CN101715872A - 用秸秆制备高蛋白糖化饲料的方法 - Google Patents

Abstract

一种用秸秆制备高蛋白糖化饲料的方法，本发明的特点是将秸秆粉生料蒸料与复合酶混合，经糖化水解后，再以酿酒酵母和植物乳酸杆菌堆积发酵，经干燥或造粒后即为高蛋白糖化饲料。与现有技术相比，本发明充分利用了秸秆中的养分，提高饲料的营养成分，有利于家畜的消化吸收，其中粗蛋白含量提高到21％以上、粗纤维含量低于14％；可提高秸秆饲料在配合饲料和专用饲料中的用量比例，节约精饲料和粮食的用量；实验表明：在猪饲料中加入5％可增重6％，经济效益提高12％，节约粮食65％以上；同时充分利用了秸秆的内在资源，提高了资源的利用率；通过对秸秆的合理利用，有效地解决了秸秆丢弃、焚烧造成的环境污染问题；具有操作简便、秸秆降解利用率高、蛋白质糖类含量高、成本低廉、不污染环境的特点。

Description

用秸秆制备高蛋白糖化饲料的方法

技术领域

本发明属于秸秆饲料加工技术领域，具体涉及用酶技术制备秸秆饲料方法的改进。

背景技术

我国的农作物播种面积居世界第一，2008年各种农作物秸秆产量约为7.2亿吨，其中玉米秸秆为1.82亿吨。在传统农业中，玉米秸秆主要用于农村燃料，近年来部分秸秆被还田利用，但总量不大，大量的玉米秸秆被丢弃在田间或焚烧，造成资源浪费，且严重污染环境。秸秆是草食性家畜粗饲料的重要来源，提高秸秆的营养价值和饲料利用率，可以解决秸秆的利用问题，减少环境污染，是解决畜牧业对粮食依赖的有效途径。同时目前秸秆饲料的营养成分含量较低，表现为粗蛋白、脂肪和糖分含量较少，能量价值较低，而纤维含量很高，其粗纤维高达30％～45％，且木质化程度较高、质地坚硬粗糙、适口性较差、难以消化，因此导致秸秆利用率不高的问题。

经检索，该领域的相关专利有：1.中国专利申请(95118343)公开了一种高蛋白糖化饲料及其制备方法，该发明应用强酸、强碱进行降解，采用活性酵母菌发酵提高蛋白质含量；该方法的酸碱腐蚀严重，不能充分降解秸秆养分，蛋白含量提高不多。2.中国专利申请(98118918)公开了一种农作物秸秆高蛋白糖化生物饲料的生产方法，该发明也应用强酸、强碱进行降解，然后采用木霉、曲霉和酵母混合发酵提高蛋白质含量；该方法亦然是酸碱腐蚀严重，不能充分降解秸秆养分，蛋白含量提高不多。3.中国专利申请(99111172)为一种生物饲料制作剂及使用方法，其是用糖化酶、软化剂、强碱等化学助剂软化秸秆，然后应用微生物改善秸秆的营养价值；该方法也存在酸碱腐蚀严重，不能充分降解秸秆养分，同时碱性条件不利于微生物的生长利用。

目前研究玉米秸秆的青贮、微贮、黄贮、酸贮、氨化、碱化等加工方法，其都是利用微生物发酵产酶充分降解玉米秸秆中纤维素、半纤维素、木质素等转化为小分子物质，但是以上方法在生产过程中存在发酵周期长、容易腐烂、难以储存、污染环境的问题，影响了秸秆的有效利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用秸秆制备高蛋白糖化饲料的方法，使其具有操作简便、秸秆降解利用率高、成本低、不污染环境的优点，所制备的饲料在提高蛋白质糖类含量的营养价值的同时，改善适口性，提高饲料消化吸收的利用率。

本发明提出的利用秸秆制备高蛋白糖化饲料的方法，主要原料可以选择为粉碎的玉米秸秆和水稻秸秆，具体步骤包括：

步骤一、备料：将粉碎、过筛的秸秆粉生料蒸料0.5～1.5小时，得到灭菌熟料；

步骤二、复合酶水解糖化：将所得熟料与复合酶混合均匀，加入生料干重1～2倍的pH值4.5～5.5的水后，在40℃～55℃条件下降解4～6小时，得到水解混合物；所述复合酶的组成及用量按生料干重计为，木质素酶50万～150万u/kg，纤维素酶100万～300万u/kg，果胶酶30万～50万u/kg，糖化酶60万～100万u/kg；

步骤三、微生物发酵：在水解混合物中按生料干重分别加入4％～6％的麸皮、1％～3％的尿素、2％～3％的玉米粉、4％～6％的酿酒酵母和4％～6％的植物乳酸杆菌，搅拌均匀后堆积发酵，在28～32℃条件下发酵24～30小时，得到含水饲料；

