CN101849610B - 裹包低水分快速定向发酵秸秆营养饲草 - Google Patents

Abstract

本发明涉及裹包低水分快速定向发酵秸秆营养饲草，所述的裹包低水分快速定向发酵秸秆生物营养饲草是一种以农作物秸秆为原料，经过下述工艺步骤制备的家畜饲用饲草，主料用秸秆揉搓机将含水量在15-50％的玉米秸秆加工成3-8cm的细丝；其特征在于秸秆生物贮料调制剂的制备是以小型丝状真菌、枯草芽胞杆菌与嗜酸乳杆菌，分别通过固体发酵培养和液体发酵培养法获得的上述三种干燥菌体，再将这三种干燥菌体按重量比2∶1∶1的比例，均匀混合后，制成秸秆生物贮料调制剂；秸秆生物贮料调制剂的用量为秸秆∶菌种配比为1000∶1～1.5。本发明的有益效果是：1、饲草的营养浓度高；2、水分含量低，使饲草的经济价值提高；3、菌种设计更为合理，使加工调制后的秸秆转化为适口性好，采食率高易消化吸收的秸秆发酵饲草；4、适合专业化、工厂化生产。

Description

裹包低水分快速定向发酵秸秆营养饲草

技术领域

本发明涉及家畜食用饲草的制作技术领域，尤其涉及一种适合牛、羊等反刍家畜饲用的秸秆秸秆生物贮料调制剂的制备方法和裹包低水分快速定向发酵秸秆营养饲草。

背景技术

我国现代畜牧业快速发展，饲草业所面临的现实问题是青饲料的短缺和粗饲料的利用率不高。这已成为严重阻碍我国畜牧业发展的重要限制因素和瓶颈问题，这也是目前我国同畜牧业经济发达国家之间存在的重要差距。由于基础饲草的营养成分低，制约着优良品种的遗传性状不能充分表现出来，特别是在商品生产养殖上，这一问题尤为突出，导致养殖成本增加，经济效益降低。在生产实践中，由于天然牧草和种植的优质饲草有限，早已远远不能满足畜牧业的发展需要，在我国目前草食家畜商品生产中，80％的饲料要依靠农业秸秆资源来补充，我国是一个人口众多的农业大国，粮食安全问题是一个极为重要的问题。因此，我国国情与外国畜牧业发达国家的情况不同，青优饲草远远不能满足畜牧业快速发展的需要，又不宜占用大量耕地种植优质饲草，丰富的农业秸秆资源就必然成为我们科学利用发展现代节粮型畜牧业用草的重要资源。要解决秸秆饲养的关键性问题，就必须综合的运用现代科学技术，从根本上提升秸秆饲草的品质，由于秸秆品质差；存在着木质素和粗纤维多；蛋白质、碳水化合物等营养物质含量低；且质地硬；适口性差；消化率低，严重影响着家畜的采食和消化利用吸收。因此人们以物理、化学、生物等方法加以调制加工，以达到提高品质的目的，近年来在生产实践中，采用生物调制技术为之较多，即在秸秆饲草贮料内添加微生物制剂，使饲草经过发酵具有良好的适口性和采食性，同时能够帮助家畜的消化吸收。但是，目前已为本领域公知的各种秸秆发酵饲草相应的存在效果不稳定，质量难以控制，生产成本高，可操作性差的缺点，诸多实际问题有待解决，特别是秸秆本身营养物质低，常规的秸秆贮料，窖贮秸秆饲草及裹包微贮饲草水分含量大(65-75％)。使饲草的相对浓度降低，影响饲喂增产效果。大水分饲草也造成实际运输成本的加大，在北方寒冷季节也限制了使用。此外，传统的窖贮秸秆饲草方法，在生产实际操作上，存在着不可操作的因素，由于操作不当，容易引起霉变发生，造成秸秆贮料的损失，由于这些问题的制约，各种秸秆加工制作方法还不能满足现在畜牧业的快速发展需要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的问题和不足，发明一种裹包低水分快速定向发酵秸秆营养饲草，它可以提升常规微贮秸秆饲草的品质和相对营养含量，使其适口性好，有利于家畜消化吸收，适宜保存，方便运输、生产简便易行及适合北方冬季储草与使用，更有利于专业化、工厂化的生产，具备形成产业化的潜力。

