禽源贝莱斯芽孢杆菌CL-4在发酵玉米DDGS降解半纤维素和生产半纤维素酶中的应用

本发明属于农业畜牧应用，具体涉及一株禽源贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)cl-4在发酵玉米ddgs降解半纤维素和生产半纤维素酶中的应用。

背景技术：

1、随着我国畜牧业的快速发展，蛋白饲料资源严重匮乏的问题进一步凸显，而大豆等蛋白饲料进口供应链存在断裂风险。结合我国国情，大力研发和应用非常规蛋白质饲料资源可有效缓解我国饲料蛋白资源严重匮乏的现状。

2、玉米ddgs是distillers dried grains with solubles的简写，汉译为干酒糟及其可溶物，是生产酒精剩下的滤渣滤液烘干得到的产物，在以玉米为原料发酵制取乙醇的过程中，淀粉被转化成乙醇和二氧化碳，而其他营养成分(如蛋白质、脂肪和纤维等)均留在酒糟中。玉米ddgs具有中等能量和蛋白质的营养特性，粗蛋白约为28.3％。研究发现，阿拉伯木聚糖、纤维素以及β-葡聚糖是玉米ddgs的主要纤维成分。玉米ddgs在吉林省具有产量高、来源广泛且价格低廉的特点，是一种极具开发潜力的非常规蛋白饲料资源。然而，玉米ddgs高纤维含量、粗蛋白利用率低以及氨基酸不平衡等营养缺陷严重限制了其在猪、家禽、反刍动物和鱼饲粮中广泛应用。研究表明，在饲粮中添加20％-30％的玉米ddgs对生长育肥猪的背膘厚、腹脂硬度有一定的负面影响。玉米ddgs中粗纤维含量是玉米中粗纤维含量的近2.5倍，大大降低了畜禽对养分的消化利用率。此外，由于湿磨法制作玉米ddgs的加工工艺原因，玉米ddgs未经过脱溶脱臭处理，就会产生一种特别的异味，影响其适口性。由于玉米ddgs的生产过程中要经过泡酸这一道工艺，所以其成品的酸度值较低，其初始ph值约为4.0左右。如不经过调节ph处理，发酵菌株难以生长，进而导致发酵失败。目前，动物营养学者们对玉米ddgs的相关科学研究，主要通过优化玉米ddgs在饲粮中的添加比例，代替饲粮中的部分玉米和豆粕组分，缓解蛋白质原料短缺的问题，并未从根本上解决玉米ddgs中纤维含量高的难题。采用微生物发酵杂粕类饲料已成为近年来提高植物性蛋白质饲料利用率与饲喂效果的有效途径，但关于玉米ddgs通过微生物发酵调控营养价值的研究还鲜有报道。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一株禽源贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)cl-4在发酵玉米ddgs降解半纤维素和生产半纤维素酶中的应用。

2、本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

3、本发明的禽源贝莱斯芽孢杆菌cl-4(bacillus velezensis)cl-4在发酵玉米ddgs降解半纤维素中的应用。

4、作为优选的实施方式，所述禽源贝莱斯芽孢杆菌cl-4(bacillus velezensis)cl-4于2020年11月30日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为：cctcc no:m2020811。

5、作为优选的实施方式，包括以下步骤：

6、(1)cl-4种子液制备；

7、将禽源贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)cl-4接种于lb固体培养基上，37℃条件下培养24h；从cl-4斜面上挑取一环接种至装有100ml lb液体培养基的250ml三角瓶中，于37℃、180r/min摇床培养24h，取样镜检，待芽孢率≥95％时备用，获取cl-4种子液；

8、(2)碳酸氢钠预处理玉米ddgs；

9、将玉米ddgs于121℃高压灭菌20min，称取灭菌后的玉米ddgs于1000ml三角瓶中，含水量为50％，装量50g/瓶，加入碳酸氢钠搅拌均匀，使碳酸氢钠浓度为0.06g/ml；

