CN103652357B - 一种生物蛋白饲料及其生产方法 - Google Patents

一种生物蛋白饲料及其生产方法 Download PDF

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Abstract

一种生物蛋白饲料及其生产方法，先将玉米秸秆粉碎成可过20目筛的颗粒，然后在100℃温度的条件下，采用轨道式蒸压釜进行湿热蒸汽处理30min；接着采用两步法进行发酵，先是接种褐腐菌发酵；然后在所得一步发酵产物中添加尿素、硫酸镁和磷酸二氢钾混合均匀，接种黑曲霉、米曲霉、枯草芽孢杆菌和产朊假丝酵母菌，进行二步发酵，结束后烘干、进行40目粉碎后，即为生物蛋白饲料；本发明生物蛋白饲料的生产方法的工艺简单，成本低廉；所生产的生物蛋白饲料，喂养奶牛可使奶牛产奶量提高4.7%以上，乳蛋白含量提高4.1％以上，适合高、中、低端各类型奶牛养殖客户；也可以用于喂养其他畜禽，包括仔猪、鸡、鸭、鹅等禽类。

Description

一种生物蛋白饲料及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种饲料，具体的说是一种生物蛋白饲料及其生产方法。
背景技术
木质纤维素类生物资源是世界上最多的可再生资源，全世界每年的产量估计为1×1010吨，其中秸秆占可利用生物质产量的70%左右。在中国，农作物秸秆的年产量为8.42×108吨，而且以1.3%的速度递增，在农作物秸秆中玉米秸秆所占的比例最大，为24%，目前国内秸秆总量中，直接用作生活燃料的约占20％，用作肥料还田的约占总量的15％，用作饲料的约占15％，用作工业原料的约占2％，其余被废弃或直接燃烧的约占33％。这造成了极大的资源浪费和环境污染：焚烧秸秆会造成空气污染；将秸秆推下沟河，则造成河水污染；随处丢弃秸秆，则造成居住环境的污染等。
由于玉米秸秆化学成分的特性，其营养价值很低，用它作为主要粗饲料来饲养反刍动物，尚有许多限制性因素。1）纤维素类物质含量高。玉米秸秆的中性洗涤纤维为60.4%-71.9%；酸性洗涤纤维为37.4%-51.1%。2) 粗蛋白含量低，玉米秸秆的粗蛋白含量通常不超过5%。，不仅发酵氮极低，而且过瘤胃蛋白也几乎为零。用未处理的玉米秸秆作饲料，往往会出现氮的负平衡，即食入氮小于排出氮。3) 无机盐含量低，并缺乏动物生长所必须的维生素A、维生素D、维生素E等以及钴、铜、硫、硒和碘等矿物质元素。由于上述玉米秸秆饲料的营养限制因素，严重影响了家畜对秸秆饲料的采食量和营养物资的消化率，从而制约了动物生产性能的表现，因此，要科学地利用玉米秸秆来饲喂家畜，必须找到正确的提高玉米秸秆营养价值的有效途径，这个途径就是玉米秸秆综合预处理和微生物发酵。
发明内容
本发明目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种生物蛋白饲料及其生产方法，采用两步法发酵，所制备的生物饲料：粗蛋白含量30%，水分为10%，含有菌体蛋白。
一种生物蛋白饲料的生产方法，其具体操作步骤为：
步骤一、将玉米秸秆通过秸秆粉碎机，粉碎成可过20目筛的颗粒，备用；
步骤二、将粉碎的秸秆颗粒，在100℃温度的条件下，采用轨道式蒸压釜进行湿热蒸汽处理30min，备用；
步骤三、按照水和经过湿热蒸汽处理的秸秆颗粒质量比为1：1，在将经过湿热蒸汽处理的秸秆颗粒中加入水，混合均匀，得到混合物A；然后在所得混合物A中，接种扩大培养后的褐腐菌，接种量为混合物质量的1%；然后在30℃的温度下，发酵2天 ，得到一步发酵产物，备用；
步骤四、在所得一步发酵产物中，添加尿素、硫酸镁和磷酸二氢钾，添加量分别为一步发酵产物质量的3%、0.01%、0.02%，混合均匀后，调节其pH值为4.5，得到混合物B，备用；
步骤五、在所得混合物B中依次接种分别扩大培养后的黑曲霉、米曲霉、枯草芽孢杆菌和产朊假丝酵母菌，接种量均为混合物B质量的1%；然后在30℃的温度下，发酵2天 ，得到二步发酵产物，备用；
步骤六、将所得二步发酵产物，在50-60℃的温度下，烘干至水分为二步发酵产物质量的10%；然后采用粉碎机将烘干发酵产物的进行40目粉碎，得到可过40目的颗粒，即为所生产的生物蛋白饲料。
有益效果是：
1、本发明生物蛋白饲料的生产方法的工艺简单，成本低廉；采用廉价的玉米秸秆为原料进行生产，采用两步法进行发酵，工艺合理搭配，制备出了菌丝蛋白含量较高的生物蛋白饲料；在生产前期，采用轨道式蒸压釜，在100℃温度的条件下湿热蒸汽处理30min，可有效软化和部分水解玉米秸秆中木质素和纤维素；部分纤维素水解会产生酸，酸的形成进一步促进了半纤维素的水解，为后期发酵提供充足的碳源，提高玉米秸秆的消化率；采用两步法进行发酵，第一步采用褐腐菌发酵可以降解木质素和纤维素，第二步采用黑曲霉、米曲霉、枯草芽孢杆菌和产朊假丝酵母菌协同发酵，配合第一步发酵，利用其发酵产物，产生菌体蛋白；两步法发酵效果显著，玉米秸秆转化成富含低分子的碳水化合物，并含有多种酶、氨基酸、及维生素，粗蛋白含量达30%，并含有大量菌体蛋白。
