CN101390566B - 多种微生物混合发酵剂及用其生产高能蛋白生物饲料的方法 - Google Patents

Abstract

本说明涉及生物发酵技术，尤其涉及一种多种微生物混合发酵剂及用其生产高能蛋白生物饲料的方法。它选用双氮纤维单胞菌、产黄纤维单胞菌、凝结芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌、淀粉乳杆菌、复合酶菌、丙酸菌、产朊假丝酵母、糖化酵母、酿酒酵母、产香酵母为菌源，利用现代生物技术制成多种微生物菌剂再与废弃的甜玉米芯、玉米秸秆、豌豆皮和废弃蔬菜等其它废弃农作物进行厌氧发酵，制得畜牧和畜禽养殖业所需的高能蛋白生物饲料。本说明解决了农作物资源利用率低的问题；其获得的高能蛋白生物饲料，改善了饲料适口性，增加了饲料酶成分，为畜牧业发展、解决人畜争粮矛盾，提供了有效途径；减少了传统的焚烧废弃农作物对环境的污染。

Description

多种微生物混合发酵剂及用其生产高能蛋白生物饲料的方法

技术领域：

本说明属于生物发酵技术领域，尤其涉及一种多种微生物混合发酵剂及用其生产高能蛋白生物饲料的方法。

技术背景：

目前，甜玉米芯、各种作物秸秆及废弃蔬菜、各种农作物的藤、蔓、秧等农作物副产物的饲料利用率很低，大部分都被焚烧。其中甜玉米芯是农副产品废弃物中营养价值非常丰富的一种饲料原料。甜玉米作为特用型玉米，具有较高的经济价值、营养价值和加工价值，含有较高的技术含量和遗传附加值，故被称为“遗传增值玉米”。甜玉米在欧美国家栽培很广，在中国有栽培面积也越来越大。它富含水溶性多糖、维生素A、维生素C、脂肪和蛋白质等。甜玉米的蛋白质、植物油及维生素含量比普通玉米高1-2倍，硒高8-10倍，其所含的17种氨基酸中有13种高于普通玉米。甜玉米是一种菜果兼用的新兴食品，具有甜、粘、嫩、香的特点，俗有“水果之王”、“蔬菜之王”之称。近年来我国建立了多个以甜玉米为原料，生产罐头的加工工厂。由于加工过程以生产玉米粒为主，因此脱粒后的下脚料如玉米胚乳、甜玉米芯等难以利用，很多工厂甚至未作任何利用而自然排放，造成严重的环境污染和资源浪费。玉米胚乳中含有大量的可溶性糖及淀粉，甜玉米芯中含有大量的纤维素、半纤维素、木质素及较普通玉米芯高3-8倍的糖分，并且其维生素、氨基酸及其它生长因子含量也很高，可作为一种重要的饲料原材料。。

发明内容：

本发明旨在解决废弃甜玉米芯及农作物秸秆、各种农作物废弃物等资源有效利用率低的问题，减少环境污染，而提供一种多种微生物混合发酵剂及用其生产高能蛋白生物饲料的方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种多种微生物混合发酵剂，其特征在于：

a、选用如下微生物菌种为菌源：双氮纤维单胞菌，产黄纤维单胞菌，凝结芽孢杆菌，嗜酸乳杆菌，枯草芽孢杆菌，淀粉乳杆菌，复合酶菌，丙酸菌，产朊假丝酵母，产香酵母，酿酒酵母，糖化酵母；

b、经如下制备步骤制得相应菌粉：斜面菌种→液体菌种→一级液体培养→二级液体培养→发酵罐发酵→离心→冷冻真空干燥→粉碎；

c、各菌粉混合即为本发酵剂。

一种应用如权利要求1所述多种微生物混合发酵剂生产高能蛋白生物饲料的方法，其特征在于：

a、将废弃甜玉米芯揉碎成1-3cm或粉碎成20筛目的粉状；将农作物秸秆及其它农作物的藤、蔓铡断成3-5cm或粉碎成20筛目的粉状；各种废弃蔬菜揉碎成1-3cm；每吨添加混合好的发酵剂3g，原料分别为单独甜玉米芯或甜玉米芯70％混合30％的秸秆粉、花生壳粉等其它农副产物；豌豆皮或其它废弃蔬菜70％～80％混合30％～20％各种农作物秸秆；或100％的各种农作物秸秆；将发酵剂和原料混合均匀后，在7-40℃厌氧条件下进行发酵7-25天，即可制得蛋白质含量为10-30％的适用于牛、羊、猪、鱼、鸡或其它畜禽的高能蛋白生物饲料，其中鱼高能蛋白生物饲料为颗粒状。

