一种马克斯克鲁维酵母培养物及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于发酵技术领域，具体涉及一种马克斯克鲁维酵母培养物及其制备方法和应用。


背景技术：

2.酵母培养物(yeast culture)是在特定工艺条件下由酵母在特定的培养基上经过充分发酵后所形成的微生态制品，广泛应用于养殖业，其产品代谢产物丰富，功能性强，因具有无毒副作用、无残留污染、不产生耐药性、可部分替代抗生素等优点而引起人们广泛关注。
3.酵母培养物的质量受菌种、发酵生产工艺以及检测手段等因素的影响。酵母菌在不同的培养环境下，如不同温度、湿度、酸碱环境、底物成分，会产生不同的发酵底物，而这其中又包含大量的未知生长因子。生产酵母培养物时所使用的培养基和发酵工艺控制参数对其终端产品中代谢产物的组成、浓度及其生物利用率的稳定性有着至关重要的影响。即便在使用相同酵母菌种的情况下，不同培养基组成或不同的发酵生产控制工艺会导致酵母培养物产品中代谢产物组成和浓度出现明显的差异。目前市场上大多数酵母培养物以酿酒酵母为发酵菌种，存在发酵后湿料酒味浓烈，大比例添加到饲料中影响动物采食，增加料肉比的问题，阻碍了酵母培养物产品的广泛使用，影响饲料养殖业新的发展。
4.马克斯克鲁维酵母具有生长速度快、耐高温、生物量高等特征，使其在生产制备以及应用中相比酿酒酵母具有其独特的优势。作为酵母益生菌用于动物养殖行业，可以促进肠道有益菌增殖，抑制有害菌群生长，同时产生复合酶，产生有机酸降低肠道ph等机理，具有改善动物肠道微生态平衡，增强动物免疫性能及提高增重的功能。
5.为此，本发明以马克斯克鲁维酵母为主要菌种，通过菌酶协同发酵技术生产一种酵母培养物，提供了一种新的酵母培养物工业化批量生产模式。


技术实现要素：

6.本发明的目的是克服现有技术中以酿酒酵母发酵生产的酵母培养物存在发酵后湿料酒味浓烈，大比例添加到饲料中影响动物采食，增加料肉比的问题。
7.为此，本发明提供了一种马克斯克鲁维酵母培养物，以质量百分比计，所述马克斯克鲁维酵母培养物由20-35％的菌酶混合液和 65-80％的培养基质混合发酵后烘干制成；所述菌酶混合液包括马克斯克鲁维酵母、乳酸杆菌和复合酶。
8.具体的，上述菌酶混合液中马克斯克鲁维酵母的活菌数为 (0.8-1.2)
×
10
10
cfu/g。
9.具体的，上述菌酶混合液中乳酸杆菌的活菌数为(2.5-3.0)
×
10
10 cfu/g。
10.具体的，上述菌酶混合液中复合酶包括质量比为3：3：1：2的木聚糖酶、甘露聚糖酶、葡聚糖酶、纤维素酶；木聚糖酶的酶活为 150000u/g、甘露聚糖酶的酶活为8000u/g、葡聚糖酶的酶活为3000 u/g、纤维素酶的酶活为8000u/g。
11.具体的，上述菌酶混合液包括质量比为(1.2-1.5)：(0.2-0.5)： (0.5-1)：15：(300-400)的马克斯克鲁维酵母、乳酸杆菌、复合酶、糖蜜和水。
12.具体的，上述培养基质包括质量比为5：3：2的玉米胚芽粕、豆粕、玉米芯粉。
13.本发明还提供上述马克斯克鲁维酵母培养物的制备方法，包括以下步骤：
14.(1)制备菌酶混合液和培养基质；
15.(2)将培养基质和菌酶混合液混匀后，堆积成高度为10-20cm 的固体发酵层，在20-35℃厌氧发酵72-100h；
16.(3)发酵结束后将发酵产物低温干燥，得到马克斯克鲁维酵母培养物。
