CN103271222A - 一种酿酒酵母发酵高蛋白玉米秸秆饲料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种酿酒酵母发酵高蛋白玉米秸秆饲料及其制备方法，是用酿酒酵母对玉米浆进行脱硫处理，将适当比例脱硫玉米浆溶于水中均匀的喷洒在切碎后的玉米秸秆上并搅拌均匀，压实发酵得到的饲料。该方法通过酿酒酵母对玉米浆中亚硫酸盐进行无机硫的转化，使其亚硫酸盐的含量减少至30%以下，消除了玉米浆作为发酵饲料营养性添加剂对畜禽健康的潜在威胁，而且利用该方法生产的玉米秸秆发酵饲料营养价值高，所需菌种少、操作简单、成本低、生产周期短和饲用范围广。

Description

一种酿酒酵母发酵高蛋白玉米秸秆饲料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种酿酒酵母发酵高蛋白玉米秸秆饲料及其制备方法，属于发酵饲料技术领域。

背景技术

玉米秸秆是主要粮食作物和经济作副产品之一，是一种非常规性和非竞争性的饲料资源，具有来源多、数量大、价格低和开发利用潜力大等特点。

玉米秸秆饲料的开发利用已成为当前饲料工业发展趋势之一，目前，玉米秸秆加工处理方式包括物理方法、化学方法和微生物方法。物理处理（切短、粉碎和浸泡）能改变秸秆饲料适口性，但不能提高秸秆的营养价值；化学处理（碱化、氨化和氧化）对秸秆的营养价值的提高则有一定作用，但对环境及畜禽健康有一定影响；微生物发酵处理是近年来推广的一种秸秆处理方法。发酵饲料是通过乳酸菌发酵产生酸性环境抑制和杀死有害微生物，是改善饲料的发酵品质、营养价值和提高家畜生产性能等方面的有效途径。利用玉米秸秆为原料进行发酵饲料的制作是开发秸秆资源的重要途径，添加剂则是制作发酵饲料的核心。目前，发酵抑制剂如盐酸、丙酸和食盐等，仅是防止青贮饲料无限制发酵或腐败，保证青贮成功和青贮饲料的营养；腐败抑制剂如甲酸、苯甲酸和甲醛，主要作用是防止二次发酵，但严格按青贮操作工艺进行可避免二次发酵，腐败抑制剂对操作人员具有强烈的刺激；乳酸发酵促进剂如糖蜜和葡萄糖等，虽能促进产酸速度，但成本也在增加；添加的酶制剂如淀粉酶、纤维素酶及复合酶淀粉酶，使发酵饲料的品质改善，提高了粗纤维利用率，但提高的效果并不十分显著；营养性添加剂如尿素和氨水，能显著提高发酵饲料的非蛋白氮，但尿素的添加量不宜把握，过低蛋白含量不能显著提高，过高容易引起家畜中毒，而氨水氮的流失率比较大，并且污染环境。以上添加剂使玉米秸秆发酵饲料的品质得到改善，但未能从根本上解能决玉米秸秆低蛋白和少能量等弊端，限制了玉米秸秆饲料潜在优势的发挥。

玉米浆是生产玉米淀粉的副产物，含有丰富的可溶性蛋白、生长素和一些前体物质，含大约40%～50%固体物质，是一种高蛋白（16%-30%），高能量（631kJ/100g）营养物。目前，国内市场已有玉米浆干粉和喷浆饲料，将玉米浆制作成干粉饲料不仅增加饲料成本，而且烘干过程中营养损失很大，玉米浆是由亚硫酸溶液浸泡玉米粒所得，玉米浆含有0.2%-0.35%的亚硫酸，长时间饲喂畜禽由于亚硫酸盐的蓄积作用常常引起畜禽慢性中毒，直接影响畜禽健康和生产性能，因此，玉米喷浆饲料的应用受到极大的限制。

玉米浆无硫转化处理国内还属空白，因此将玉米浆进行无机硫转化，并与玉米秸秆混合发酵，既能提高饲料的营养价值和适口性，又有利于玉米浆和秸秆的长期保存，并能消除亚硫酸盐对家畜潜在的危害。因此研究开发一种高蛋白脱硫玉米浆与玉米秸秆混合发酵饲料，对提高玉米秸秆发酵饲料的营养价值及填补国内玉米浆脱硫饲料的市场空白具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种酿酒酵母发酵高蛋白玉米秸秆饲料。

为解决上述技术问题，提供技术方案如下：

所述高蛋白玉米秸秆发酵饲料，组成如下：脱硫玉米浆、玉米秸秆和乳酸菌，上述原料蛋白质含量≥8%，乳酸菌≥5×10⁶cfu/g，45.00%≤干物质≤55.00%，氨态氮≤0.17%，氨态氮比总氮≤9.5%，乳酸≥2.5%，pH≤4.5。

