污染的风险以及涨破袋现象，提高发酵成功率。
4)本发明制备简单实用：本发明产品的制备工艺简单，投入低，回报高，非常符合养殖场的需要。
5)产品测试效果突出：经检测本品富含益生菌、乳酸、低聚糖、酶制剂、功能性小肽，以及未知生长因子等生物活性物质。产品在提高动物采食、促进动物生长、降低肠道疾病发生方面效果突出。
附图说明
图1：改善畜禽肠道功能的菌-酶融合发酵培养物制备方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原料如无特别说明均能从公开商业途径获得。
实施例1改善畜禽肠道功能的菌-酶融合发酵培养物
一种具有改善畜禽肠道功能的菌-酶融合发酵培养物，由下述重量份的组份组成：豆粕80份，玉米125份，麸皮175份，稻壳粉245份，糖蜜70份、复合益生菌粉剂2份、复合酶粉剂2.5份，水300.5份。所述的复合益生菌粉剂由下述重量份的组份组成：酿酒酵母菌0.4份，枯草芽孢杆菌0.3份，地衣芽胞杆菌0.3份，植物乳杆菌0.4份，嗜酸乳杆菌0.3份，屎肠球菌0.3份。所述的复合酶粉剂由下述重量份的组份组成：木聚糖酶0.4份，β-葡聚糖酶0.6份，纤维素酶0.4份，酸性蛋白酶0.4份，中性蛋白酶0.4份，果胶酶0.3份。
其中所述的酿酒酵母菌，枯草芽孢杆菌，地衣芽胞杆菌，植物乳杆菌，嗜酸乳杆菌，屎肠球菌的活菌数均为1.0×107～3.0×109cfu/g。
所述的木聚糖酶10000～14000U/g，β-葡聚糖酶2000～3500U/g，纤维素酶300～600U/g，酸性蛋白酶9000～15000U/g，中性蛋白酶18000～25000U/g，果胶酶7000～12000U/g。
上述本发明提供的具有改善畜禽肠道功能的菌-酶融合发酵培养物的制备方法，按如下步骤进行：
1)豆粕、麸皮、稻壳粉过分析筛，筛孔的目数为30目；
2)按比例称取复合益生菌粉用15倍的水进行溶解，活化备用；
3)按比例称取复合酶粉用15倍的水进行溶解，活化备用；
4)按比例称取将糖蜜用剩余的水稀释备用；
5)发酵混合设备和场地进行清洗、消毒处理；
6)按比例称取豆粕、麸皮、稻壳粉置于混合机中，混合5分钟；
7)将步骤4)中稀释的糖蜜喷入步骤6)的混合机中，继续混合5分钟；
8)将步骤2)中的复合益生菌液和步骤3)中的复合酶液喷入步骤6)的混合机中，继续混合8分钟；
9)将步骤6)的混合机中混合均匀的混合物装入发酵袋中，放置于32℃的发酵房中，进行发酵120小时，得到该培养物。
上述的复合益生菌活化的水温为32℃，活化的时间为2小时。
上述的复合酶活化的水温为40℃，活化的时间为2小时。
上述步骤9)中发酵袋采用新型发酵饲料袋，一种专利产品(专利公开号CN207903051U)，其利用热封技术直接在袋体上设有至少一个可排气的热封结构。本发酵袋不仅制造简单、成本低，而且能极大的降低排气阀附近被霉菌污染的风险以及涨破袋现象，提高发酵成功率。
实施例2改善畜禽肠道功能的菌-酶融合发酵培养物
一种具有改善畜禽肠道功能的菌-酶融合发酵培养物，由下述重量份的组份组成：豆粕80份，玉米125份，麸皮175份，稻壳粉245份，糖蜜70份、复合益生菌粉剂2.5份、复合酶粉剂2.5份，水300份。所述的复合益生菌粉剂由下述重量份的组份组成：酿酒酵母菌0.5份，枯草芽孢杆菌0.4份，地衣芽胞杆菌0.4份，植物乳杆菌0.4份，嗜酸乳杆菌0.4份，屎肠球菌0.4份。所述的复合酶粉剂由下述重量份的组份组成：木聚糖酶0.4份，β-葡聚糖酶0.6份，纤维素酶0.4份，酸性蛋白酶0.4份，中性蛋白酶0.4份，果胶酶0.3份。
其中所述的酿酒酵母菌，枯草芽孢杆菌，地衣芽胞杆菌，植物乳杆菌，嗜酸乳杆菌，屎肠球菌的活菌数均为1.0×107～3.0×109cfu/g。
