一种畜禽饲料专用低温淀粉酶的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于饲料添加剂领域，具体涉及一种畜禽饲料专用低温淀粉酶的制备方 法。
【背景技术】
[0002] 畜禽对营养物质的消化、吸收和代谢都是在酶的作用下进行的。饲用酶制剂是 由微生物发酵产生的一种天然、绿色、安全、高效的新型饲料添加剂，对畜禽具有多种重要 的生物学功能，而其中最重要也是最直接的功能就是帮助畜禽提高对营养物质的消化和利 用。在饲料中添加外源性消化酶可以促进畜禽对饲料养分的消化、吸收和利用已经被大量 试验所证实。淀粉酶是消化酶中的关键酶，畜禽对淀粉的消化利用主要依靠淀粉酶的水解 作用。通过在饲料中添加外源性淀粉酶以提高淀粉的消化利用率可以看作是动物体内消化 的一种延伸。
[0003]畜禽日粮中，作为能量饲料原料，玉米的使用非常普遍，一般占日粮总量的 50-70%。玉米中的淀粉是畜禽主要的能量来源，由淀粉酶水解淀粉产生的葡萄糖所提 供的能量约占动物总能量需求的60-80%。在常规情况下，任何饲料都不会被完全消化。 过去，许多人认为玉米中的淀粉消化性良好，消化率超过90%，而事实并非如此。Noy和 Sklan(1995)等研究发现，在理想状态下，4-12日龄肉鸡日粮中淀粉的回肠末端消化率很 少超过85%，肉仔鸡（4-21日龄）小肠末端消化率仍然仅为82%。对回肠食糜进行显微镜 检查发现，回肠内有大量未消化玉米胚乳成分，鸡日龄增加时消化率也没有提高的现象。大 量实验也都证明了淀粉的低消化率。究其原因，一方面，畜禽处于幼龄阶段，消化器官发育 不成熟，自身分泌的淀粉酶不足和酶活性较低在很大程度上限制了淀粉的消化吸收。另一 方面，现代畜禽养殖模式都是向集约化、规模化发展，生长速度快、生产周期短，饲养密度过 高，加之饲料配方趋于富营养化，这些特点很容易对动物造成不同程度地应激，应激会对动 物消化生理和消化酶的分泌造成一定的影响，降低饲料养分的消化利用。即使是在动物生 长的中后期，其对淀粉的消化率也不是100%，仍有部分抗性淀粉未能被消化利用。畜禽对 淀粉的消化不完全不仅使能量利用率降低，更造成了饲料资源的严重浪费。
[0004] 玉米中的淀粉含量高达60% -65%，即使是淀粉消化率的轻微改善也能对能量的 利用率产生显著的影响。通过在畜禽饲料中添加外源性淀粉酶来提高饲料淀粉的消化，对 于提高动物生产性能、节约饲料资源具有非常重大的意义。
[0005]目前，饲料工业缺乏专门针对畜禽消化道生理特点而开发的淀粉酶，一般均采用 中温淀粉酶。中温淀粉酶主要通过液体发酵方式生产，它是一种应用于食品加工、化纤、印 染等行业的工业用酶。该酶作用温度较高，最适作用温度是70-80°C，而动物消化道环境温 度一般为37-40°C，中温淀粉酶在动物体温的温度条件下活性很低。同时，中温淀粉酶耐胃 酸性能差，最适作用PH6. 0-6. 4,pH5. 0以下即严重失活，无法过胃进入肠道发挥有效作用。 在畜禽日粮中添加中温淀粉酶起不到提高淀粉消化率的目的。因此，开发高效酶切、低成本 的饲料专用的低温淀粉酶对提高饲料利用率、节约饲料资源、增进动物健康、降低污染物排 放具有十分重要的意义。