b、将发酵好的甜玉米芯饲料进行挤压得到的甜玉米芯发酵液，直接接种于多种作物秸秆粉或其它农作物藤、蔓、秧粉的混合物中，厌氧条件下进行发酵，7-35天即可制得粗蛋白提高30-50％的高能蛋白生物饲料。

本发明的甜玉米芯饲料成品性状：颜色金黄有浓郁的酸香和玉米香味及酯香味，质地柔软，适口性强。其中粗纤维降解率10-20％，粗蛋白提高到8-15％，有机酸含量达1.6-2.0％，而且70-80％为L-乳酸。甜玉米芯发酵液再利用生产的秸秆及其它农作物疼、蔓、秧粉高能蛋白生物饲料具有特有的浓郁甜玉米香的酸香味，粗蛋白提高30-50％，pH值降低可有效的抑制有害菌群的滋长，保证了饲料的安全性和易于保存性。该饲料可直接替代糠麸类和干秸秆粉等饲料，易被牲畜吸收利用。

各种酶含量：纤维素酶100-112单位/g，半纤维素酶15-20单位/g，果胶酶95-117单位/g，蛋白酶900-945单位/g，葡聚糖苷酶80-87单位/g。

以甜玉米芯发酵饲料代替糠麸类饲料，对不同的畜、禽类的对照组和实验组分别进行饲喂实验。饲喂效果见下表1：

表1

 

	育肥猪日产量(公斤)	肉鸡(斤)	鱼(斤)
				对照组	0.23	1.45	2.57
实验组	0.35	1.96	3.83

以发酵甜玉米芯秸秆饲料代替干秸秆粉，对不同的畜、禽类的对照组和实验组分别进行饲喂实验。饲喂效果见下表2：

表2日产量(公斤)

 

	育肥牛	奶牛	育肥猪	蛋鸡
					对照组	0.975	0.975	0.166	1.30(斤)
试验组	1.73	1.73	0.23	1.36(斤)

本发明经检验测符合国家标准GB/T 6432-94；GB/T 6433-94；GB/T 6434-94；GB/T 6436-92；GB/T 6437-92；GB/T 6438-92；GB/T 6435-86；GB/T 13085-2005；其中检测总水分：74.4％；粗蛋白质：10.55％；粗脂肪：0.90％；粗灰分：8.28％；总磷：0.19％；钙0.51％；粗纤维：25.12％。亚硝酸盐0.28mg/kg。

本发明原理是利用多菌种联合厌氧发酵废弃农作物高能蛋白生物饲料的方法，该发酵剂的制备工艺采用五类菌，共12株菌，采用分别培养或联合培养，发酵液离心后采用真空冷冻干燥来制备混合菌粉粉剂。由于该发酵剂中特别组配了产酸菌，在厌氧发酵过程中，产生的乳酸、丙酸等使饲料的pH值降低可有效地抑制有害菌群的滋长，保证了饲料的安全性和易于保存性。

有益效果：

本发明充分利用微生物发酵技术，依据不同菌种的生理生化特性，进行菌种的优化组合，适当改变发酵剂里的菌种配比，得到符合生产要求的系列发酵剂。该发酵剂可有效利用于各种农作物秸秆及部分农副产物。本发明工艺根据不同的饲喂对象，不同的秸秆与农副产物，可制成牛高能蛋白生物饲料、羊高能蛋白生物饲料、猪高能蛋白生物饲料、鱼高能蛋白生物饲料、鸡高能蛋白生物饲料或其它家禽高能蛋白生物饲料。本发明依靠微生物繁殖快、易培养、代谢能力强的特性，利用多菌种联合厌氧发酵的技术，生产多种农作物废弃物高能蛋白生物饲料，克服了现有技术的弊端，达到了提高农作物废弃物饲料的蛋白质含量、提高动物采食率、预防动物肠胃病、提高农作物废弃物的有效利用率的目的。由于本发酵剂中具有产纤维素酶、半纤维素酶、β-葡聚糖酶、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶的菌株，通过其生长分泌上述的酶类物质，将农作物秸秆及其它副产品中的纤维素、半纤维素、木质素等部分水解，提高饲料的营养价值，并可进入到牲畜的消化系统协助牲畜内源酶的消化作用，直接提高了饲料的消化吸收；另外，这些菌株还可有效降低肠道内溶物的粘度，防止堵塞肠道细胞膜孔，促进营养物质的传递与吸收，提高饲料的利用率。

