CN101965904B - 一种秸秆饲料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种其中添加有中草药的通过发酵方法制备秸杆饲料的方法及添加剂和这种饲料。本发明饲料中的中药为等重量的麦芽、山楂、等15味中药，中药的总重量为饲料总重量的1.47％～5.52％；饲料中还有中药占总重量1～4倍的小麦粉或玉米粉；本发明的制备方法是通过两步发酵完成，秸秆经发酵后，粗蛋白及真蛋白以及氨基酸含量有较大幅度的增幅，且微量元素含量较为丰富。

Description

一种秸秆饲料及制备方法

技术领域：

本发明主要涉及一种秸杆饲料的制备方法，特别是其中添加有中草药的通过发酵方法制备秸杆饲料的方法及饲料。

背景技术：

作物秸秆是种植业的主要副产品，是指农作物收获籽实后剩余的茎秆及残存叶片部分，主要的有稻草、玉米秸、麦草、豆秸等，是一种非常丰富的粗质饲草资源。其价格低廉，贮量巨大，然而，作物秸秆直接用作饲草存在很多问题，主要有以下几点：(1)适口性差，采食量低。由于茎秆粗硬，且在消化道停留时间长，影响家畜采食量；(2)消化性差。植物在老化过程中，纤维素、半纤维素增多，并与同时增加的木质素结合，使厌氧微生物分泌的酶也难于分解，其消化率多在40％以下；(3)粗蛋白质含量一般仅在2％～7％，有效能量低，这也是造成采食量与消化率低的一大因素；(4)秸秆严重缺乏维生素、矿物质元素等。因此，如果要充分利用农作物秸秆这一资源，减少畜牧业对粮食的过分依赖，就必须对作物秸秆进行一定的加工处理，以提高其利用价值。

我国对作物秸秆的开发利用仍处于起步阶段，饲料工业集约化生产水平较低，目前仅限于青贮以及小规模的氨化处理，绝大部分农作物秸秆得不到合理利用，造成了资源的极大浪费。如何提高秸秆营养价值和利用效率的研究将对我国发展节粮型畜牧业具有深远意义。

中国发明专利申请89105886.9公开的保健秸秆饲料是以秸杆为主要原料，配以清水、发酵药制成。发酵药包括皮硝(芒硝)、熟石膏、尿素、食盐、白糖或葡萄糖、高锰酸钾或甲醛、麦饭石或沸石、蚁酸，用一定比例的上述原料发酵制成的保健秸秆饲料，其主要营养成分达到或高于玉米、稻谷，能代替25-50％的粮食用于喂养畜禽。据该专利申请文件公开的内容介绍，该饲料可促进快速生长，提高肉、蛋品质，又能防治多种畜禽瘟病。但这种饲料的适口性极差。

中国发明专利申请200810146724.1公开的饲料发酵菌剂及其制备方法和应用，由以下重量份的各原料制成：大米米汤20-40份，红糖0.3-0.5份和中草药60-80份。该专利的微生物中草药发酵菌剂能使秸秆“木质素”彻底变性，使秸秆中不易被消化的节和蜡质层等物质通过有宜微生物菌群的分解作用，降解成易被动物吸收的小分子物质，使其粗蛋白提高到9％-13％，消化率达到75％-85％以上。中国发明专利申请200510041089.7公开的一种秸秆复合饲料，其原料组份和重量配比为：“群菌酶制剂发酵菌种”20-35份，微量矿物元素0.2-0.8份，微生物0.2-0.8份，中草药1-3份，植物秸秆粉30-45份，生物垃圾0-30份，粗粮粉20-45份。所述的“群菌酶制剂发酵菌种”由群菌酶制剂0.5-2.5份，糖0.8-3.5份，盐2-8份，水60-96份组成。以上两专利申请的的制备成本相对较大。

发明内容：

本发明提供一种秸杆发酵饲料的制备方法，以及这种饲料，本发明同时提供用于制备这种饲料的添加剂。

本发明的秸秆饲料由中草药物料和经发酵处理后的秸杆组成，其中的中药为等重量的以下各组份：麦芽、山楂、吴竹芋、党参、白芍、茯苓、泽泻、神曲、黄芪、白术、陈皮、甘草、当归、川芎、山芋，中药的总重量为饲料总重量的1.47％～5.52％；饲料中还有占中药总重量1～4倍的小麦粉或玉米粉。本发明中采用小麦粉或玉米粉作为发酵底物，可起到促进发酵的作用。