17.本发明提供的这种马克斯克鲁维酵母培养物可用于动物饲料中，添加量为基础日粮的0.1-0.8％。
18.与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
19.(1)本发明提供的这种马克斯克鲁维酵母培养物以新型饲料添加剂马克斯克鲁维酵母维为出发菌株，制备的酵母培养物含有醇类和酯类等芳香类物质以及核苷酸、多肽、游离氨基酸等增味物质，具有独特的风味和营养特性，能增加动物的采食量，有助于生产性能的改善，与酿酒酵母培养物相比，解决了发酵后湿料酒味浓烈，影响动物采食的问题。广泛用于动物饲料中，能显著增强动物机体的抗氧化功能和免疫力，促进动物生长，改善动物产品品质。
20.(2)本发明提供的这种马克斯克鲁维酵母培养物的制备方法采用厌氧发酵，可大大降低杂菌污染程度，保证产品中的生物活性物质，提供丰富的酵母代谢产物，所获得产品中粗蛋白含量≥18％；发酵周期短、成本低，工艺简单，采用全机械化操作，参数易于控制，发酵效率高，产品品质稳定，可用于工业化批量生产。
21.(3)本发明提供的这种马克斯克鲁维酵母培养物的添加乳酸菌能与马克斯克鲁维酵母菌协同增效，产生如有机酸等丰富的代谢产物，改善适口性，防止染杂菌的风险，更利于大规模化生产。
具体实施方式
22.下面将结合实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。尽管已经详细描述了本发明的代表性实施例，但是本发明所属技术领域的普通技术人员将理解，在不脱离本发明范围的情况下可以对本发明进行各种修改和改变。因此，本发明的范围不应局限于实施方案，而应由所附权利要求及其等同物来限定。
23.下面通过具体实施例对本发明的马克斯克鲁维酵母培养物及其制备方法的效果进行研究。本发明实施例中使用的马克斯克鲁维酵母保藏编号为cgmccno.10621；乳酸杆菌保藏编号为cicc 6066。
24.实施例1：
25.本实施例提供了一种马克斯克鲁维酵母培养物，通过以下步骤制备：
26.1、制备马克斯克鲁维酵母菌粉
27.配制摇瓶培养基：在500ml三角瓶中加入20g麦芽汁、10g葡萄糖、200ml自来水，121℃灭菌20min。待培养基冷却至室温后接种马克斯克鲁维酵母，以180rpm转速在25℃培养
24h，得到摇瓶发酵液。
28.配制一级扩培培养基：在500l发酵罐中加入340l自来水、300g 麦芽汁、150g葡萄糖、20g碳酸钙，121℃灭菌20min。冷却至室温后，将摇瓶发酵液接入到一级扩培培养基中，通气量为200l/min，转速为200rpm，25℃培养48h，得到一级扩培液。
29.配制二级扩培培养基：在5000l发酵罐中加入3500l自来水、 300kg麦芽汁、150kg葡萄糖、2kg碳酸钙，121℃灭菌20min。冷却后将200l一级扩培液接入到二级扩培培养基，通气量为2m3/min，转速为300rpm，25℃培养48h，得到二级扩培液。
30.将二级扩培液经高速离心机6000rpm/min离心20min，收集菌体，冷冻干燥制得马克斯克鲁维酵母菌粉。
31.2、制备乳酸杆菌菌粉
32.配制乳酸菌发酵培养基：2％的蔗糖、2％的蛋白胨、0.01％的磷酸二氢钾、0.1％的磷酸二氢钾、0.5％的硫酸镁、0.001％的硫酸锰，余量为水。
33.将配制好的发酵培养基灭菌冷却，接种乳酸菌种子液，37℃培养 36h，通气量为180l/min，转速为180rpm，得到乳酸菌发酵液。
