CN101449752A - 玉米青贮用复合微生物接种剂及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含有同型发酵乳酸菌和异型发酵乳酸菌的玉米青贮用接种剂及其使用方法。该玉米青贮用复合微生物接种剂包括布氏乳杆菌2×10⁹cfu/g～5×10¹⁰cfu/g、植物乳杆菌5×10⁹cfu/g～1×10¹¹cfu/g。本发明玉米青贮用复合微生物接种剂采用同型发酵乳酸菌和异型发酵乳酸菌作为产酸源，提高了玉米青贮饲料保存效果。当用本发明的接种剂制备的青贮饲料作为奶牛的饲料后，可以增加产奶量和乳脂率。

Description

玉米青贮用复合微生物接种剂及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种青贮用接种剂，尤其涉及一种同时含有同型发酵乳酸菌和异型发酵乳酸菌的玉米青贮用接种剂及其使用方法。

背景技术

随着我国人民生活水平的不断提高和农村产业结构调整，牛、羊等草食家畜生产得到了前所未有的发展。目前草食家畜业发展遇到的突出问题之一就是优质粗饲料供应严重不足，导致牲畜健康状况差，饲养成本高、经济效益低。

青贮饲料因其营养价值高、加工成本低且不受季节影响等优点成为牛羊等反刍动物主要的粗饲料来源，奶牛饲料中青贮饲料所占的比例达到20％-50％。青贮的原理是在厌氧条件下，通过附生于作物植株上的乳酸菌利用原料中的可溶性碳水化合物，厌氧发酵产生有机酸，导致pH值降低，从而达到长期保存青贮饲料的目的。青贮饲料添加剂是为了提高青贮饲料的保存效果或营养价值所使用的一类添加剂，包括发酵促进剂、发酵抑制剂和营养性添加剂，随着可持续发展的要求和生产成本的降低，具有腐蚀性的添加剂如甲酸、甲醛、丙酸等逐渐退出了历史舞台，青贮接种剂以其无毒、无害、廉价及使用方便等优点受到养殖者的青睐。

青贮接种剂是微生物青贮接种剂(Silage Microbial Inoculants)的简称，也叫青贮接种菌(Silage Bacteria Inoculants)，属于发酵促进剂。人们对青贮接种剂的早期定义是：一种额外提供给乳酸菌以保证快速而良好青贮发酵的添加剂。接种剂中的乳酸菌通常是从作物或青贮料中筛选出来的。它们或单独使用，或联合应用，有时还与某些酶制剂复合在一起。目前常用的青贮接种剂是同型发酵乳酸菌接种剂，包括植物乳杆菌、粪链球菌和片球菌等具有同型发酵能力的乳酸菌。

但是，当青贮窖打开时，青贮饲料暴露于空气中，好氧微生物分解乳酸和残余的可溶性碳水化合物引起腐败，产生CO₂、分解蛋白质和氨基酸为氨或胺类物质。有氧腐败产生大量的热，增加了pH，降低了饲料消化率，其中主要是蛋白质的消化率，并导致适口性降低。全株玉米和禾本科牧草含糖量高，比较容易青贮，但这些含糖量高的作物青贮后残留的糖和乳酸的量也高，开窖后有氧稳定性更低。因此，二次发酵是全株玉米青贮过程中面临的主要问题。此外，低酸度也使玉米青贮的适口性下降，并导致消化障碍。关于二次发酵的机理尚不十分清楚，但酵母在多种作物青贮的腐败过程中担当重要角色，尤其是乳酸利用酵母，它是有氧变质的发起因素。现在普遍使用的同型发酵乳酸菌接种剂增加了青贮饲料乳酸的生成量，使其在开窖后变得不稳定，更容易产生二次发酵，很多试验也证明了同型发酵乳酸菌降低了青贮饲料的有氧稳定性，特别是全株玉米青贮。

