技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飼料生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用復合酶進行酶解的海藻生物飼料及其制備方法。

背景技術(shù)：

我國作為農(nóng)業(yè)大國和水產(chǎn)大國，水產(chǎn)品已成為人們重要的動物性蛋白消費產(chǎn)品，并且每年呈幾何式快速增長。隨著人們水產(chǎn)品消費水平的不斷增加，其大大刺激了我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，特別是以海藻為食物源的水產(chǎn)養(yǎng)殖尤為明顯，比如鮑魚、海參等。海藻類植物含有豐富的營養(yǎng)成份，具有藥用和保健等功能，同時海藻類植物作為重要的消耗品正逐漸進入人們的生產(chǎn)生活中，并且廣泛應用到工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥業(yè)等領(lǐng)域中。這是由于海藻是自養(yǎng)植物，能進行光合作用，把海洋里的無機物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有機物質(zhì)，所以海藻是動物豐富的低成本飼料資源，海藻作為飼料原料和飼料添加劑開發(fā)潛力很大。此外，海藻含有豐富的海藻多糖、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)以及具有特殊功效的生理活性物質(zhì)，是食品、藥物、飼料的原料庫。海洋植物營養(yǎng)豐富，含有多種生物活性物質(zhì)，具有增強機體免疫力、抗病、抗病毒、促進生長等生物活性。因此，開發(fā)海洋植物飼料，促進畜牧業(yè)發(fā)展正日趨受到廣泛重視。

但是，近年來，隨著人口急劇增加，耕地大量減少，飼料緊缺已成為影響?zhàn)B殖業(yè)快速發(fā)展的嚴重的問題，人與動物爭糧的矛盾也愈發(fā)的嚴重。由于海藻中含有多種抗營養(yǎng)成分，如纖維素、糖膠、瓊脂、木聚糖等非淀粉多糖及其毒素；加之食用海藻的水產(chǎn)動物多為低等動物，其腸道短，消化功能差等因素，極大影響了海藻的消化利用率，造成資源浪費，也易引起水產(chǎn)動物的各種不適癥，如腸炎、腫嘴。此外，由于我國水產(chǎn)養(yǎng)殖起步較晚，系統(tǒng)研究滯后，養(yǎng)殖技術(shù)不完善，目前處于一種粗放型養(yǎng)殖模式，因此投喂飼料多屬憑感覺或經(jīng)驗來操作，造成飼料浪費嚴重，營養(yǎng)流失，最后引起水環(huán)境、池底腐敗惡化等現(xiàn)象。因此，如何提高海藻利用率及其營養(yǎng)水平，并降除毒素是當前急需解決的問題。

面對上述問題，中國專利CN 102987077A公開了一種海藻發(fā)酵飼料的制備方法，提高了海藻可吸收的營養(yǎng)價值。但是該制備方法仍然存在制備工藝復雜、制備時間長、成本較高等缺陷，這遠不能滿足市場的需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)之不足，本發(fā)明提供了一種海藻生物飼料添加劑的制備方法，其特征在于，所述方法是向由海澡或海藻渣制成的海藻漿液中添加復合微生物酶進行酶解從而獲得所述海藻生物飼料，其中，所述復合微生物酶由纖維素酶、果膠酶、蛋白酶和淀粉酶中的多種組成。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，所述纖維素酶、所述果膠酶、所述蛋白酶和所述淀粉酶在所述復合微生物酶中所占的質(zhì)量百分比分別是：60～100％，0～40％，0～5％，0～5％，并且所述纖維素酶源于李氏木霉、綠色木霉和/或黑曲霉；所述果膠酶源于米根霉、黑曲霉和/或米曲霉；所述蛋白酶源于木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶和/或枯草桿菌；所述淀粉酶源于地衣芽孢桿菌、米曲霉和/或黑曲霉。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，所述纖維素酶的酶活為(18～24)×10⁴μ/g，所述果膠酶的酶活為(2～5)×10⁴μ/g，所述蛋白酶的酶活為(10～50)×10⁴μ/g，所述淀粉酶的酶活為(1～5)×10⁴μ/g。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，所述方法是向所述海藻漿液中按照復合微生物酶與海藻漿液的質(zhì)量比為(0.3～3)：100的比例添加復合微生物酶，并在常壓、溫度為30～65℃、pH3～7的條件下保溫酶解6～30小時，從而獲得所述海藻生物飼料。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，所述方法還包括以下步驟：將海藻或海藻渣經(jīng)過無機除雜后剪切并研磨成直徑在1mm以下顆粒的海澡漿液；將所述海澡漿液打入高速分散釜中第一次加水攪拌，使得水與海藻漿液充分混合，并且第一次加水量與所述海藻漿液的質(zhì)量比為(30～40)：100；將混合后的海澡漿液打入酶解罐中，第二次加水并且加入所述復合微生物酶，形成所述混合液，并且第一次加水量和第二次加水量的總量與所述海澡漿液的質(zhì)量比為50：100；以及將所述混合液攪拌均勻后加熱保溫酶解，并且在酶解過程中，每一小時攪拌一次，并且每次攪拌5分鐘。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，將酶解好的混合液通過反沖帶式過濾機進行固液分離，并且將分離出的酶解清液在60～68℃的范圍內(nèi)進行濃縮；或者，將酶解好的混合液進行干燥。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，所述高速分散釜啟動后的轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分鐘，攪動3分鐘后，所述高速分散釜的轉(zhuǎn)速由3000轉(zhuǎn)/分鐘降至1000轉(zhuǎn)/分鐘。

