CN100337555C

CN100337555C - 一种生物秸秆饲料的生产方法

Info

Publication number: CN100337555C
Application number: CNB2005100316151A
Authority: CN
Inventors: 谭周进; 肖启明; 周清明
Original assignee: Hunan Agricultural University
Current assignee: Hunan Agricultural University
Priority date: 2005-05-27
Filing date: 2005-05-27
Publication date: 2007-09-19
Anticipated expiration: 2025-05-27
Also published as: CN1698457A

Abstract

本发明涉及一种生物秸秆饲料的生产方法，包括生产所用的菌种制备、秸秆与辅料的组成及其处理、秸秆发酵工艺及产品的主要特征。本发明所用的菌种包括霉菌、酵母菌、芽孢杆菌和乳酸菌；秸秆主要为稻草和玉米秸、辅料主要为麸皮和尿素等；秸秆发酵过程为好氧固体地酵，不需经过酸、碱或氨化预处理。将秸秆蒸煮处理并在微生物的作用下发生变化，秸秆同时作为生物饲料的载体，吸附有多种酶和微生态调节菌种。产品富含蛋白质、蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、有效活菌数，动物易于消化利用。

Description

一种生物秸秆饲料的生产方法

技术领域

本发明涉及一种生物秸秆饲料，确切地说是一种生物秸秆饲料的生产方法。

背景技术

秸秆资源丰富，我国农作物副产品秸秆每年就有6亿吨左右，其中可收集利用的约4.8亿吨以上，然而大概只有45％的秸秆用作畜牧饲料、工业原料和造肥还田，其余的秸秆被低效地作为生活燃料，甚至废弃和就地焚烧，造成环境污染。我国养殖业年需精饲料20亿吨左右，实际供应量只有15亿吨左右，缺口5亿吨。蛋白饲料更是严重不足，我国每年需蛋白饲料1000万吨，而实际产量仅9万吨左右，供求矛盾非常突出。当前对秸秆进行处理生产饲料的方法主要有青贮、氨化、生物发酵三种方法。青贮秸秆饲料是在农作物未成熟前取其茎秆，需以减少或牺牲粮食产量为代价，并且难形成工业化生产；秸秆氨化饲料需要液氨，其中未利用的氨有可能使牲畜摄入过多而引起中毒。秸秆生物发酵饲料的生产主要是通过秸秆前处理，在微生物的作用下改变秸秆的结构与成分，提高秸秆的利用率。贺其昆公开了一种保健秸秆饲料(CN1046264A)，以秸秆粉为主要原料，配以水和芒硝等多种化学物质在自然条件下经堆制密封发酵而成。刘京发等公开了一种秸秆饲料，将玉米、鲜酒糟、稻草秸秆、尿素、盐、添加剂预混料等原材料粉碎、浸泡、混料、蒸煮而成。刘永等将活化增殖后的酵母菌、乳酸菌、仿生菌群X加入到含有水、玉米面的农作物秸秆粉中密封发酵10～15天制得高营养秸秆发酵饲料(申请号98110370.7)。胡根祥在秸秆中加入氧化钙、软化剂、活菌剂、催化剂、微量元素等，密封发酵10～20天制得秸秆饲料(CN1406499A)。董森利用化学调制剂依据牛胃消化液仿生学原理先对秸秆预处理，密闭发酵生产出生物秸秆饲料(申请号200410071600.3)。张艾蔓不添加人工菌种，在秸秆中加入包括葡萄糖、α-淀粉酶、尿素、淀粉、盐，赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、精氨酸、甘氨酸等，磷酸氢钙、硫酸亚铁、纤维素酶等多种成分，发酵制得生物秸秆饲料(CN1210682A)。这些方法一是多以单方面提高秸秆利用率为目的；二是在原料中添加了多种化学物质或微量元素，原料成分复杂，生产过程复杂；三是多采用密封厌氧发酵，技术要求严格，难度大；四是不同时含有多种饲用酶和活体微生物，功能不全；五是生产周期长。