因此，防止二次发酵必须要控制乳酸利用酵母生长。丙酸、乙酸等一些有机酸对酵母有强烈的抑制作用。丙酸及其盐类都曾作为防止二次发酵的青贮饲料添加剂，无论是在青贮前或开窖后添加都可以有效地提高青贮饲料的有氧稳定性，但腐蚀性和高成本限制了它的使用。丙酸菌是一种特殊的厌氧微生物，它可以发酵3mol乳酸生成2mol丙酸、1mol乙酸和1mol CO₂(Hettinga和Reinbold，1972)。尽管已经有丙酸菌作为青贮饲料添加剂，但效果很不稳定，通常在pH下降缓慢和终pH值较高(>4.2)的情况下才有效。

我国在青贮饲料添加剂的研究领域已有不少专利公开，例如专利CN1409986A公开了一种青贮专用乳酸菌接种剂，含有干菌原粉、纤维素酶、硫酸锰等。用该专利制成的青贮饲料成品活菌数量大于900亿CUF/g。

专利CN1568755A公开了一种玉米青贮专用添加剂，由产酸的混合菌粉、混合酶粉、营养混合物等组成，使用该发明的玉米青贮专用添加剂可以明显改善玉米青贮的发酵效果，提高粗饲料的利用，提高奶牛的产奶性能等。

上述专利采用的产酸菌都是同型发酵菌，同型发酵乳酸菌在全株玉米青贮过程中会生成大量的乳酸，使其在开窖后变得不稳定，更容易产生二次发酵，降低了青贮饲料的有氧稳定性，从而影响到青贮饲料的质量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有以同型发酵为主的青贮饲料接种剂使玉米青贮在开窖后变得不稳定，容易产生二次发酵的问题，提供一种可以提高玉米青贮饲料保存效果的玉米青贮用复合微生物接种剂及其使用方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现。

本发明的玉米青贮用复合微生物接种剂，包括布氏乳杆菌、植物乳杆菌和营养合剂。

本发明的玉米青贮用复合微生物接种剂，包括布氏乳杆菌1×10⁹cfu/g～5×10¹⁰cfu/g，优选5×10⁹cfu/g～1×10¹⁰cfu/g，植物乳杆菌1×10⁹cfu/g～1×10¹¹cfu/g，优选7.5×10⁹cfu/g～2.5×10¹⁰cfu/g。营养合剂由30～50重量份的脱脂乳粉、40～60重量份的葡萄糖和10～20重量份的硫酸锰组成。

本发明的玉米青贮用复合微生物接种剂的使用方法：青贮前将接种剂用水稀释后均匀喷洒在切碎的新鲜玉米青贮原料中；接种剂添加量为每吨新鲜的玉米青贮原料添加接种剂10g，接种剂稀释比例为每1重量份的接种剂用200重量份的水稀释。

本发明采用同型发酵乳酸菌——植物乳杆菌和异型发酵乳酸菌——布氏乳杆菌作为产酸源，首先通过使用植物乳杆菌同型发酵可溶性糖产生大量乳酸，加速pH的下降速度；而后利用布氏乳杆菌进行发酵转换，乳酸分解，乙酸生成量增加，青贮饲料保持较高的pH；最终导致玉米青贮乙酸和总有机酸生成量增加，酵母数量减少。开窖以后青贮饲料pH值保持稳定，酵母和霉菌增值缓慢，不发热。当用本发明的接种剂制备的青贮饲料作为奶牛的饲料后，可以增加产奶量和乳脂率。

附图说明

附图是青贮接种剂对全株玉米青贮有氧稳定性的影响。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

(1)接种剂的制备

所用原料配比如下：

布氏乳杆菌冻干粉末：1重量份

植物乳杆菌冻干粉末：2重量份

脱脂乳粉：30重量份

葡萄糖：60重量份

硫酸锰：7重量份

将乳酸菌冻干粉末与营养合剂充分混合均匀，过40目筛得到流散性好的粉末，复合接种剂中布氏乳杆菌总数2×10⁹～5×10⁹c植物乳杆菌总数菌5×10⁹～7.5×10⁹cfu/g。采用纸塑或复合铝箔袋包装，贮存温度小于35℃，存贮环境湿度小于60％，1年内乳酸菌存活率大于90％。