用于实现上述发明目的的技术解决方案是这样的：

所述的裹包低水分快速定向发酵秸秆生物营养饲草是一种以农作物秸秆为重要原料，经过下述工艺步骤，制备的家畜饲用饲草。

一、主料准备：用秸秆揉搓机将含水量在15-50％的玉米秸秆加工成3-8cm的细丝；

二、秸秆生物贮料调制剂的制备：以小型丝状真菌、枯草芽胞杆菌与嗜酸乳杆菌，分别通过固体发酵培养和液体发酵培养法获得的上述三种干燥菌体，再将这三种干燥菌体按重量比2∶1∶1的比例，均匀混合后，制成秸秆生物贮料调制剂。

1、通过固体发酵培养法获得小型丝状真菌干燥菌体的步骤为：

1.1固体培养基内各种原料组分物的重量百分比含量为：小麦麸：80％；醋酸钠：0.1％；稻草粉：17％；氯化钙：0.3％；纤维素-123：1％；硫酸铜：0.1％；硫酸铵0.5％；尿素0.5％；蛋白胨0.5％。

本生产配方有效的促进菌体生长，缩短产酶的滞后期，提高酶的产量。

1.2将小麦麸、稻草粉、纤维素-123三种原料组分搅拌混匀。

1.3在水中加入硫酸铵、尿素、蛋白胨混合物及醋酸钠、硫酸铜混合均匀；用80℃左右热水将氯化钙溶解后加入水中混合。用此水溶液将上述1.2步骤得到的混合物料相混合，混合比例根据物料原料自身含水情况，比例一般在料水100∶110～100∶120之间，以调整物料湿度达60％左右。加硫酸铜可有效的抑制或杀灭菌，又不影响这种小型丝状真菌的生长。这种方法也可代替高压蒸煮的方法。

1.4将上述1.3步骤所获取的混合物料，用蒸汽在121℃条件下30分钟灭菌。

1.5将经上述1.4步骤后获得的灭菌物料冷却至30～32℃时，得固体培养基。

1.6将固体培养基与0.8～1％重量比的小型丝状真菌生产菌种接种，在65％湿度，温度30℃的条件下培养48小时，之后在55～60％的湿度下，25～28℃的温度下继续培养72小时，获得小型丝状真菌。正确掌握培养温度，温度有着重要的生产意义。

1.7将固体培养法得到的小型丝状真菌经烘干、粉碎备用。

2、通过固体发酵培养获得枯草芽胞杆菌干燥菌体的步骤：

2.1固体培养基内各种原料组合物的重量百分比含量为：小麦麸：80％；硝酸钠：1.9％；豆饼粉：5％；吐温80：0.1％；米糠：13％；

2.2将小麦麸、豆饼粉、米糠三种原料组分搅拌混匀。

2.3在水中加入硝酸钠、吐温80，并用浓硫酸调制PH值为6.0，水∶料比例为1.2∶1，将经过上述2.2步骤后得到的混合物料混合。

2.4将2.3步骤后得到的混合物料打散均匀，用蒸汽在115℃条件下灭菌40分钟，灭菌后物料冷却至≤30℃时得培养基。

2.5在上述2.4步骤的培养基中，以1％重量比，无菌操作接入枯草芽胞杆菌生产菌种。在湿度60％，温度35-37℃条件下，培养48小时，得到枯草芽胞杆菌。

3、通过液体发酵培养法获得嗜酸乳杆菌干燥菌的步骤为：

3.1液体培养基内各种原料组分物的重量百分比含量为：葡萄糖：10％；磷酸二氢钾：0.05％；消化蛋白：0.5％；硫酸镁：0.05％；酵母提取物：0.5％；氯化钙：0.1％；醋酸钠：0.5％；碳酸钙：5％。

在配方中加入醋酸盐，可以抑制其他菌生长而与嗜酸乳杆菌无害。

3.2液体培养基除碳酸钙另外加，其他各物料混合溶于水中，在发酵罐中经115℃，15分钟灭菌，冷却至30℃以下，按1％重量比接入生产用菌种嗜酸乳杆菌；在30℃条件下培养24小时。

3.3碳酸钙用纸包干热杀菌，将上述3.2步骤获得的培养液移入搅拌容器，按5％比例加入碳酸钙，经充分搅拌后静置沉淀，除去上清液，取沉淀物在≤40℃条件下低温干燥，获得嗜酸乳杆菌菌体干燥物。

4、将固体发酵培养法获得的小型丝状真菌、枯草芽胞杆菌与液体培养法获得的嗜酸乳杆菌，按小型丝状真菌：枯草芽胞杆菌：嗜酸乳杆菌比例为2∶1∶1的重量比混合后，即获得秸秆生物贮料调制剂；