[0006] 从动物消化生理特点来看，饲料专用的淀粉酶应满足以下条件才能真正发挥作 用：⑴在动物体温（37-42Γ)的温度条件下能发挥较高的活性；⑵最适作用pH值与消化道 内食糜的pH-致；(3)对淀粉有较高的酶解效率（内切酶）；⑷具有良好的稳定性，包括在饲 料高温制粒过程中的温度性，保存过程中的温度性以及在动物消化道中对胃酸、胃蛋白酶、 胰蛋白酶、金属离子等的耐受性。
【发明内容】
[0007] 本发明提供了一种畜禽饲料专用低温淀粉酶的制备方法，该低温淀粉酶解决了现 有技术中淀粉酶生效温度高的问题，应用于猪、鸡等畜禽等配合饲料，以提高畜禽对淀粉的 消化利用率，解决畜禽对淀粉的消化利用率低的问题，节约饲料资源。
[0008] -种畜禽饲料专用低温淀粉酶，其产酶菌种在CA培养基上菌落直径为6. 8mm~ 7. 0mm，菌落中央橄榄绿色，周边黄绿色，菌丛厚度适中，丝绒状，无渗出液，无色素，菌落反 面青灰色；孢梗茎较长，壁粗糙，宽7. 0~14μm;分生孢子头辐射状，直径45~80μm;顶 囊烧瓶形或倒梨形，长轴为20~40μm，表面二分之一伙四分之三可育；产孢结构大多为单 层，瓶梗8.0~11μηιΧ2·0~5·0μηι;分生抱子捕圆形3. 5~5. 0μmX2. 5~4. 2μm，壁 平滑。
[0009] 本发明的一种畜禽饲料专用低温淀粉酶的制备方法，包括以下步骤：
[0010] 1) 一级斜面培养：将低温淀粉酶产酶菌种接种至斜面培养基上，25°C~35°C培养 4~8d，得到一级斜面种子孢子；
[0011] 2)二级培养：将步骤1)中的一级斜面种子孢子接种于液体培养基中，装液量为 50~100mL/500mL，25°C~35°C、160~300rpm/min条件下培养48~55h得到二级种子 液；
[0012] 3)三级扩大培养：将步骤2)中得到的二级种子液体积百分比0. 5%~10%接种 于发酵罐内，在液体培养基中25°C~45°C、160~300rpm/min条件下培养20~36h，得到 三级种子液；
[0013] 4)固体发酵：将步骤3)的三级种子液的液体培养基按1%~10%的重量比接入 固体发酵培养基中，培养基含水量为49 %~65%，pH为5. 0~7. 0,曲房相对湿度保持在 95 %以上，料温为30°C~45°C，采用固体发酵48~72h;
[0014] 或者
[0015]Γ) -级斜面培养：将低温淀粉酶产酶菌种接种至斜面培养基上，25°C~35°C培 养4~8d，得到一级斜面种子孢子；
[0016] 2'）二级斜面培养：将步骤Γ)中的一级斜面种子孢子接种于内含斜面培养基的 二级茄形培养瓶斜面，25°C~35°C培养4~8d得到二级斜面孢子；
[0017] 3'）固体发酵：将步骤2'）的二级斜面孢子制备为孢子悬液，按1个茄形培养瓶 孢子悬液接种于l〇〇kg固体发酵培养基中，培养基含水量为50 %~65%，pH为5. 0~7. 0， 曲房相对湿度保持在95 %以上，料温为30°C~45°C，采用固体发酵48~72h。
[0018] 进一步的，步骤1)或Γ)或2'）中所述斜面培养基为按下述比例配制的混合液： 硝酸钠3. 0~5.Og/L、磷酸氢二钾0. 5~1. 5g/L、硫酸镁0. 5~5g/L、氯化钾1. 0~10g/ L、硫酸亚铁1~5g/L、蔗糖10~30g/L、琼脂15g。