(2)使用方法

全株玉米于蜡熟期收获切碎至1～3cm长，在青贮装填过程中将稀释好的接种剂用喷雾器均匀喷洒在切碎的新鲜玉米青贮原料中；接种剂用量为每吨新鲜的玉米青贮原料添加10g，接种剂稀释比例为每1重量份的接种剂用200重量份的水稀释。

实施例2

(1)接种剂的制备

所用原料配比如下：

布氏乳杆菌冻干粉末：2重量份

植物乳杆菌冻干粉末：2重量份

脱脂乳粉：30重量份

葡萄糖：58重量份

硫酸锰：8重量份

将乳酸菌冻干粉末与营养合剂充分混合均匀，过40目筛得到流散型好的粉末，复合接种剂中布氏乳杆菌总数5×10⁹～8×10⁹cfu/g、植物乳杆菌总数菌7.5×10⁹～1×10¹⁰cfu/g。采用纸塑或复合铝箔袋包装，贮存温度小于35℃，存贮环境湿度小于60％，1年内乳酸菌存活率大于90％。

(2)使用方法

同实施例1中的使用方法。

实施例3

(1)接种剂的制备

所用原料配比如下：

布氏乳杆菌冻干粉末：3重量份

植物乳杆菌冻干粉末：4重量份

脱脂乳粉：31重量份

葡萄糖：51重量份

硫酸锰：10重量份

将乳酸菌冻干粉末与营养合剂充分混合均匀，过40目筛得到流散型好的粉末，复合接种剂中布氏乳杆菌总数8×10⁹～1×10¹⁰cfu/g、植物乳杆菌总数菌1×10¹⁰～2×10¹⁰cfu/g。采用纸塑或复合铝箔袋包装，贮存温度小于35℃，存贮环境湿度小于60％，1年内乳酸菌存活率大于90％。

(2)使用方法

同实施例1中的使用方法。

实施例4

(1)接种剂的制备

所用原料配比如下：

布氏乳杆菌冻干粉末：7重量份

植物乳杆菌冻干粉末：9重量份

脱脂乳粉：32重量份

葡萄糖：45重量份

硫酸锰：10重量份

将乳酸菌冻干粉末与营养合剂充分混合均匀，过40目筛得到流散型好的粉末，复合接种剂中布氏乳杆菌总数1×10¹⁰～2×10¹⁰cfu/g、植物乳杆菌总数菌2×10¹⁰～5×10¹⁰cfu/g。采用纸塑或复合铝箔袋包装，贮存温度小于35℃，存贮环境湿度小于60％，1年内乳酸菌存活率大于90％。

(2)使用方法

同实施例1中的使用方法。

实施例5

(1)接种剂的制备

所用原料配比如下：

布氏乳杆菌冻干粉末：8重量份

植物乳杆菌冻干粉末：16重量份

脱脂乳粉：33重量份

葡萄糖：31重量份

硫酸锰：12重量份

将乳酸菌冻干粉末与营养合剂充分混合均匀，过40目筛得到流散型好的粉末，复合接种剂中布氏乳杆菌总数2×10¹⁰～3.5×10¹⁰cfu/g、植物乳杆菌总数菌5×10¹⁰～7.5×10¹⁰cfu/g。采用纸塑或复合铝箔袋包装，贮存温度小于35℃，存贮环境湿度小于60％，1年内乳酸菌存活率大于90％。

(2)使用方法

同实施例中的使用方法。

实施例6

(1)接种剂的制备

所用原料配比如下：

布氏乳杆菌冻干粉末：12重量份

植物乳杆菌冻干粉末：22重量份

脱脂乳粉：33重量份

葡萄糖：21重量份

硫酸锰：12重量份

将乳酸菌冻干粉末与营养合剂充分混合均匀，过40目筛得到流散型好的粉末，复合接种剂中布氏乳杆菌总数3.5×10¹⁰～5×10¹⁰cfu/g、植物乳杆菌总数菌7.5×10¹⁰～1×10¹¹cfu/g。采用纸塑或复合铝箔袋包装，贮存温度小于35℃，存贮环境湿度小于60％，1年内乳酸菌存活率大于90％。