所述的木聚糖酶10000～14000U/g，β-葡聚糖酶2000～3500U/g，纤维素酶300～600U/g，酸性蛋白酶9000～15000U/g，中性蛋白酶18000～25000U/g，果胶酶7000～12000U/g。
上述本发明提供的具有改善畜禽肠道功能的菌-酶融合发酵培养物的制备方法，按如下步骤进行：
1)豆粕、麸皮、稻壳粉过分析筛，筛孔的目数为30目；
2)按比例称取复合益生菌粉用10倍的水进行溶解，活化备用；
3)按比例称取复合酶粉用10倍的水进行溶解，活化备用；
4)按比例称取将糖蜜用剩余的水稀释备用；
5)发酵混合设备和场地进行清洗、消毒处理；
6)按比例称取豆粕、麸皮、稻壳粉置于混合机中，混合5分钟；
7)将步骤4)中稀释的糖蜜喷入步骤6)的混合机中，继续混合5分钟；
8)将步骤2)中的复合益生菌液和步骤3)中的复合酶液喷入步骤6)的混合机中，继续混合8分钟；
9)将步骤6)的混合机中混合均匀的混合物装入发酵袋中，放置于30℃的发酵房中，进行发酵96小时，得到该培养物。
上述的复合益生菌活化的水温为30℃，活化的时间为1.5小时。
上述的复合酶活化的水温为35℃，活化的时间为1小时。
上述步骤9)中发酵袋采用新型发酵饲料袋，一种专利产品(专利公开号CN207903051U)，其利用热封技术直接在袋体上设有至少一个可排气的热封结构。本发酵袋不仅制造简单、成本低，而且能极大的降低排气阀附近被霉菌污染的风险以及涨破袋现象，提高发酵成功率。
实施例3改善畜禽肠道功能的菌-酶融合发酵培养物
一种具有改善畜禽肠道功能的菌-酶融合发酵培养物，由下述重量份的组份组成：豆粕65份，玉米95，麸皮148份，稻壳粉300份，糖蜜90份、复合益生菌粉剂2份、复合酶粉剂2份，水298份。
所述的复合益生菌粉剂由下述重量份的组份组成：酿酒酵母菌0.5份，枯草芽孢杆菌0.3份，地衣芽胞杆菌0.3份，植物乳杆菌0.3份，嗜酸乳杆菌0.3份，屎肠球菌0.3份。所述的复合酶粉剂由下述重量份的组份组成：木聚糖酶0.3份，β-葡聚糖酶0.5份，纤维素酶0.4份，酸性蛋白酶0.3份，中性蛋白酶0.3份，果胶酶0.2份。
其中所述的酿酒酵母菌，枯草芽孢杆菌，地衣芽胞杆菌，植物乳杆菌，嗜酸乳杆菌，屎肠球菌的活菌数均为1.0×107～3.0×109cfu/g。
所述的木聚糖酶7000～12000U/g，β-葡聚糖酶2000～3000U/g，纤维素酶600～1000U/g，酸性蛋白酶7000～12000U/g，中性蛋白酶12000～18000U/g，果胶酶4000～8000U/g。
上述本发明提供的具有改善畜禽肠道功能的菌-酶融合发酵培养物的制备方法同实施例1。
实施例4改善畜禽肠道功能的菌-酶融合发酵培养物
一种具有改善畜禽肠道功能的菌-酶融合发酵培养物，由下述重量份的组份组成：豆粕100份，玉米180份，麸皮170份，稻壳粉164份，糖蜜80份、复合益生菌粉剂2.5份、复合酶粉剂3.0份，水300.5份。
所述的复合益生菌粉剂由下述重量份的组份组成：酿酒酵母菌0.5份，枯草芽孢杆菌0.4份，地衣芽胞杆菌0.4份，植物乳杆菌0.4份，嗜酸乳杆菌0.4份，屎肠球菌0.4份。所述的复合酶粉剂由下述重量份的组份组成：木聚糖酶0.6份，β-葡聚糖酶0.7份，纤维素酶0.4份，酸性蛋白酶0.5份，中性蛋白酶0.5份，果胶酶0.3份。
其中所述的酿酒酵母菌，枯草芽孢杆菌，地衣芽胞杆菌，植物乳杆菌，嗜酸乳杆菌，屎肠球菌的活菌数均为1.0×107～3.0×109cfu/g。
所述的木聚糖酶15000～20000U/g，β-葡聚糖酶2500～4500U/g，纤维素酶600～1000U/g，酸性蛋白酶12000～18000U/g，中性蛋白酶18000～30000U/g，果胶酶7000～12000万U/g。
