一種畜禽飼料專用低溫淀粉酶的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于飼料添加劑領域，具體涉及一種畜禽飼料專用低溫淀粉酶的制備方 法。
【背景技術】
[0002] 畜禽對營養物質的消化、吸收和代謝都是在酶的作用下進行的。飼用酶制劑是 由微生物發酵產生的一種天然、綠色、安全、高效的新型飼料添加劑，對畜禽具有多種重要 的生物學功能，而其中最重要也是最直接的功能就是幫助畜禽提高對營養物質的消化和利 用。在飼料中添加外源性消化酶可以促進畜禽對飼料養分的消化、吸收和利用已經被大量 試驗所證實。淀粉酶是消化酶中的關鍵酶，畜禽對淀粉的消化利用主要依靠淀粉酶的水解 作用。通過在飼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動物體內消化 的一種延伸。
[0003]畜禽日糧中，作為能量飼料原料，玉米的使用非常普遍，一般占日糧總量的 50-70%。玉米中的淀粉是畜禽主要的能量來源，由淀粉酶水解淀粉產生的葡萄糖所提 供的能量約占動物總能量需求的60-80%。在常規情況下，任何飼料都不會被完全消化。 過去，許多人認為玉米中的淀粉消化性良好，消化率超過90%，而事實并非如此。Noy和 Sklan(1995)等研究發現，在理想狀態下，4-12日齡肉雞日糧中淀粉的回腸末端消化率很 少超過85%，肉仔雞（4-21日齡）小腸末端消化率仍然僅為82%。對回腸食糜進行顯微鏡 檢查發現，回腸內有大量未消化玉米胚乳成分，雞日齡增加時消化率也沒有提高的現象。大 量實驗也都證明了淀粉的低消化率。究其原因，一方面，畜禽處于幼齡階段，消化器官發育 不成熟，自身分泌的淀粉酶不足和酶活性較低在很大程度上限制了淀粉的消化吸收。另一 方面，現代畜禽養殖模式都是向集約化、規模化發展，生長速度快、生產周期短，飼養密度過 高，加之飼料配方趨于富營養化，這些特點很容易對動物造成不同程度地應激，應激會對動 物消化生理和消化酶的分泌造成一定的影響，降低飼料養分的消化利用。即使是在動物生 長的中后期，其對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。畜禽對 淀粉的消化不完全不僅使能量利用率降低，更造成了飼料資源的嚴重浪費。
[0004] 玉米中的淀粉含量高達60% -65%，即使是淀粉消化率的輕微改善也能對能量的 利用率產生顯著的影響。通過在畜禽飼料中添加外源性淀粉酶來提高飼料淀粉的消化，對 于提高動物生產性能、節約飼料資源具有非常重大的意義。
[0005]目前，飼料工業缺乏專門針對畜禽消化道生理特點而開發的淀粉酶，一般均采用 中溫淀粉酶。中溫淀粉酶主要通過液體發酵方式生產，它是一種應用于食品加工、化纖、印 染等行業的工業用酶。該酶作用溫度較高，最適作用溫度是70-80°C，而動物消化道環境溫 度一般為37-40°C，中溫淀粉酶在動物體溫的溫度條件下活性很低。同時，中溫淀粉酶耐胃 酸性能差，最適作用PH6. 0-6. 4,pH5. 0以下即嚴重失活，無法過胃進入腸道發揮有效作用。 在畜禽日糧中添加中溫淀粉酶起不到提高淀粉消化率的目的。因此，開發高效酶切、低成本 的飼料專用的低溫淀粉酶對提高飼料利用率、節約飼料資源、增進動物健康、降低污染物排 放具有十分重要的意義。
[0006] 從動物消化生理特點來看，飼料專用的淀粉酶應滿足以下條件才能真正發揮作 用：⑴在動物體溫（37-42Γ)的溫度條件下能發揮較高的活性；⑵最適作用pH值與消化道 內食糜的pH-致；(3)對淀粉有較高的酶解效率（內切酶）；⑷具有良好的穩定性，包括在飼 料高溫制粒過程中的溫度性，保存過程中的溫度性以及在動物消化道中對胃酸、胃蛋白酶、 胰蛋白酶、金屬離子等的耐受性。
【發明內容】
[0007] 本發明提供了一種畜禽飼料專用低溫淀粉酶的制備方法，該低溫淀粉酶解決了現 有技術中淀粉酶生效溫度高的問題，應用于豬、雞等畜禽等配合飼料，以提高畜禽對淀粉的 消化利用率，解決畜禽對淀粉的消化利用率低的問題，節約飼料資源。
[0008] -種畜禽飼料專用低溫淀粉酶，其產酶菌種在CA培養基上菌落直徑為6. 8mm~ 7. 0mm，菌落中央橄欖綠色，周邊黃綠色，菌叢厚度適中，絲絨狀，無滲出液，無色素，菌落反 面青灰色；孢梗莖較長，壁粗糙，寬7. 0~14μm;分生孢子頭輻射狀，直徑45~80μm;頂 囊燒瓶形或倒梨形，長軸為20~40μm，表面二分之一伙四分之三可育；產孢結構大多為單 層，瓶梗8.0~11μηιΧ2·0~5·0μηι;分生抱子捕圓形3. 5~5. 0μmX2. 5~4. 2μm，壁 平滑。
[0009] 本發明的一種畜禽飼料專用低溫淀粉酶的制備方法，包括以下步驟：
[0010] 1) 一級斜面培養：將低溫淀粉酶產酶菌種接種至斜面培養基上，25°C~35°C培養 4~8d，得到一級斜面種子孢子；
