枯草芽孢杆菌发酵鱼粉生产活性肽的研究
枯草芽孢杆菌发酵鱼粉生产活性肽的研究[20200408175247]
摘 要
利用枯草芽孢杆菌发酵鱼粉，以蛋白质水解度和菌落总数为指标，采用单因素实验研究枯草芽孢杆菌发酵鱼粉生产活性肽的最佳发酵条件。研究结果表明，最佳的优化条件是固态基质的初始水分含量为65%，接种量为4%，发酵温度为37℃，发酵时间为72h。在这种情况下，水解度达到22.29%。本实验为提高鱼粉的生物利用度，开发一种新型生物饲料打下基础。
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关键字:固态发酵蛋白质水解度肽菌落总数
目 录
1.前 言 1
1.1 概述 1
1.2 枯草芽孢杆菌的生物学功能 1
1.3 枯草芽孢杆菌发酵鱼粉的功效 2
1.3.1提高畜禽生产性能 2
1.3.2防治畜禽疾病 2
1.3.3净化养殖环境 2
1.4本研究的目的与意义 3
2. 材料与方法 3
2.1 材料 3
2.1.1 菌种 3
2.1.2 培养基 3
2.1.3 主要试剂 4
2.1.4 主要仪器 4
2.2 方法 4
2.2.1 菌株活化 4
2.2.2 枯草芽孢杆菌生长曲线测定 4
2.2.3 种子培养液的制备 4
2.2.4 固态发酵 5
2.2.5 分析方法 5
3. 结果与讨论 5
3.1 枯草芽孢杆菌生长曲线的测定 6
3.2 不同发酵条件对发酵的影响结果 6
3.2.1 最佳初始水分含量的确定 6
3.2.2 最佳接种量的确定 7
3.2.3 最佳发酵温度的确定 8
3.2.4最佳发酵时间的确定 9
4 结论 10
5 展望 11
参考文献 12
致谢 13
1.前言
1.1 概述
鱼粉是由一种或多种鱼类为原料，通过去油、脱水、粉碎加工后的高蛋白质饲料。除了氮源，其他组份(如碳源、添加剂等)对枯草芽孢杆菌的产酶能力有重要影响。随着养殖业的不断发展，尤其是像我国这样人口众多，养殖业规模巨大的发展中国家，鱼粉作为平衡蛋白质、氨基酸及矿物质特别是微量元素的优质动物蛋白饲料，其需求量越来越大。与其他蛋白质饲料相比，营养齐全，含量平衡，因此鱼粉到目前为止仍然是重要的动物蛋白饲料，还不能被其他饲料代替。研究表明，鱼粉包含了一些因素，可以促进动物的生长，可以提高动物生产，有利于其抵抗疾病。虽然组份尚未得到准确的提取，但其影响并促进增长是公认的。鱼粉由于没有足够的保护，渔业资源逐年下滑，生产成本和捕捞成本上涨，鱼粉制造商利润下降，国内生产鱼粉的工厂减少。而且鱼粉行业在中国兴起比较迟，工厂的规模不是特别大，发展速度相对地迟缓，一直求过于供。中国大部分鱼粉依靠进口， 中国作为最大的鱼粉需求市场，研究鱼粉相关的课题具有积极意义。尽管关于鱼粉的研究很多，但研究贝类、虾、蟹都却是罕见。在渔业资源缺乏，有限的条件下生产鱼粉，以提高鱼粉的利用率，提高鱼粉的生产效率，满足人类的需要为目的，未来将会有更多关于鱼粉的研究。
微生物固态发酵是基于发酵过程中发酵基质含水量较少的情况。具备不需要高的控制设备，没有废水排除、产品能够直接饲喂等特点。微生物固态发酵的底物营养丰富，含有微生物生长所需的各种营养成分。目前渔业资源紧缺，鱼粉加工工艺不完善，这不仅在经济上是很大的损失，而且极大地浪费了宝贵的资源，如何充分利用鱼粉成为各国科研工作者关注的问题之一。微生物饲料是根据微生态理论的原理，将有益微生物与饲料基质进行混合，再经发酵过程后获得的含有大量活菌的蛋白饲料。其具有安全、无毒等优点，并且与原始基质相比，饲料的消化率和适口性都有所提高，更加有利于动物生长繁殖，能够促进动物生长，可用于猪，鱼等等。
1.2枯草芽孢杆菌的生物学功能