本發(fā)明的另一方面，一種海藻生物飼料添加劑，其特征在于，所述海藻生物飼料是按照如前述的制備方法制備而成的。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，所述海藻飼料還包括魚粉、魚油、豆粕、木薯淀粉、玉米粉和粉末大豆磷脂中一種或多種。

本發(fā)明的另一方面，一種海藻生物飼料，尤其是用于飼養(yǎng)家禽/家畜或水產(chǎn)養(yǎng)殖的飼料，其特征在于，所述飼料包括如前述的制備方法制備而成的海藻生物飼料添加劑或如前述的海藻飼料添加劑。

在一些更具體的實施方式中，本發(fā)明通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

1、一種海藻生物飼料添加劑的制備方法，所述方法包括如下步驟：

(1)制備海藻漿液；

(2)向所述海藻漿液中添加微生物酶；

(3)利用所述微生物酶對所述海藻漿液進行酶解，從而獲得所述海藻生物飼料添加劑；

其中，以所述微生物酶的總質(zhì)量計，所述微生物酶包含60％至100％的纖維素酶、0～40％的果膠酶，0～5％的蛋白酶和0～5％的淀粉酶。

2、根據(jù)技術(shù)方案1所述的制備方法，所述微生物酶還包含淀粉酶；或所述微生物酶還包含淀粉酶，并且還包含果膠酶和/或蛋白酶；或所述微生物酶還包含淀粉酶、果膠酶和蛋白酶。

3、根據(jù)技術(shù)方案1或2所述的制備方法，所述纖維素酶源于李氏木霉、綠色木霉和/或黑曲霉；所述果膠酶源于米根霉、黑曲霉和/或米曲霉；所述蛋白酶源于木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶和/或枯草桿菌；所述淀粉酶源于地衣芽孢桿菌、米曲霉和/或黑曲霉；更優(yōu)選的是，所述纖維素酶源于李氏木霉；所述果膠酶源于米根霉；所述蛋白酶源于菠蘿蛋白酶；所述淀粉酶源于地衣芽孢桿菌。

4、根據(jù)技術(shù)方案1至3中任一項所述的制備方法，所述纖維素酶的酶活為(18～24)×10⁴μ/g，所述果膠酶的酶活為(2～5)×10⁴μ/g，所述蛋白酶的酶活為(10～50)×10⁴μ/g，所述淀粉酶的酶活為(1～5)×10⁴μ/g；更優(yōu)選的是，所述纖維素酶的酶活為20×10⁴μ/g，所述果膠酶的酶活為(2～5)×10⁴μ/g，所述蛋白酶的酶活為(10～50)×10⁴μ/g，所述淀粉酶的酶活為(1～5)×10⁴μ/g；和/或按照所述微生物酶與海藻漿液的質(zhì)量比為(0.3～3)：100的比例向所述海藻漿液中添加所述微生物酶，并在常壓、溫度為30～65℃、pH3～7的條件下保溫酶解6～30小時。