2、本发明所生产的生物蛋白饲料粗蛋白含量高，营养丰富、畜禽喜食；含有大量菌体蛋白，可提高动物的吸收率；具有营养全面、色泽好、酸香味浓厚、适口性好的优点，将其喂养奶牛，奶牛的采食量明显提高，饲料中的有益微生物可以改善瘤胃微生物的生存环境，调节微生物的生长和繁育，使整个瘤胃微生物处于一种正常快速发展的状况，保证了瘤胃微生物的健康即保障了奶牛机体的健康，也为奶牛机体提供了免疫物质，提高了奶牛抗应激的能力和对疾病的抵抗力。实验证明，所生产的生物蛋白饲料，可使奶牛产奶量提高4.7%以上；并且牛奶的乳脂率、乳蛋白和全乳固体含量均有提高，乳蛋白含量提高4.1％以上；饲料的成本低廉，可收益较大，适合高、中、低端各类型奶牛养殖客户。
3、本发明的生物蛋白饲料也可以用于喂养其他畜禽，用于喂养仔猪，可加快体重增长，饲养周期可缩短2-3个月，喂养鸡、鸭、鹅等禽类，可提高产蛋率；该生物蛋白饲料的广泛使用不但具有显著的经济效益，而且有良好的社会效益和环境效益。
具体实施方式
一种生物蛋白饲料及其生产方法，所制备的生物饲料：粗蛋白含量30%，水分为10%，含有菌体蛋白。
一种生物蛋白饲料的生产方法，其具体操作步骤为：
步骤一、将玉米秸秆通过秸秆粉碎机，粉碎成可过20目筛的颗粒，备用；
步骤二、将粉碎的秸秆颗粒，在100℃温度的条件下，采用轨道式蒸压釜进行湿热蒸汽处理30min，备用；
步骤三、按照水和经过湿热蒸汽处理的秸秆颗粒质量比为1：1，在将经过湿热蒸汽处理的秸秆颗粒中加入水，混合均匀，得到混合物A；然后在所得混合物A中，接种扩大培养后的褐腐菌，接种量为混合物质量的1%；然后在30℃的温度下，发酵2天 ，得到一步发酵产物，备用；
步骤四、在所得一步发酵产物中，添加尿素、硫酸镁和磷酸二氢钾，添加量分别为一步发酵产物质量的3%、0.01%、0.02%，混合均匀后，调节其pH值为4.5，得到混合物B，备用；
步骤五、在所得混合物B中依次接种分别扩大培养后的黑曲霉、米曲霉、枯草芽孢杆菌和产朊假丝酵母菌，接种量均为混合物B质量的1%；然后在30℃的温度下，发酵2天 ，得到二步发酵产物，备用；
步骤六、将所得二步发酵产物，在50-60℃的温度下，烘干至水分为二步发酵产物质量的10%；然后采用粉碎机将烘干发酵产物的进行40目粉碎，得到可过40目的颗粒，即为所生产的生物蛋白饲料，然后将其进行真空包装。
实施例1
一种生物蛋白饲料的生产方法，其具体操作步骤为：
步骤一、将玉米秸秆通过秸秆粉碎机，粉碎成可过20目筛的颗粒，备用；
步骤二、将粉碎的秸秆颗粒，在100℃温度的条件下，采用轨道式蒸压釜进行湿热蒸汽处理30min，备用；
步骤三、按照水和经过湿热蒸汽处理的秸秆颗粒质量比为1：1，在将经过湿热蒸汽处理的秸秆颗粒中加入水，混合均匀，得到混合物A；然后在所得混合物A中，接种扩大培养后的褐腐菌，接种量为混合物质量的1%；然后在30℃的温度下，发酵2天 ，得到一步发酵产物，备用；
步骤四、在所得一步发酵产物中，添加尿素、硫酸镁和磷酸二氢钾，添加量分别为一步发酵产物质量的3%、0.01%、0.02%，混合均匀后，调节其pH值为4.5，得到混合物B，备用；
步骤五、在所得混合物B中依次接种分别扩大培养后的黑曲霉、米曲霉、枯草芽孢杆菌和产朊假丝酵母菌，接种量均为混合物B质量的1%；然后在30℃的温度下，发酵2天 ，得到二步发酵产物，备用；
步骤六、将所得二步发酵产物，在60℃的温度下，烘干至水分为二步发酵产物质量的10%；然后采用粉碎机将烘干发酵产物的进行40目粉碎，得到可过40目的颗粒，即为所生产的生物蛋白饲料，然后将其进行真空包装。
实施例2
一种生物蛋白饲料的生产方法，其具体操作步骤为：
步骤一、将玉米秸秆通过秸秆粉碎机，粉碎成可过20目筛的颗粒，备用；
步骤二、将粉碎的秸秆颗粒，在100℃温度的条件下，采用轨道式蒸压釜进行湿热蒸汽处理30min，备用；
步骤三、按照水和经过湿热蒸汽处理的秸秆颗粒质量比为1：1，在将经过湿热蒸汽处理的秸秆颗粒中加入水，混合均匀，得到混合物A；然后在所得混合物A中，接种扩大培养后的褐腐菌，接种量为混合物质量的1%；然后在30℃的温度下，发酵2天 ，得到一步发酵产物，备用；
步骤四、在所得一步发酵产物中，添加尿素、硫酸镁和磷酸二氢钾，添加量分别为一步发酵产物质量的3%、0.01%、0.02%，混合均匀后，调节其pH值为4.5，得到混合物B，备用；
步骤五、在所得混合物B中依次接种分别扩大培养后的黑曲霉、米曲霉、枯草芽孢杆菌和产朊假丝酵母菌，接种量均为混合物B质量的1%；然后在30℃的温度下，发酵2天 ，得到二步发酵产物，备用；
步骤六、将所得二步发酵产物，在55℃的温度下，烘干至水分为二步发酵产物质量的10%；然后采用粉碎机将烘干发酵产物的进行40目粉碎，得到可过40目的颗粒，即为所生产的生物蛋白饲料，然后将其进行真空包装。
实施例3
一种生物蛋白饲料的生产方法，其具体操作步骤为：
步骤一、将玉米秸秆通过秸秆粉碎机，粉碎成可过20目筛的颗粒，备用；