10、(3)发酵；

11、按接菌量1×107cfu/g向碳酸氢钠预处理后的玉米ddgs中接入培养好的cl-4种子液，于37℃培养箱中需氧固体发酵48h，测定发酵玉米ddgs中半纤维素降解率为45.32％。

12、本发明提供的禽源贝莱斯芽孢杆菌cl-4(bacillus velezensis)cl-4在发酵玉米ddgs生产半纤维素酶中的应用。

13、作为优选的实施方式，所述禽源贝莱斯芽孢杆菌cl-4(bacillus velezensis)cl-4于2020年11月30日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为：cctcc no:m2020811。

14、作为优选的实施方式，包括以下步骤：

15、(1)cl-4种子液制备；

16、将禽源贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)cl-4接种于lb固体培养基上，37℃条件下培养24h；从cl-4斜面上挑取一环接种至装有100ml lb液体培养基的250ml三角瓶中，于37℃、180r/min摇床培养24h，取样镜检，待芽孢率≥95％时备用，获取cl-4种子液；

17、(2)碳酸氢钠预处理玉米ddgs；

18、将玉米ddgs于121℃高压灭菌20min，称取灭菌后的玉米ddgs于1000ml三角瓶中，含水量为50％，装量50g/瓶，加入碳酸氢钠搅拌均匀，使碳酸氢钠浓度为0.06g/ml；

19、(3)发酵；

20、按接菌量1×107cfu/g向碳酸氢钠预处理后的玉米ddgs中接入培养好的cl-4种子液，于37℃培养箱中需氧固体发酵72h，测定发酵玉米ddgs中半纤维素酶活性为84.03u/g。

21、本发明的有益效果是：

22、本发明的一株禽源贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)cl-4，该菌株已于2020年11月30日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为：cctccno:m2020811。本发明的一株禽源贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)cl-4，通过发酵预处理后的玉米ddgs产生半纤维素酶，发酵48h后玉米ddgs中半纤维素降解率为45.32％，发酵72h后玉米ddgs中半纤维素酶活性为84.03u/g。禽源贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)cl-4发酵玉米ddgs能够在短时间内大大降低玉米ddgs中半纤维素的含量。本发明丰富了禽源贝莱斯芽孢杆菌(bacillus velezensis)cl-4的可利用底物，开发新型非常规生物蛋白原料，为豆粕减量替代提供原料预处理和菌剂支撑。

技术特征：

1.禽源贝莱斯芽孢杆菌cl-4(bacillus velezensis)cl-4在发酵玉米ddgs降解半纤维素中的应用。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述禽源贝莱斯芽孢杆菌cl-4(bacillusvelezensis)cl-4于2020年11月30日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为：cctccno:m2020811。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：

4.禽源贝莱斯芽孢杆菌cl-4(bacillus velezensis)cl-4在发酵玉米ddgs生产半纤维素酶中的应用。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述禽源贝莱斯芽孢杆菌cl-4(bacillusvelezensis)cl-4于2020年11月30日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为：cctccno:m2020811。

6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
禽源贝莱斯芽孢杆菌CL‑4在发酵玉米DDGS降解半纤维素和生产半纤维素酶中的应用，属于农业畜牧应用领域，禽源贝莱斯芽孢杆菌CL‑4于2020年11月30日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为：CCTCCNO:M2020811。通过发酵预处理后的玉米DDGS产生半纤维素酶，发酵后玉米DDGS中半纤维素降解率为45.32％，半纤维素酶活性为84.03U/g。本发明发现禽源贝莱斯芽孢杆菌CL‑4发酵玉米DDGS能够在短时间内大大降低玉米DDGS中半纤维素的含量。本发明丰富了禽源贝莱斯芽孢杆菌CL‑4的可利用底物，开发新型非常规生物蛋白原料，为豆粕减量替代提供原料预处理和菌剂支撑。

技术研发人员：陈龙,魏炳栋,赵子健,郑琳,丁媛,于维,祁宏伟
受保护的技术使用者：吉林省农业科学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13