本发明的秸秆饲料中还有占饲料总重0.39％～1.47％的葡萄糖和占饲料总重复合0.06％～0.21％的氨基酸。作为本发明的改进，在饲料中还有占饲料总重0.03％～0.11％的味精。

本发明的制备所述秸杆饲料的添加剂是由等重量的中药和中药总重1～4倍的小麦粉或玉米粉，中药各组份为：麦芽、山楂、吴竹芋、党参、白芍、茯苓、泽泻、神曲、黄芪、白术、陈皮、甘草、当归、川芎、山芋。在这一添加剂中还可1～4倍的小麦粉或玉米粉，也可在其中再加入分别占中药总重26.67％和3.89％的葡萄糖和氨基酸，以及味精。

本发明秸杆饲料的添加剂的处理方法是将各组份混匀后加入水使各组份混匀湿润，再在25℃～37℃进行充分发酵后进行干燥处理，以便于添加剂的保存。添加剂在制备中，当其中采用小麦粉时经发酵后会呈粘稠状；而玉米粉发酵后无明显膨胀。本发明进行两步发酵，通过第一步的发酵可以获得经充分发酵后的添加剂，并使其营养价值更高；在将添加剂与秸秆混合再进行第二步发酵后可优化发酵过程，最终获得酥软香熟、营养价值更高、适口性更好的秸秆饲料。

本发明秸杆饲料制备的方法是将经前述处理的添加剂加入经粉碎的秸杆内，秸杆的长度约1～5cm，再经充分混匀后在25℃～37℃再次充分发酵。有酒香味为佳，时间大约5-10天。

中草药在我国的应用源远流长。随着畜牧业的发展，中草药因其无毒副作用及其所具有的独特天然性、营养性和生物活性，在我国畜禽生产中日益得到广泛应用。中草药饲料添加剂是以中国天然中草药的物性、物味、物间关系的传统理论为主导，辅以饲料和饲料工业等学科理论和加工技术而制成的纯天然饲料添加剂，它有与食物同源、同体、同用的特点，毒副作用小，不在肉、蛋、奶等食用畜禽产品中产生有害残留，是现代化学药物、抗生素、激素类药物所无法比拟的。中草药作为饲料添加剂而日益受到许多专家学者的关注。

本发明中所用的15种中草药大致具有以下三大类功能：消食健胃功能(麦芽、山楂、吴竹芋、茯苓、泽泻、神曲等)、补气功能(党参、黄芪、白术、陈皮、甘草等)以及活血功能(当归、川芎、白芍、山芋等)。酵母以及甜酒曲起着发酵作用，加入甜酒曲不仅可以促进发酵，而且可以改善饲料的适口性；当在其中加入味精可改善发酵剂的味道，进一步提高牲畜的适口性。另外在饲料中加入葡萄糖和氨基酸不仅可以促进发酵而且可以使饲料的营养更为全面。与现有技术相比，本发明的制备成本也较低。

具体实施方式：

本发明具体实施详述如下：

实施例1：

第一阶段：小麦面粉与中草药物料混合发酵——添加剂的制备

取等重量的以下药物：麦芽、山楂、吴竹芋、党参、白芍、茯苓、泽泻、神曲、黄芪、白术、陈皮、甘草、当归、川芎、山芋。将各药物完全粉碎至1～5mm后混匀，再与中药占总重量1～4倍的小麦粉或玉米粉混合均匀。

本发明设置四个小麦面粉发酵质量梯度。每个梯度处理中，中草药物料等质量不变，而小麦面粉的质量则依次增大一倍，分别加水适量混合均匀即可，试验配方为a1-a4，详见如下：

a1：小麦面粉1重量份+中草药0.06重量份+葡萄糖0.016重量份+味精0.0012m重量份+复合氨基酸胶囊0.0023重量份(本发明采用的是美澳健复合氨基酸胶囊，230mg*60粒)+甜酒曲0.004重量份+酵母0.003重量份；

a2：小麦面粉2重量份+中草药0.06重量份+葡萄糖0.016重量份+味精0.0012重量份+复合氨基酸胶囊0.0023重量份+甜酒曲0.004重量份+酵母0.003重量份；

a3：小麦面粉3重量份+中草药0.06重量份+葡萄糖0.016重量份+味精0.0012重量份+复合氨基酸胶囊0.0023重量份+甜酒曲0.004重量份+酵母0.003重量份；

a4：小麦面粉4重量份+中草药0.06重量份+葡萄糖0.01重量份+味精0.0012重量份+复合氨基酸胶囊0.0023重量份+甜酒曲0.004重量份+酵母0.003重量份；