为使饲料饲用效果更好，可添加氢氧化钙，添加比例为脱硫玉米浆含量的1%-2%，优选1.5%-1.8%。

所述脱硫玉米浆制备过程，是在玉米浆中加入酿酒酵母和氢氧化钙，室温下放置24小时，每隔3小时搅拌一次。

玉米秸秆不仅可选用适时收割的玉米秸秆，也可采用放置一段时间，水分含量降低的玉米秸秆。

本发明要解决的另一个技术问题是提供一种制备上述饲料的方法，方法如下：

1）将氢氧化钙加入玉米浆，混合均匀；

2）将酿酒酵母加入上述玉米浆中并搅拌，在室温下放置1-3天，定期搅拌；

3）玉米浆的添加比例的计算按玉米浆占玉米浆和秸秆总质量计算，添加20%-40%的玉米浆，将适当比例玉米浆溶于水中均匀的喷洒在切碎后的玉米秸秆上并搅拌均匀，压实发酵。

所述将氢氧化钙加入玉米浆，pH调至4.5-4.8。

所述氢氧化钙添加比例为玉米浆含量的1%-2%，优选1.5%-1.8%。

所述酿酒酵母在玉米浆中含量大于10⁶CFU/g，可去除玉米浆中70%的亚硫酸盐。

玉米秸秆在降雪之前收集即可，或是收集后放置贮存库，防止发霉和变质。更进一步，所述制备上述饲料的方法，具体步骤如下：

1）将氢氧化钙加入玉米浆，使氢氧化钙占玉米浆含量的1%-2%，pH调至4.5-4.8，混合均匀；

2）将酿酒酵母加入上述玉米浆中并搅拌，使酿酒酵母在玉米浆中含量大于10⁶CFU/g，在室温下放置1-3天，定期搅拌；

3）玉米浆的添加比例的计算按玉米浆占玉米浆和秸秆总质量计算，添加20%-30%的玉米浆，将适当比例玉米浆溶于水中均匀的喷洒在切碎后的玉米秸秆上并搅拌均匀，总水分控制在45%-55%，压实15-25℃避光发酵。

酿酒酵母菌（菌属）种子活化步骤如下

（1）种母活化：在无菌条件下，将酿酒酵母菌（菌属）种母移至新配制的的麦芽汁斜面培养基中，活化培养24-36h，温度为28℃，活化成熟后的斜面上的菌体作为种子。

（2）种子的活化：在无菌条件下，将酿酒酵母（菌属）接种于麦芽汁液体培养基中，28℃有氧条件下，进行24h活化培养，活化1-2次使酵母菌活菌数达到10⁷以上，作为一级菌种，以备扩大培养使用。

（3）酿酒酵母种子活化培养基采用麦芽汁培养基组成按照重量百分比计算：4%蛋白胨、10%葡萄糖、3%酵母浸粉、10%麦芽粉、15%琼脂粉。

该方法通过酿酒酵母对玉米浆中亚硫酸盐进行无机硫的转化，使其亚硫酸盐的含量减少至30%以下，消除了玉米浆作为发酵饲料营养性添加剂对畜禽健康的潜在威胁，而且利用该方法生产的玉米秸秆发酵饲料营养价值高，所需菌种少、操作简单、成本低、生产周期短和饲用范围广。

具体实施方式

实施例1

菌种选择：酿酒酵母；

玉米浆营养添加剂的制备：将氢氧化钙加入玉米浆，pH调制4.5，氢氧化钙用量每1.5g/100g玉米浆，搅拌15分钟，静置30分钟以上，将酿酒酵母菌液按质量1:10比例加入玉米浆中并搅拌（酿酒酵母在玉米浆中含量大于10⁶CFU/g），在室温条件下至少放置24小时，每隔3小时搅拌一次；

玉米秸秆收集：采用放置贮存库中的玉米秸秆；

发酵饲料的调制：将玉米秸秆切至3-5cm，玉米浆的添加比例的计算按玉米浆占玉米浆和秸秆总质量计算，添加20%的玉米浆，其成品蛋白质含量≥8%，根据所要达到发酵饲料目标蛋白含量设计玉米浆添加的比例，比例越高其成品蛋白质含量越高。将适当比例玉米浆溶于水中均匀的喷洒在切碎的玉米秸上并搅拌均匀，总水分控制在45%，原料迅速装填于塑料青贮瓶中，压实（密度：500-600g）后加盖用培养皿封口膜密封，塑料青贮瓶置于室温15-25℃避光保存30天即为成品。