5、根據(jù)技術(shù)方案1至4中任一項所述的制備方法，所述海藻漿液由海藻或海藻渣制成；優(yōu)選的是，所述海藻漿液中的顆粒的直徑為1mm左右；更優(yōu)選的是，所述海藻或海藻渣還經(jīng)過無機除雜的步驟。

6、根據(jù)技術(shù)方案1至5中任一項所述的制備方法，所述添加通過如下方式進行：將所述海澡漿液打入高速分散釜中第一次加水攪拌，使得水與海藻漿液充分混合，并且第一次加水量與所述海藻漿液的質(zhì)量比為(30～40)：100；更優(yōu)選的是，所述高速分散釜啟動后的轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分鐘，攪動3分鐘后，所述高速分散釜的轉(zhuǎn)速由3000轉(zhuǎn)/分鐘降至1000轉(zhuǎn)/分鐘；將混合后的海澡漿液打入酶解罐中，第二次加水并且加入所述復合微生物酶，形成所述混合液，并且第一次加水量和第二次加水量的總量與所述海澡漿液的質(zhì)量比為50：100；以及將所述混合液攪拌均勻后加熱保溫酶解，并且在酶解過程中，每一小時攪拌一次，并且每次攪拌5分鐘。

7、根據(jù)技術(shù)方案1至6中任一項所述的制備方法，所述方法還包括如下濃縮步驟或干燥步驟，所述濃縮步驟通過在所述酶解之后將酶解好的混合液通過反沖帶式過濾機進行固液分離并且將分離出的酶解清液在60～68℃的范圍內(nèi)進行濃縮來進行；所述干燥步驟通過在所述酶解之后將酶解好的混合液進行干燥來進行。

8、根據(jù)技術(shù)方案1至7中任一項所述的制備方法，其中：

所述微生物酶由纖維素酶組成，酶活為20萬μ/g，以所述海藻漿液的總質(zhì)量計，所述纖維素酶以0.4％的添加量添加，酶解時間為25小時；或

所述微生物酶是由60質(zhì)量％的纖維素酶和40質(zhì)量％的果膠酶混合而成的復合微生物酶，所述纖維素酶的酶活為12萬μ/g，所述果膠酶的酶活為1.2萬μ/g，所述復合微生物酶以0.4％的添加量添加，酶解時間為25小時；或

所述微生物酶是由60質(zhì)量％的纖維素酶、35質(zhì)量％的果膠酶和5質(zhì)量％的蛋白酶混合而成的復合微生物酶，所述纖維素酶的酶活為12萬μ/g，所述果膠酶的酶活為1.05萬μ/g，所述蛋白酶的酶活為2.5萬μ/g，所述復合微生物酶以0.4％的添加量添加，酶解時間為25小時；或

所述微生物酶是由60質(zhì)量％的纖維素酶、35質(zhì)量％的果膠酶和5質(zhì)量％的淀粉酶混合而成的復合微生物酶，所述纖維素酶的酶活為12萬μ/g，所述果膠酶的酶活為1.05萬μ/g，所述淀粉酶的酶活為0.25萬μ/g，所述復合微生物酶以0.4％的添加量添加，酶解時間為25小時；或

所述微生物酶是由70質(zhì)量％的纖維素酶、27質(zhì)量％的果膠酶和3質(zhì)量％的蛋白酶混合而成的復合微生物酶，所述纖維素酶的酶活為14萬μ/g，所述果膠酶的酶活為0.81萬μ/g，所述蛋白酶的酶活為1.5萬μ/g，所述復合微生物酶以0.4％的添加量添加，酶解時間為25小時；或

所述微生物酶是由60質(zhì)量％的纖維素酶、30質(zhì)量％的果膠酶、5質(zhì)量％的蛋白酶和5質(zhì)量％的淀粉酶混合而成的復合微生物酶，所述纖維素酶的酶活為12萬μ/g，所述果膠酶的酶活為0.81萬μ/g，所述蛋白酶的酶活為2.5萬μ/g，所述淀粉酶的酶活為0.25萬μ/g，所述復合微生物酶以0.4％的添加量添加，酶解時間為25小時。