将以上四个发酵梯度处理置于完全密闭环境中，25℃-37℃温度下经5-10天充分发酵即可，经发酵后添加剂会呈粘稠状。待以上添加剂产品发酵成功后取出，自然风干，备用。

第二阶段：以上发酵添加剂与玉米秸秆混合发酵——高效秸秆饲料的研制阶段

本次试验发酵是分别取以上风干添加剂产品即以上添加剂发酵产品a1-a4与粉碎玉米秸秆，按照1∶10的质量比例混合均匀，试验配方分别记为A1-A4。详见如下：

A1：玉米秸秆(90.9％)+a1(9.1％)；

A2：玉米秸秆(90.9％)+a2(9.1％)；

A3：玉米秸秆(90.9％)+a3(9.1％)；

A4：玉米秸秆(90.9％)+a4(9.1％)。

加水使其充分混匀湿润后置于适宜温度(25℃-37℃)下密封发酵5-10天即可取出。发酵后的饲料呈酥软状，并略带酒香味。

实施例2：

第一阶段：玉米面粉与中草药物料混合发酵——添加剂的研制阶段

本发明设置四个玉米面粉发酵质量梯度。每个梯度处理中，中草药物料等质量不变，而玉米面粉的质量则依次增大一倍，分别加水适量混合均匀即可，试验配方为b1-b4，详见如下：

b1：玉米面粉1重量份+中草药0.06重量份+葡萄糖0.016重量份+味精0.0012重量份+复合氨基酸胶囊0.0023重量份+甜酒曲0.004重量份+酵母0.003重量份；

b2：玉米面粉2重量份+中草药0.06重量份+葡萄糖0.016重量份+味精0.0012重量份+复合氨基酸胶囊0.0023重量份+甜酒曲0.004重量份+酵母0.003重量份；

b3：玉米面粉3重量份+中草药0.06重量份+葡萄糖0.016重量份+味精0.0012重量份+复合氨基酸胶囊0.0023重量份+甜酒曲0.004重量份+酵母0.003重量份；

b4：玉米面粉4重量份+中草药0.06重量份+葡萄糖0.016重量份+味精0.0012重量份+复合氨基酸胶囊0.0023重量份+甜酒曲0.004重量份+酵母0.003重量份；

将以上四个发酵梯度处理置于完全密闭环境中，25℃-37℃温度下经5-10天充分发酵即可，本实施例的添加剂经发酵后无明显膨胀变化。待以上添加剂产品发酵成功后取出，自然风干，备用。

第二阶段：以上发酵添加剂与玉米秸秆混合发酵——高效秸秆饲料的研制阶段

本次试验发酵是分别取以上风干添加剂产品即以上添加剂发酵产品b1-b4与粉碎玉米秸秆，按照质量比1∶10的比例混合均匀，试验配方分别记为B1-B4。详见如下：

B1：玉米秸秆(90.9％)+b1(9.1％)；

B2：玉米秸秆(90.9％)+b2(9.1％)；

B3：玉米秸秆(90.9％)+b3(9.1％)；

B4：玉米秸秆(90.9％)+b4(9.1％)。

加水使其充分混匀湿润后置于适宜温度(25℃-37℃)下密封发酵5-10天即可取出。呈酥软状，并略带酒香味。

将以上发酵添加剂产品a1-a4和b1-b4以及添加剂与玉米秸秆混合发酵后产品A1-A4和B1-B4烘干后进行某些营养指标如蛋白质、糖、氨基酸以及微量元素等的测定，并对该发酵产品进行了营养价值的理论评价和实际应用价值的分析，分析结果如下：

1，发酵产品的粗蛋白含量分析

粗蛋白含量是评价饲料和牧草饲用价值的重要指标。各发酵产品粗蛋白含量测定见表1。由表1可以明显看出，以小麦面粉和玉米面粉为底物分别进行发酵添加剂的研制，发酵后产品较发酵前相比较，粗蛋白含量增幅分别高达22.67％-25.77％和27.44％-41.19％；除a2蛋白含量增加显著外(P＜0.05)，其余处理蛋白质含量增幅均极显著(P＜0.01)，这对于供给高蛋白质原料产品，提高我国家畜饲养品质具有非常重要的意义。

另外，由表中数据可以看出，与发酵前玉米秸秆相比较，加入以上两种加剂发酵后的的玉米秸秆粗蛋白含量增幅分别为3.37％-21.25％和6.38％-18.49％，秸秆饲料蛋白质含量增加幅度亦非常明显，其中A3和B3两个处理蛋白含量增加极显著(P＜0.01)。这对于提高牲畜饲料原料的营养价值和利用效率，加快牲

