專利名稱：一種微生物轉化菠蘿渣為生物飼料的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種以菠蘿渣為原料，利用微生物技術轉化生產生物飼料的制備方法。
背景技術：
菠蘿(Ananas comosus)是熱帶大宗水果之一，營養多汁，甜為誘人，深受人們的喜愛；菠蘿在廣東省廣泛種植，在雷州半島為主的地區建立了約25萬畝的菠蘿生產基地，在福建、海南、廣西等華南地區以及東南亞地區廣泛種植菠蘿。菠蘿含水量高，不易儲存，除少量直接以鮮果的形式出售外，大部分部菠蘿加工成菠蘿罐頭、果脯等制品銷往國內外。
隨菠蘿的種植面積的不斷擴大，各種大大小小規模的菠蘿加工企業紛紛建成。在菠蘿加工過程中，大量的菠蘿渣便不斷地產生，約占鮮果60％的比例。菠蘿渣不能及時消除，集中堆砌公路兩旁或加工廠附近，嚴重污染環境；菠蘿渣未經處理堆放于土地，糖類發酵產生過多的有機酸使土壤酸化，影響農作物生長；菠蘿渣遺棄于河流，也對有限的水資源造成污染。大量的菠蘿渣產生量大、集中、連續，引起當地居民的抗議，引起當地有關部門的足夠重視；菠蘿加工企業不得不花費相當的資金與設施處理菠蘿渣。因此，菠蘿渣的處理已經嚴重影響菠蘿加工企業進一步發展菠蘿渣雖然含水量較高，但主要成分與菠蘿果肉差異小，其中蛋白質含量還高于果肉，干物質中含有無氮浸出物約80％，纖維8.5％，粗蛋白質4％，糖量約30％。菠蘿渣具有較高的營養利用價值。本技術針對消除菠蘿渣污染的關鍵問題提供切實可行的參考方案，同時將該廢棄物作為一種生產具有較高營養價值的綠色生物飼料；能有效實施將達到“消除不良污染，充分利用資源，推動健康養殖”，一舉多得的目的。

發明內容
本發明的目的在于提供一種微生物發酵菠蘿渣生產生物飼料的制備方法，以提高菠蘿渣的附加值，減少環境污染。
本發明的目的通過以下技術方案予以實現本發明提供的微生物轉化菠蘿渣為生物飼料的制備方法，其步驟為a從原始出發菌種中挑取一環菌體，接種到種子培養基中，于36-37℃溫度下，150-170rpm，搖床培養16-20小時后，直到OD600＝0.7-0.9，停止培養，作為種子液；b.施氏假單胞菌屬細菌和枯草桿菌屬細菌在液體擴大LB培養基中、乳酸菌屬細菌在PYG培養基中，各以1-5％接種量接種種子液，于36-37℃溫度下，150-170rpm，搖床培養20-28小時。將各種菌株發酵培養液按1∶1比例混合均勻，作為菠蘿渣發酵菌種液；c.將b中菠蘿渣發酵菌種液以0.3-5％的接種量接種到含水量30％-50％的菠蘿渣中，混合均勻，將菠蘿渣壓實，使其內部無空氣，裝入密閉容器，于20-38℃溫度下發酵48-72小時停止培養，放置于室溫蔭涼干燥處。
本發明步驟a中所述的菌種種子培養基按重量百分比含有0.5-1.0％的葡萄糖、0.3-0.5％的乳糖、0.3-0.5％的氯化鈉、0.5-1.0％的蛋白胨和0.5-1.0％酵母膏，在步驟b中所述的LB培養基含有0.3-0.5％的氯化鈉、0.3-0.5％的蛋白胨和0.5-1.0％酵母膏，PYG培養基含有0.5-1.0％的葡萄糖、0.3-0.5％的乳糖、0.3-0.5％的醋酸鈉、0.5-1.0％的蛋白胨和0.5-1.0％酵母膏。
本發明步驟a中所述的菌種為施氏假單胞菌屬細菌(Pseudomonas srutzeri)2株、枯草桿菌屬細菌(Bacillus subtilis)3株以及乳酸菌屬細菌(Lactobacillus)1株。
本發明能夠消除菠蘿渣污染環境的問題，同時將該廢棄物作為一種生產具有較高營養價值的綠色生物飼料，能有效實施將達到“消除不良污染，充分利用資源，推動健康養殖”的作用。經本發明處理的菠蘿渣pH值2.0-3.0，成品的色澤金黃，氣味芬香，菠蘿渣在密閉容器中發酵后，在室溫下可存放6-9個月，到需用時，從密閉容器中取出。
本發明制備的菠蘿渣可作為奶牛、羅非魚、蛋雞等動物的生物飼料，可較明顯地提高動物(奶牛、蛋雞)的采食量、奶牛的產奶量。試驗效果如下(1)選180只3日齡健康蛋雞，隨機分為2個組(對照組、發酵菠蘿渣組)，每組3個重復，每重復30只雞。對照組飼喂基礎日糧，而處理組則在基礎日糧的基礎上添加4％菠蘿渣，試驗期為4個周。試驗結束，測定雞的日增重、日采食量和耗料增重比三個指標。結果表明與對照組相比，添加菠蘿渣后，初生小雞日增重、采食量分別提高了14.16％、0.7％，腹瀉率降低了38％(表1)。
