CN101731490B - 一种富含有机硒的青贮饲料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种富含有机硒青贮饲料的制备方法，属于青贮饲料生产领域。在青贮原料中添加嗜热链球菌、啤酒酵母和亚硒酸钠，在青贮饲料的发酵过程中，利用添加到青贮饲料中的微生物和原有的微生物将亚硒酸钠转化成硒蛋氨酸，最终得到一种富含有机硒的青贮饲料(有机硒含量由原来的0.01-0.02mg·Kg-1提高到0.2mg·Kg-1以上)，同时改善了青贮饲料的品质(其粗蛋白含量有所提高，氨态氮含量有所下降)。该青贮饲料能够在为食草动物提供优质青贮饲料的同时达到补充有机硒的目的，从而提高动物的免疫力和抗氧化能力，增强动物对疾病的抵抗力，提高动物生产性能，促进动物健康生长。
Description
技术领域
本发明涉及一种富含有机硒青贮饲料的制备方法，属于青贮饲料生产领域。
背景技术
硒是动物必需的微量元素之一，它的生物学功能在于它是动物体内谷胱甘肽过氧化物酶的一种组分。硒与动物的生长发育、繁殖和疾病发生有着密切的关系。研究表明，硒具有抗氧化、提高机体免疫力和抗病力，调节机体代谢，影响动物和人的繁育机能，抗肿瘤，防治地方病(如克山病、大骨节病)，延缓衰老，拮抗有毒元素等多种功能。
日粮中的硒含量不足会影响动物的正常生理机能，降低动物的免疫力，诱发多种疾病的发生，如果日粮中的硒含量长期不能满足动物的需要，最终会导致动物发生硒缺乏症。目前，硒缺乏症已成为世界性畜禽常发病之一，给畜牧业生产造成极大的经济损失。缺硒导致家畜的生理机能障碍，使家畜表现出各种不同的缺硒症状：仔猪因缺硒发生桑葚样的心肌病；1～3月龄的犊牛和羔羊因缺硒易发生白肌病；幼驹缺硒则易发生腹泻；禽饲料中缺硒易发生渗出性素质、胰腺萎缩、肌胃变性。此外，硒可通过胎盘屏障干扰细胞氧化过程，影响胚胎发育，引起家禽产蛋率和孵化率降低，幼禽常有缺眼、残翅和残足现象产生，牛、羊、猪也有繁殖力下降、流产等现象发生。因此，补硒对畜禽的生理功能及生产性能有重要的作用。
硒是奶牛不可缺少的一种必需营养物质。奶牛缺硒与很多疾病的发生有关，常见的有奶牛白肌病、奶牛胎衣不下、奶牛卵巢囊肿和奶牛乳房炎等。除此以外，奶牛缺硒还会大幅度地降低生产性能。由于我国大部分地区为缺硒区，饲草和饮水中的硒含量远不能满足奶牛的正常营养需要，因此在奶牛饲料中添加足量的硒是奶牛生产中通常采取的措施。长期以来，人们采用无机硒—亚硒酸钠作为主要硒源，其价格便宜，但亚硒酸钠在使用过程中存在许多缺点：①对饲料厂工人的身体健康具有潜在危害；②使用不当，动物易发生中毒；③同许多无机微量元素一样，不易被肠道吸收，未被吸收的硒通过粪便排出，会污染环境。因此一些国家已经限制或禁止使用亚硒酸钠作为硒的营养补充剂。大量研究表明，有机硒的生物利用率高于无机硒，且毒性较小，适口性好，便于在饲料中应用。试验表明，奶牛补充有机硒后对奶牛生产性能的影响明显好于无机硒。所以在我国相当一部分的奶牛场推广应用富含有机硒的硒酵母，取得了较好的效果。但是有机硒酵母的价格较贵，会明显提高奶牛的生产成本，限制了有机硒的推广应用。因此，如何既能达到给奶牛补充有机硒的目的又能降低生产成本，已成为当前奶牛生产中亟需解决的问题之一。