畜生长发育，促进农牧民增收等均具有非常大的现实意义。

表1发酵产品的粗蛋白含量

2，发酵产品的真蛋白含量分析

实际生产中，饲草料中粗蛋白质包括真蛋白质和非蛋白质两部分含氮物质，后者主要包括游离氨基酸、硝酸盐、氨等，故不能反映出饲草料蛋白质对动物的真正营养价值。在饲养奶牛的过程中，只有真蛋白质才能被奶牛更好的消化、吸收和利用。因此，饲草料真蛋白质含量比饲草料粗蛋白质含量更能反映饲草料的营养价值，本发明中发酵产品真蛋白含量测定见表2。可以看出，以小麦面粉和玉米面粉为底物分别进行发酵添加剂的研制，发酵后产品的真蛋白含量增幅平均高达21.72％和31.97％，，真蛋白含量增幅明显。

另外，与发酵前玉米秸秆相比较，加入以上两种添加剂发酵后的的玉米秸秆真蛋白含量增幅平均为17.44％和13.92％，其中B2和B3两个处理真蛋白增幅极显著。研究表明该秸秆发酵产品真蛋白含量占粗蛋白含量的84.38％，且发酵后蛋白含量增幅极显著，这对于提供牲畜高蛋白饲草，加快牲畜生长发育，提高经济效益，促进农牧民增收等均具有重大意义。

表2发酵产品的真蛋白含量

3、发酵产品的可溶性糖含量特征

各发酵产品可溶性糖含量测定见表3。由表3可以明显看出，以小麦面粉为底物发酵进行添加剂的研制，发酵后产品较发酵前相比较而言，可溶性糖含量均增加极显著(P＜0.01)，增幅为69.76％-134.55％。而该添加剂与玉米秸秆混合发酵后，含糖量也均明显增加，增加幅度从26.12％-97.31％。与发酵前相比，A1、A2、A3三个处理已达极显著水平。这对于提高原料饲草的适口性，增加家畜采食量有重要作用。

而以玉米面粉为底物进行添加剂的研制，发酵后产品则较发酵前含糖量普遍下降，下降幅度在54％左右。且该添加剂与玉米秸秆混合发酵后含糖量也是普遍下降，降幅在52％左右。四个处理之间，含糖量变化差异不显著。这可能与发酵过程中微生物活动有关。在实际应用中，应注意发酵产品含糖量的变化，以提高牲畜的采食量。

表3发酵产品的可溶性糖含量

4、发酵产品的氨基酸含量特征

综合本实验中中草药添加剂发酵成本、蛋白质含量以及含糖量变化等因素，初步研究认为a3、a4(A3、A4)处理以及b2、b3(B2、B3)处理营养价值较高，综合效益较好。考虑到我国畜牧业生产实际中的应用问题，对本发明中发酵产品玉米秸秆、玉米面粉以及处理b3和B3进行了18种氨基酸含量的测定见表4。由表4可看出，以玉米面粉为底物进行添加剂研制(试验处理b3)，发酵后18种氨基酸含量均明显增加，增加幅度为16.67％-41.03％；进一步讲，必需氨基酸增加幅度平均为27.41％，非必需氨基酸增加幅度为23.47％。该添加剂与玉米秸秆混合发酵后，产品必需氨基酸含量除亮氨酸、赖氨酸外，其余增幅不明显，而8种非必需氨基酸含量几乎均明显增加，平均增幅为16.67％。

b3处理发酵后必需氨基酸占氨基酸总含量的比值为46％，比发酵底物略有增加；秸秆发酵后必需氨基酸占氨基酸总量的比例为48％，均高于传统研究40％的比例指标，可为家畜提供优质的氨基酸饲草资源。

含硫氨基酸(胱氨酸和蛋氨酸)是构成家畜毛角蛋白最重要的氨基酸，也是反刍动物营养中的限制性氨基酸。秸秆发酵后含硫氨基酸含量为0.4％，与苜蓿草粉0.43％的含硫氨基酸含量相近(中国饲料数据库情报中心提供)，因此可以作为我国家畜一种较好的硫源。

某种氨基酸是否是限制性氨基酸，取决于动物所采食的饲粮和动物的需要。迄今尚未完全确定食用饲粮条件下，反刍动物限制性氨基酸及顺序。根据Fraster等的研究，对产奶牛而言，秸秆发酵后三种限制性氨基酸(赖氨酸、蛋氨酸、组氨酸)含量为0.55％，适合畜群生长。