9、一種海藻生物飼料添加劑，所述海藻生物飼料添加劑是按照如技術(shù)方案1～7之一所述的制備方法制備而成的；優(yōu)選的是，所述海藻飼料還包含魚粉、魚油、豆粕、木薯淀粉、玉米粉和粉末大豆磷脂中一種或多種。

10、一種海藻生物飼料，尤其是用于飼養(yǎng)家禽/家畜或水產(chǎn)養(yǎng)殖的飼料，所述飼料包含如技術(shù)方案1～8之一所述的制備方法制備而成的海藻生物飼料添加劑或如技術(shù)方案9所述的海藻飼料添加劑。

本發(fā)明具有制備方法簡單，易操作和控制，制備工藝條件溫和，制備周期短，成本低等優(yōu)點。本發(fā)明通過向海藻或海藻渣制成的漿液里添加復合微生物酶來提高海藻的利用率，保留了海藻中更多的活性營養(yǎng)成分，在溫和的酶解過程中海藻中的活性營養(yǎng)成分沒有遭到破壞，有利于動物對活性營養(yǎng)成分的消化吸收，促進動物的增長。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的海藻飼料添加劑制備方法中不同菌種所產(chǎn)纖維素酶的水解效果對照圖；

圖2是本發(fā)明的海藻飼料添加劑制備方法中不同菌種所產(chǎn)果膠酶的水解效果對照圖；

圖3是本發(fā)明的海藻飼料添加劑制備方法中不同菌種所產(chǎn)淀粉酶的水解效果對照圖；

圖4是本發(fā)明的海藻飼料添加劑制備方法中不同菌種所產(chǎn)蛋白酶的水解效果對照圖；

圖5是本發(fā)明的海藻飼料添加劑制備方法中復合微生物酶加量對水解效果的影響；和

圖6是本發(fā)明的海藻飼料添加劑制備方法中復合微生物酶的酶解時間對水解效果的影響。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細說明。

本發(fā)明的海藻生物飼料添加劑或海藻飼料的制備方法，該方法總的技術(shù)方案是向由海澡或海藻渣制成的海藻漿液中添加復合微生物酶進行酶解從而獲得所述海藻生物飼料，其中，復合微生物酶由纖維素酶、果膠酶、蛋白酶和淀粉酶中的多種組成。

1酶種的選取

為了能夠獲得水解效果最佳的構(gòu)成復合微生物酶的酶種，本發(fā)明以以李氏木霉(Trichoderma reesei)、綠色木霉(Trichoderma viride)、黑曲霉(Aspergillus niger)所產(chǎn)纖維素酶為纖維素酶的備選項；以米根霉(Rhizopus oryzae)、黑曲霉(Aspergillus niger)、米曲霉(Aspergillus oryzae)所產(chǎn)果膠酶為果膠酶的備選項；以木瓜(Caricapapaya)蛋白酶Papain、菠蘿(Ananas spp)蛋白酶(Bromelain)、枯草桿菌(Bacillus subtilis)所產(chǎn)蛋白酶為蛋白酶的備選項；以地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)、米曲霉(Aspergillus oryzae)、黑曲霉(Aspergillus niger)所產(chǎn)淀粉酶為淀粉酶的備選項。通過研究每種霉菌所產(chǎn)纖維素酶或果膠酶或蛋白酶或淀粉酶對海藻的水解效果來選取霉菌，并且以海藻酸的含量來評判各種酶對海藻的水解效果。本發(fā)明所選用的上述霉菌的酶活以及最佳酶解條件如表1所示。