青贮饲料是由高水分的青绿饲料厌氧发酵形成的，青贮的原理就是以新鲜的青绿饲料作为原料，利用植物表面自然附着的乳酸菌，在密闭条件下，通过厌氧发酵，将植物表面的可溶性碳水化合物转化为乳酸、乙酸等有机酸，导致饲料pH降低，来抑制腐败微生物菌群的生长繁殖，从而达到保持作物的营养特性的目的。青贮饲料营养物损失少，还可改善饲料适口性，使奶牛食欲旺盛，稳定奶产量、提高牛奶乳脂率和乳蛋白率；青贮能杀死青绿饲料中的病菌、虫卵，破坏杂草种子的再生能力，从而减少对奶牛和农作物的危害；青贮成本低、省工、省时，能有效降低养殖成本，且保存时间长。青贮作为奶牛饲料储备的重要措施之一，是解决奶牛饲草短缺的最佳手段，同时青贮饲料还是规模养牛场一年四季的主要饲料，尤其在冬季，青贮饲料可以很好地弥补由于缺乏青绿饲料而造成的对奶牛生产的不利影响，发展规模养牛离不开青贮。优质青贮饲料是奶牛优质高产的基础，它不仅是奶牛重要的营养来源，也是进一步提高奶牛生产性能、提高奶品产量和质量、减少奶牛营养代谢病的关键因素。
如果将硒与青贮饲料结合，生产出富含有机硒的青贮饲料，这样可以在给奶牛饲喂青贮饲料的同时达到补充有机硒的目的，提高奶牛的生产性能。青贮发酵是一个复杂的微生物活动和生物化学过程。青贮过程中，参与活动和作用的微生物种类很多，微生物对亚硒酸钠有一定的转化能力，将亚硒酸钠添加到青贮饲料中，利用青贮过程中活动的微生物，可以将亚硒酸钠吸收转化成有机硒。另外，根据奶牛对硒的日需要量以及对青贮饲料的采食量，可以对添加到青贮饲料中的亚硒酸钠含量进行控制，制作出满足奶牛生产需要的富含有机硒的青贮饲料。由于自然附着在青贮原料上的乳酸菌的种类和数量都较少，而且不一定都适合青贮，因此附着在青贮原料上的乳酸菌成为影响青贮品质好坏的关键因素。尤其是在青贮发酵的前几天，温度会迅速上升，高达50℃以上，此时只有耐热乳酸菌发挥作用，迅速将pH值降低，抑制其他有害菌的生长。因此，将耐热乳酸菌添加到青贮饲料中，有利于提高青贮品质，而且还可以帮助对亚硒酸钠的转化。
目前，青贮饲料的生产需求很大，亚硒酸钠作为饲料添加剂的使用也相当广泛，将亚硒酸钠添加到青贮饲料的制作中，利用青贮饲料中本身的微生物和外加的益生菌将亚硒酸钠转化为有机硒，生产出一种富含有机硒的优质青贮饲料，将会给奶牛业带来极大的生产效益。
发明内容
技术问题
本发明涉及一种富含有机硒青贮饲料的制作方法，该方法可以提高青贮饲料的有机硒含量，同时改善青贮饲料的品质，属于青贮饲料生产领域。生产方法：在青贮饲料中添加嗜热链球菌、啤酒酵母和亚硒酸钠，在青贮饲料的发酵过程中，利用青贮饲料中的微生物将亚硒酸钠转化成硒蛋氨酸，最终得到一种富含有机硒的青贮饲料，将青贮饲料的有机硒含量由原来的0.01～0.02mg·Kg-1提高到0.2mg·Kg-1以上。
技术方案
具体生产方法包括以下步骤：
1)菌种啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、嗜热链球菌(Streptococcus Thermophilus)，均为农业部允许使用的饲料添加剂菌种。
2)斜面活化培养基
啤酒酵母活化培养基(YPD)：20g葡萄糖、5g酵母浸膏、10g蛋白胨、20g琼脂、1000ml水，初始pH 6.7，115℃高压蒸汽灭菌15min，备用。