(2)使用方法

同实施例中的使用方法。

本发明的接种剂可以加入其它种类的同型发酵乳酸菌，另外，本发明的接种剂中也可以加入复合纤维素酶促进玉米秸纤维分解，添加营养混合物给微生物的繁衍生存提供营养元素。

青贮效果检验：

方案一、微生物青贮接种剂对全株玉米发酵进程及有氧稳定性的影响采用实验室青贮法，试验设3个处理，分别为：

空白组：添加同体积的蒸馏水；

对比组：每100kg新鲜青贮原料添加1克添加由同型发酵乳酸菌组成的微生物青贮接种剂(主要成分为植物乳杆菌和乳酸片球菌)；

试验组：每100kg新鲜青贮原料添加1克本发明的实施例3得到的微生物青贮接种剂；。

青贮制作方法：全株玉米于蜡熟期收获切碎至1～3cm长，分别将2g对比组和实验组所用接种剂溶于20ml不含氯的洁净的水中，再稀释至400ml，用喷雾器均匀的喷洒在200kg切碎的全株玉米上并搅拌均匀；空白组添加同体积的蒸馏水；原料迅速装填于数个2升容量的玻璃青贮瓶中，压实、加盖并用玻璃胶密封。青贮瓶运回实验室后室温25～30℃避光保存。

取样分别在装填后第1、5、10、20、60、100天进行，每到一个预定时间时，每个处理组随机取三瓶保存完好的青贮瓶，开封后除去上层约10cm厚青贮料，混匀并分装于塑料封口袋中，用于测定pH值、有机酸、乳酸菌和酵母菌数等指标，100天时还测定玉米青贮饲料暴露于空气后10日内pH值、温度、乳酸菌和酵母菌数的变化。有氧稳定性用玉米青贮暴露于空气中后温度上升到高于环境温度2℃需要的时间表示。青贮检验结果列于表1、表2和图1。

结果表明：以植物乳杆菌和乳酸片球菌为主要成分的同类产品尽管加快了发酵过程中pH值的下降速度，显著提高了乳乙酸的比例，但降低了青贮饲料的有氧稳定性，此外，低酸度会影响青贮饲料的适口性。接种本专利技术生产的接种剂，减缓了全株玉米青贮发酵过程中中后期pH值的下降程度，但总有机酸生成量，减少青贮过程中酵母的数量，提高青贮饲料的有氧稳定性；开窖以后青贮饲料pH值保持稳定，酵母和霉菌增值缓慢，不发热。

表1 青贮接种剂对全株玉米青贮过程中pH、微生物和有机酸含量变化的影响

表2 青贮接种剂对全株玉米青贮开窖后pH和微生物变化的影响

方案二、不同添加量的微生物青贮接种剂对全株玉米发酵产物及有氧稳定性的影响

同样采用实验室青贮法，试验设4个处理，分别为：

A组：添加同体积的水；

B组：每100kg新鲜青贮原料添加1克本发明的实施例1得到的微生物青贮接种剂；

C组：每100kg新鲜青贮原料添加1克本发明的实施例3得到的微生物青贮接种剂；

D组：每100kg新鲜青贮原料添加1克本发明的实施例6得到的微生物青贮接种剂；

青贮制作过程同方案一。青贮90天后每个组取5个重复，测定青贮饲料的化学组成、微生物数量和有氧稳定性。

结果表明：不同添加量的青贮接种剂均增加了全株玉米青贮发酵产物中总有机酸的生成量，青贮90天时仍有大量的乳酸菌存在，酵母菌被明显的抑制，最终提高了玉米青贮的有氧稳定性。通过综合比较，D组的效果最好，其次是C组，考虑到接种剂的成本，生产过程中推荐使用C组中使用的接种剂。

表3 不同添加量的青贮接种剂对全株玉米发酵产物及有氧稳定性的影响(青贮90d)