表1

將表1中不同來源的纖維素酶、果膠酶、蛋白酶和淀粉酶進行水解實驗，測試結(jié)果附圖1至圖4所示。

圖1示出了李氏木霉、綠色木霉及黑曲霉等菌種所產(chǎn)纖維素酶的水解效果對照，水解效果以釋放海藻酸的量為標準。其中，李氏木霉所產(chǎn)纖維素酶的水解效果最好，且隨著酶添加量從1‰～5‰,水解的海藻酸含量為8g/L～22g/L，綠色木霉所產(chǎn)的纖維素酶隨酶添加量從1‰～5‰，水解的海藻酸含量為9g/L～19.5g/L，黑曲霉所產(chǎn)的纖維素酶隨酶添加量從1‰～5‰，水解的海藻酸含量為7g/L～17g/L。因此本發(fā)明優(yōu)選以李氏木霉所產(chǎn)纖維素酶作為復合酶中纖維素酶的選擇，當然采用綠色木霉、黑曲霉所產(chǎn)纖維素酶也是可行的。

圖2示出了黑曲霉、米曲霉及米根霉等菌種所產(chǎn)果膠酶的水解效果對照，水解效果以釋放海藻酸的量為準，其中，米根霉所產(chǎn)果膠酶的水解效果最好，隨酶添加量從1‰～5‰，水解的海藻酸含量為6.5g/L～11.6g/L，黑曲霉所產(chǎn)果膠酶隨酶添加量從1‰～5‰，水解的海藻酸含量為5.9g/L～11g/L,米曲霉所產(chǎn)果膠酶隨酶添加量從1‰～5‰，水解的海藻酸含量為6.1g/L～13g/L。因此本發(fā)明優(yōu)選以米根霉所產(chǎn)果膠酶作為復合酶中果膠酶的選擇，當然，采用黑曲霉、米曲霉所產(chǎn)果膠酶也是可行的。

圖3示出了枯草桿菌蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶的水解效果對照，水解效果以釋放海藻酸的量為準，其中，菠蘿蛋白酶的水解效果最好，隨著酶添加量從0.5‰～2.5‰，水解的海藻酸含量為5.58g/L～6.8g/L，添加量超過1‰時，水解的海藻酸含量降為6.7g/L且趨于平衡。木瓜蛋白酶的水解效果隨酶添加量從0.5‰～2.5‰，水解的海藻酸含量為5.89g/L～6.6g/L。枯草桿菌蛋白酶的水解效果隨酶添加量從0.5‰～2.5‰，水解的海藻酸含量為5.78g/L～6.2g/L。因此本發(fā)明優(yōu)選菠蘿蛋白酶作為復合酶中蛋白酶的選擇，當然，采用枯草桿菌蛋白酶、木瓜蛋白酶也是可行的。

圖4示出了黑曲霉、米曲霉、地衣芽孢桿菌等菌種所產(chǎn)淀粉酶的水解效果圖，水解效果以釋放海藻酸的量為準，其中，地衣芽孢桿菌所產(chǎn)淀粉酶的水解效果最好，隨著酶添加量從1‰～5‰，水解的海藻酸含量為5.77g/L～6.2g/L，米曲霉所產(chǎn)淀粉酶隨著酶添加量從1‰～5‰，水解的海藻酸含量為5.6g/L～5.88g/L，黑曲霉所產(chǎn)淀粉酶隨著酶添加量從1‰～5‰，水解的海藻酸含量為5.55g/L～5.78g/L。因此本發(fā)明優(yōu)選地衣芽孢桿菌所產(chǎn)淀粉酶作為復合酶中淀粉酶的選擇，當然采用黑曲霉、米曲霉所產(chǎn)淀粉酶也是可行的。

綜上所述，本發(fā)明的一個最優(yōu)實施方式是，選取李氏木霉所產(chǎn)纖維素酶為復合微生物酶中的纖維素酶，選取米根霉所產(chǎn)果膠酶為復合微生物酶中的果膠酶，選取菠蘿蛋白酶為復合微生物酶中的蛋白酶，選取地衣芽孢桿菌所產(chǎn)淀粉酶為復合微生物酶中的淀粉酶。并且，本發(fā)明的復合微生物酶以纖維素酶為主，果膠酶次之，蛋白酶又次之，淀粉酶再次之。本發(fā)明優(yōu)選復合微生物的單酶來源及性能如表2中所示。