嗜热链球菌活化培养基(MRS)：蛋白胨10g，酵母膏5g，葡萄糖20g，牛肉膏10g，乙酸钠5g，柠檬酸二铵2g，吐温-80 1ml，MgSO4·7H2O 0.02g，MnSO4·4H2O 0.05g，K2HPO4 2g，琼脂20g，水1000ml，调节pH＝6.2～6.4；115℃，高压蒸汽灭菌15min，备用。
3)液体活化培养基斜面活化培养基中不加琼脂。
4)发酵培养基配料
葡萄糖，酵母浸膏。
5)菌种的活化与种子液的获得
将保存在4℃的啤酒酵母接种于YPD固体培养基上，于30℃培养30～40h；如此连续转接3～5次，再接种于YPD液体培养基中，于30℃，150r/min，摇床培养24h，得到啤酒酵母种子液，其CFU达到109/ml以上；将保存在4℃的嗜热链球菌接种于MRS固体培养基上，于37℃培养36～48h；如此连续转接3～5次，再接种于MRS液体培养基中，于37℃，培养24h，得到嗜热链球菌种子液，其CFU达到1010/ml以上。
6)发酵液的获得
将含有质量体积比0.5％～2％葡萄糖和0.5％～2％酵母浸膏的液体发酵培养基加入到发酵罐中，115℃高压蒸汽灭菌15min，冷却至30℃，分别接入啤酒酵母和嗜热链球菌的种子液，每一种种子液的接种比例为2.5％，培养36h后得到啤酒酵母和嗜热链球菌的混合发酵液，其CFU分别达到109/ml和1010/ml以上。
7)无机硒源配置含硒量0.1mg/ml的亚硒酸钠溶液，100～125℃高压蒸汽灭菌20～30min，备用。
8)生产
在制作青贮饲料的过程中，将按10吨青贮原料添加啤酒酵母和嗜热链球菌混合发酵液10L的比例啤酒酵母和嗜热链球菌的混合发酵液添加到青贮原料中，同时将亚硒酸钠溶液均匀喷洒到青贮原料中，每公斤青贮原料的硒添加量为0.2～0.3mg，然后将青贮原料填装到青贮窖中，压实密封，发酵30天以上；9)产品获得
发酵结束后，即得到一种富含有机硒的优质青贮饲料。
有益效果
本发明利用青贮饲料中原有的和添加的微生物将添加的亚硒酸钠转化为硒蛋氨酸，生产出了富含有机硒的青贮饲料，同时改善了青贮饲料的品质(其粗蛋白含量有所提高，氨态氮含量有所下降)，能够为食草动物在饲喂优质青贮饲料的同时达到补充有机硒的目的，可增强动物对疾病的抵抗力，提高动物的生产性能，促进动物健康生长。
具体实施方案
例1
(1)菌种
啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)：购自中国科学院微生物研究所微生物菌种保藏中心，菌株代号为CICC 31011。
嗜热链球菌(Streptococcus Thermophilus)：购自中国科学院微生物研究所微生物菌种保藏中心，菌株代号为AS1.2471。
(2)斜面活化培养基
啤酒酵母活化培养基(YPD)：20g葡萄糖、5g酵母浸膏、10g蛋白胨、20g琼脂、1000ml水，初始pH 6.7，115℃高压蒸汽灭菌15min，备用。
嗜热链球菌活化培养基(MRS)：蛋白胨10g，酵母膏5g，葡萄糖20g，牛肉膏10g，乙酸钠5g，柠檬酸二铵2g，吐温-80 1ml，MgSO4·7H2O 0.02g，MnSO4·4H2O 0.05g，K2HPO4 2g，琼脂20g，水1000ml，调节pH＝6.2～6.4；115℃，高压蒸汽灭菌15min，备用。
(3)液体活化培养基斜面活化培养基中不加琼脂。
(4)发酵培养基配料
葡萄糖400g，酵母浸膏200g。
(5)菌种活化与种子液的获得