三、发酵饲草的制备方法为：将符合制作秸秆饲草要求的玉米秸秆主料，确实其含水量、专业化、工厂化生产时水分测量方法可按GB/T6435-1986处置；根据加工丝状秸秆草的多少，计算出秸秆生物贮料，秸秆生物贮料调制剂的具体用量，适用剂量为：秸秆∶菌种配比为1000∶1～1.5；将菌种一次或分次均匀混合在所需的水量中，之后加入非氮白氮；菌液分层均匀喷洒在饲草上，达到所需要求湿度，菌液喷洒在后静置渗透2小时，使秸秆丝状草中的菌液均匀，再进行打捆加工，可有效的减少水分、养分的流失；将已经喷洒好菌液的渗透均匀的丝状秸秆草，送入圆捆机成型裹包复膜，可获得裹包饲草，每包重量达到30kg；所述的裹包饲草在25～28℃环境温度条件下储存48～72小时完成发酵，可直接用于饲喂。

本发明的有益效果是：1、饲草的营养浓度高，饲养效果更为显著，改变常规水分微生物贮草方法，以低水分的贮草代替高水分贮草，这样既可以提高干物质的含量，同时把干草和微贮饲草的优点集于一体，根据需要调整饲草营养物质，提高饲草的品质，不仅具备了微贮饲草的适口性强，采食量提高，无毒无害，安全可靠的特点，也促进秸秆饲草的品质提升，弥补了常规水分发酵饲草饲喂肉牛育肥羊舍饲育肥饲草营养物质相对含量低，满足不了其生长发育的营养需要的不足，从而提高饲养效果。

2、便于生产加工、产品质量均质稳定，低水分快速定向发酵生物秸秆营养饲草使发酵饲草的发酵效果保持一致，产品的内在质量均质稳定，饲草的营养浓度高，水分含量低，使饲草的经济价值提高，加工成本合理性增强，性价比提高。

3、菌种设计更为合理，生产实践性更强，农业秸秆饲草的微贮和青贮玉米的青贮，在原理上有着相似的原理，但其发酵的类型上有着较大的差别，青贮是以青贮玉米为其原料，原料本身营养丰富，具有适宜的碳水化合物作为发酵底物，添加微生物菌种可促进其发酵过程，减少营养成分的损失，是一种促进型的发酵，微贮是以产粮后剩余的农业秸秆为原料，原料本身的碳水化合物已不符合发酵对底物营养的要求，大多数秸秆在收获后用于加工调制饲草时，其秸秆植物细胞的生理水分已经大部丧失(水分维持在20％-50％之间)，微贮添加微生物菌使其发酵是一种引导型的发酵。

在低水分快速定向发酵秸秆生物饲草的制备中，对菌种效果要求较高，本发明中菌种的设计为固体复合型菌种，菌种以多菌组合，利用不同微生物的生理特性，使有氧发酵和厌氧发酵分段进行，在发酵的整个过程中，有氧、厌氧及PH值变化不同的环境里通过各菌种之间的相互协作，和谐的完成分解、发酵、合成、抑菌的过程，使加工调制后的秸秆转化为适口性好，采食率高易消化吸收的秸秆发酵饲草。

4、具有形成产业化的巨大潜力，低水分快速定向发酵秸秆生物饲草的生产，由于机械化程度高，大幅度提高了生产效率，使饲草生产简便、快捷。同时发酵快，在适合的环境温度下48-72小时即可完成发酵基本过程，非常适合集约化的饲草生产和大规模养殖。在贮存上克服了常规袋装饲草在自然条件下短期即可出现的包装风化问题，可在自然条件下有效保质期在一年以上，由于饲草在发酵过程中产生多种营养物质和高活性生物酶，使饲草的饲喂效果进一步提升。适合专业化、工厂化生产。

附图说明

图1是本发明裹包低水分快速定向发酵秸秆营养饲草的制备工艺流程图；

具体实施方式

一、主料准备：用秸秆揉搓机将含水量在25％的玉米秸秆加工成5cm的细丝，备料1000克；

二、秸秆生物贮料调制剂的制备：以小型丝状真菌、枯草芽胞杆菌与嗜酸乳杆菌，分别通过固体发酵培养和液体发酵培养法获得

的上述三种干燥菌体，再将这三种干燥菌体按重量比2∶1∶1的比例，均匀混合后，制成秸秆生物贮料调制剂。

1、通过固体发酵培养法获得小型丝状真菌干燥菌体：方法和步骤为，

1.1固体培养基内各种原料取：小麦麸：800克；醋酸钠：1克；稻草粉：170克；氯化钙：3克；纤维素-123：10克；硫酸铜：1克；硫酸铵5克；尿素5克；蛋白胨5克。