表1菠蘿渣對初生小雞的應用效果

(2)在羅非魚配合料中拌喂5％的發酵菠蘿渣，對照池不用發酵菠蘿渣，試驗期為120天。試驗初放養魚規格為55～58尾/500g，放養密度為2.55萬尾/hm2。與對照池相比，添加發酵菠蘿渣使奧尼羅非魚的成活率提高了3.1％，每hm2單產量提高了16％(表2)。
表2發酵菠蘿渣在奧尼羅非魚上的應用效果

(3)將發酵處理后的菠蘿渣作為青貯料，飼喂奶牛10日后，試驗組采食產奶量均能恢復正常；試驗中后期，試驗組與對照組比較，采食量提高17.76％，產奶量提高了27.79％，乳蛋白率提高了3.23％，乳干物質含量提高了11.98％，乳脂率基本保持穩定。
具體實施例方式
本發明提供的一種微生物發酵菠蘿渣生產生物飼料的實施例如下本實施例1所用的菌種為施氏假單胞菌屬細菌(Pseudomonas stutzeri)2株、枯草桿菌屬細菌(Bacillus subtilis)3株以及乳酸菌屬細菌(Lactobacillus)1株。其步驟為a.由5克葡萄糖、3克乳糖、3克氯化鈉、5克蛋白胨、5克酵母膏和1升水(pH6.5)組成的菌種種子培養基，倒入無菌三角瓶中，制成種子液體培養基；由3克氯化鈉、3克蛋白胨、5克酵母膏和1升水(pH6.5)組成的LB液體培養基，倒入無菌三角瓶中，制成LB液體培養基；由5克葡萄糖、3克的乳糖、3克醋酸鈉、5克蛋白胨、5克酵母膏和1升水(pH6.5)組成的PYG液體培養基，倒入無菌三角瓶中，制成PYG液體培養基。
b.用無菌接種環從原始出發菌種中挑取一環菌體，接種到種子液體培養基中，于36℃溫度下，150rpm搖床培養16小時；c.待種子液體培養液OD600＝0.7時，停止培養，該種子液體培養液即作為種子液；d.在液體擴大LB培養基中(施氏假單胞菌屬細菌、枯草桿菌屬細菌)和PYG培養基中(乳酸菌屬細菌)以1％接種量接種種子液，于36℃溫度下，150rpm，搖床培養20小時。將6種菌株發酵培養液按1∶1比例混合均勻，作為菠蘿渣發酵菌種液。
e.將菠蘿渣發酵菌種液以0.1％的接種量接種到含水量30％的菠蘿渣中，混合均勻，將菠蘿渣壓實，使其內部無空氣，裝入密閉容器，于20℃溫度下發酵48小時停止培養，放置于室溫蔭涼干燥處；f.將步驟e中的菠蘿渣在密閉容器中發酵后，不可隨意從密閉容器中取出，必須待需用時，方能取出(即發酵后的菠蘿渣不能接觸氧氣，否則會變質)；g.步驟f中發酵后的菠蘿渣即可作為奶牛、羅非魚、蛋雞等的飼料。
本實施例2所用的菌種為施氏假單胞菌屬細菌(Pseudomonas stutzeri)2株、枯草桿菌屬細菌(Bacillus subtilis)3株以及乳酸菌屬細菌(Lactobacillus)1株。其步驟為a.由8克葡萄糖、4克乳糖、4克氯化鈉、8克蛋白胨、8克酵母膏和1升水(pH6.5)組成的菌種種子培養基，倒入無菌三角瓶中，制成種子液體培養基；由4克氯化鈉、4克蛋白胨、8克酵母膏和1升水(pH6.5)組成的LB液體培養基，倒入無菌三角瓶中，制成LB液體培養基；由8克葡萄糖、4克的乳糖、4克醋酸鈉、8克蛋白胨、8克酵母膏和1升水(pH6.5)組成的PYG液體培養基，倒入無菌三角瓶中，制成PYG液體培養基。
b.用無菌接種環從原始出發菌種中挑取一環菌體，接種到種子液體培養基中，于36.5℃溫度下，160rpm搖床培養18小時；c.待種子液體培養液OD600＝0.8時，停止培養，作為種子液；d.在液體擴大LB培養基中(施氏假單胞菌屬細菌、枯草桿菌屬細菌)、和PYG培養基中(乳酸菌屬細菌)以3％接種量接種種子液，于36.5℃溫度下，160rpm，搖床培養24小時。將6種菌株發酵培養液按1∶1比例混合均勻，作為菠蘿渣發酵菌種液。
e.將菠蘿渣發酵菌種液以3％的接種量接種到含水量40％的菠蘿渣中，混合均勻，將菠蘿渣壓實，使其內部無空氣，裝入密閉容器，于29℃溫度下發酵56小時停止培養，放置于室溫蔭涼干燥處。