[0019]进一步的，步骤2)或3)中所述的液体培养基为按下述比例配制的混合液：玉米 淀粉5~40g/L、豆柏粉5~20g/L、葡萄糖3~12g/L、胰蛋白胨10~25g/L、牛肉膏5~ 10g/L、磷酸二氢钾1~5g/L、硫酸镁1~5g/L、碳酸1? 1~5g/L。
[0020] 进一步的，步骤2)或3)中所述的液体培养基为按下述比例配制的混合液：麦芽糊 精5~20g/L、玉米淀粉5~40g/L、豆柏粉5~20g/L、葡萄糖3~12g/L、胰蛋白胨10~ 25g/L、牛肉膏5~10g/L、磷酸二氢钾1~5g/L、硫酸镁1~5g/L、碳酸|丐1~5g/L。
[0021] 进一步的，步骤4)中所述固体发酵培养基为按下述质量比配制：麸皮30%~ 40%，玉米粉1 %~5%，豆柏粉30%~40%，葡萄糖0. 1 %~2%，氯化钠2%~5%，磷酸氢 二钾0· 2%~1%，硫酸锰0· 1%~0· 5%，碳酸钙0· 5%~2%，氯化铵0· 5%~1%，ρΗ5·0~ 7. 0〇
[0022] 进一步的，步骤4)中所述固体发酵培养基为按下述质量比配制：麸皮55%~ 70%，豆柏10%~30%，玉米粉1 %~5%，麦芽糊精1 %~5%，碳酸钙1 %~5%，蔗糖 0· 1 %~1 %，乳糖0· 5%~1. 5%，葡萄糖0· 1 %~1 %，酵母霄0· 1 %~1 %，ρΗ5· 0~7. 0。
[0023]进一步的，步骤3'）中所述固体发酵培养基为按下述质量比配制：麸皮55%~ 70%，豆柏10%~30%，玉米粉1%~5%，蔗糖0· 1%~1%，乳糖0· 5%~1. 5%，葡萄糖 0· 1%~1%，酵母膏 0· 1%~1%，ρΗ5· 0 ~7. 0。
[0024]本发明的低温淀粉酶与现有市售中温淀粉酶产品相比，它采用固体发酵工艺研制 和生产，最适作用温度条件较低，在动物体温（38-42Γ)的条件下具有很强的活性，发挥最 佳活性的pH值（4-6)范围和畜禽胃肠道pH值相吻合，具有优越的过胃性能，能抵抗胃酸 和胃蛋白酶的破坏，耐热性能良好，能抵抗饲料制粒过程中的高温，储存稳定性好，是一种 高效内切型淀粉酶。饲料在畜禽胃内有2~3个小时的停留时间，中温淀粉酶因耐酸性能 差过不了胃而无法有效发挥作用，低温淀粉酶在胃内即可把淀粉水解为糊精、低聚糖、麦芽 糖、葡萄糖等易于被肠道消化吸收的成分，减少小肠的消化负担，提高淀粉的消化吸收。
[0025]本发明的低温淀粉酶在每吨全价配合饲料中的添加量为100-1000克。
[0026]在畜禽饲料中添加本发明的低温淀粉酶，可显著促进动物对淀粉的消化吸收，提 高饲料利用率，降低料重比，提高动物生长速度和均匀度，降低后肠有害微生物发酵，减少 营养性腹泻，改善动物皮色和毛色，解决了畜禽对淀粉的消化利用率低的问题，节约饲料资 源，具有很好的产业效益，是一种无毒副作用、无污染、无残留、安全高效的绿色饲料添加 剂。
【具体实施方式】
[0027] 下面通过实例进一步描述本发明的特征，但本发明并不局限于下述实例。
[0028] 实施例1
[0029]本实施例的一种畜禽饲料专用低温淀粉酶的制备方法，包括以下步骤：
[0030] 1)-级斜面培养：将低温淀粉酶产酶菌种接种至斜面培养基上，25°C~35°C培养 4~8d，得到一级斜面种子孢子；斜面培养基为按下述比例配制的混合液：硝酸钠3. 0~ 5.Og/L、磷酸氢二钾0.