表4发酵产品氨基酸含量    ％

5、发酵产品的六种微量元素含量特征

矿物质微量元素是动物必需的五大类养分之一，具有不可替代的生理生化作用，是机体必需的成分；在调整体液PH，维持稳定的渗透压，细胞膜与酶系统及激素功能的发挥，保证正常微生物菌群的生长繁殖，促进动物的正常生长发育等方面都起着非常重要的作用。微量元素(trace elements)对动物营养的影响已引起畜牧兽医学界的普遍关注。

考虑到我国畜牧业生产实际中的应用问题，对本发明中发酵产品玉米秸秆、玉米面粉以及处理b3和B3进行了Fe、Mn、Zn、Cu、Mg、Ca六种微量元素的含量测定见表5。由表5可知，发酵后玉米秸秆产品中Zn含量显著增加，增幅为22％，产品中除Cu和Ca两个元素含量较低外，其余元素均在牧草正常含量值中等以上的范围内。饲喂家畜时应注意补Ca。

当然，各元素之间的相互关系也会对动物微量元素营养产生不同的效应。因此，在实际生产中，应该密切关注动物生长状况，及时解决微量元素营养中出现的问题，以免对畜牧经济造成损失。

表5发酵产品六种常微量元素的含量测定

以上这些数据充分说明，该添加剂发酵产品非常成功，在实际原料秸秆饲料生产和畜产品生产中具有极大的推广潜力和经济效益，可以在我国大面积推广使用。

本发明研制的秸秆饲草产品各个配方均可获得酥软、香熟的产品，适口性好，营养价值高，经济效益显著，可直接用于饲喂牲畜。以上数据说明试验配方a3、a4(A3、A4)以及b2、b3(B2、B3)的营养价值更高，综合效益更好，可以在实际生产中加以推广应用。

Claims (8)

1.一种秸秆饲料，包括其中所含有的中草药物料和经发酵处理后的秸秆 ，其特征在于：其中的中药为等重量的以下各组份：麦芽、山楂、吴竹芋、党参、白芍、茯苓、泽泻、神曲、黄芪、白术、陈皮、甘草、当归、川芎、山芋，中药的总重量为饲料总重量的1.47％～5.52％；饲料中还有占中药总重量1～4倍的小麦粉或玉米粉。 

2.权利要求1所述的秸秆饲料，其特征在于饲料中还有占饲料总重0.39％～1.47％的葡萄糖和占饲料总重0.06％～0.21％的复合氨基酸。 

3.权利要求1或2所述的秸秆饲料，其特征在于饲料中还有占饲料总重0.03％～0.11％的味精。 

4.用于制备权利要求1所述的秸秆饲料的添加剂，其特征在于添加剂由中药和占中药总重1～4倍的小麦粉或玉米粉组成，中药各组份为：麦芽、山楂、吴竹芋、党参、白芍、茯苓、泽泻、神曲、黄芪、白术、陈皮、甘草、当归、川芎、山芋。 

5.用于制备权利要求2所述的秸秆饲料的添加剂，其特征为由中药和占中药总重1～4倍的小麦粉或玉米粉以及分别占中药总重26.67％和3.89％的葡萄糖和复合氨基酸组成，中药各组份为：麦芽、山楂、吴竹芋、党参、白芍、茯苓、泽泻、神曲、黄芪、白术、陈皮、甘草、当归、川芎、山芋。 

6.用于制备权利要求3所述的秸秆饲料的添加剂，其特征为由中药和占中药总重1～4倍的小麦粉或玉米粉以及分别占中药总重26.67％、3.89％和2％的葡萄糖、复合氨基酸和味精组成，中药各组份为：麦芽、山楂、吴竹芋、党参、白芍、茯苓、泽泻、神曲、黄芪、白术、陈皮、甘草、当归、川芎、山芋。 

7.权利要求4或5或6所述的秸秆饲料的添加剂的处理方法，其特征在于将各组份混匀后加入水使各组份混匀湿润，再在25℃～37℃进行充分发酵，所用的发酵剂为酵母和甜酒曲。 

8.用于制备权利要求1或2或3所述的任一秸秆饲料的方法，其特征是将经权利要求7处理后得到的添加剂加入长约1～5cm的秸秆中，加水使其充分混匀湿润后在25℃～37℃再次充分发酵，所用的发酵剂为酵母和甜酒曲。