步骤二、将粉碎的秸秆颗粒，在100℃温度的条件下，采用轨道式蒸压釜进行湿热蒸汽处理30min，备用；
步骤三、按照水和经过湿热蒸汽处理的秸秆颗粒质量比为1：1，在将经过湿热蒸汽处理的秸秆颗粒中加入水，混合均匀，得到混合物A；然后在所得混合物A中，接种扩大培养后的褐腐菌，接种量为混合物质量的1%；然后在30℃的温度下，发酵2天 ，得到一步发酵产物，备用；
步骤四、在所得一步发酵产物中，添加尿素、硫酸镁和磷酸二氢钾，添加量分别为一步发酵产物质量的3%、0.01%、0.02%，混合均匀后，调节其pH值为4.5，得到混合物B，备用；
步骤五、在所得混合物B中依次接种分别扩大培养后的黑曲霉、米曲霉、枯草芽孢杆菌和产朊假丝酵母菌，接种量均为混合物B质量的1%；然后在30℃的温度下，发酵2天 ，得到二步发酵产物，备用；
步骤六、将所得二步发酵产物，在50℃的温度下，烘干至水分为二步发酵产物质量的10%；然后采用粉碎机将烘干发酵产物的进行40目粉碎，得到可过40目的颗粒，即为所生产的生物蛋白饲料，然后将其进行真空包装。
相关实验：采用生物蛋白饲料喂养奶牛的进行实验，分别设对照组和实验组，每组各10头奶牛；实验组每天喂养本发明所生产的生物蛋白饲料，对照组正常饲养；
生物蛋白饲料喂养奶牛的实验效果，如表1和表2所示；
表1 对照组饲喂结果
项目 头日均产奶量/Kg 乳脂率/% 乳蛋白/% 全乳固体/%
1d 16.94 3.81 2.88 12.04
3d 17.39 3.63 2.86 11.94
5d 17.37 3.53 2.87 12.00
7d 17.33 3.57 2.88 12.04
9d 17.62 3.62 2.86 12.03
11d 17.67 3.51 2.82 11.80
13d 18.11 3.63 2.84 12.00
15d 17.99 3.54 2.91 11.96
17d 17.87 3.59 2.88 12.03
19d 18.29 3.56 2.98 11.99
21d 18.16 3.60 2.97 12.21
23d 19.39 3.72 2.97 12.13
25d 17.76 3.72 2.97 12.29
27d 18.71 3.59 2.92 11.99
29d 18.21 3.85 2.96 12.22
平均 17.92 3.63 2.90 12.04
表2 试验组饲喂结果
项目 头日均产奶量/Kg 乳脂率/% 乳蛋白/% 全乳固体/%
1d 18.74 3.82 3.00 12.09
3d 18.65 3.86 3.00 11.96
5d 19.25 3.86 3.04 12.08
7d 19.65 3.85 3.06 12.13
9d 19.78 3.86 3.04 12.13
11d 19.74 3.88 3.04 12.11
13d 19.55 3.94 3.03 12.07
15d 19.54 3.90 3.06 12.03
17d 19.86 3.94 3.07 12.13
19d 20.25 4.02 3.07 12.41
21d 21.02 4.06 3.02 12.01
23d 21.72 4.19 3.02 12.11
25d 21.85 4.22 3.01 11.99
27d 22.11 4.38 2.96 12.09
29d 22.09 4.39 2.94 11.97
平均 20.25 4.01 3.02 12.09
实验期间实验组比对照组头均日产奶量增加2.33kg，差异显著（P＜0.05），产奶量提高4.7%，实验组比对照组在30d的实验期内总产奶量增加10485kg（按每组都为151只计算），经济效益显著提高。 实验期间，由于天气逐渐变热，产奶量较低，且正在逐渐下降，而饲喂发酵饲料的奶牛产奶量下降幅度较小，甚至出现继续增加的现象，说明发酵玉米秸秆具有抗热应激的作用，而且可以看出实验组的产奶水平比对照组高，表现出较高的增加水平。
由表1、2可见，实验组牛奶的乳脂率、乳蛋白和全乳固体含量均有所提高，乳蛋白含量提高4.1％，差异显著（P＜0.05）；全乳固体含量提高率较低，只有0.4％，但经t检验进行分析差异显著(P＜0.05)；实验组和对照组乳脂率分别为4.01%和3.63%，差异不显著（P＞0.05）。可见，饲喂发酵玉米秸秆对牛奶的乳蛋白含量影响最为显著。鲜奶中的乳脂、乳蛋白、全乳固体含量受控于遗传因素和环境因素。正常情况下，奶产量提高伴随着乳成分含量的下降，本实验中实验奶牛因饲喂发酵玉米秸秆，奶产量明显提高，同时乳脂、乳蛋白及全乳固体含量有升高的趋势。可见，本发明生物蛋白饲料，有效地促进奶牛对各种营养物质的吸收和利用。
本发明所述的尿素、硫酸镁和磷酸二氢钾均可从市场上购买得到，所述的褐腐菌。黑曲霉、米曲霉、枯草芽孢杆菌和产朊假丝酵母菌为常用菌种，均采用市场上购得的菌种，本发明的技术方案不依赖菌种的特定菌株，经多次试验，从不同保藏机构和生物制品企业购得菌种均能达到预定效果。