本发明应用现代发酵技术，利用微生物的作用，一方面可以使秸秆的结构和成分得以改善，提高蛋白质含量和动物消化利用率；二是以改善了结构和成分的秸秆作为饲用酶和活体微生物的载体，产品同时含有蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、木聚糖酶等多种饲用酶活性和酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌等微生态调节菌种；三是产品生产过程中利用了多种微生物进行组合，在固体发酵的条件下进行生产，不需要密封发酵，生产周期短；四是秸秆粉碎后直接蒸煮，不需添加微量元素和其它化学物质，在微生物相互协调生长的情况下，赋予秸秆饲料多种功能物质，不产生任何有害成分。目前，国内外尚未见本发明所述生物秸秆饲料生产方法特征的报道。

本发明使用的材料无害，以经过微生物作用后结构和成分发生了改变的秸秆作为载体，具饲用酶制剂与微生态制剂的作用，符合饲料的发展趋势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的生物秸秆饲料生产方法，将秸秆粉碎，经过配料、蒸煮、微生物固体发酵后，改善秸秆的结构与成分，提高动物对秸秆的消化利用率，同时以秸秆作为一种载体，含有蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、木聚糖酶等多种饲用活性酶和酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌等微生态调节菌种，该方法生产效率高、周期短。

具体技术解决方案如下：

本发明中生物秸秆饲料的生产方法：将秸秆粉碎，加入辅料(水、尿素、麸皮)混合，蒸煮，冷却到一定温度后接种微生物(霉菌、酵母菌、芽孢杆菌和乳酸菌)进行固体发酵，改善秸秆的结构与成分，同时以秸秆作为载体，吸附蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、木聚糖酶等多种饲用活性酶和酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌等饲用微生态调节菌种，将发酵后的原料制成产品。将原料进行预处理，即先将秸秆进行粉碎，然后按秸秆干重添加0.5～2％的尿素和1～3％的麸皮，加入水润湿，使原料含水量为50～60％，然后在常温常压下蒸煮30～60min，待冷却至60℃左右时，分别接种(重量比)0.1～0.5％霉菌发酵曲和0.5～1％液体发酵剂(体积比酵母菌∶芽孢杆菌∶乳酸菌＝1∶0.5∶1)，在25～30℃保湿发酵36～72小时，然后在40～50℃烘干制得产品。经过微生物发酵，产品中增加了蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、木聚糖酶等多种饲用活性酶含量和酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌等微生态调节菌种，其中的有效活菌数≥1×10⁸CFU/g，提高了蛋白质含量及秸秆的动物消化利用率。本发明中的霉菌主要是指黑曲霉、毛霉、米曲霉、根霉等，酵母菌主要是指假丝酵母、酿酒酵母等，芽孢杆菌主要是指地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌等，而乳酸菌则包括乳酸菌类。

本发明中生物秸秆饲料的生产工艺：

1、菌种的生产

1.1、培养基的制备：本发明中所指的菌种的培养按照常规菌种的培养方法进行培养，具体的培养基配方可按下列比例实施。

PDA：马铃薯200g，蔗糖10g，MgSO4·7H2O 0.5g，K₂HPO4 1g，水1000ml，斜面加琼脂20g，液体培养基不加琼脂，pH自然，0.1MPa灭菌30min。马铃薯需削皮去芽眼，切成小块加水加热煮沸30min后，再过滤取汁液，然后加其他物质。

牛肉汁蛋白胨培养基(又称肉汤蛋白胨培养基)：牛肉膏3.0克，蛋白胨5.0克，葡萄糖5.0克，蒸馏水1000毫升，用NaOH调节pH至7.0，斜面加琼脂20g，液体培养基不加琼脂，121℃高压蒸汽灭菌30分钟。

麸皮培养基：按麸皮与水的质量比1∶1.2混合均匀，装入500ml的三角瓶内，每瓶装麸皮15g，塞上棉塞并包扎防潮纸，于0.1MPa灭菌40min，取出摇散，冷却到室温。

