CN102006784A - 家畜用饲料、其制造方法、及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种家畜用饲料，在添加于饲料原料中的、选自芽孢杆菌属微生物和土芽孢杆菌属微生物的至少一种微生物、即嗜热脱氮土芽孢杆菌和去硝化土芽孢杆菌中的至少任意一种的作用下，使饲料原料发酵而制造。以干燥物为基准计量，家畜用饲料的总能量为发酵前所述饲料原料的总能量的60％以上。

Description

家畜用饲料、其制造方法、及其使用方法

技术领域

本发明涉及家畜用饲料及其制造方法，该家畜用饲料通过使用特定的微生物对饲料原料进行发酵处理而得到。本发明还涉及使用该家畜用饲料来调整家畜的排泄物中的微生物菌群的方法。

背景技术

现今，在日本的食品制造业、食品流通业以及餐饮业中，会废弃大量的食品残渣，例如食品制造中产生的副产物以及剩余食材。目前，大部分的食品残渣通过焚烧或填埋方式进行处理。于是，从有效活用资源的观点出发，正在研究将食品残渣作为循环资源，用于饲料或肥料。就现状而言，日本国内消耗的饲料原料的大部分依赖进口，通过将食品残渣作为饲料原料使用，预期能提高饲料自给率，并降低食品残渣造成的环境负荷。这种使用食品残渣来制造的再利用饲料被称为环保饲料(ecofeed)(日本社团法人配合饲料供给安定机构的注册商标)，近年来其使用量逐渐增加。

食品残渣含水量较多，从安全性和保存稳定性方面考虑，不宜直接作为饲料进行再利用。因此，要对食品残渣进行用于防止腐败和产生臭气的处理。具体地说，已知有例如通过油温减压式脱水干燥、沸腾干燥或高温干燥，对食品残渣进行干燥。但是，这些方法均存在需要耗费大量能量成本的问题。

鉴于此，提出了一种在食品残渣中添加微生物之后，配合实施发酵处理和干燥处理的方法。例如，专利文献1中公开了如下方式，使用车载型生垃圾处理装置，对添加了微生物的生垃圾进行发酵和干燥。并且，专利文献2中公开了如下技术，即，在具有空气通道的平台上放置生垃圾等有机物，一边使用旋转型转刀进行搅拌，一边对有机物进行发酵和干燥。

但是，即使采用专利文献1、2中公开的方法，饲料原料的发酵和干燥所需的能量成本仍不是很低，并且，还存在需要耗费大量时间的问题。此外，根据专利文献1、2中公开的方法，有时还会因过度发酵等原因，导致通过对饲料原料进行发酵和干燥而得到的饲料的总能量(gross energy)和营养价值下降。

现有技术文献：

专利文献1：日本特开平10-34117号公报

专利文献2：日本特开2006-116529号公报

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于，提供一种能够减少制造所需的能量成本的家畜用饲料、该家畜用饲料的制造方法以及使用方法。

本发明人进行深入研究的结果发现了芽孢杆菌属微生物和土芽孢杆菌属微生物在由食品残渣制造家畜用饲料中的有用性，从而完成了本发明。

即，为了达到上述目的，本发明的一方式中，提供一种家畜用饲料，在添加于饲料原料中的、选自芽孢杆菌属微生物和土芽孢杆菌属微生物的至少一种微生物的作用下，使该饲料原料进行发酵而得。添加于饲料原料中的、选自芽孢杆菌属微生物和土芽孢杆菌属微生物的至少一种微生物是例如嗜热脱氮土芽孢杆菌和去硝化土芽孢杆菌的至少任意一种。优选以干燥物为基准计量，家畜用饲料的总能量为发酵前饲料原料的总能量的60％以上。优选供于发酵的饲料原料中还添加有多糖类分解酶。