枯草芽孢杆菌是芽孢杆菌属 中的一种。其周生鞭毛 ，无荚膜 ，能运动，能产生芽孢。革兰氏染色呈阳性 ，为好氧菌。其能分解色氨酸 产生吲哚 ，利用蛋白质和糖类为营养要素。枯草芽孢杆菌是一株重要的益生菌，具有良好的发酵功能，枯草芽孢杆菌具有很高的分泌淀粉酶、蛋白酶的活性，能明显提高饲料的利用率，有效促进动物的生长繁殖，是微生物饲料添加剂常用的发酵菌种。
用微生物发酵蛋白饲料是当前饲料研究的一个热点问题。枯草芽孢杆菌很容易分离和纯化培养，并且对动物的生长没有毒害作用，可以产生α － 淀粉酶、β－ 葡聚糖酶等十几种酶 ，具有产生多种酶的潜力。其在生长繁殖过程中能分泌多种抑菌肽和蛋白酶类等物质，前者能提高菌株的抗逆能力，后者可以用于水解蛋白质产生氨基酸和小分子多肽，具有良好的发酵效用。在生长过程中，其能产生枯草菌素等多种活性物质，可以抑制腐败菌和致病菌的生长。此外还有提高适口性、增加有效成分等各项指标的作用。枯草芽孢杆菌作为一种好氧菌，能够将环境中的氧气快速消耗掉，从而促进那些厌氧性的益生菌生长繁殖。为了提高产品中活性小肽的含量，对于鱼粉的发酵可以利用枯草芽孢杆菌。利用筛选出的优质枯草芽孢杆菌进行生物发酵还可以制备新型绿色蛋白肽饲料产品，生产的成本较低，同时降解能力强。由于枯草芽孢杆菌的生长快速，营养需要简单，易成活，易定居、易繁殖，无致病性，并能产生多种酶和抗生素，具有发酵良好的基础，所以使用非常广泛，
1.3枯草芽孢杆菌发酵鱼粉的功效
枯草芽孢杆菌发酵鱼粉的功效主要有：提高畜禽生产性能；畜禽疫病的防治；水产养殖环境的净化等。
1.3.1提高畜禽生产性能
粘附在饲料上的枯草芽孢杆菌随发酵饲料颗粒进入动物体内，能够明显提高断奶仔猪的生长性能，增重也明显提高，腹泻发病率也得到降低，产生免疫应答时间缩短，抗体水平也得到了增加。
1.3.2防治畜禽疾病
枯草芽孢杆菌能有效预防和治疗胃肠道疾病，可以代替抗生素预防疾病小猪泻肚。研究发现，发酵饲料能促进鸡胸腺、脾脏和法氏囊开发功能，可以显著提高血清免疫球蛋白的含量，改善动物的压力。此外，枯草芽孢杆菌还具有预防和治疗骨质疏松症的功能，并且可以促进凝血、预防皮肤感染等。
1.3.3净化养殖环境
枯草芽孢杆菌具有很强的生物同化作用，畜禽养殖场的粪便恶臭能够用其清除，它的代谢物可以抑制蚊蝇的滋生和繁衍，从而能够有效地改善饲养环境。枯草芽孢杆菌发酵鱼粉饲料能显著降低池水的亚硝酸盐和硫化氢浓度，池水总碱度将明显上升，在一定程度上，提高水产养殖水的水质状况。其他研究也得出相似的结论，枯草芽孢杆菌的适当浓度可以有效地使鱼类繁殖水的水质改善，提高鱼类的免疫力和存活率，畜禽养殖过程中排放的废水、废渣、粪便等污染物也能够得到处理，从而达到无害化效果，并且可以获得肥料资源。
1.4 本研究的目的和意义
由于蛋白质缺乏仍然很常见， 世界各地人类正面临着一个严重的问题，因为鱼的数量多，质量好，所以鱼粉是克服这个困难的强大的武器。自1946年以来，联合国粮农组织提倡开发尚未使用或利用渔业资源，世界已经进行了许多研究处理。尤其是高质量的鱼蛋白质，其氨基酸比例和肌肉成分与人体非常接近，吸收的效率也非常高，所以鱼蛋白水解物和分离材料的发展吸引人们非常高的兴趣。从海洋中提取食品、功能蛋白质和特殊活性物质，已经成为世界沿海国家海洋发展的一个重要任务。例如低价值的鱼和水产品加工下脚料水解、提取等一系列深加工，制成的鱼蛋白水解物，食品添加剂，蛋白质强化剂，或作为功能性食品和医药原料，已经在世界各个国家开展。鱼粉是一种重要的营养丰富的动物性蛋白质添加饲料，还没有其他饲料可以代替。长期以来，这些低值鱼的营养价值和应用前景并未得到充分认识，造成大量蛋白资源流失，并引起环境污染等问题。本研究拟以低值鱼粉为原料，利用一株产蛋白酶的枯草芽孢杆菌发酵生产富含肽的蛋白饲料，确定发酵工艺及参数，为提高鱼粉的生物利用度提供合理的参数。