1.2将800克小麦麸、170克稻草粉、10克纤维素-123三种原料组分搅拌混匀；

1.3在1200克水中加入5克硫酸铵、5克尿素、5克蛋白胨混合物及1克醋酸钠、1克硫酸铜混合均匀；用80℃热水将3克氯化钙溶解后加入水中混合，用此水溶液将上述1.2步骤得到的混合物料相混合，物料湿度调整到60％左右。加硫酸铜可有效的抑制或杀灭菌，又不影响这种小型丝状真菌的生长。这种方法也可代替高压蒸煮的方法。

1.4将上述1.3步骤所获取的混合物料，用蒸汽在121℃条件下30分钟灭菌。

1.5将经上述1.4步骤后获得的灭菌物料冷却至30℃，得固体培养基2200克。

1.6将2200克固体培养基与22克的小型丝状真菌生产菌种接种，在65％湿度，温度30℃的条件下培养48小时，之后在60％的湿度下，25℃的温度下继续培养72小时，获得小型丝状真菌。

1.7将固体培养法得到的小型丝状真菌经烘干、粉碎备用。

2、通过固体发酵培养获得枯草芽胞杆菌干燥菌体：

2.1固体培养基内各种原料取：小麦麸：800克；硝酸钠：19克；豆饼粉：50克；吐温80：1克；米糠：130克；

2.2将800克小麦麸、50克豆饼粉、130克米糠三种原料组分搅拌混匀。

2.3在1200克水中加入19克硝酸钠、1克吐温80，并用浓硫酸调制PH值为6.0，将经过上述2.2步骤后得到的混合物料混合。

2.4将上述2.3步骤后得到的混合物料打散均匀，用蒸汽在115℃条件下灭菌40分钟，灭菌后物料冷却至20℃时得培养基。

2.5在上述2.4步骤的培养基中，无菌操作接入枯草芽胞杆菌生产菌种22克，在湿度60％，温度35℃条件下，培养48小时，得到枯草芽胞杆菌。

3、通过液体发酵培养法获得嗜酸乳杆菌干燥菌：

3.1液体培养基内各种原料取：葡萄糖：100克；磷酸二氢钾：0.5克；消化蛋白：5克；硫酸镁：0.5克；酵母提取物：5克；氯化钙：1克；醋酸钠：5克；碳酸钙：50克；

在配方中加入醋酸盐，可以抑制其他菌生长而与嗜酸乳杆菌无害。

3.2液体培养基除碳酸钙另外加，其他各物料混合溶于793克水中，在发酵罐中经115℃，15分钟灭菌，冷却至25℃，接入生产用菌种嗜酸乳杆菌10克；在30℃条件下培养24小时。

3.3将50克碳酸钙用纸包干热杀菌，将上述3.2步骤获得的培养液移入搅拌容器，加入碳酸钙，经充分搅拌后静置沉淀，除去上清液，取沉淀物在25℃条件下低温干燥，获得嗜酸乳杆菌菌体干燥物。

4、将固体发酵培养法获得的小型丝状真菌、枯草芽胞杆菌与液体培养法获得的嗜酸乳杆菌，按小型丝状真菌：枯草芽胞杆菌：嗜酸乳杆菌比例为2∶1∶1的重量比混合后，即获得秸秆生物贮料调制剂；

三、发酵饲草的制备：将符合制作秸秆饲草要求的玉米秸秆主料，确实其含水量、专业化、工厂化生产时水分测量方法可按GB/T6435-1986处置；取秸秆主料1000公斤、秸秆生物贮料调制剂菌种1公斤；将菌种一次或分次均匀混合在所需的水量中，之后加入非氮白氮；菌液分层均匀喷洒在饲草上，达到所需要求湿度，菌液喷洒在后静置渗透2小时，使秸秆丝状草中的菌液均匀，再进行打捆加工，可有效的减少水分、养分的流失；将已经喷洒好菌液的渗透均匀的丝状秸秆草，送入圆捆机成型裹包复膜，可获得裹包饲草，每包重量达到30kg；所述的裹包饲草在25℃环境温度条件下储存48～72小时完成发酵，可直接用于饲喂。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (1)

1.裹包低水分快速定向发酵秸秆营养饲草，所述的裹包低水分快速定向发酵秸秆营养饲草是一种以农作物秸秆为原料，经过下述工艺步骤，制备的家畜饲用饲草，

主料准备：用秸秆揉搓机将含水量在15-50％的玉米秸秆加工成3-8cm的细丝；

其特征在于秸秆生物贮料调制剂的制备是以小型丝状真菌、枯草芽胞杆菌与嗜酸乳杆菌，分别通过固体发酵培养和液体发酵培养法获得的上述三种干燥菌体，再将这三种干燥菌体按重量比2∶1∶1的比例，均匀混合后，制成秸秆生物贮料调制剂；