本发明的另一方式中，提供一种家畜用饲料的制造方法，包括：在饲料原料中添加选自芽孢杆菌属微生物和土芽孢杆菌属微生物的至少一种微生物的工序；以及在选自芽孢杆菌属微生物和土芽孢杆菌属微生物的至少一种微生物的作用下，使饲料原料发酵的工序。添加到饲料原料中的、选自芽孢杆菌属微生物和土芽孢杆菌属微生物的至少一种微生物是例如嗜热脱氮土芽孢杆菌和去硝化土芽孢杆菌的至少任意一种。优选在以干燥物为基准计量，残留有发酵前饲料原料的总能量的60％以上的阶段，结束使饲料原料发酵的工序。优选在含水率下降到小于40％的阶段，结束使饲料原料发酵的工序。优选在供于发酵的饲料原料中添加多糖类分解酶。优选使用具有搅拌功能和送风功能的密闭式发酵处理装置、车载型密闭式发酵处理装置、隧道式发酵处理装置、或坑式发酵处理装置，进行使饲料原料发酵的工序。

本发明的又一方式中，提供一种家畜用饲料的使用方法，包括：准备涉及上述第一方式的家畜用饲料的工序；以及通过向家畜供给家畜用饲料，调整家畜的排泄物中的微生物菌群的工序。

发明效果

根据本发明，能够提供一种能够降低制造所需的能量成本的家畜用饲料、该家畜用饲料的制造方法以及使用方法。

具体实施方式

下面，说明本发明的一个实施方式。

本实施方式中，通过对添加了选自芽孢杆菌属(Bacillus)微生物和土芽孢杆菌属(Geobacillus)微生物的至少一种微生物的饲料原料进行高温发酵处理，制造家畜用饲料。还可以在进行高温发酵处理的饲料原料中添加多糖类分解酶。

所使用的饲料原料只要含有家畜的营养源、即纤维性多糖类即可，没有特别限制。作为饲料原料，能够使用例如食品制造业、食品流通业以及餐饮业中产生的食品残渣。食品残渣包括生豆腐渣、酿造副产物(例如，酒糟、烧酒糟、啤酒糟以及甜料酒糟)、果实的榨汁残渣等食品制造副产物、以及剩余食材。其中，从营养价值高且能够以低价格购入的方面考虑，优选生豆腐渣。饲料原料的含水率没有特别限制。但是，在使用含水率高的饲料原料的情况下，优选预先在饲料原料中添加有机质纤维材料。由此，能够改善发酵处理中的通气性。

芽孢杆菌属微生物和土芽孢杆菌属微生物一般为革兰氏(Gram)染色阳性菌，具有芽孢形成能力，属于兼性厌氧菌(facultative anaerobic bacterium)。并且，芽孢杆菌属微生物和土芽孢杆菌属微生物能够在常温(约20℃)～约90℃的范围内进行增殖，发挥使饲料原料发酵时的温度上升到例如约50～约90℃的作用。作为芽孢杆菌属微生物和土芽孢杆菌属微生物的具体例，可以举出例如蜂房芽孢杆菌(B.alvei)、溶淀粉芽孢杆菌(B.amylolyticus)、固氮芽孢杆菌(B.azotofixans)、环状芽孢杆菌(B.circulans)、解葡糖芽孢杆菌(B.glucanolyticus)、幼虫芽孢杆菌(B.larvae)、灿烂芽孢杆菌(B.lautus)、缓病芽孢杆菌(B.lentimorbus)、浸麻芽孢杆菌(B.macerans)、马阔里芽孢杆菌(B.macquariensis)、饲料芽孢杆菌(B.pabuli)、多粘芽孢杆菌(B.polymyxa)、波林芽孢杆菌(B.popilliae)、冷解糖芽孢杆菌(B.psychrosaccharolyticus)、尘埃芽孢杆菌(B.pulvifaciens)、解硫胺素芽孢杆菌(B.thiaminolyticus)、有效力芽孢杆菌(B.validus)、嗜碱芽孢杆菌(B.alcalophilus)、解淀粉芽孢杆菌(B.amyloliquefaciens)、萎缩芽孢杆菌(B.atrophaeus)、胡萝卜芽孢杆菌(B.carotarum)、坚强芽孢杆菌(B.firmus)、弯曲芽孢杆菌(B.flexus)、侧孢芽孢杆菌(B.laterosporus)、迟缓芽孢杆菌(B.lentus)、地衣芽孢杆菌(B.licheniformis)、巨大芽孢杆菌(B.megaterium)、蕈状芽孢杆菌(B.mycoides)、烟酸芽孢杆菌(B.niacini)、泛酸芽孢杆菌(B.pantothenticus)、短小芽孢杆菌(B.pumilus)、简单芽孢杆菌(B.simplex)、枯草芽孢杆菌(B.subtilis)、苏云金芽孢杆菌(B.thuringiensis)、球形芽孢杆菌(B.sphaericus)、嗜热脱氮土芽孢杆菌(Geobacillusthermodenitrificans)、嗜热脂肪土芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophilus)、嗜高温土芽孢杆菌(Geobacillus kaustophilus)、地下土芽孢杆菌(Geobacillussubterranen)、嗜热喜油土芽孢杆菌(Geobacillus thermoleovorans)以及去硝化土芽孢杆菌(Geobacillus caldoxylosilyticus)。