乳酸菌培养基：取小米200克淘尽，加入6×200克水，常压下蒸40分钟，待冷却至65℃左右加入200克大米黄曲，于65℃保温糖化3小时，然后过滤，上清液即为米曲汁。取米曲汁加2％的琼脂即可以制成斜面。取米曲汁1000mL加入牛肉膏3克，蛋白胨5克即制成成熟乳酸菌菌种培养用液体培养基。

1.2、菌种生产方法：

酵母菌斜面菌种及活化菌种：将酵母菌接种在PDA斜面上进行培养，长好后放于冰箱中保存，或接种在液体三角瓶中培养制成成熟的酵母菌菌种备用；

乳酸菌菌种的制备：将乳酸菌原菌经活化制成斜面菌种，再经液体三角瓶培养制成成熟的乳酸菌种备用；

芽孢杆菌菌种的制备：将芽孢杆菌接种在肉汤蛋白冻液体三角瓶中培养制成成熟的芽孢杆菌菌种备用；

霉菌菌种的制备：将霉菌接种在三角瓶麸皮中培养制成成熟的霉菌菌种备用。

2、生产种的制作

其生产用菌种的生产方法按照本领域专业技术人员所知的方法按生产所需的菌种液量制作生产用菌种，其生产方法可参阅一般微生物工业发酵菌种的制作方法。

3、生物秸秆饲料发酵工艺：将秸秆粉碎后、添加0.5～2％的尿素和1～3％的麸皮、原料含水量为50～60％，然后蒸煮30～60min，待冷却至60℃左右时，分别接种重量比0.1～0.5％霉菌发酵曲和0.5～1％液体发酵剂(体积比酵母菌∶芽孢杆菌∶乳酸菌＝1∶0.5∶1)，在25～30℃保湿发酵36～72小时，然后在40～50℃烘干制得产品。本发明中，秸秆粉碎加辅料后经过蒸煮，在微生物的作用下结构和成分得以改善，秸秆同时作为一种酶和活体微生物的载体，含有蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、木聚糖酶等多种饲用活性酶及多种饲用微生物，提高了秸秆的蛋白质含量和动物消化利用率。

具体实施例

以下是本发明工艺的具体实施例：

一、培养基的制备：本发明中所指的菌种的培养按照常规菌种的培养方法进行培养，

具体的培养基配方可按下列比例实施。

1、PDA：马铃薯200g，蔗糖10g，MgSO4·7H2O 0.5g，K2HPO4 1g，水1000ml，斜面加琼脂20g，液体培养基不加琼脂，pH自然，0.1MPa灭菌30min。马铃薯需削皮去芽眼，切成小块加水加热煮沸30min后，再过滤取汁液，然后加其他上述物质。

2、牛肉汁蛋白胨培养基(又称肉汤蛋白胨培养基)：

牛肉膏3.0克，蛋白胨5.0克，葡萄糖5.0克，蒸馏水1000毫升，用NaOH调节pH至7.0，斜面加琼脂20g，液体培养基不加琼脂，121℃高压蒸汽灭菌30分钟。

3、麸皮培养基：按麸皮与水的质量比1∶1.2混合均匀，装入500ml的三角瓶内，每瓶装麸皮15g，塞上棉塞并包扎防潮纸，于0.1MPa灭菌40min，取出摇散，冷却到室温。

4、乳酸菌培养基：取小米200克淘尽，加入6×200克水，常压下蒸40分钟，待冷却至65℃左右加入200克大米黄曲，于65℃保温糖化3小时，然后过滤，上清液即为米曲汁。取米曲汁加2％的琼脂即可以制成斜面。取米曲汁1000mL加入牛肉膏3克，蛋白胨5克即制成成熟乳酸菌菌种培养用液体培养基。