将保存在4℃的啤酒酵母接种于YPD固体培养基上，于30℃，培养36h；如此连续转接3～5次，再接种于YPD液体培养基中，于30℃，150r/min，摇床培养24h，得啤酒酵母种子液，其CFU达到5.24×109/ml。
将保存在4℃的嗜热链球菌接种于MRS固体培养基上，于37℃，培养48h；如此连续转接3～5次，再接种于MRS液体培养基中，于37℃，培养24h，得嗜热链球菌种子液，其CFU达到8.25×1010/ml。
(6)发酵液的获得
将发酵培养基所需配料(葡萄糖400g，酵母浸膏200g)溶解在20L水中，然后加入到BIOTECH-BS/JS(30L)发酵罐中，115℃高压蒸汽灭菌15min，冷却至30℃左右，接入啤酒酵母和嗜热链球菌的种子液各0.5L，温度为33℃，通气量为0.05m3/h，转数为70r/min，罐压为0.04Mpa，培养时间为36h，得到啤酒酵母和嗜热链球菌的混合发酵液，其CFU分别达到4.15×109/ml和6.47×1010/ml。
(7)无机硒源
制备Se浓度为0.1mg/ml的亚硒酸钠溶液。取硒含量为44％的亚硒酸钠4.545g，加入蒸馏水20L，121℃高压蒸汽灭菌30min，备用。
(8)青贮原料
乳熟后期至蜡熟前期的带穗玉米。
(9)生产
选取新鲜的玉米秸秆10吨，用青贮铡草机将其切碎，长度为2～5cm。
将啤酒酵母和嗜热链球菌的混合发酵液盛装到喷雾器的水箱内，充分搅拌后即可直接喷洒到青贮原料中，每升发酵液可处理青贮原料1000公斤，10吨青贮原料共添加啤酒酵母和嗜热链球菌混合发酵液10L；将亚硒酸钠溶液喷洒到青贮原料中，每公斤青贮原料的硒添加量为0.2mg，10吨青贮原料共添加硒浓度为0.1mg/ml的亚硒酸钠溶液20L。第一次喷洒前应将铡好的青贮原料均匀地铺入窖底，其厚度25～30厘米。然后喷洒菌种发酵液和亚硒酸钠溶液，充分拌匀后用人工踏实青贮原料。以后反复进行，每放一层25～30厘米厚的青贮原料，都要喷洒菌种发酵液和亚硒酸钠溶液。青贮原料的码放一定要高出窖口20厘米左右，菌种发酵液一定要当天用完，青贮原料的铺放、发酵液和亚硒酸钠溶液的喷洒要均匀一致。在喷洒和压实的过程中，要随时检查青贮原料含水量是否适当，各处是否均匀一致。贮窖底部青贮原料含水量少些无妨，但到达中部和顶部时，青贮原料含水量一定要适当多些。而且要特别注意层与层之间水分的衔接，不得出现夹干层。窖子的边角青贮原料一定要紧实。
填装完毕后进行盖顶封窖。将青贮原料装满压实并高出窖口20厘米时应及时盖顶封窖。封窖顶时，先将青贮原料压实后覆盖两层厚的塑料薄膜，要特别注意周边四角一定要盖好，可用装满泥土的口袋压实，然后塑料薄膜上面再铺上30厘米厚的干草，最后用脚将四角和周边踏实，防止漏水、漏气，以保证窖的厌氧环境。青贮原料填装封顶后，发酵30天。
(10)品质检查
发酵后的玉米青贮饲料为淡黄色，结构松散正常，有甘酸味，pH值为3.81。其粗蛋白含量为8.3％，氨态氮占总氮的百分比为5.23％，乳酸占有机酸的百分比为71.7％，有机硒含量为213.0μg·Kg-1。
例2
(1)菌种
啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)：购自中国科学院微生物研究所微生物菌种保藏中心，菌株代号为CICC 31011。