本发明的主要优点归纳如下：

1.本发明的饲料在高效分解因子的作用下，将甜玉米芯、农作物秸秆及其它副产品中的粗纤维、木质素、长分子链，通过生物生化的作用，把畜禽不能吸收的高分子碳水化合物转化成可吸收利用的低分子碳水化合物，即能量饲料。发酵过程中产生的大量挥发性脂肪酸能够为牲畜提供直接利用的能量。

2.多种有益菌群能大量吸取禽畜难以利用的有机氮、无机氮，使之转化成营养成分较高的菌体蛋白质，即蛋白饲料。

3.有益菌株在发酵中能产生大量蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素分解酶，维生素B和A、D、及其它一些代谢产物作为营养物质被畜禽机体吸收利用，从而促进畜禽的生长发育和增重。

4.饲喂微生物饲料，有益的微生物到达消化道后，降低消化道内pH值，在消化道内迅速繁殖，在数量上便占绝对优势，加上他们生长代谢造成厌氧环境，就大大抑制了那些需氧性致病菌原生长繁殖。另外部分有益菌是良好的免疫激活剂，它们能刺激肠道免疫器官生长，激发机体发生体液免疫和细胞免疫。提高畜禽抗体水平或提高巨噬细胞的活性，增强免疫功能，减少疾病发生。并且，有益菌在肠道内能生长形成致密性膜菌群，形成生物屏幕，防止有害物质和废物的吸收。

5.饲用微生物饲料能促进营养物质的消化吸收，因而可减少氨和其他腐败物质的产生。研究表明：饲喂微生态饲料可以减少内容物、粪便、门静脉中的氨含量以及肠内溶物种的对甲酚、吲哚、甲基吲哚等腐败物质的含量，缓解粪便臭味，净化畜禽环境。

具体实施方式：

以下结合实施例详述本发明。

实施例1：

制备多种微生物混合发酵剂：

以双氮纤维单胞菌、产黄纤维单胞菌、凝结芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌、淀粉乳杆菌、复合酶菌、丙酸菌、产朊假丝酵母、产香酵母、酿酒酵母、糖化酵母十二种微生物菌种为菌源，经斜面菌种→液体菌种→一级液体培养→二级液体培养→发酵罐发酵→离心→冷冻真空干燥→粉碎步骤制得相应菌粉。

其中：

斜面菌种培养步骤是：各菌种使用相应培养基并加入1.5--2.5％琼脂，所有的斜面菌种在28～30℃条件下静置培养20～48小时，放4℃冰箱保存。

液体菌种和一级液体培养步骤是：挑取2环于相应的培养基中，在28～30℃条件下摇床培养20～24小时，再于相应的培养基中进行接种量为5～10％的接种，在28～30℃条件下摇床培养20～40小时进行一级液体培养，摇床转速80-180次/分钟。

二级液体培养步骤是：于相应的培养基中进行接种量为5-10％的接种，在28-30℃条件下培养20-24小时，进行二级种子罐液体培养。

发酵罐发酵步骤是：双氮纤维单胞菌、产黄纤维单胞菌同时培养，枯草芽孢杆菌、淀粉乳杆菌、复合酶菌同时培养，产朊假丝酵母、糖化酵母、酿酒酵母、产香酵母同时培养，发酵罐液体培养条件：温度28～30℃，接种量为1-3％，通风量9-13m³/h，罐压0.02-0.09Mpa，时间20-30小时。