表2

2復合微生物酶的配比設(shè)計

本發(fā)明按照表3中的配比進行實施例1～6的酶解實驗。

表3

實施例1

本發(fā)明的一種復合微生物酶，其是由100％纖維素酶構(gòu)成，其中選用的纖維素酶的酶活為20萬μ/g。取100ml海藻漿液，按與由海澡或海藻渣制成的漿液的質(zhì)量比為0.4％的比例添加該復合微生物酶形成混合液，保溫酶解25h，測定上清液中海藻酸的含量為17.25g/L。

實施例2

本發(fā)明的一種復合微生物酶，其是由質(zhì)量百分比為60％的纖維素酶和40％的果膠酶混合而成，其中選用的纖維素酶的酶活為12萬μ/g，果膠酶的酶活為1.2萬μ/g。取100ml海藻漿液，按與由海澡或海藻渣制成的漿液的質(zhì)量比為0.4％的比例添加該復合微生物酶形成混合液，保溫酶解25h，測定上清液中海藻酸的含量為19.56g/L。

實施例3

本發(fā)明的一種復合微生物酶，其是由質(zhì)量百分比為60％的纖維素酶和35％的果膠酶以及5％的蛋白酶混合而成，其中選用的纖維素酶的酶活為12萬μ/g，果膠酶的酶活為1.05萬μ/g，蛋白酶的酶活為2.5萬μ/g。取100ml海藻漿液，按與由海澡或海藻渣制成的漿液的質(zhì)量比為0.4％的比例添加該復合微生物酶形成混合液，保溫酶解25h，測定上清液中海藻酸的含量為21.32g/L。

實施例4

本發(fā)明的一種復合微生物酶，其是由質(zhì)量百分比為60％的纖維素酶和35％的果膠酶以及5％的淀粉酶混合而成，其中選用的纖維素酶的酶活為12萬μ，果膠酶的酶活為1.05萬μ/g，淀粉酶的酶活為0.25萬μ/g。取100ml海藻漿液，按與由海澡或海藻渣制成的漿液的質(zhì)量比為0.4％的比例添加該復合微生物酶形成混合液，保溫酶解25h，測定上清液中海藻酸的含量為19.62g/L。

實施例5

本發(fā)明的一種復合微生物酶，其是由質(zhì)量百分比為70％的纖維素酶和27％的果膠酶以及3％的蛋白酶混合而成，其中選用的纖維素酶的酶活為14萬μ，果膠酶的酶活為0.81萬μ/g，蛋白酶的酶活為1.5萬μ/g。取100ml海藻漿液，按與由海澡或海藻渣制成的漿液的質(zhì)量比為0.4％的比例添加該復合微生物酶形成混合液，保溫酶解25h，測定上清液中海藻酸的含量為22.35g/L。

實施例6

本發(fā)明的一種復合微生物酶，其是由質(zhì)量百分比為60％的纖維素酶和30％的果膠酶、5％的蛋白酶以及5％的淀粉酶混合而成，其中選用的纖維素酶的酶活為12萬μ/g，果膠酶的酶活為0.81萬μ/g，蛋白酶的酶活為2.5萬μ/g，淀粉酶的酶活為0.25萬μ/g。取100ml海藻漿液，按與由海澡或海藻渣制成的漿液的質(zhì)量比為0.4％的比例添加該復合微生物酶形成混合液，保溫酶解25h，測定上清液中海藻酸的含量為24.46g/L。

結(jié)合實施例1～6的復合微生物酶對海藻的降解效果(酶解效果以釋放海藻酸的量為標準)可以看出，復合微生物酶對鮮海藻的酶解效果要比使用單一酶效果好。鮮海藻中除了含有纖維素、粗蛋白，還含有海藻多糖，分別是褐藻膠、褐藻糖膠及褐藻淀粉。其中褐藻淀粉是一種細胞內(nèi)多糖，主要由β-1,3-D-葡聚糖組成，長鏈上有少量β-1,6鏈間糖苷鍵存在，在海藻中的含量一般為1％左右。因此復合微生物酶中選用淀粉酶作為輔助酶，可以使得鮮海藻得到更充分的酶解。另，海藻中粗蛋白的含量為5～9％，含量相對較低，而從表2中可以看出蛋白酶的價格比較高，若選用蛋白酶的用量跟其他酶種相當，會使得加工成本增加，造成資源浪費。因此，本發(fā)明中選用的纖維素酶、果膠酶的質(zhì)量百分比遠大于蛋白酶和淀粉酶，確定采用纖維素酶、果膠酶為復合微生物酶的基本酶種，蛋白酶和淀粉酶為復合微生物酶的輔助酶種。表3顯示了實施例6組成的復合微生物酶對海藻漿液的酶解效果最好。因此將實施例6作為復合微生物酶配比的最優(yōu)實施例。