嗜热链球菌(Streptococcus Thermophilus)：购自中国科学院微生物研究所微生物菌种保藏中心，菌株代号为AS1.2471。
(2)斜面活化培养基
啤酒酵母活化培养基(YPD)：20g葡萄糖、5g酵母浸膏、10g蛋白胨、20g琼脂、1000ml水，初始pH 6.7，115℃高压蒸汽灭菌15min，备用。
嗜热链球菌活化培养基(MRS)：蛋白胨10g，酵母膏5g，葡萄糖20g，牛肉膏10g，乙酸钠5g，柠檬酸二铵2g，吐温-801ml，MgSO4·7H2O 0.02g，MnSO4·4H2O 0.05g，K2HPO4 2g，琼脂20g，水1000ml，调节pH＝6.2～6.4；115℃，高压蒸汽灭菌15min，备用。
(3)液体活化培养基斜面活化培养基中不加琼脂。
(4)发酵培养基配料
葡萄糖300g，酵母浸膏200g。
(5)菌种活化与种子液的获得
将保存在4℃的啤酒酵母接种于YPD固体培养基上，于30℃，培养36h；如此连续转接3～5次，再接种于YPD液体培养基中，于30℃，150r/min，摇床培养24h，得啤酒酵母种子液，其CFU达到5.56×109/ml。
将保存在4℃的嗜热链球菌接种于MRS固体培养基上，于37℃，培养48h；如此连续转接3～5次，再接种于MRS液体培养基中，于37℃，培养24h，得嗜热链球菌种子液，其CFU达到8.48×1010/ml。
(6)发酵液的获得
将发酵培养基所需配料(葡萄糖300g，酵母浸膏200g)溶解在20L水中，然后加入到BIOTECH-BS/JS(30L)发酵罐中，115℃高压蒸汽灭菌15min，冷却至30℃左右，接入啤酒酵母和嗜热链球菌的种子液各0.5L，温度为33℃，通气量为0.05m3/h，转数为70r/min，罐压为0.04Mpa，培养时间为36h，得到啤酒酵母和嗜热链球菌的发酵液，其CFU分别达到4.31×109/ml和6.12×1010/ml。
(7)无机硒源
制备Se浓度为0.1mg/ml的亚硒酸钠溶液。取硒含量为44％的亚硒酸钠6.818g，加入蒸馏水30L，121℃高压蒸汽灭菌30min，备用。
(8)青贮原料
孕蕾期的苜蓿。
(9)生产
选取新鲜的苜蓿10吨，用青贮铡草机将其切碎，长度为2～5cm。
将啤酒酵母和嗜热链球菌的发酵液盛装到喷雾器的水箱内，充分搅拌后即可直接喷洒到青贮原料中，每升发酵液可处理青贮原料1000公斤，10吨青贮原料共添加啤酒酵母和嗜热链球菌发酵液10L；将亚硒酸钠溶液喷洒到青贮原料中，每公斤青贮原料的硒添加量为0.3mg，10吨青贮原料共添加硒浓度为0.1mg/ml的亚硒酸钠溶液30L。第一次喷洒前应将铡好的青贮原料均匀地铺入窖底，其厚度25～30厘米。然后喷洒菌种发酵液和亚硒酸钠溶液，充分拌匀后用人工踏实青贮原料。以后反复进行，每放一层25～30厘米厚的青贮原料，都要喷洒菌种发酵液和亚硒酸钠溶液。青贮原料的码放一定要高出窖口20厘米左右，菌种发酵液一定要当天用完，青贮原料的铺放、发酵液和亚硒酸钠溶液的喷洒要均匀一致。在喷洒和压实的过程中，要随时检查青贮原料含水量是否适当，各处是否均匀一致。贮窖底部青贮原料含水量少些无妨，但到达中部和顶部时，含水量一定要适当多些。而且要特别注意层与层之间水分的衔接，不得出现夹干层。窖子的边角青贮原料一定要紧实。