34.发酵液经过高速离心机6000rpm/min离心20min，收集菌体，喷雾干燥制得乳酸杆菌菌粉。
35.3、制备菌酶混合液
36.称取1.2公斤马克斯克鲁维酵母菌粉、0.2公斤乳酸杆菌菌粉、 0.5公斤复合酶、15公斤糖蜜、300公斤30℃自来水，将所有物料充分混合，配制成菌酶混合液。
37.复合酶包括质量比为3：3：1：2的木聚糖酶、甘露聚糖酶、葡聚糖酶、纤维素酶，木聚糖酶的酶活为150000u/g、甘露聚糖酶的酶活为8000u/g、葡聚糖酶的酶活为3000u/g、纤维素酶的酶活为8000 u/g。
38.4、制备培养基质
39.称取225公斤玉米胚芽粕、135公斤豆粕、90公斤玉米芯粉，分别粉碎后过2mm标准筛后混合均匀，配制成培养基质。
40.5、混合发酵
41.将制备好的菌酶混合液与培养基质混合均匀，堆积成高度为10 cm的固体发酵层，上覆塑料布，在温度为25℃的发酵房进行厌氧发酵，发酵时间为72h。
42.发酵结束后使用低温干燥机将发酵产物低温干燥，得到马克斯克鲁维酵母培养物。
43.经检测，本实施例提供的马克斯克鲁维酵母培养物中酵母达到 8.25
×
109cfu/g，粗蛋白含量为19.31％，酸溶蛋白占粗蛋白含量的 35％，甘露聚糖含量为0.88％，粗纤维含量为16％，粗灰分含量为10％。
44.实施例2：
45.本实施例提供了一种马克斯克鲁维酵母培养物，通过以下步骤制备：
46.1、制备马克斯克鲁维酵母菌粉
47.配制摇瓶培养基：在500ml三角瓶中加入20g麦芽汁、10g葡萄糖、200ml自来水，121℃灭菌20min。待培养基冷却至室温后接种马克斯克鲁维酵母，以180rpm转速在25℃培养24h，得到摇瓶发酵液。
48.配制一级扩培培养基：在500l发酵罐中加入340l自来水、300g 麦芽汁、150g葡萄糖、20g碳酸钙，121℃灭菌20min。冷却至室温后，将摇瓶发酵液接入到一级扩培培养基中，通气量为200l/min，转速为200rpm，25℃培养48h，得到一级扩培液。
49.配制二级扩培培养基：在5000l发酵罐中加入3500l自来水、 300kg麦芽汁、150kg葡萄糖、2kg碳酸钙，121℃灭菌20min。冷却后将200l一级扩培液接入到二级扩培培养基，通气量为2m3/min，转速为300rpm，25℃培养48h，得到二级扩培液。
50.将二级扩培液经高速离心机6000rpm/min离心20min，收集菌体，冷冻干燥制得马克斯克鲁维酵母菌粉。
51.2、制备乳酸杆菌菌粉
52.配制乳酸菌发酵培养基：2％的蔗糖、2％的蛋白胨、0.01％的磷酸二氢钾、0.1％的磷酸二氢钾、0.5％的硫酸镁、0.001％的硫酸锰，余量为水。
53.将配制好的发酵培养基灭菌冷却，接种乳酸菌种子液，37℃培养 36h，通气量为180l/min，转速为180rpm，得到乳酸菌发酵液。
54.发酵液经过高速离心机6000rpm/min离心20min，收集菌体，喷雾干燥制得乳酸杆菌菌粉。
55.3、制备菌酶混合液
56.称取1.5公斤马克斯克鲁维酵母菌粉、0.5公斤乳酸杆菌菌粉、1 公斤复合酶、15公斤糖蜜、400公斤35℃自来水，将所有物料充分混合，配制成菌酶混合液。
57.复合酶包括质量比为3：3：1：2的木聚糖酶、甘露聚糖酶、葡聚糖酶、纤维素酶，木聚糖酶的酶活为150000u/g、甘露聚糖酶的酶活为8000u/g、葡聚糖酶的酶活为3000u/g、纤维素酶的酶活为 8000u/g。
58.4、制备培养基质
