一株产蛋白酶的粪肠球菌及应用该粪肠球菌的饲料发酵方法与流程

本发明涉及微生物及发酵工程领域，具体涉及一株产蛋白酶的粪肠球菌及其应用。

背景技术：

1、玉米、豆粕等粮食是我国主要的动物蛋白质饲料之一，特别是豆粕，其具有蛋白质含量高(43％-48％)，氨基酸含量更为均衡(2.5％-2.8％)以及赖氨酸含量特别丰富等优点，可以均衡家禽和猪的营养。豆粕中抗营养因子主要包括胰蛋白酶抑制因子、大豆抗原蛋白、寡糖、植酸、凝集素等，抗营养因子可降低机体对氮的利用率，降低维生素的效价，造成肠道菌群失调，影响机体正常代谢，从而降低豆粕的饲用价值。目前，利用微生物发酵能充分发挥豆粕的营养价值，微生物发酵豆粕可使抗原蛋白大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白含量降低67％、62％，基本消除了豆粕中的胰蛋白酶抑制因子、植酸、凝集素。微生物发酵过程中产生大量益生菌、寡肽、乳酸、维生素、矿物质元素等物质，抑制肠道有害菌繁殖，降低中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量，促进动物对营养物质的吸收，提高饲料利用率。同时微生物发酵豆粕显著提高大豆异黄酮含量，增强抗氧化活性，提高动物抗氧化能力，增强机体免疫。feng等[1]用24.5％的发酵豆粕饲喂仔猪发现，发酵豆粕组可显著升高小肠各肠段的绒毛高度，增加十二指肠隐窝深度，增加仔猪空肠和回肠中黏蛋白和紧密连接蛋白基因的表达，说明发酵豆粕可以调节肠道相关基因的表达来增加肠道的免疫功能，减少断奶应激，提高经济价值。

2、乳酸菌是人和动物消化道内栖居的重要菌群，在维持肠道菌群平衡中起重要作用。用乳酸菌发酵豆粕会使豆粕中的蛋白质水解，增加游离氨基酸的释放，由此产生的发酵豆粕中总的游离氨基酸含量显著高于豆粕。同时采用乳酸菌发酵后的豆粕能改善饲料风味，提高发酵饲料适口性，从而有助于提高采食量。同时，乳酸菌发酵的豆粕中有着大量乳酸菌及其代谢产物，能够提高机体特异性免疫水平，有抗炎作用。本发明获得的粪肠球菌cgmcc no.25007是经过梯度选育后的高产蛋白酶的乳酸菌，除具有上述乳酸菌发酵豆粕的优势以外，还可产生大量高活性的蛋白酶，对豆粕中大分子的抗营养因子的降解起到重要作用。本发明通过粪肠球菌所得的发酵豆粕对仔猪断奶应激具有明显的缓解作用，提高仔猪采食量和日增重。

3、目前发酵豆粕广泛用于无抗饲料的生产中，其主要生产工艺为菌酶协同发酵、芽孢杆菌好氧发酵以及芽孢杆菌好氧发酵与乳酸菌、酵母菌厌氧发酵相结合发酵工艺，工艺能耗高，好氧发酵对豆粕中的能量物质消耗大，生产损耗高。本发明通过选育得到一株高产蛋白酶乳酸菌，对豆粕中大分子蛋白降解效率高，本发明的菌株可以和酿酒酵母协同，在微氧环境下对豆粕进行有效发酵，通过简单混合，装袋密封，静态发酵3-7d，发酵产物含有丰富的有机酸、小肽。豆粕中的抗营养因子也能得到有效的降解，从而提高豆粕的营养价值。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明要解决的技术问题是采用菌种驯化法选育高产蛋白酶活性的粪肠球菌，并用于豆粕发酵及豆粕资源的高值化利用。

2、为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

3、一方面，本发明提供一株产蛋白酶的粪肠球菌(enterococcus faecalisstrain)，于2022年6月6日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(cgmcc)，保藏单位地址为北京市朝阳路1号院3号，保藏编号为cgmcc no.25007，分类命名为：粪肠球菌enterococcus faecalis。