离心、真空冷冻干燥及粉碎步骤是：将发酵液直接倒入离心机进行离心后再进入真空冷冻干燥机中进行处理至最终含水量在3％，然后进行粉碎。

将各菌粉混合即多种微生物混合发酵剂。

厌氧发酵生产高能蛋白生物饲料：

将甜玉米芯揉碎成1-3cm或粉碎成20筛目的粉状，按每吨甜玉米芯原料添加混合好的发酵剂3g，将混合发酵剂和甜玉米芯原料混合均匀后，在7-40℃厌氧条件下进行发酵7-25天，即可制得蛋白质含量为10-30％的适用于牛、羊、猪、鱼、鸡或其它畜禽的高能蛋白生物饲料。

实施例2：

制备发酵剂同实例1。

厌氧发酵生产高能蛋白生物饲料：将废弃甜玉米芯揉碎成1-3cm或粉碎成20筛目的粉状，将农作物秸秆及花生壳粉等其它农副产物铡断成3-5cm或粉碎成20筛目的粉状；取70％重量份数的甜玉米芯原料和30％重量份数的秸秆粉、花生壳粉等其它农副产物原料，按每吨混合原料添加发酵剂3g的比例，将混合原料与发酵剂混合均匀，在35℃条件下厌氧发酵，7天可制得蛋白质含量为8～15％的高能蛋白生物饲料。该高能蛋白生物饲料可供给各种畜禽饲用。

实施例3：

制备发酵剂同实例1。

厌氧发酵生产高能蛋白生物饲料：将豌豆皮或其它废弃蔬菜揉碎成1-3cm，将农作物秸秆铡断成3-5cm或粉碎成20筛目的粉状，按重量计，取70％～80％的豌豆皮或其它废弃蔬菜，取30％～20％的农作物秸秆，混成混合原料；按每吨混合原料添加发酵剂3g的比例，将混合原料与发酵剂混合均匀，在20℃条件下，厌氧发酵20天可制得蛋白质含量为8～15％的高能蛋白生物饲料。该高能蛋白生物饲料可供给牛羊等反刍动物饲用。

实施例4：

制备发酵剂：多种微生物发酵剂中双氮纤维单胞菌、产黄纤维单胞混合菌；凝结芽孢杆菌；嗜酸乳杆菌；枯草芽孢杆菌、淀粉乳杆菌、复合酶菌混合菌；丙酸菌；产朊假丝酵母、酿酒酵母、产香酵母、糖化酵母混合菌比例最好为4：1：1：4.5：1：7。

厌氧发酵生产高能蛋白生物饲料：农作物废弃物选择甜玉米芯70％混合30％的秸秆粉、花生壳粉等其它农副产物；豌豆皮或废弃蔬菜70％～80％混合30％～20％秸秆农作物。按每吨混合原料添加发酵剂3g的比例，将混合原料与发酵剂混合均匀，在20℃条件下，厌氧发酵20天可制得蛋白质含量为8～15％的高能蛋白生物饲料，该高能蛋白生物饲料可供给非反刍动物饲用。

实施例5：

制备发酵剂同实例1。

厌氧发酵生产高能蛋白生物饲料：原料分别为单独甜玉米芯或甜玉米芯70％混合30％的秸秆粉、花生壳粉等其它农副产物、豌豆皮或废弃蔬菜70％～80％混合30％～20％秸秆农作物。按每吨混合原料添加发酵剂3g的比例，将混合原料与发酵剂混合均匀，在7-40℃厌氧条件下进行发酵。7-25天即可制得蛋白质含量为10-30％的适用于牛、羊、猪、鱼、鸡或其它畜禽的高能蛋白生物饲料，其中鱼高能蛋白生物饲料为颗粒状。

实施例6：

制备发酵剂：多种微生物发酵剂是将双氮纤维单孢菌、产黄纤维单孢菌；凝结芽孢杆菌；嗜酸乳杆菌；枯草芽孢杆菌、淀粉乳杆菌、复合酶菌混合菌；丙酸菌；产朊假丝酵母、酿酒酵母、产香酵母、糖化酵母混合比例最好为：3：1.5：1.5：2：0.5：2。