59.称取300公斤玉米胚芽粕、180公斤豆粕、120公斤玉米芯粉，分别粉碎后过2mm标准筛后混合均匀，配制成培养基质。
60.5、混合发酵
61.将制备好的菌酶混合液与培养基质混合均匀，堆积成高度为 20cm的固体发酵层，上覆塑料布，在温度为35℃的发酵房进行厌氧发酵，发酵时间为100h。
62.发酵结束后使用低温干燥机将发酵产物低温干燥，得到马克斯克鲁维酵母培养物。
63.经检测，本实施例提供的马克斯克鲁维酵母培养物中酵母达到 9.85
×
10
10
cfu/g，粗蛋白含量为19.84％，酸溶蛋白占粗蛋白含量的 38.51％，甘露聚糖含量为1.5％，粗纤维含量为16％，粗灰分含量为 10％。
64.比较例1：
65.本比较例采用与实施例1相同的方法制备马克斯克鲁维酵母培养物，区别在于第3步具体为：称取1.7公斤马克斯克鲁维酵母菌粉、 0.2公斤乳酸杆菌菌粉、15公斤糖蜜、300公斤30℃自来水，将所有物料充分混合。
66.比较例2：
67.本比较例采用与实施例1相同的方法制备马克斯克鲁维酵母培养物，区别在于第3步具体为：称取1.4公斤马克斯克鲁维酵母菌粉、 0.5公斤复合酶、15公斤糖蜜、300公斤30
℃自来水，将所有物料充分混合，配制成菌酶混合液。
68.复合酶包括质量比为3：3：1：2的木聚糖酶、甘露聚糖酶、葡聚糖酶、纤维素酶，木聚糖酶的酶活为150000u/g、甘露聚糖酶的酶活为8000u/g、葡聚糖酶的酶活为3000u/g、纤维素酶的酶活为8000 u/g。
69.实施例3：
70.选用产蛋率、体重相近的健康23周龄蛋鸡，随机分成4组，每组3个重复，每个重复200只鸡。采用笼养，室内保持通风良好，室温维持在22-25℃，自由采食饮水，免疫程序和驱虫程序按照鸡场常规同步进行，保持固定的饲喂时间，每天3次，保证水源充足、干净，预饲期7天，试验期28天，其中：
71.对照组1：饲喂玉米-豆粕性基础日粮；
72.对照组2：饲喂添加了0.3％市售酿酒酵母培养物的玉米-豆粕性基础日粮；
73.对照组3：饲喂添加了0.3％比较例1制备的马克斯克鲁维酵母培养物的玉米-豆粕性基础日粮；
74.对照组4：饲喂添加了0.3％比较例2制备的马克斯克鲁维酵母培养物的玉米-豆粕性基础日粮；
75.试验组1：饲喂添加了0.3％实施例1制备的马克斯克鲁维酵母培养物的玉米-豆粕性基础日粮；
76.试验组2：饲喂添加了0.3％实施例2制备的马克斯克鲁维酵母培养物的玉米-豆粕性基础日粮。
77.观察、记载饲喂过程中各组蛋鸡生长性能和产蛋品质，结果如表 1所示。
78.表1不同饲料添加剂对蛋鸡生产性能和蛋品质的影响
79.[0080][0081]
由表1结果可知，在相同饲喂条件下，与对照组1相比，添加了本发明提供的马克斯克鲁维酵母培养物的试验组1-2均能提高产蛋鸡的生产性能，产蛋率显著提高，蛋重有所提高，蛋壳厚度增加，破蛋比降低，均能改善鸡蛋品质，蛋清的哈夫单位和蛋黄指数显著提高，说明蛋清和蛋黄粘稠度提高，蛋的货架期可以延长，蛋黄颜色提高了 3-5各色度，蛋黄颜色改善效果明显。添加有市售酵母提取物的对照组2以及添加仅用菌发酵的酵母培养物的对照组3和添加仅用马克斯克鲁维酵母与酶混合发酵的对照组4虽然产蛋性能和鸡蛋品质也有所提高，但效果不如添加了本发明提供的马克斯克鲁维酵母培养物的试验组1-2。
[0082]
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。