其中，将食品残渣作为饲料原料使用的情况下，作为土芽孢杆菌属微生物，特别优选使用含有于2005年12月26日委托独立行政法人制品评价技术基盘机构专利微生物保藏中心(独立行政法人製品評価技术基盤機構特許微生物寄託セソタ一，地址：日本国千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8)保藏的保藏号码为NITE BP-157的微生物的嗜热脱氮土芽孢杆菌，以及含有于2008年4月16日委托该制品评价技术基盘机构专利微生物保藏中心保藏的保藏号码为NITE BP-567的微生物的去硝化土芽孢杆菌。所使用的微生物可以是由保藏机关保藏的微生物，也可以是从自然界分离出的微生物。

保藏号码为NITE BP-567的去硝化土芽孢杆菌(C120702A株)显示出如下的科学性质。

·革兰氏阳性杆菌

·形成芽孢

·在大豆酪蛋白消化物琼脂培养基(Soybean casein Digest Agar Medium)上，于65℃，培养7小时，形成粗糙(Rough)型菌落

·具有硝酸盐还原能力，产生气体

根据需要添加到饲料原料中的多糖类分解酶起到如下作用，即，生成芽孢杆菌属微生物和土芽孢杆菌属微生物的营养源、即低分子糖类(例如，葡萄糖)，促进饲料原料发酵。作为多糖类分解酶的具体例，可以举出例如纤维素酶(cellulase)、半纤维素酶(hemicellulase)、木聚糖酶(xylanase)以及果胶酶(pectinase)。通过添加多糖类分解酶，能够促进饲料原料中大量含有的纤维素、半纤维素、木聚糖以及果胶等多糖类食物纤维进行分解反应。

所使用的多糖类分解酶，可以是从糖链的末端切断特定数的糖单元的外切酶，也可以是无规则切断方式的内切酶。所使用的多糖类分解酶的最佳温度没有特别限制，优选为10℃～80℃，更优选为15℃～80℃。

为了防止因过度发酵导致可消化能(digestible energy)或可代谢能(metabolizable energy)大幅度下降，以干燥物为基准计量，家畜用饲料的总能量(cal/kg)优选在发酵前饲料原料的总能量的60％以上，更优选为80％以上。若家畜用饲料的总能量在饲料原料的总能量的60％以上，可谓家畜用饲料的营养价值较高。家畜用饲料和饲料原料的总能量分别通过测定家畜用饲料中和饲料原料中的糖、脂质、以及蛋白质的含量(含有率)而求出。

