CN103947909B - 一种玉米秸秆的酶法黄贮方法 - Google Patents

一种玉米秸秆的酶法黄贮方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种玉米秸秆的酶法黄贮方法,通过使用包含助剂的酶制剂组合物处理切成小段的玉米秸秆,将其揉碎后加入组合发酵菌剂堆积发酵,提高了黄贮饲料的可利用营养物质含量,改善了适口性。同时通过引入黄曲酶毒素B1分解酶和反硝化细菌,消除黄贮过程和黄贮饲料中的黄曲霉毒素和亚硝酸盐等有害物质,提高了玉米秸秆黄贮饲料的安全性。

Description

一种玉米秸秆的酶法黄贮方法
技术领域
本发明涉及黄贮工艺,特别是涉及一种玉米秸秆的酶法黄贮方法。
背景技术
玉米是我国的主要粮食作物,平均每年种植面积约5972h㎡,玉米秸秆作为玉米生产的副产品其产量约23010万吨,由于收集困难、运费较高,出了少部分青贮、黄贮后作为牛羊饲料或作为造纸原料,大部分被直接还田或焚烧。
与此同时,由于封山育林等政策,牛羊等放养牲畜的食料来源收到很大影响,用农作物秸秆来作为其饲料是解决方法之一。传统的青贮和黄贮季节性强,而且饲料中能量比较低,发酵过程还易产生黄曲霉毒素等有害物质,影响了这类技术的推广。
发明内容
基于此,有必要提供一种安全可靠、提高饲喂质量的玉米秸秆的黄贮方法。
一种玉米秸秆的酶法黄贮方法,其特征包括下列步骤:
(1)将组合发酵菌剂在15℃~40℃活化液中活化0.5h~3h,所述发酵菌剂由以下质量百分比的各组分组成:酿酒酵母30%~45%、米曲霉15%~25%、黑曲霉10%~20%、枯草芽孢杆菌10%~20%、反硝化细菌5%~10%,所述活化液由以下质量百分比的各组分组成:蔗糖5%~8%、尿素2%~5%、磷酸二氢钾2%~5%、玉米粉1%~3%、水79%~89%,活化液的质量为发酵菌剂质量的20~25倍;
(2)将酶制剂组合物用其质量10~15倍的水稀释,制成酶制剂溶液,所述酶制剂组合物由以下质量百分比的各组分组成:纤维素酶40%~50%、木聚糖酶30%~45%、植酸酶10%~25%、黄曲霉毒素B1分解酶5%~15%、助剂3%~5%,所述助剂由以下百分比的各组分组成:40%~55%的吐温、30%~45%的脂肪醇聚氧乙烯醚、10%~25%的三乙醇胺;
(3)将玉米秸秆切割成1.5cm~5cm长的小段;
(4)将步骤(3)切割的玉米秸秆小段浸入步骤(2)配制的酶制剂溶液中浸泡30s—90s,捞出沥干;
(5)将步骤(4)得到的浸泡过酶制剂溶液的玉米秸秆小段用揉碎机揉碎成秸秆丝,秸秆丝的直径为0.5mm~3mm;
(6)将步骤(1)得到的发酵菌剂活化液用水稀释后洒到步骤(5)得到的秸秆丝上,使秸秆丝含水率保持在45%~60%,混合均匀,进行堆积发酵,其中发酵菌剂活化液占秸秆质量的0.5%~5%;及
(7)发酵5d~30d有明显酒香味时,发酵结束,得到黄贮饲料。
制得的黄贮饲料既可以作为牛羊的主饲料,又可以作为诱食剂和填充剂向猪饲料中添加10%~30%。
在其中一个实施例中,步骤(6)中,将步骤(1)得到的发酵菌剂活化液用水稀释后喷洒到步骤(5)得到的秸秆丝上,边喷洒边搅拌均匀,待秸秆丝含水率达到45%~60%时,堆积起来发酵。
在其中一个实施例中,步骤(6)中,将步骤(5)得到的秸秆丝平铺成15cm~30cm厚的薄层,压实后喷洒步骤(1)得到的发酵菌剂活化液,再平铺15cm~30cm厚的秸秆丝,再喷洒发酵菌剂活化液,最后用打包机挤压水分后打包贮存发酵。
有益效果:
上述玉米秸秆的酶法黄贮方法中,将玉米秸秆切成小段浸入酶制剂溶液和助剂的作用相结合,可在最短时间内促使酶制剂组合物分布均匀,同时加快了酶制剂向秸秆中的渗入,使酶制剂的效果起到倍增作用,解决了在玉米秸秆处理过程中酶制剂用量大、不易分布均匀、作用效果不稳定的问题,有助于提高黄贮效果、节省成本,有利于玉米秸秆黄贮技术的推广。
黄曲霉毒素B1分解酶购自广州科仁生物工程有限公司。
黄贮过程引入反硝化细菌和黄曲霉毒素B1分解酶,可分解黄贮过程和黄贮饲料中的亚硝酸盐和黄曲霉毒素,避免黄贮饲料对饲喂动物的毒害,保障黄贮饲料的安全性。
附图说明
图1为一实施方式玉米秸秆的酶法黄贮方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
请参阅图1,一实施方式玉米秸秆的酶法黄贮方法,包括以下步骤:
(1)将组合发酵菌剂在15℃~40℃活化液中活化0.5h~3h,所述发酵菌剂由以下质量百分比的各组分组成:酿酒酵母30%~45%、米曲霉15%~25%、黑曲霉10%~20%、枯草芽孢杆菌10%~20%、反硝化细菌5%~10%,所述活化液由以下质量百分比的各组分组成:蔗糖5%~8%、尿素2%~5%、磷酸二氢钾2%~5%、玉米粉1%~3%、水79%~89%,活化液的质量为发酵菌剂质量的20~25倍;
优选的,组合发酵菌剂的活化温度为30℃~40℃。组合发酵菌剂是有生命的微生物,30℃~40℃是其最佳生活温度区间,在此温度区间,各种发酵菌剂能迅速打破休眠状态、生长、繁殖,在最短的时间内繁殖大量活菌。
优选的,组合发酵菌剂由以下质量百分比的各组分组成:酿酒酵母40%、米曲霉15%、黑曲霉20%、枯草芽孢杆菌15%、反硝化细菌10%。
活化液的各种成分,可以为组合发酵菌剂提供足够的碳、氮、磷、钾等营养物质,使其快速活化。
组合发酵菌剂活化后可以大量繁殖,很快成为优势菌种,抑制其他杂菌的生长,解决了杂菌污染问题,同时在黄贮饲料中可提供大量优质饲料蛋白;黑曲霉、米曲霉、枯草芽孢杆菌在生长繁殖中可以分泌大量的纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶等酶系,与酶制剂组合物协同作用,加速玉米秸秆的分解,增强黄贮饲料的口感,提供更多的可消化物质;反硝化细菌可以将黄贮饲料中的硝酸盐、亚硝酸盐转化为无害的氮气放出,减少黄贮饲料中亚硝酸盐对牲畜的毒害;酒精酵母和米曲霉在黄贮发酵过程中可以协同产生多种香味物质,对牲畜起到诱食作用。
(2)将酶制剂组合物用其质量10~15倍的水稀释,制成酶制剂溶液,所述酶制剂组合物由以下质量百分比的各组分组成:纤维素酶40%~50%、木聚糖酶30%~45%、植酸酶10%~25%、黄曲霉毒素B1分解酶5%~15%、助剂3%~5%,所述助剂由以下百分比的各组分组成:40%~55%的吐温、30%~45%的脂肪醇聚氧乙烯醚、10%~25%的三乙醇胺。
优选的,酶制剂组合物由以下质量百分比的各组分组成:纤维素酶45%、木聚糖酶30%、植酸酶15%、黄曲霉毒素B1分解酶6%、助剂4%。
酶制剂组合物中的纤维素酶和木聚糖酶可以破坏秸秆的木质纤维结构,分解纤维素、半纤维素生成各种还原糖和短聚糖,为组合发酵菌剂和饲喂动物提供更多的可利用营养;植酸酶可以打破植酸对各种营养的束缚,提供黄贮饲料的营养利用率;黄曲酶毒素B1分解酶可以分解黄曲霉毒素,减少黄贮饲料对饲喂动物的安全隐患。
优选的,助剂由以下百分比的各组分组成:50%的吐温、35%的脂肪醇聚氧乙烯醚、15%的三乙醇胺。使用助剂可以达到以下效果:(1)作为乳化剂,促进酶制剂组合物均匀分散,增强作用效果;(2)作为渗透剂,协助酶制剂更快接触玉米秸秆的内部结构,加快作用速度;(3)添加助剂可大大减少酶制剂的用量,在酶活力一定的情况下,可以减少三分之一的酶制剂用量,大幅降低成本。