摘 要
利用枯草芽孢杆菌发酵鱼粉，以蛋白质水解度和菌落总数为指标，采用单因素实验研究枯草芽孢杆菌发酵鱼粉生产活性肽的最佳发酵条件。研究结果表明，最佳的优化条件是固态基质的初始水分含量为65%，接种量为4%，发酵温度为37℃，发酵时间为72h。在这种情况下，水解度达到22.29%。本实验为提高鱼粉的生物利用度，开发一种新型生物饲料打下基础。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:固态发酵蛋白质水解度肽菌落总数
目 录
1.前 言 1
1.1 概述 1
1.2 枯草芽孢杆菌的生物学功能 1
1.3 枯草芽孢杆菌发酵鱼粉的功效 2
1.3.1提高畜禽生产性能 2
1.3.2防治畜禽疾病 2
1.3.3净化养殖环境 2
1.4本研究的目的与意义 3
2. 材料与方法 3
2.1 材料 3
2.1.1 菌种 3
2.1.2 培养基 3
2.1.3 主要试剂 4
2.1.4 主要仪器 4
2.2 方法 4
2.2.1 菌株活化 4
2.2.2 枯草芽孢杆菌生长曲线测定 4
2.2.3 种子培养液的制备 4
2.2.4 固态发酵 5
2.2.5 分析方法 5
3. 结果与讨论 5
3.1 枯草芽孢杆菌生长曲线的测定 6
3.2 不同发酵条件对发酵的影响结果 6
3.2.1 最佳初始水分含量的确定 6
3.2.2 最佳接种量的确定 7
3.2.3 最佳发酵温度的确定 8
3.2.4最佳发酵时间的确定 9
4 结论 10
5 展望 11
参考文献 12
致谢 13
1.前言
1.1 概述
鱼粉是由一种或多种鱼类为原料，通过去油、脱水、粉碎加工后的高蛋白质饲料。除了氮源，其他组份(如碳源、添加剂等)对枯草芽孢杆菌的产酶能力有重要影响。随着养殖业的不断发展，尤其是像我国这样人口众多，养殖业规模巨大的发展中国家，鱼粉作为平衡蛋白质、氨基酸及矿物质特别是微量元素的优质动物蛋白饲料，其需求量越来越大。与其他蛋白质饲料相比，营养齐全，含量平衡，因此鱼粉到目前为止仍然是重要的动物蛋白饲料，还不能被其他饲料代替。研究表明，鱼粉包含了一些因素，可以促进动物的生长，可以提高动物生产，有利于其抵抗疾病。虽然组份尚未得到准确的提取，但其影响并促进增长是公认的。鱼粉由于没有足够的保护，渔业资源逐年下滑，生产成本和捕捞成本上涨，鱼粉制造商利润下降，国内生产鱼粉的工厂减少。而且鱼粉行业在中国兴起比较迟，工厂的规模不是特别大，发展速度相对地迟缓，一直求过于供。中国大部分鱼粉依靠进口， 中国作为最大的鱼粉需求市场，研究鱼粉相关的课题具有积极意义。尽管关于鱼粉的研究很多，但研究贝类、虾、蟹都却是罕见。在渔业资源缺乏，有限的条件下生产鱼粉，以提高鱼粉的利用率，提高鱼粉的生产效率，满足人类的需要为目的，未来将会有更多关于鱼粉的研究。
微生物固态发酵是基于发酵过程中发酵基质含水量较少的情况。具备不需要高的控制设备，没有废水排除、产品能够直接饲喂等特点。微生物固态发酵的底物营养丰富，含有微生物生长所需的各种营养成分。目前渔业资源紧缺，鱼粉加工工艺不完善，这不仅在经济上是很大的损失，而且极大地浪费了宝贵的资源，如何充分利用鱼粉成为各国科研工作者关注的问题之一。微生物饲料是根据微生态理论的原理，将有益微生物与饲料基质进行混合，再经发酵过程后获得的含有大量活菌的蛋白饲料。其具有安全、无毒等优点，并且与原始基质相比，饲料的消化率和适口性都有所提高，更加有利于动物生长繁殖，能够促进动物生长，可用于猪，鱼等等。