Claims (1)

1.一种生物蛋白饲料的生产方法，其特征在于：其具体操作步骤为：
步骤一、将玉米秸秆通过秸秆粉碎机，粉碎成可过20目筛的颗粒，备用；
步骤二、将粉碎的秸秆颗粒，在100℃温度的条件下，采用轨道式蒸压釜进行湿热蒸汽处理30min，备用；
步骤三、按照水和经过湿热蒸汽处理的秸秆颗粒质量比为1：1，在将经过湿热蒸汽处理的秸秆颗粒中加入水，混合均匀，得到混合物A；然后在所得混合物A中，接种扩大培养后的褐腐菌，接种量为混合物质量的1%；然后在30℃的温度下，发酵2天 ，得到一步发酵产物，备用；
步骤四、在所得一步发酵产物中，添加尿素、硫酸镁和磷酸二氢钾，添加量分别为一步发酵产物质量的3%、0.01%、0.02%，混合均匀后，调节其pH值为4.5，得到混合物B，备用；
步骤五、在所得混合物B中依次接种分别扩大培养后的黑曲霉、米曲霉、枯草芽孢杆菌和产朊假丝酵母菌，接种量均为混合物B质量的1%；然后在30℃的温度下，发酵2天 ，得到二步发酵产物，备用；
步骤六、将所得二步发酵产物，在50-60℃的温度下，烘干至水分为二步发酵产物质量的10%；然后采用粉碎机将烘干发酵产物的进行40目粉碎，得到可过40目的颗粒，即为所生产的粗蛋白含量30%，水分为10%，含有菌体蛋白的生物蛋白饲料。
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