步骤四、成品饲料：将含水饲料干燥后即为高蛋白糖化饲料粉料，或是将含水饲料经造粒形成高蛋白糖化饲料颗粒料。

本发明采用的秸秆属于植物性饲料，由无数植物细胞所构成，而植物细胞的内容物包括有蛋白质、淀粉、脂肪等养分，细胞壁主要由非淀粉多糖、木质素和矿物质等组成；紧密的结构使纤维素、半纤维素和果胶等物质难以暴露出来，不利于微生物的利用。本发明通过纤维素酶、果胶酶、糖化酶及木质素酶的联合作用，可将细胞壁中的纤维素、木聚糖、果胶物质等降解成小分子片段，使细胞壁的交联结构受到破坏，促进细胞壁分解，使细胞壁包裹的各种营养物质释放出来，提高了秸秆养分的利用率；再通过微生物发酵，繁殖产生大量的菌体蛋白，增加蛋白质含量，提高了秸秆饲料的营养价值，改善了饲料的适口性，在饲料与家畜肠道中消化酶充分接触时，使饲料的消化吸收率大大提高。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：充分利用了秸秆中的养分，提高饲料的营养成分，有利于家畜的消化吸收，其中粗蛋白含量提高到21％以上(比已有产品提高一倍以上)、粗纤维含量低于14％(比已有产品降低一倍以上)；可以提高秸秆饲料在配合饲料和专用饲料中的用量比例，大幅度节约精饲料和粮食的用量；实验表明：在猪饲料中加入5％的本发明秸秆饲料，增重可提高6％，经济效益提高12％，节约粮食65％以上；同时充分利用了秸秆的内在资源，提高了资源的利用率；通过对秸秆的合理利用，有效地解决了秸秆丢弃、焚烧造成的环境污染问题；具有操作简便、秸秆降解利用率高、蛋白质糖类含量高、成本低廉、不污染环境的特点。

本发明是在国家科技支撑计划项目《关中平原农田循环生产综合技术集成研究与示范》(项目编号：2007BAD89B16)的支持下完成。

具体实施方式

以下结合具体实例对本发明的技术方案作进一步详细说明。

实例中所用原料来源：木质素酶(50万u/g固体)和纤维素酶(100万u/g固体)均为宁夏和氏璧生物技术有限公司生产；糖化酶(10万u/g固体)为河南三门峡洛神生化有限责任公司生产；果胶酶(10万u/g固体)为天津利华酶制剂技术有限公司生产。菌种来源：酿酒酵母(CICC 31015)和植物乳酸杆菌(CICC 20765)均购自中国工业微生物菌种保藏管理中心。

实施例1、将干燥的玉米秸秆粉碎，20目过筛，取100kg生料秸秆粉上锅蒸料80min得熟料；将熟料与复合酶混合均匀，其中复合酶的组成用量为，木质素酶300g，纤维素酶100g，果胶酶400g，糖化酶800g；再喷洒pH4.5的水100kg混匀后在42±2℃条件下降解6小时，得到水解混合物；在水解混合物中加入5kg的麸皮、2kg的尿素、3kg的玉米粉，然后分别接入4kg的酿酒酵母和5kg的植物乳酸杆菌拌匀后堆积发酵，在29±1℃条件下发酵29小时，得到含水饲料；经干燥后即得高蛋白糖化饲料。

所得饲料中粗纤维含量由32％降到16％，粗蛋白含量由4％提高到17％。

实施例2、将干燥的水稻秸秆粉碎，20目过筛，取100kg生料秸秆粉上锅蒸料40min得熟料；将熟料与复合酶混合均匀，其中复合酶的组成用量为，木质素酶100g，纤维素酶300g，果胶酶500g，糖化酶100g；再喷洒pH5.5的水150kg混匀后，在52±2℃条件下降解4小时，得到水解混合物；在其中加入5kg的麸皮、2kg的尿素、3kg的玉米粉，然后分别接入5kg的酿酒酵母和4kg的植物乳酸杆菌拌匀后堆积发酵，在30±1℃条件下发酵27小时，得到含水饲料；经造粒得到高蛋白糖化饲料颗粒。

所得饲料中粗纤维含量由30％降到14％，粗蛋白含量由5％提高到19％。

实施例3、将干燥的玉米秸秆和水稻秸秆粉碎，20目过筛，取100kg生料秸秆粉上锅蒸料60min得熟料；将熟料与复合酶混合均匀，其中复合酶的组成用量为，木质素酶200g，纤维素酶250g，果胶酶300g，糖化酶600g；再喷洒pH5.0的水150kg混匀后，在50±2℃条件下降解5小时，得到水解混合物；在其中加入5kg的麸皮、2kg的尿素、3kg的玉米粉，然后分别接入5kg的酿酒酵母和5kg的植物乳酸杆菌拌匀后堆积发酵，在31±1℃条件下发酵25小时，得到含水饲料；经50℃烘干后即得高蛋白糖化饲料。

所得饲料中粗纤维含量由32％降到14％，粗蛋白含量由4％提高到20％。

Claims (1)

1.一种用秸秆制备高蛋白糖化饲料的方法，主要原料有粉碎的玉米秸秆或/和水稻秸秆，其特征在于，具体步骤包括：

步骤一、备料：将粉碎、过筛的秸秆粉生料蒸料0.5～1.5小时，得到灭菌熟料；

步骤二、复合酶水解糖化：将所得熟料与复合酶混合均匀，加入生料干重1～2倍的pH值4.5～5.5的水后，在40℃～55℃条件下降解4～6小时，得到水解混合物；所述复合酶的组成及用量按生料干重计为，木质素酶50万～150万u/kg，纤维素酶100万～300万u/kg，果胶酶30万～50万u/kg，糖化酶60万～100万u/kg；

步骤三、微生物发酵：在水解混合物中按生料干重分别加入4％～6％的麸皮、1％～3％的尿素、2％～3％的玉米粉、4％～6％的酿酒酵母和4％～6％的植物乳酸杆菌，搅拌均匀后堆积发酵，在28～32℃条件下发酵24～30小时，得到含水饲料；

步骤四、成品饲料：将含水饲料干燥后即为高蛋白糖化饲料粉料，或是将含水饲料经造粒形成高蛋白糖化饲料颗粒料。