上述本发明提供的具有改善畜禽肠道功能的菌-酶融合发酵培养物的制备方法同实施例1。
实施例5改善畜禽肠道功能的菌-酶融合发酵培养物的评价
1、发酵过程观察
在发酵过程中发现，发酵10小时左右开始出现明显产气，发酵房弥漫发酵的香气；同时发酵呼吸袋有胀气现象发生，提示此时发酵产气速度快于排气阀排气过程，表明此时发酵产气量大，产气速度快；30小时左右，胀气现象慢慢消失，提示此时发酵产气开始变缓，产气与排气阀排气之间形成平衡。发酵结束取样品观察发现，与发酵前相比，发酵后样品的颜色变深，质地松软，同时弥散着发酵的酸、香味道。
2、实验室测定
对于发酵产品我们比较关注酸度、益生菌和酸溶蛋白等指标。通过检测可知，与发酵前相比，发酵后产品的总酸含量、酸溶蛋白比例以及各种活菌数均显著提高，其中总酸的比例改善了236％，酸溶蛋白比例提高的86.48％，各种活菌数量均提高了2个数量级(检测结果如表1所示)。
3、动物试验
1)生长育肥猪试验
试验设计：试验选用健康、生长发育正常、体重相近约24.23kg左右的三元杂交断奶保育仔猪120头，随机分成2个组：对照组和试验组。对照组饲喂原基础日粮(为4％商品预混料的自配配合饲料)，试验组在基础日粮的基础上添加8％本发明实施例4所得具有改善畜禽肠道功能的菌-酶融合发酵培养物。本试验于2019年10月10日至2019年11月25日在山西某猪场进行。实验期42天，预饲期5天。
饲养管理：实验期内按照猪场常规饲养管理程序操作，自由采食和饮水，并按照猪场的免疫程序进行免疫。
指标测定：试验开始和结束时，分别于当日饲喂前空腹称重作为试验初始重和末重；以重复为单位详细记录耗料量；记录各组腹泻发生情况；计算平均日增重、料重比和腹泻率。日增重＝(末重-初始重)/试验天数；料重比＝平均日采食量/平均日增重；腹泻率＝总腹泻率次数/(总头数×试验天数)×100％)。
试验结果：见下表
效果评价：
试验过程中观察发现，与对照组相比，实验组猪的采食积极性高，猪群整齐度高；猪粪便成型度更好，肠道疾病问题少，治疗成本降低明显。
上述结果显示，与对照组相比，试验组猪的平均日增重提高了约50g，料重比降低约0.1；腹泻率降低了57.82％。说明本发明所得具有改善畜禽肠道功能的菌-酶融合发酵培养物在提高生长育肥猪生产性能，以及预防肠道疾病方面都有较好效果。
2)蛋鸡试验
试验设计：试验选用350日龄海兰褐产蛋鸡5000羽，随机分成2个组：对照组和试验组。对照组饲喂原配合日粮(为5％商品预混料的自配配合饲料)，试验组在基础日粮的基础上添加5％本发明实施例4所得具有改善畜禽肠道功能的菌-酶融合发酵培养物。本试验于2019年10月18日至2019年12月13日在天津宝坻某蛋鸡场进行。实验期56天。
饲养管理：各组蛋鸡均采用统一管理制度、统一光照强度，光照时间，良好的通风及适宜的湿度，并按常规进行预防接种和预防消毒工作。
指标测定：准确记录各组的产蛋数量及破损蛋数量、产蛋重、耗料量、死淘数量。计算产蛋率、破损率、料蛋比。
试验结果：见下表
效果评价：
试验过程中观察发现，试验第7天开始，实验组蛋鸡的粪便过料现象和水样便情况明显少于对照组蛋鸡。上述结果显示，与对照组相比，试验组蛋鸡的产蛋率提高了0.5％，破蛋率和死淘率均有不同程度的降低。说明本发明所得具有改善畜禽肠道功能的菌-酶融合发酵培养物在提高蛋鸡产蛋后期产蛋性能，以及预防肠道疾病方面都有较好效果。
需要说明的是，按照本发明上述各实施例，本领域技术人员是完全可以实现本发明独立权利要求及从属权利的全部范围的，实现过程及方法同上述各实施例；且本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。
以上所述，仅为本发明部分具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