本實施例3所用的菌種為施氏假單胞菌屬細菌(Pseudomonas stutzeri)2株、枯草桿菌屬細菌(Bacillus subtilis)3株以及乳酸菌屬細菌(Lactobacillus)1株。其步驟為a.由10克葡萄糖、5克乳糖、5克氯化鈉、10克蛋白胨、10克酵母膏和1升水(pH6.5)組成的菌種種子培養基，倒入無菌三角瓶中，制成種子液體培養基；由5克氯化鈉、5克蛋白胨、10克酵母膏和1升水(pH6.5)組成的LB液體培養基，倒入無菌三角瓶中，制成LB液體培養基；由10克葡萄糖、5克的乳糖、5克醋酸鈉、10克蛋白胨、10克酵母膏和1升水(pH6.5)組成的PYG液體培養基，倒入無菌三角瓶中，制成PYG液體培養基。
b.用無菌接種環從原始出發菌種中挑取一環菌體，接種到種子液體培養基中，于37℃溫度下，170rpm搖床培養20小時；c.待種子液體培養液OD600＝0.9時，停止培養，即作為種子液；d.在液體擴大LB培養基中(施氏假單胞菌屬細菌、枯草桿菌屬細菌)和PYG培養基中(乳酸菌屬細菌)以5％接種量接種種子液，于37℃溫度下，170rpm，搖床培養28小時。將6種菌株發酵培養液按1∶1比例混合均勻，作為菠蘿渣發酵菌種液。
e.將菠蘿渣發酵菌種液以5％的接種量接種到含水量50％的菠蘿渣中，混合均勻，將菠蘿渣壓實，使其內部無空氣，裝入密閉容器，于38℃溫度下發酵72小時停止培養，放置于室溫蔭涼干燥處。
權利要求
1.一種微生物轉化菠蘿渣為生物飼料的制備方法，其特征在于步驟為a從原始出發菌種中挑取一環菌體，接種到種子培養基中，于36-37℃溫度下，150-170rpm，搖床培養16-20小時后，直到OD600＝0.7-0.9，停止培養，作為種子液；b.施氏假單胞菌屬細菌和枯草桿菌屬細菌在液體擴大LB培養基中、乳酸菌屬細菌在PYG培養基中，各以1-5％接種量接種種子液，于36-37℃溫度下，150-170rpm，搖床培養20-28小時；將各種菌株發酵培養液按1∶1比例混合均勻，作為菠蘿渣發酵菌種液；c.將b中菠蘿渣發酵菌種液以0.3-5％的接種量接種到含水量30％-50％的菠蘿渣中，混合均勻，將菠蘿渣壓實，使其內部無空氣，裝入密閉容器，于20-38℃溫度下發酵48-72小時停止培養，放置于室溫蔭涼干燥處。
2.根據權利要求1所述的微生物轉化菠蘿渣為生物飼料的制備方法，其特征在于步驟a中所述的菌種種子培養基按重量百分比含有0.5-1.0％的葡萄糖、0.3-0.5％的乳糖、0.3-0.5％的氯化鈉、0.5-1.0％的蛋白胨和0.5-1.0％酵母膏。
3.根據權利要求1所述的微生物轉化菠蘿渣為生物飼料的制備方法，其特征在于步驟b中所述的LB培養基含有0.3-0.5％的氯化鈉、0.3-0.5％的蛋白胨和0.5-1.0％酵母膏；PYG培養基含有0.5-1.0％的葡萄糖、0.3-0.5％的乳糖、0.3-0.5％的醋酸鈉、0.5-1.0％的蛋白胨和0.5-1.0％酵母膏。
4.根據權利要求1所述的微生物轉化菠蘿渣為生物飼料的制備方法，其步驟a中所述的菌種為施氏假單胞菌屬細菌(Pseudomonas stutzeri)2株、枯草桿菌屬細菌(Bacillus subtilis)3株以及乳酸菌屬細菌(Lactobacillus)1株。
全文摘要
本發明公開了一種微生物轉化菠蘿渣為生物飼料的制備方法，從原始出發菌種中挑取一環菌體，接種到種子培養基中，搖床培養得到種子液；將施氏假單胞菌屬細菌和枯草桿菌屬細菌在液體擴大LB培養基中、乳酸菌屬細菌在PYG培養基中，各以1－5％接種量接種種子液，搖床培養，再將各種菌株發酵培養液按1∶1比例混合均勻，作為菠蘿渣發酵菌種液；最后將上述菠蘿渣發酵菌種液接種到菠蘿渣中，混合均勻，將菠蘿渣壓實裝入密閉容器發酵。本發明能夠消除菠蘿渣污染環境的問題，同時將該廢棄物作為一種生產具有較高營養價值的綠色生物飼料，能有效實施將達到“消除不良污染，充分利用資源，推動健康養殖”的作用。
文檔編號A23K1/14GK1802987SQ20061003302
公開日2006年7月19日 申請日期2006年1月17日 優先權日2006年1月17日
發明者鄺哲師, 張玲華, 徐志宏 申請人:廣東省農業科學院農業生物技術研究所