方案三、微生物青贮接种剂对奶牛生产性能的影响：

试验在新乡市伟杰奶业有限责任公司养殖小区进行。全株玉米于蜡熟后期收获，用铡草机铡成1～3cm长。设备采用半地下式水泥青贮窖，30m(长)×3m(宽)×2.5m(高)。每吨新鲜青贮原料添加10克本发明实施例3得到的微生物青贮接种剂，具体添加方法为：将每500g微生物青贮接种剂溶于5升不含氯的洁净的水中混合均匀，再稀释至100升。在青贮装填过程中用喷雾器均匀喷洒，每吨青贮料使用该稀释液2升，边装填边压实，最后用黑色聚乙烯塑料薄膜密封，三个月后开启青贮窖进行饲养试验。对照组青贮不添加接种剂，只加等量的水，制作方法相同。

饲养试验选择体重、胎次、产奶量和泌乳月(泌乳中后期)相近的中国荷斯坦经产奶牛40头，随机分为两组，每组20头。预试期统一进行健胃、驱虫、疫病防治、分组、编号。预试期7天，根据体重、采食量和产奶量进行适当调整，使组间差异不显著。正试期60天，随机选择试验组和对照组，在条件一致的圈舍内饲管，白天在运动场自由运动。饲养管理按正常饲养管理规程进行，固定专人饲养，饲喂时间和管理条件相同，日喂2次，定时定量，试验组饲喂添加了接种剂的玉米青贮，对照组饲喂常规玉米青贮，精粗料日粮组合(见表4)、营养水平完全相同，饲喂时先粗后精，供给充足、清洁的饮水。每日6时和17时各挤奶一次，于挤奶台自动挤奶。

试验期间，每天进行个体产奶量测定，并记录试验组与对照组奶牛对青贮的适口性和采食效果。每周采集一次奶样进行乳成分分析，包括乳脂率、乳蛋白率、乳糖率及无脂固形物(SNF)等，奶样为早、晚两次挤奶的混合奶样。

表4 产奶牛精料组成及日粮组成

注：4％预混料由北京精准动物营养研究中心提供，含有维生素、微量元素、磷酸氢钙、石粉、缓冲剂、食盐等成分。

结果表明：经过60天的试验期，试验组比对照组奶牛共多产奶816kg，平均每头每天多产奶0.68kg，产奶量比对照组提高了3.18％。如果折算成4％标准乳(4％FCM)，则平均每头每天多产奶标准乳1.03kg，比对照组提高了5.59％。在整个试验过程中试验组乳脂率平均比对照组高了0.13个百分点，提高幅度为4.01％，SNF也略有提高，乳蛋白和乳糖含量差异很小。

表5 使用青贮接种剂对乳成分的影响

表6 试验期内泌乳牛乳成分组成

Claims (5)

1.一种玉米青贮用复合微生物接种剂，其特征在于：该接种剂包括布氏乳杆菌、植物乳杆菌和营养合剂。

2.根据权利要求1所述的玉米青贮用复合微生物接种剂，其特征在于：该接种剂包括布氏乳杆菌2×10⁹cfu/g～5×10¹⁰cfu/g、植物乳杆菌5×10⁹cfu/g～1×10¹¹cfu/g。

3.根据权利要求1所述的玉米青贮用复合微生物接种剂，其特征在于：该接种剂包括布氏乳杆菌8×10⁹cfu/g～1×10¹⁰cfu/g，植物乳杆菌1×10¹⁰cfu/g～2×10¹⁰cfu/g。

4.根据权利要求1或2所述的玉米青贮用复合微生物接种剂，其特征在于：营养合剂由30～35重量份的脱脂乳粉、20～60重量份的葡萄糖和8～12重量份的硫酸锰组成。

5.权利要求1所述的玉米青贮用复合微生物接种剂的使用方法，其特征在于：青贮前将接种剂用水稀释后均匀喷洒在切碎的新鲜玉米青贮原料中；接种剂添加量为每吨新鲜的玉米青贮原料添加接种剂10g，接种剂稀释比例为每1重量份的接种剂用200重量份的水稀释。

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