二、成熟菌种的制备：按照本领域专业技术人员所知的方法培养与生产菌种

1、成熟酵母菌菌种的制备：

斜面保存菌种→斜面活化菌种(28～30℃培养24h)→三角瓶液体菌种(28～30℃120rpm振荡培养24h)。

2、成熟乳酸菌种的制备：

斜面保存菌种→斜面活化菌种(30～36℃培养48h)→三角瓶液体菌种(30～36℃培养48h)。

3、成熟芽孢杆菌菌种的制备：

斜面保存菌种→斜面活化菌种(30～36℃培养24h)→三角瓶液体菌种(30～36℃120rpm振荡培养36h)。

4、霉菌菌种的制备：

斜面保存菌种→斜面活化菌种(25～28℃培养4d)→三角瓶麸皮发酵剂(25～28℃培养5d)。

三、一级菌种的制备：

1、霉菌一级菌种的制备：三角瓶麸皮发酵剂→帘子麸皮发酵剂。(接种量按重量比0.1～0.5％在25～28℃培养5天)

2、将成熟菌种按酵母菌∶芽孢杆菌∶乳酸菌＝体积比1∶0.5∶1混合均匀，即可以作为一级菌种备用。

可根据生产量进行生产菌种的亟级扩大，生产菌种中霉菌的孢子为5～8×10⁹个/g液体菌种的含菌量为1-3×10⁹CFU/mL。

四、饲料的生产：

将玉米秸秆粉碎，按重量比添加0.5～2％的尿素和1～3％的麸皮，加水润湿至原料含水量为50～60％，然后蒸煮30～60min，待冷却至60℃左右时，分别接种0.1～0.5％霉菌一级菌种和0.5～1％液体一级发酵剂(酵母菌∶芽孢杆菌∶乳酸菌＝体积比1∶0.5∶1)，在25～30℃保湿发酵36～72小时，然后在40～50℃烘干制得产品。

或将稻草粉碎，按重量比添加0.5～2％的尿素和1～3％的麸皮，加水润湿至原料含水量为50～60％，然后蒸煮30～60min，待冷却至60℃左右时，分别接种0.1～0.5％霉菌一级菌种和0.5～1％液体一级发酵剂(酵母菌∶芽孢杆菌∶乳酸菌＝体积比1∶0.5∶1)，在25～30℃保湿发酵36～72小时，然后在40～50℃烘干制得产品

本发明的微生物秸秆发酵饲料工艺，利用多种菌种对蒸煮秸秆粉进行发酵，以秸秆同时作为载体，秸秆饲料中含有多种饲用酶制剂和多种有益微生物菌种，设计合理、工艺简单、经济效益显著。秸秆发酵过程为好氧固体发酵，有需经过酸、碱或氨化处理。

用本生物秸秆饲料，可饲喂猪、牛等动物，可单独饲喂，也可与其它饲料如玉米、水稻等制成混合饲料，替代部分粮食，节省成本。经试验证明，应用生物秸秆饲料可促进动物快速生长，还可提高肉的品质。

Claims

1、一种生物秸秆饲料的生产方法，其特征在于：将秸杆粉碎，加入辅料混合，所述辅料按重量比为：尿素0.5～2％，麸皮1～3％，原料含水量为50～60％，蒸煮，冷却到一定温度后，按重量比分别接种0.1～0.5％霉菌发酵曲和0.5～1％液体发酵剂，所述的液体发酵剂为以下三种菌的混合制剂，其比例按体积比为酵母菌∶芽孢杆菌∶乳酸菌＝1∶0.5∶1，在25～30℃保湿发酵36～72小时，然后在40～50℃烘干制得产品。

2、根据权利要求1所述的一种生物秸秆饲料的生产方法，其特征在于：所述的蒸煮为常温常压下蒸煮，时间为30～60分钟。

3、根据权利要求1所述的一种生物秸秆饲料的生产方法，其特征在于：将蒸煮后的秸秆原料，冷却至60℃。

4、根据权利要求1所述的一种生物秸秆饲料的生产方法，其特征在于：生物秸秆饲料中含酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌等微生态调节菌种，其中有效活菌数≥1×10⁸CFU/g；生物秸秆饲料作为载体吸附蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、木聚糖酶多种饲用活性酶。