[0011] 2)二級培養：將步驟1)中的一級斜面種子孢子接種于液體培養基中，裝液量為 50~100mL/500mL，25°C~35°C、160~300rpm/min條件下培養48~55h得到二級種子 液；
[0012] 3)三級擴大培養：將步驟2)中得到的二級種子液體積百分比0. 5%~10%接種 于發酵罐內，在液體培養基中25°C~45°C、160~300rpm/min條件下培養20~36h，得到 三級種子液；
[0013] 4)固體發酵：將步驟3)的三級種子液的液體培養基按1%~10%的重量比接入 固體發酵培養基中，培養基含水量為49 %~65%，pH為5. 0~7. 0,曲房相對濕度保持在 95 %以上，料溫為30°C~45°C，采用固體發酵48~72h;
[0014] 或者
[0015]Γ) -級斜面培養：將低溫淀粉酶產酶菌種接種至斜面培養基上，25°C~35°C培 養4~8d，得到一級斜面種子孢子；
[0016] 2'）二級斜面培養：將步驟Γ)中的一級斜面種子孢子接種于內含斜面培養基的 二級茄形培養瓶斜面，25°C~35°C培養4~8d得到二級斜面孢子；
[0017] 3'）固體發酵：將步驟2'）的二級斜面孢子制備為孢子懸液，按1個茄形培養瓶 孢子懸液接種于l〇〇kg固體發酵培養基中，培養基含水量為50 %~65%，pH為5. 0~7. 0， 曲房相對濕度保持在95 %以上，料溫為30°C~45°C，采用固體發酵48~72h。
[0018] 進一步的，步驟1)或Γ)或2'）中所述斜面培養基為按下述比例配制的混合液： 硝酸鈉3. 0~5.Og/L、磷酸氫二鉀0. 5~1. 5g/L、硫酸鎂0. 5~5g/L、氯化鉀1. 0~10g/ L、硫酸亞鐵1~5g/L、蔗糖10~30g/L、瓊脂15g。
[0019]進一步的，步驟2)或3)中所述的液體培養基為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、磷酸二氫鉀1~5g/L、硫酸鎂1~5g/L、碳酸1? 1~5g/L。
[0020] 進一步的，步驟2)或3)中所述的液體培養基為按下述比例配制的混合液：麥芽糊 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、磷酸二氫鉀1~5g/L、硫酸鎂1~5g/L、碳酸|丐1~5g/L。
[0021] 進一步的，步驟4)中所述固體發酵培養基為按下述質量比配制：麩皮30%~ 40%，玉米粉1 %~5%，豆柏粉30%~40%，葡萄糖0. 1 %~2%，氯化鈉2%~5%，磷酸氫 二鉀0· 2%~1%，硫酸錳0· 1%~0· 5%，碳酸鈣0· 5%~2%，氯化銨0· 5%~1%，ρΗ5·0~ 7. 0〇
[0022] 進一步的，步驟4)中所述固體發酵培養基為按下述質量比配制：麩皮55%~ 70%，豆柏10%~30%，玉米粉1 %~5%，麥芽糊精1 %~5%，碳酸鈣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]進一步的，步驟3'）中所述固體發酵培養基為按下述質量比配制：麩皮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]本發明的低溫淀粉酶與現有市售中溫淀粉酶產品相比，它采用固體發酵工藝研制 和生產，最適作用溫度條件較低，在動物體溫（38-42Γ)的條件下具有很強的活性，發揮最 佳活性的pH值（4-6)范圍和畜禽胃腸道pH值相吻合，具有優越的過胃性能，能抵抗胃酸 和胃蛋白酶的破壞，耐熱性能良好，能抵抗飼料制粒過程中的高溫，儲存穩定性好，是一種 高效內切型淀粉酶。飼料在畜禽胃內有2~3個小時的停留時間，中溫淀粉酶因耐酸性能 差過不了胃而無法有效發揮作用，低溫淀粉酶在胃內即可把淀粉水解為糊精、低聚糖、麥芽 糖、葡萄糖等易于被腸道消化吸收的成分，減少小腸的消化負擔，提高淀粉的消化吸收。
[0025]本發明的低溫淀粉酶在每噸全價配合飼料中的添加量為100-1000克。
[0026]在畜禽飼料中添加本發明的低溫淀粉酶，可顯著促進動物對淀粉的消化吸收，提 高飼料利用率，降低料重比，提高動物生長速度和均勻度，降低后腸有害微生物發酵，減少 營養性腹瀉，改善動物皮色和毛色，解決了畜禽對淀粉的消化利用率低的問題，節約飼料資 源，具有很好的產業效益，是一種無毒副作用、無污染、無殘留、安全高效的綠色飼料添加 劑。
【具體實施方式】
[0027] 下面通過實例進一步描述本發明的特征，但本發明并不局限于下述實例。
[0028] 實施例1
[0029]本實施例的一種畜禽飼料專用低溫淀粉酶的制備方法，包括以下步驟：
[0030] 1)-級斜面培養：將低溫淀粉酶產酶菌種接種至斜面培養基上，25°C~35°C培養 4~8d，得到一級斜面種子孢子；斜面培養基為按下述比例配制的混合液：硝酸鈉3. 0~ 5.Og/L、磷酸氫二鉀0.