厌氧发酵生产高能蛋白生物饲料：农作物取稻草，粉碎成20目。按每吨混合原料添加发酵剂3g的比例，将发酵剂和原料混合在一起，在7-40℃厌氧条件下进行发酵，7-25天即可制成蛋白质含量为10-30％的适用于牛、羊、猪、鱼、鸡或其它畜禽的高能蛋白生物饲料，其中鱼高能蛋白生物饲料为颗粒状。

实施例7：

将实施例1获得的发酵好的甜玉米芯饲料进行挤压得到的甜玉米芯发酵液，将该发酵液直接接种于多种作物秸秆粉或其它农作物藤、蔓、秧粉的混合物中，厌氧条件下进行发酵，7-35天即可制得粗蛋白提高30-50％的高能蛋白生物饲料。

Claims (7)

1.一种多种微生物混合发酵剂，其特征在于： 

a、选用如下微生物菌种为菌源：双氮纤维单胞菌，产黄纤维单胞菌，凝结芽孢杆菌，嗜酸乳杆菌，枯草芽孢杆菌，淀粉乳杆菌，复合酶菌，丙酸菌，产阮假丝酵母，产香酵母，酿酒酵母，糖化酵母； 

b、经如下制备步骤制得相应菌粉：斜面菌种→液体菌种→一级液体培养→二级液体培养→发酵罐发酵→离心→冷冻真空干燥→粉碎； 

c、各菌粉混合即为本发酵剂。 

2.根据权利要求1所述的多种微生物混合发酵剂，其特征在于斜面菌种培养步骤是：各菌种使用相应培养基并加入1.5-2.5％琼脂，所有的斜面菌种在28～30℃条件下静置培养20～48小时，放4℃冰箱保存。 

3.根据权利要求1所述的多种微生物混合发酵剂，其特征在于液体菌种和一级液体培养步骤是：挑取2环于相应的培养基中，在28～30℃条件下摇床培养20～24小时，再于相应的培养基中进行接种量为5～10％的接种，在28～30℃条件下摇床培养20～40小时进行一级液体培养。 

4.根据权利要求1所述的多种微生物混合发酵剂，其特征在于二级液体培养步骤是：于相应的培养基中进行接种量为5-10％的接种，在28-30℃条件下培养20-24小时，进行二级种子罐液体培养。 

5.根据权利要求1所述的多种微生物混合发酵剂，其特征在于发酵罐发酵步骤是：双氮纤维单胞菌、产黄纤维单胞菌同时培养，枯草芽孢杆菌、淀粉乳杆菌、复合酶菌同时培养，产朊假丝酵母、糖化酵母、酿酒酵母、产香酵母同时培养，发酵罐液体培养条件：温度28～30℃，接种量为1-3％，通风量9-13m³/h，罐压0.02-0.09Mpa，时间20-30 小时。 

6.根据权利要求1所述的多种微生物混合发酵剂，其特征在于离心、真空冷冻干燥及粉碎步骤是：将发酵液直接倒入离心机进行离心后再进入真空冷冻干燥机中进行处理至最终含水量在3％，然后进行粉碎。 

7.一种应用如权利要求1所述多种微生物混合发酵剂生产高能蛋白生物饲料的方法，其特征在于： 

a、将废弃甜玉米芯揉碎成1-3cm或粉碎成20筛目的粉状；将农作物秸秆及其它农作物的藤、蔓铡断成3-5cm；或粉碎成20筛目的粉状；各种废弃蔬菜揉碎成1-3cm；每吨添加混合好的发酵剂3g，原料分别为单独甜玉米芯或甜玉米芯70％混合30％的秸秆粉、花生壳粉；豌豆皮或其它废弃蔬菜70％～80％混合30％～20％各种农作物秸秆；或100％的各种农作物秸秆；将发酵剂和原料混合均匀后，在7-40℃厌氧条件下进行发酵7-25天，即可制得蛋白质含量为10-30％的适用于牛、羊、猪、鱼、鸡或其它畜禽的高能蛋白生物饲料，其中鱼高能蛋白生物饲料为颗粒状； 

b、将发酵好的甜玉米芯饲料进行挤压得到的甜玉米芯发酵液，直接接种于多种作物秸秆粉或其它农作物藤、蔓、秧粉的混合物中，厌氧条件下进行发酵，7-35天即可制得粗蛋白提高30-50％的高能蛋白生物饲料。