家畜用饲料的含水率优选小于40％，更优选小于20％，进一步优选小于13.5％。在家畜用饲料的含水率小于40％的情况下，能够抑制腐败菌引起的家畜用饲料腐败，所以家畜用饲料的保存稳定性有所提高。

制造家畜用饲料时的高温发酵处理可在静置状态下进行，也可以一边搅拌一边进行。在一边搅拌一边进行高温发酵处理的情况下，通过有效补给酶，容易将发酵温度维持在一定范围内，并且，能够促进饲料原料中的水分气化。在进行高温发酵处理时，可以使用公知的用于处理家畜用饲料的原料处理装置。作为原料处理装置的具体例，可以举出例如具有搅拌功能和送风功能的密闭式发酵处理装置、车载型密闭式发酵处理装置、隧道式发酵处理装置、以及坑式发酵处理装置。在使用了这种原料处理装置的情况下，能够减少发酵处理所需的时间和劳力。

例如，在生豆腐渣等饲料原料中添加土芽孢杆菌属微生物的情况下，或将土芽孢杆菌属微生物和作为多糖类分解酶的纤维素酶一起添加的情况下，饲料原料的分解反应以如下方式进行。

首先，进行一次分解，即，饲料原料中的纤维素在纤维素酶的作用下分解，形成低分子。随着纤维素分解，以被低分子化的纤维素(糖)为饵料的微生物进行增殖。借助该微生物的代谢发酵热，饲料原料的温度慢慢上升到45～50℃左右，然后，作为高温菌的芽孢杆菌属微生物或土芽孢杆菌属微生物开始进行选择性增殖。

通过搅拌，或使用送风机，积极向饲料原料中混合空气，从而引发芽孢杆菌属微生物或土芽孢杆菌属微生物进行好气性发酵。其结果，芽孢杆菌属微生物或土芽孢杆菌属微生物积极增殖，饲料原料的温度上升到约60℃～约95℃。在这种高温下，饲料原料中的水分气化，并且饲料原料中的高分子纤维和蛋白质进行低分子化。在这种高温下，能够抑制腐败性的厌氧细菌增殖，并且能够杀死大肠菌群和病原性细菌。

在以干燥物为基准计量，残留有发酵前饲料原料的总能量的60％以上的阶段，结束饲料原料的发酵处理。即，饲料原料的发酵处理在饲料原料完全发酵之前结束。由此，容易得到总能量和营养价值较高的家畜用饲料。

饲料原料的发酵处理优选在含水率下降到小于40％的阶段结束。由于含水率容易监视，所以在判断应结束发酵处理的时期时，优选利用饲料原料的含水率。若含水率小于40％，则发酵进行速度下降。停止通过搅拌供给氧气，或进行强制冷却，从而结束发酵处理。

采用上述方式得到的家畜用饲料，无需通过加热进行杀菌处理，能够直接供给家畜食用。被供给家畜用饲料的家畜没有特别限制，可以举出例如鸡、牛、猪、马、羊等。还可以将家畜用饲料和市售的家畜用饲料混合后，供给家畜食用。所混合的市售的家畜用饲料没有特别限制。并且，可以在家畜用饲料中添加例如多糖类分解酶以外的水解酶；酵母、乳酸菌等有效菌；以及作为营养辅助成分的添加剂。

根据本实施方式，能够得到如下好处。

本实施方式中，在进行饲料原料的发酵处理时，使用选自芽孢杆菌属微生物和土芽孢杆菌属微生物的至少一种微生物。由此，能够在高温下进行饲料原料的发酵处理。通过在高温下进行饲料原料的发酵处理，能够促进饲料原料中的水分气化，其结果，能够抑制制造家畜用饲料所需的能量成本。并且，在这种高温下，能够有效抑制腐败菌和病原菌繁殖。

饲料原料的发酵处理在饲料原料完全发酵之前结束，优选在以干燥物为基准计量，残留有饲料原料的总能量的60％以上的阶段，结束饲料原料的发酵处理。由此，能够得到总能量和营养价值高的家畜用饲料。