3復合微生物酶加量對水解效果的影響

以實施例6中的最優(yōu)配比組成的復合微生物酶來研究復合微生物酶的加量對海藻水解效果的影響。其水解效果如圖5中所示。

隨著復合微生物酶的添加量從0～0.6％的變化，海藻酸的含量逐漸增加；并且隨著復合微生物酶添加量從0～0.3％的變化，海藻酸含量呈大致線性增加；當復合酶添加量為0.3％時，海藻酸含量為17.5g/L；當復合酶添加量到達0.4％時，海藻酸含量到達18g/L；當復合酶添加量超過0.4％時，海藻酸的含量趨于平衡，不再增加。因此，綜合成本和時間的考慮，本發(fā)明的復合微生物酶的添加量優(yōu)選0.3～0.4％。

4酶解工藝參數(shù)的確定

表4列出了本發(fā)明的復合微生物酶酶解過程中的反應溫度、酶添加量、pH值和酶解時間等參數(shù)。表5列出了按照表4中所示參數(shù)進行正交試驗的實施例7～15的結(jié)果分析。本發(fā)明通過表4和表5確定出本發(fā)明的優(yōu)選工藝參數(shù)。

表4

表5

取2700ml鮮海藻勻漿，分裝至27個250ml的三角瓶中，每瓶裝量100ml，三個一組按照正交試驗的實施例7～15進行實驗，每組中三個樣品按照一個實施例進行實驗，酶解結(jié)束后測定上清液中海藻酸的含量，每個實施例中海藻酸含量取每組三個樣品所測的海藻酸含量的平均值。由表3可知，實施例11為各因素的最優(yōu)實施例。

5酶解時間對水解效果的影響

實施例16

取15L的鮮海藻勻漿，將其加入酶解罐中，再加入復合微生物酶，其中復合微生物酶按照優(yōu)選實施例6的配比混合，并且按照優(yōu)選實施例11的工藝參數(shù)設(shè)置反應溫度、復合微生物酶添加量及pH值，經(jīng)測試其酶解后海藻酸含量平均值為23.2g/L。

圖6示出了優(yōu)選實施例11的條件下，即酶解溫度為55℃，復合生物酶添加量為0.4％，pH為5.5時，酶解時間對酶解效果的影響。隨著酶解時間的增加，海藻酸含量逐漸增加，并且當酶解時間從0～20h變化時，海藻酸含量呈大致線性增加，酶解時間達到18h時，海藻酸含量達到20g/L；酶解時間為25h左右時，海藻酸含量達到最大，此時的海藻酸含量為23g/L。之后隨著酶解時間的增加海藻酸含量趨于平衡不再變化。綜合成本考慮，本發(fā)明選用酶解時間為18h。

6海藻生物飼料的制備

在確定好復合酶微生物酶的酶種及各種酶的相關(guān)配比以及最佳的酶解工藝參數(shù)之后，制備本發(fā)明的海藻生物飼料添加劑或海藻生物飼料。本發(fā)明的海藻生物飼料添加劑或海藻生物飼料的制備方法具體包括以下步驟：

(1)將海藻或海藻渣經(jīng)過無機除雜后剪切并研磨成直徑在1mm以下顆粒的海澡漿液；將海藻或海藻渣研磨至1mm以下，使得海藻顆粒的活性營養(yǎng)物質(zhì)充分暴露，從而使得復合微生物酶與活性物質(zhì)充分接觸，進而提高水解效率。

(2)將海藻漿液打入高速分散釜中第一次加水攪拌，使得水與海藻漿液充分混合，并且第一次加水量與所述海藻漿液的質(zhì)量比為(30～40)：100；進一步優(yōu)選為35:100。