发酵方式为塑料瓶发酵，塑料瓶直径为12cm，高18cm，壁厚0.3cm，容积1.5L。

蛋白质含量8%，乳酸菌3.63×10⁸cfu/g，氨态氮0.17%，氨态氮比总氮9.5%，乳酸2.5%，pH4.25。

实施例2

菌种选择：酿酒酵母；

玉米浆营养添加剂的制备：将氢氧化钙加入玉米浆，pH调制4.7，氢氧化钙用量每1.6g/100g玉米浆，搅拌15分钟，静置30分钟以上，将酿酒酵母菌液按质量1:10比例加入玉米浆中并搅拌（酿酒酵母在玉米浆中含量大于10⁶CFU/g），在室温条件下至少放置48小时，每隔3小时搅拌一次；

玉米秸秆收集：玉米秸秆在降雪之前收集即可，或是收集后放置贮存库，防止发霉和变质；

发酵饲料的调制：将玉米秸秆切至3-5cm，玉米浆的添加比例的计算按玉米浆占玉米浆和秸秆总质量计算，添加25%的玉米浆，其成品蛋白质含量≥12%，根据所要达到发酵饲料目标蛋白含量设计玉米浆添加的比例，比例越高其成品蛋白质含量越高。将适当比例玉米浆溶于水中均匀的喷洒在切碎的玉米秸上并搅拌均匀，总水分控制在50%，原料迅速装填于塑料青贮瓶中，压实（密度：500-600g）后加盖用培养皿封口膜密封，塑料青贮瓶置于室温15-25℃避光保存45天即为成品。

发酵方式为塑料瓶发酵，塑料瓶直径为12cm，高18cm，壁厚0.3cm，容积1.5L。

蛋白质含量11.3%，乳酸菌1.51×10⁸cfu/g，氨态氮0.16%，氨态氮比总氮8.54%，乳酸2.9%，pH4.47。

实施例3

菌种选择：酿酒酵母；

玉米浆营养添加剂的制备：将氢氧化钙加入玉米浆，pH调制4.8，氢氧化钙用量每2g/100g玉米浆，搅拌15分钟，静置30分钟以上，将酿酒酵母菌液按质量1:10比例加入玉米浆中并搅拌（酿酒酵母在玉米浆中含量大于10⁶CFU/g），在室温条件下至少放置72小时，每隔3小时搅拌一次；

玉米秸秆收集：玉米秸秆在降雪之前收集即可，或是收集后放置贮存库，防止发霉和变质；

发酵饲料的调制：将玉米秸秆切至3-5cm，玉米浆的添加比例的计算按玉米浆占玉米浆和秸秆总质量计算，添加30%的玉米浆，其成品蛋白质含量≥13%，根据所要达到发酵饲料目标蛋白含量设计玉米浆添加的比例，比例越高其成品蛋白质含量越高。将适当比例玉米浆溶于水中均匀的喷洒在切碎的玉米秸上并搅拌均匀，总水分控制在55%，原料迅速装填于塑料青贮瓶中，压实（密度：500-600g）后加盖用培养皿封口膜密封，塑料青贮瓶置于室温15-25℃避光保存60天即为成品。

发酵方式为塑料瓶发酵，塑料瓶直径为12cm，高18cm，壁厚0.3cm，容积1.5L。

蛋白质含量12.5%，乳酸菌5.13×10⁷cfu/g，氨态氮0.16%，氨态氮比总氮7.93%，乳酸3.4%，pH4.4。

实施例4

菌种选择：酿酒酵母；

玉米浆营养添加剂的制备：将氢氧化钙加入玉米浆，pH调制4.7，氢氧化钙用量每1.8g/100g玉米浆，搅拌15分钟，静置30分钟以上，将酿酒酵母菌液按质量1:10比例加入玉米浆中并搅拌（酿酒酵母在玉米浆中含量大于10⁶CFU/g），在室温条件下至少放置48小时，每隔3小时搅拌一次；

玉米秸秆收集：玉米秸秆在降雪之前收集即可，或是收集后放置贮存库，防止发霉和变质；

发酵饲料的调制：将玉米秸秆切至3-5cm，玉米浆的添加比例的计算按玉米浆占玉米浆和秸秆总质量计算，添加35%的玉米浆，根据所要达到发酵饲料目标蛋白含量设计玉米浆添加的比例，比例越高其成品蛋白质含量越高。将适当比例玉米浆溶于水中均匀的喷洒在切碎的玉米秸上并搅拌均匀，总水分控制在50%，原料迅速装填于塑料青贮瓶中，压实（密度：500-600g）后加盖用培养皿封口膜密封，塑料青贮瓶置于室温15-25℃避光保存45天即为成品。