填装完毕后进行盖顶封窖。将青贮原料装满压实并高出窖口20厘米时应及时盖顶封窖。封窖顶时，先将青贮原料压实后覆盖两层厚的塑料薄膜，要注意周边四角一定要盖好，可用装满泥土的口袋压实，然后塑料薄膜上面再铺上30厘米厚的干草，最后用脚将四角和周边踏实，防止漏水、漏气，以保证窖的厌氧环境。青贮原料填装封顶后，发酵30天。
(10)品质检查
发酵后的苜蓿青贮饲料为淡黄色，结构松散正常，有甘酸味，pH值为3.79。其粗蛋白含量为8.6％，氨态氮占总氮的百分比为5.34％，乳酸占有机酸的百分比为65.8％，有机硒含量为309.6μg·Kg-1。
Claims (2)
1.一种富含有机硒的青贮饲料，其特征在于，该种青贮饲料由以下方法制得：
1)菌种啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、嗜热链球菌(Streptococcus Thermophilus)；
2)菌种活化培养基
啤酒酵母活化培养基YPD：20g葡萄糖、5g酵母浸膏、10g蛋白胨、20g琼脂、1000ml水，初始pH6.7，115℃高压蒸汽灭菌15min，备用；
嗜热链球菌活化培养基MRS：蛋白胨10g，酵母膏5g，葡萄糖20g，牛肉膏10g，乙酸钠5g，柠檬酸二铵2g，吐温-80 1mL，MgSO4·7H2O 0.02g，MnSO4·4H2O 0.05g，K2HPO4 2g，琼脂20g，水1000mL，调节pH＝6.2～6.4；115℃，高压蒸汽灭菌15min，备用；
3)液体发酵培养基：菌种活化培养基中不加琼脂；
4)发酵培养基配料：葡萄糖，酵母浸膏；
5)菌种的活化与种子液的获得
将保存在4℃的啤酒酵母接种于YPD固体培养基上，于30℃培养30～40h；如此连续转接3～5次，再接种于YPD液体培养基中，于30℃，150r/min，摇床培养24h，得到啤酒酵母种子液，其CFU达到109/ml以上；将保存在4℃的嗜热链球菌接种于MRS固体培养基上，于37℃培养36～48h；如此连续转接3～5次，再接种于MRS液体培养基中，于37℃，培养24h，得到嗜热链球菌种子液，其CFU达到1010/ml以上；
6)发酵液的获得
将含有质量体积比0.5％～2％葡萄糖和0.5％～2％酵母浸膏的液体发酵培养基加入到发酵罐中，115℃高压蒸汽灭菌15min，冷却至30℃，分别接入啤酒酵母和嗜热链球菌的种子液，每一种种子液的接种比例为体积比2.5％，培养36h后得到啤酒酵母和嗜热链球菌的混合发酵液，其CFU分别达到109/ml和1010/ml以上；
7)无机硒源配制含硒量0.1mg/ml的亚硒酸钠溶液，100～125℃高压蒸汽灭菌20～30min，备用；
8)生产
在制作青贮饲料的过程中，按10吨青贮原料添加啤酒酵母和嗜热链球菌混合发酵液10L的比例将啤酒酵母和嗜热链球菌的混合发酵液添加到青贮原料中，同时按每公斤青贮原料的硒添加量为0.2～0.3mg将亚硒酸钠溶液均匀喷洒到青贮原料中，然后将青贮原料填装到青贮窖中，压实密封，发酵30天以上；
9)产品获得
发酵结束后，即得到一种富含有机硒的青贮饲料。
2.根据权利要求1所述一种富含有机硒的青贮饲料，其特征在于：
该青贮饲料的有机硒含量由原来的0.01-0.02mg·Kg-1提高到0.2mg·Kg-1以上。
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