在饲料原料中添加了多糖类分解酶的情况下，通过多糖类分解酶的作用，生成芽孢杆菌属微生物和土芽孢杆菌属微生物的营养源、即低分子糖类，从而能够促进芽孢杆菌属微生物和土芽孢杆菌属微生物进行的饲料原料发酵。

在含水率小于40％的阶段结束饲料原料的发酵处理的情况下，容易得到保存稳定性良好的家畜用饲料。由于含水率容易监视，所以在判断发酵进展情况时，优选利用饲料原料的含水率。

作为饲料原料使用了食品残渣的情况下，在能够有效活用食品残渣这一方面比较有利。只要进行废弃处理的食品残渣量减少，则由食品残渣引起的环境负荷就会降低。

在使用具有搅拌功能和送风功能的密闭式发酵处理装置、车载型密闭式发酵处理装置、隧道式发酵处理装置、或坑式发酵处理装置进行饲料原料的发酵处理的情况下，能够减少进行发酵处理所需的时间和劳力。

本实施方式中对饲料原料进行发酵行处理而得到的家畜用饲料，含有选自芽孢杆菌属微生物和土芽孢杆菌属微生物的至少一种微生物。通过向家畜供给该家畜用饲料，能够调整家畜的排泄物中的微生物菌群。由此，预期能够降低从家畜的排泄物产生的氨臭等臭气。并且，在将家畜的排泄物用于堆肥的情况下，能够使用选自排泄物中含有的芽孢杆菌属微生物和土芽孢杆菌属微生物的至少一种微生物。

接着，举出实施例和比较例，进一步具体说明本发明。

(实施例1)

在密闭式发酵处理装置(日本中部埃科特克公司制造)中，投入约4t含水率为75％的生豆腐渣，以及40kg含有嗜热脱氮土芽孢杆菌、去硝化土芽孢杆菌以及外切型纤维素酶的发酵材料(日本美尼康公司制造)。接着，以2立方米/(分钟·t)的送风量进行送风，进行2天发酵处理，从而制造实施例1的家畜用饲料。

(实施例2)

在密闭式发酵处理装置(日本中部埃科特克公司制造)中，投入约4t含水率为75％的生豆腐渣，以及40kg含有嗜热脱氮土芽孢杆菌、去硝化土芽孢杆菌以及外切型纤维素酶的发酵材料(日本美尼康公司制造)。接着，以1立方米/(分钟·t)的送风量进行送风，进行4天发酵处理，从而制造实施例2的家畜用饲料。

(比较例1)

在INAX公司制造的饲料干燥机中，投入约1t含水率为75％的生豆腐渣，于450℃下，进行1小时的干燥处理。

(家畜用饲料中各成分的含量以及家畜用饲料的总能量)

依照日本饲料分析基准研究会编辑的“饲料分析法·解说-2004-”(飼料分析基準研究会編“飼料分析法·解説-2004-”)中记载的方法，测定通过实施例1得到的家畜用饲料中含有的各成分的含量。并且，根据测定到的各成分的含量，计算家畜用饲料的总能量。将测定到的各成分的含量(百分率)和计算出的总能量示于表1。但是，表1中所示的水分以外的成分的量表示以干燥物为基准计量时的含量。另外，表1中还示出了独立行政法人农业技术研究机构编辑的“日本标准饲料成分表”(2001年版)(独立行政法人農業技術研究機構編「日本標準飼料成分表」(2001年版))中记载的生豆腐糟和干燥豆腐糟中分别含有的各成分的量以及总能量，以供参考。

【表1】

＊“-”表示未测定。

(耗电量的评价)