1.2枯草芽孢杆菌的生物学功能
枯草芽孢
用微生物发酵蛋白饲料是当前饲料研究的一个热点问题。枯草芽孢杆菌很容易分离和纯化培养，并且对动物的生长没有毒害作用，可以产生α － 淀粉酶、β－ 葡聚糖酶等十几种酶 ，具有产生多种酶的潜力。其在生长繁殖过程中能分泌多种抑菌肽和蛋白酶类等物质，前者能提高菌株的抗逆能力，后者可以用于水解蛋白质产生氨基酸和小分子多肽，具有良好的发酵效用。在生长过程中，其能产生枯草菌素等多种活性物质，可以抑制腐败菌和致病菌的生长。此外还有提高适口性、增加有效成分等各项指标的作用。枯草芽孢杆菌作为一种好氧菌，能够将环境中的氧气快速消耗掉，从而促进那些厌氧性的益生菌生长繁殖。为了提高产品中活性小肽的含量，对于鱼粉的发酵可以利用枯草芽孢杆菌。利用筛选出的优质枯草芽孢杆菌进行生物发酵还可以制备新型绿色蛋白肽饲料产品，生产的成本较低，同时降解能力强。由于枯草芽孢杆菌的生长快速，营养需要简单，易成活，易定居、易繁殖，无致病性，并能产生多种酶和抗生素，具有发酵良好的基础，所以使用非常广泛，
1.3枯草芽孢杆菌发酵鱼粉的功效
枯草芽孢杆菌发酵鱼粉的功效主要有：提高畜禽生产性能；畜禽疫病的防治；水产养殖环境的净化等。
1.3.1提高畜禽生产性能
粘附在饲料上的枯草芽孢杆菌随发酵饲料颗粒进入动物体内，能够明显提高断奶仔猪的生长性能，增重也明显提高，腹泻发病率也得到降低，产生免疫应答时间缩短，抗体水平也得到了增加。
1.3.2防治畜禽疾病
枯草芽孢杆菌能有效预防和治疗胃肠道疾病，可以代替抗生素预防疾病小猪泻肚。研究发现，发酵饲料能促进鸡胸腺、脾脏和法氏囊开发功能，可以显著提高血清免疫球蛋白的含量，改善动物的压力。此外，枯草芽孢杆菌还具有预防和治疗骨质疏松症的功能，并且可以促进凝血、预防皮肤感染等。
1.3.3净化养殖环境
枯草芽孢杆菌具有很强的生物同化作用，畜禽养殖场的粪便恶臭能够用其清除，它的代谢物可以抑制蚊蝇的滋生和繁衍，从而能够有效地改善饲养环境。枯草芽孢杆菌发酵鱼粉饲料能显著降低池水的亚硝酸盐和硫化氢浓度，池水总碱度将明显上升，在一定程度上，提高水产养殖水的水质状况。其他研究也得出相似的结论，枯草芽孢杆菌的适当浓度可以有效地使鱼类繁殖水的水质改善，提高鱼类的免疫力和存活率，畜禽养殖过程中排放的废水、废渣、粪便等污染物也能够得到处理，从而达到无害化效果，并且可以获得肥料资源。
1.4 本研究的目的和意义
由于蛋白质缺乏仍然很常见， 世界各地人类正面临着一个严重的问题，因为鱼的数量多，质量好，所以鱼粉是克服这个困难的强大的武器。自1946年以来，联合国粮农组织提倡开发尚未使用或利用渔业资源，世界已经进行了许多研究处理。尤其是高质量的鱼蛋白质，其氨基酸比例和肌肉成分与人体非常接近，吸收的效率也非常高，所以鱼蛋白水解物和分离材料的发展吸引人们非常高的兴趣。从海洋中提取食品、功能蛋白质和特殊活性物质，已经成为世界沿海国家海洋发展的一个重要任务。例如低价值的鱼和水产品加工下脚料水解、提取等一系列深加工，制成的鱼蛋白水解物，食品添加剂，蛋白质强化剂，或作为功能性食品和医药原料，已经在世界各个国家开展。鱼粉是一种重要的营养丰富的动物性蛋白质添加饲料，还没有其他饲料可以代替。长期以来，这些低值鱼的营养价值和应用前景并未得到充分认识，造成大量蛋白资源流失，并引起环境污染等问题。本研究拟以低值鱼粉为原料，利用一株产蛋白酶的枯草芽孢杆菌发酵生产富含肽的蛋白饲料，确定发酵工艺及参数，为提高鱼粉的生物利用度提供合理的参数。
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