4、另一方面，本发明提供了上述粪肠球菌在豆粕及含豆粕饲料发酵中的应用。

5、所述饲料发酵方法为：

6、s101.将粪肠球菌按2-5％的比例接种于发酵培养基，并培养获得发酵菌液；

7、s102.将发酵菌液与发酵基质按重量比(1.5-2)：(4.5-5)混匀，得到混合发酵基质；

8、s103.向混合发酵基质中添加酿酒酵母菌，调整混合发酵基质的含水量为35％-45％，并发酵，获得目标发酵饲料。

9、进一步地，所述s101中，发酵菌液基于厌氧条件下培养。

10、进一步地，所述发酵菌液中活菌数为2.0*108-1.0*1010cfu/g。

11、进一步地，所述混合发酵基质中菌落总数为5.0*106-1.0*108cfu/g。

12、进一步地，所述发酵菌液与发酵基质重量比为1.6：4.5。

13、进一步地，所述发酵培养基为mrs肉汤培养基；所述发酵基质包括70-90重量份的豆粕、2-5重量份的糖和10-30重量份的麦麸，所述糖具体为含糖物质，可选为红糖、白糖、黑糖、黄糖。

14、进一步地，所述酿酒酵母添加终浓度为5*106-1.0*107cfu/g发酵基质。

15、进一步地，所述s103中，混合发酵基质的初始含水量为35％-40％，发酵方式为厌氧固态发酵。

16、本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

17、1、本发明实施例采用菌种驯化筛选的方法，获得一株产蛋白酶并且生物量好、代谢产物活性好的粪肠球菌(enterococcus faecalis strain)ef-jf-10，可提高饲料中的生物量；

18、2、利用该菌株的产酶特性能够用于豆粕及含豆粕饲料中发酵，能有效降解大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白，提高豆粕的利用率，改善了豆粕的营养成分；

19、3、经实验证明，应用粪肠球菌的饲料可有效缓解仔猪的断奶应激，提高断奶仔猪采食量和日增重，对豆粕的高值化利用具有重要意义。

技术特征：

1.一株产蛋白酶的粪肠球菌，其特征在于，所述粪肠球菌的保藏编号为cgmccno.25007。

2.一种饲料发酵方法，所述饲料发酵方法中添加权利要求1所述的粪肠球菌。

3.根据权利要求2所述饲料发酵方法，其特征在于，所述饲料发酵方法为：

4.根据权利要求3所述饲料发酵方法，其特征在于，所述s101中，发酵菌液基于厌氧条件下培养。

5.根据权利要求4所述饲料发酵方法，其特征在于，所述发酵菌液中活菌数为2.0*108-1.0*1010cfu/g。

6.根据权利要求3所述饲料发酵方法，其特征在于，所述混合发酵基质中菌落总数为5.0*106-1.0*108cfu/g。

7.根据权利要求3所述饲料发酵方法，其特征在于，所述发酵菌液与发酵基质重量比为1.6：4.5。

8.根据权利要求3所述饲料发酵方法，其特征在于，所述发酵培养基为mrs肉汤培养基；所述发酵基质包括70-90重量份的豆粕、2-5重量份的糖和10-30重量份的麦麸，所述糖具体为含糖物质，可选为红糖、白糖、黑糖、黄糖。

9.根据权利要求3所述饲料发酵方法，其特征在于，所述酿酒酵母添加终浓度为5*106-1.0*107cfu/g发酵基质。

10.根据权利要求3所述饲料发酵方法，其特征在于，所述s103中，混合发酵基质的初始含水量为35％-40％，发酵方式为厌氧固态发酵。

技术总结
本发明公开一株产蛋白酶的粪肠球菌及应用该粪肠球菌的生物发酵饲料的制作方法，涉及功能性微生物筛选及发酵酶解豆粕技术领域。所述的粪肠球菌于2022年6月6日保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心(China General Microbiological Culture Collection Center,CGMCC)，保藏编号为CGMCC NO.25007。本发明采用驯化筛选的方法进行功能性微生物的选育，得到了一株产蛋白酶能力强并且生物量好、代谢产物活性好的粪肠球菌。该菌株能用于豆粕发酵，能极大程度地降解大分子抗原蛋白，改善豆粕的抗营养特性，产生丰富的功能小肽，提高豆粕的蛋白质消化利用率，提高饲料的转化率，从而在无抗时代下发挥降本增效的价值。

技术研发人员：吕江漫,谢建华,罗志威,朱帅,龙敏,邹高溪,蒋再慧,邹梓芳
受保护的技术使用者：唐人神集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14