分别测定了在实施例1和实施例2中制造家畜用饲料时发酵处理装置的耗电量，以及比较例1中干燥生豆腐渣时饲料干燥机的耗电量。并且，当测定到的耗电量小于100kwh/t的情况下，评价为“优”，当大于等于100kwh/t且小于500kwh/t的情况下，评价为“良”，在大于等于500kwh/t且小于1000kwh/t的情况下，评价为“稍微不良”，在大于等于1000kwh/t的情况下，评价为“不良”。将该评价结果示于表2。

【表2】

(细菌数的检测)

分别测定通过实施例1和实施例2得到的家畜用饲料中的各种细菌的数量，将测定结果示于表3。另外，表3中还示出了市售的干燥豆腐糟中含有的细菌数，以供参考。并且，细菌数的测定依照日本饲料分析基准研究会编辑的“饲料分析法·解说-2004-”和社团法人日本食品卫生协会编辑的“食品卫生检查指南”(社団法人日本食品衛生協会編“食品衛生検查指针”)中记载的方法进行。在测定土芽孢杆菌属菌的细菌数时，使用了大豆酪蛋白消化物琼脂培养基(日本制药公司制造)。

【表3】

菌种	实施例1的	实施例2的	干燥豆腐糟
					家畜用饲料	家畜用饲料
沙门氏菌	阴性	阴性	阴性
				大肠菌	阴性	阴性	阴性
梭菌属菌	阴性	阴性	阴性
				土芽孢杆菌属菌	2.81×106cfu/g	3.10×106cfu/g	阴性

由表1～表3所示的结果可知，根据本发明，能够以比较少的能量成本，制造总能量和营养价值高、且不含病原菌和腐败菌的高品质的家畜用饲料。

保藏号码

NITE BP-157

NITE BP-567

Claims (11)

1.一种家畜用饲料，其特征在于，在添加于饲料原料中的、选自芽孢杆菌属微生物和土芽孢杆菌属微生物的至少一种微生物的作用下，使该饲料原料进行发酵而得。

2.根据权利要求1所述的家畜用饲料，其中，所述选自芽孢杆菌属微生物和土芽孢杆菌属微生物的至少一种微生物是嗜热脱氮土芽孢杆菌(Geobacillusthermodenitrificans)和去硝化土芽孢杆菌(Geobacillus caldoxylosilyticus)中的至少任意一种。

3.根据权利要求1或2所述的家畜用饲料，其中，以干燥物为基准计量，家畜用饲料的总能量为发酵前所述饲料原料的总能量的60％以上。

4.根据权利要求1-3的任意一项所述的家畜用饲料，其中，所述饲料原料中还添加有多糖类分解酶。

5.一种家畜用饲料的制造方法，其特征在于，包括：

在饲料原料中添加选自芽孢杆菌属微生物和土芽孢杆菌属微生物的至少一种微生物的工序；以及

在所述选自芽孢杆菌属微生物和土芽孢杆菌属微生物的至少一种微生物的作用下，使所述饲料原料发酵的工序。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述选自芽孢杆菌属微生物和土芽孢杆菌属微生物的至少一种微生物是嗜热脱氮土芽孢杆菌和去硝化土芽孢杆菌中的至少任意一种。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，在以干燥物为基准计量，残留有发酵前所述饲料原料的总能量的60％以上的阶段，结束使所述饲料原料发酵的工序。

8.根据权利要求5-7的任意一项所述的方法，其中，在含水率下降到小于40％的阶段，结束使所述饲料原料发酵的工序。

9.根据权利要求5-8的任意一项所述的方法，其中，还包括在所述饲料原料中添加多糖类分解酶的工序。

10.根据权利要求5-9的任意一项所述的方法，其中，使用具有搅拌功能和送风功能的密闭式发酵处理装置、车载型密闭式发酵处理装置、隧道式发酵处理装置、或坑式发酵处理装置，进行使所述饲料原料发酵的工序。

11.一种家畜用饲料的使用方法，其特征在于，包括：

准备权利要求1-4的任意一项所述的家畜用饲料的工序；以及

通过向家畜供给家畜用饲料，调整家畜的排泄物中的微生物菌群的工序。