(3)將混合后的海澡漿液打入酶解罐中，第二次加水并且加入預先配好的復合微生物酶，形成混合液。此時，進行第二次加水，并且第一次加水量和第二次加水量的總量與所述海澡漿液的質(zhì)量比為50：100，合理控制加水量有利于控制水分含量，提高海藻飼料的營養(yǎng)含量。

(4)將混合液攪拌均勻后加熱保溫酶解，并且在酶解過程中，每一小時攪拌一次，并且每次攪拌5分鐘，使得海藻中的活性營養(yǎng)物質(zhì)與復合微生物酶充分接觸，提高水解效率。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，在經(jīng)歷過上述四步驟之后的混合液通過反沖帶式過濾機進行固液分離，并且將分離出的酶解清液在60～68℃的范圍內(nèi)進行濃縮；或者，將酶解好的混合液進行干燥，從而獲得本發(fā)明的海藻生物飼料添加劑或海藻生物飼料。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，在攪拌過程中，為了使海藻漿液混合的更加均勻，使海藻漿與水能夠充分混合，高速分散釜啟動后的轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分鐘，攪動3分鐘后，高速分散釜的轉(zhuǎn)速由3000轉(zhuǎn)/分鐘降至1000轉(zhuǎn)/分鐘。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的纖維素酶、果膠酶、蛋白酶和淀粉酶在復合微生物酶中所占的質(zhì)量百分比分別是：60～100％，0～40％，0～5％，0～5％，并且纖維素酶源于李氏木霉、綠色木霉和/或黑曲霉；果膠酶源于米根霉、黑曲霉和/或米曲霉；蛋白酶源于木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶和/或枯草桿菌；淀粉酶源于地衣芽孢桿菌、米曲霉和/或黑曲霉。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的纖維素酶的酶活為(18～24)×10⁴μ/g，果膠酶的酶活為(2～5)×10⁴μ/g，蛋白酶的酶活為(10～50)×10⁴μ/g，淀粉酶的酶活為(1～5)×10⁴μ/g。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的制備方法是向所述海藻漿液中按照復合微生物酶與海藻漿液的質(zhì)量比為(0.3～3)：100的比例添加復合微生物酶，并在常壓、溫度為30～65℃、pH3～7的條件下保溫酶解6～30小時，從而獲得所述海藻生物飼料添加劑或海藻生物飼料。

在本發(fā)明總的技術(shù)方案的指導下，本發(fā)明的另一方面涉及一種海藻生物飼料添加劑或海藻生物飼料，本發(fā)明的海藻生物飼料添加劑或海藻生物飼料是按照如前述的制備方法制備而成的。

并且，根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的海藻飼料添加劑或海藻生物飼料還包括魚粉、魚油、豆粕、木薯淀粉、玉米粉和粉末大豆磷脂中一種或多種。而且，根據(jù)需要，本發(fā)明的海藻生物飼料可以制備成粉狀或顆粒狀或不定形態(tài)。

在本發(fā)明總的技術(shù)方案的指導下，本發(fā)明的另一方面涉及一種海藻生物飼料，尤其是用于飼養(yǎng)家禽/家畜或水產(chǎn)養(yǎng)殖的飼料。該海藻生物飼料包括如前述的制備方法制備而成的海藻生物飼料添加劑或如前述的海藻飼料添加劑。

通過本發(fā)明制備的海藻生物飼料添加劑或海藻生物飼料既大大提高了海藻的消化吸收率，減少浪費，又可增強機體免疫力，同時減少抗生素的使用，是一種健康、高效、新型的養(yǎng)殖飼料。并且本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)中的其他制備方法相比，其制備過程簡單，易操作，生產(chǎn)時間短，適用于短時間內(nèi)的大規(guī)模生產(chǎn)。

需要注意的是，上述具體實施例是示例性的，在本發(fā)明的上述教導下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實施例的基礎(chǔ)上進行各種改進和變形，而這些改進或者變形落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應該明白，上面的具體描述只是為了解釋本發(fā)明的目的，并非用于限制本發(fā)明。本發(fā)明的保護范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。