(1)通过固体发酵培养法获得小型丝状真菌干燥菌体的步骤为：

(1.1)固体培养基内各种原料组分物的重量百分比含量为：小麦麸：80％；醋酸钠：0.1％；稻草粉：17％；氯化钙：0.3％；纤维素-123：1％；硫酸铜：0.1％；硫酸铵0.5％；尿素0.5％；蛋白胨0.5％；

(1.2)将小麦麸、稻草粉、纤维素-123三种原料组分搅拌混匀；

(1.3)在水中加入硫酸铵、尿素、蛋白胨混合物及醋酸钠、硫酸铜混合均匀，用80℃左右热水将氯化钙溶解后加入水中混合，用此水溶液将上述1.2步骤得到的混合物料相混合，混合比例根据物料原料自身含水情况，比例设定在料水100∶110～100∶120之间，以调整物料湿度达60％左右；

(1.4)将上述1.3步骤所获取的混合物料，用蒸汽在121℃条件下30分钟灭菌；

(1.5)将经上述1.4步骤后获得的灭菌物料冷却至30～32℃时得到固体培养基；

(1.6)将固体培养基与0.8～1％重量比的小型丝状真菌生产菌种接种，在65％湿度，温度30℃的条件下培养48小时，之后在55～60％的湿度下，25～28℃的温度下继续培养72小时，得到小型丝状真菌；

(1.7)将固体培养法得到的小型丝状真菌经烘干、粉碎备用；

(2)通过固体发酵培养获得枯草芽胞杆菌干燥菌体的步骤为：

(2.1)固体培养基内各种原料组合物的重量百分比含量为：小麦麸：80％；硝酸钠：1.9％；豆饼粉：5％；吐温80：0.1％；米糠：13％；

(2.2)将小麦麸、豆饼粉、米糠三种原料组分搅拌混匀；

(2.3)在水中加入硝酸钠、吐温80，并用浓硫酸调制PH值为6.0，水：料比例为1.2∶1，将经过上述2.2步骤后得到的混合物料混合；

(2.4)将2.3步骤后得到的混合物料打散均匀，用蒸汽在115℃条件下灭菌40分钟，灭菌后物料冷却至≤30℃时得到培养基；

(2.5)在上述2.4步骤的培养基中，以1％重量比，无菌操作接入枯草芽胞杆菌生产菌种，在湿度60％，温度35-37℃条件下，培养48小时，得到枯草芽胞杆菌；

(3)通过液体发酵培养法获得嗜酸乳杆菌干燥菌的步骤为：

(3.1)液体培养基内各种原料组分物的重量百分比含量为：葡萄糖：10％；磷酸二氢钾：0.05％；消化蛋白：0.5％；硫酸镁：0.05％；酵母提取物：0.5％；氯化钙：0.1％；醋酸钠：0.5％；碳酸钙：5％；

(3.2)液体培养基除碳酸钙另外加，其他各物料混合溶于水中，在发酵罐中经115℃，15分钟灭菌，冷却至30℃以下，按1％重量比接入生产用菌种嗜酸乳杆菌，在30℃条件下培养24小时；

(3.3)碳酸钙用纸包干热杀菌，将上述3.2步骤获得的培养液移入搅拌容器，按5％比例加入碳酸钙，经充分搅拌后静置沉淀，除去上清液，取沉淀物在≤40℃条件下低温干燥，获得嗜酸乳杆菌菌体干燥物；

(4)将固体发酵培养法获得的小型丝状真菌、枯草芽胞杆菌与液体培养法获得的嗜酸乳杆菌，按小型丝状真菌：枯草芽胞杆菌：嗜酸乳杆菌比例为2∶1∶1的重量比混合后，即获得秸秆生物贮料调制剂；

发酵饲草的制备方法为：其特征在于秸秆生物贮料调制剂的用量为秸秆：菌种配比为1000∶1～1.5；将菌种一次或分次均匀混合在所需的水量中，之后加入非氮白氮；将菌液分层均匀喷洒在饲草上，达到所需要求湿度，菌液喷洒后静置渗透2小时，使丝状秸秆草中的菌液均匀；将已经喷洒好菌液的渗透均匀的丝状秸秆草，送入圆捆机成型裹包复膜，可获得裹包饲草；所述的裹包饲草在25～28℃环境温度条件下储存48～72小时完成发酵。

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