[发明专利]米糠基质纳豆芽孢杆菌与酵母菌复合菌剂的固态发酵方法

说明书

技术领域

本发明涉及以米糠为基质纳豆芽孢杆菌与酵母菌复合饲用菌剂的固态发酵方法，属于生物工程技术领域。

背景技术

益生菌剂是在微生态学理论指导下，从人类、动物、植物体内分离的有益微生物，经培养、发酵、干燥等工艺制成的活菌制剂。

目前国际上允许直接饲用的微生物菌种达42种（美国食品与药物管理局，美国饲料协会，1989），我国农业部1999年公布允许使用的饲料级微生物添加剂菌种有12种，包括干酪乳杆菌（L.casei）、植物乳杆菌(L.plantarum)、粪链球菌(S.faecalis)、屎链球菌(S.faecium)、乳酸片球菌(P.acidilactici)、枯草芽孢杆菌（B.subtilis）、纳豆芽孢杆菌（B.natto）、嗜酸乳杆菌（L.acidophilus）、乳链球菌(L.lactis)、啤酒酵母（S. cerevisiae）、产朊假丝酵母(C.utilis)、沼泽红假单胞菌(R.palustris)。

芽孢杆菌属于需氧芽孢杆菌中的不致病菌，以内孢子的形式少量存在于动物肠道中。和常用的乳酸菌等益生菌相比，芽孢杆菌具有以下优点和特点：① 耐高温、耐酸碱、耐压，能够耐受颗粒饲科加工的影响；② 在贮藏过程以孢子形式存在，不消耗饲料中的营养成分，可以保持饲料的质量；③ 进入肠道后，在肠道上部迅速复活，复活率接近100 %；④ 芽孢杆菌能够产生蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶以及多种氨基酸；⑤ 芽孢杆菌可以消耗大量的氧，维持肠道厌氧环境，抑制致病菌的生长，维持肠道正常生态平衡：⑥ 具有平衡和稳定乳酸杆菌的作用。

饲用酵母菌对动物体的主要作用：① 促生长特性。酵母细胞富含蛋白质、核酸、维生素和多种酶，具有提供养分、增加饲料适口性，加强消化吸收等功能，并可提高动物对磷的利用率。酵母营养丰富，可以部分或者全部替代饲料中的鱼粉；② 改善肠道微生态环境。酵母菌是肠道中有益微生物，研究发现饲料中添加酵母可促进瘤胃微生物的生长和活性，使厌氧菌总数上升、纤维素发酵菌数量明显上升；③ 促进动物体免疫功能，增强抗病力。酵母细胞壁的主要成分甘露聚糖、葡聚糖可直接和肠道病原体结合，中和肠道中毒素。酵母中的甘露聚糖可以和肠道病原菌的纤毛结合，阻止病原菌在肠道粘膜中的定植。

纳豆芽孢杆菌属细菌科、芽孢杆菌属，其原始菌株与枯草芽孢杆菌相同，是枯草芽孢杆菌的一个亚种。纳豆芽孢杆菌营养细胞呈杆状，两端钝圆，单生或成短链，可运动G⁺，芽孢中央生，不膨大。菌落扩展、表面干燥，浅白或微带白色。纳豆芽孢杆菌可产生许多抗菌素，如杆菌肽、多粘菌素、2，6-吡啶二羧酸等，有抑制沙门氏菌、伤寒菌和痢疾菌等致病菌效果，还可以清除葡萄球菌肠毒素。纳豆芽孢杆菌具有很强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶活性，能降解植物性饲料中某复杂的碳水化合物，从而提高饲料的转化率并增加饲料原料的可利用种类。

固态发酵技术历史悠久，广泛用于生产酿造食品，如酒、酱油和醋。20世纪90年代以来，由于能源危机与环境问题，固态发酵技术以其特有的优点再次引起人们的兴趣。与液态发酵相比固态发酵有如下优点：一是培养基简单且来源广泛，多为便宜的天然基质或工业生产的下脚料，如稻草、糠、薯类、醋糟等；二是投资少，能耗低，技术简单；三是产物的产率较高；四是不需要废水处理，环境污染较少，后处理加工方便；五是发酵过程一般不需要严格的无菌操作；六是通气一般可由气体扩散或间歇通风完成，不需要连续通风，空气一般也不需严格的无菌空气等。

米糠是稻谷在碾米过程中产生的副产品，是糙米碾白过程中被碾下的皮层及少量米胚和碎米的混合物。约占整个糙米的 8 % ～ 12 %。米糠是一种可再生的、廉价的、数量巨大的低值生物质原料。米糠中含有淀粉、纤维素、蛋白质、脂肪、糖类、维生素和矿物质等。水稻是我国第一大粮食品种，每年生产约1.85 亿吨，占全国粮食总产量的 42 %。我国现年产米糠约 l000 万吨左右，是一种量大的可再生资源。

目前，国内外对纳豆芽孢杆菌的研究开发主要是纳豆生理保健功能、纳豆激酶发酵及益生菌剂等方面。现有纳豆芽孢杆菌益生菌剂的研究报道和专利技术，是以纳豆芽孢杆菌单一菌株经液态发酵或固态发酵后干燥制得。由于单一菌种微生态菌菌剂含有的益生素较少，作用效果有限。

发明内容