发酵方式为塑料瓶发酵，塑料瓶直径为12cm，高18cm，壁厚0.3cm，容积1.5L。

蛋白质含量13.7%，乳酸菌2.39×10⁷cfu/g，，氨态氮0.11%，氨态氮比总氮≤5.22%，乳酸4.25%，pH4.5。

实施例5

菌种选择：酿酒酵母；

玉米浆营养添加剂的制备：将氢氧化钙加入玉米浆，pH调制4.7，氢氧化钙用量每1.8g/100g玉米浆，搅拌15分钟，静置30分钟以上，将酿酒酵母菌液按质量1:10比例加入玉米浆中并搅拌（酿酒酵母在玉米浆中含量大于10⁶CFU/g），在室温条件下至少放置48小时，每隔3小时搅拌一次；

玉米秸秆收集：玉米秸秆在降雪之前收集即可，或是收集后放置贮存库，防止发霉和变质；

发酵饲料的调制：将玉米秸秆切至3-5cm，玉米浆的添加比例的计算按玉米浆占玉米浆和秸秆总质量计算，添加40%的玉米浆，根据所要达到发酵饲料目标蛋白含量设计玉米浆添加的比例，比例越高其成品蛋白质含量越高。将适当比例玉米浆溶于水中均匀的喷洒在切碎的玉米秸上并搅拌均匀，总水分控制在50%，原料迅速装填于塑料青贮瓶中，压实（密度：500-600g）后加盖用培养皿封口膜密封，塑料青贮瓶置于室温15-25℃避光保存45天即为成品。

发酵方式为塑料瓶发酵，塑料瓶直径为12cm，高18cm，壁厚0.3cm，容积1.5L。

蛋白质含量14.5%，乳酸菌5.49×10⁶cfu/g，，氨态氮0.11%，氨态氮比总氮4.38%，乳酸3.3%，pH4.24。

Claims (9)

1.一种酿酒酵母发酵高蛋白玉米秸秆饲料，其特征在于，由脱硫玉米浆、玉米秸秆和乳酸菌组成，上述原料蛋白质含量≥8%，乳酸菌≥5×10⁶cfu/g，45.00%≤干物质≤55.00%，氨态氮≤0.17%，氨态氮比总氮≤9.5%，乳酸≥2.5%，pH≤4.5。

2.根据权利要求1所述饲料，其特征在于，还包括氢氧化钙，添加比例为脱硫玉米浆的1.5%-1.8%。

3.根据权利要求1所述饲料，其特征在于，脱硫玉米浆制备过程，是在玉米浆中加入酿酒酵母和氢氧化钙，室温下放置24小时，每隔3小时搅拌一次。

4.一种酿酒酵母发酵高蛋白玉米秸秆饲料的制备方法，其特征在于，方法如下：

1)将氢氧化钙加入玉米浆，混合均匀；

2)将酿酒酵母加入上述玉米浆中并搅拌，在室温下放置1-3天，定期搅拌；

3)玉米浆的添加比例的计算按玉米浆占玉米浆和秸秆总质量计算，添加20%-40%的玉米浆，将适当比例玉米浆溶于水中均匀的喷洒在切碎后的玉米秸秆上并搅拌均匀，压实发酵。

5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述玉米秸秆为适时收割的玉米秸秆或放置一段时间导致水分含量降低的玉米秸秆。

6.根据权利要求4所述方法，其特征在于，氢氧化钙添加比例为玉米浆的1.5%-1.8%。

7.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述酿酒酵母在玉米浆中含量大于10⁶CFU/g。

8.根据权利要求4所述方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)将氢氧化钙加入玉米浆，使氢氧化钙占玉米浆含量的1.5%-1.8%，pH调至4.5-4.8，混合均匀；

2)将酿酒酵母加入上述玉米浆中并搅拌，使酿酒酵母在玉米浆中含量大于10⁶CFU/g，在室温下放置1-3天，定期搅拌；

3)玉米浆的添加比例的计算按玉米浆占玉米浆和秸秆总质量计算，添加20%-30%的玉米浆，将适当比例玉米浆溶于水中均匀的喷洒在切碎后的玉米秸秆上并搅拌均匀，总水分控制在45%-55%，压实15-25℃避光发酵。

9.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述酿酒酵母菌活化方法如下：

（1）种母活化：在无菌条件下，将酿酒酵母移至新配制的的麦芽汁斜面培养基中，活化培养24-36h，温度为28℃，活化成熟后的斜面上的菌体作为种子；

（2）种子的活化：在无菌条件下，将酿酒酵母接种于麦芽汁液体培养基中，28℃有氧条件下，进行24h活化培养，活化1-2次使酵母菌活菌数达到10⁷以上，作为一级菌种，以备扩大培养使用；

（3）酿酒酵母种子活化培养基采用麦芽汁培养基组成按照重量百分比计算：4%蛋白胨、10%葡萄糖、3%酵母浸粉、10%麦芽粉、15%琼脂粉。