(3)将玉米秸秆切割成1.5cm~5cm长的小段。
(4)将步骤(3)切割的玉米秸秆小段浸入步骤(2)配制的酶制剂溶液中浸泡30s—90s,捞出沥干。
将玉米秸秆切成小段后,用酶制剂溶液快速浸泡,既能使酶制剂组合物均匀分散到玉米秸秆上,又能防止加入酶制剂时引入过多水分,影响黄贮效果。
(5)将步骤(4)得到的浸泡过酶制剂溶液的玉米秸秆小段用揉碎机揉碎成秸秆丝,秸秆丝的直径为0.5mm~3mm。
玉米秸秆小段揉碎过程,通过物理方法增大了酶制剂组合物和组合发酵菌剂的附着和作用位点,减轻处理难度,同时使酶制剂组合物更均匀地接触玉米秸秆丝,增强作用效果。
(6)将步骤(1)得到的发酵菌剂活化液用水稀释后洒到步骤(5)得到的秸秆丝上,使秸秆丝含水率保持在45%~60%,混合均匀,进行堆积发酵,其中发酵菌剂活化液占秸秆质量的0.5%~5%。
秸秆丝含水率保持在45%~60%时,既能保证酶制剂组合物和组合发酵菌剂有适合作用的水环境,又不会因水分过多而引起杂菌污染造成黄贮失败。
(7)发酵5d~30d有明显酒香味时,发酵结束,得到黄贮饲料。
上述玉米秸秆的酶法黄贮方法,将酶制剂组合物和组合发酵菌剂结合辅助玉米秸秆黄贮发酵,能有效提高能量的转化,提高营养价值和适口性,降低对饲喂动物的危害,具有良好的应用前景。所用酶制剂、菌剂、助剂均为常用的商品,纯度高、价格低,该法生产工艺简单,生产成本低,易于实现工业化生产。
上述玉米秸秆的酶法黄贮方法生产的黄贮饲料,既可以直接饲喂,又可以作为填充剂和诱食剂和其他原料制粒生产饲料。
下面结合具体实施例,对本发明作进一步的阐述。
实施例1
一种玉米秸秆的酶法黄贮方法,包括以下步骤:
(1)将组合发酵菌剂在35℃活化液中活化1h,所述发酵菌剂由以下质量百分比的各组分组成:酿酒酵母40%、米曲霉15%、黑曲霉20%、枯草芽孢杆菌15%、反硝化细菌10%,所述活化液由以下质量百分比的各组分组成:蔗糖7%、尿素3%、磷酸二氢钾4%、玉米粉3%、水83%,活化液的质量为发酵菌剂质量的20倍;
(2)将酶制剂组合物用其质量12倍的水稀释,制成酶制剂溶液,所述酶制剂组合物由以下质量百分比的各组分组成:纤维素酶45%、木聚糖酶30%、植酸酶15%、黄曲霉毒素B1分解酶6%、助剂4%,所述助剂由以下百分比的各组分组成:50%的吐温、35%的脂肪醇聚氧乙烯醚、15%的三乙醇胺;
(3)将玉米秸秆切割成1.5cm~5cm长的小段;
(4)将步骤(3)切割的玉米秸秆小段浸入步骤(2)配制的酶制剂溶液中浸泡45s,捞出沥干;
(5)将步骤(4)得到的浸泡过酶制剂溶液的玉米秸秆小段用揉碎机揉碎成秸秆丝,秸秆丝的直径为0.5mm~3mm;
(6)将步骤(1)得到的发酵菌剂活化液用水稀释后洒到步骤(5)得到的秸秆丝上,使秸秆丝含水率保持在55%,混合均匀,进行堆积发酵,其中发酵菌剂活化液占秸秆质量的3%;及
(7)发酵10d有明显酒香味时,发酵结束,得到黄贮饲料。
实施例2
一种玉米秸秆的酶法黄贮方法,包括以下步骤:
(1)将组合发酵菌剂在20℃活化液中活化3h,所述发酵菌剂由以下质量百分比的各组分组成:酿酒酵母30%、米曲霉25%、黑曲霉15%、枯草芽孢杆菌20%、反硝化细菌10%,所述活化液由以下质量百分比的各组分组成:蔗糖8%、尿素3%、磷酸二氢钾5%、玉米粉2%、水82%,活化液的质量为发酵菌剂质量的25倍;
(2)将酶制剂组合物用其质量15倍的水稀释,制成酶制剂溶液,所述酶制剂组合物由以下质量百分比的各组分组成:纤维素酶40%、木聚糖酶40%、植酸酶10%、黄曲霉毒素B1分解酶5%、助剂5%,所述助剂由以下百分比的各组分组成:55%的吐温、30%的脂肪醇聚氧乙烯醚、15%的三乙醇胺;
(3)将玉米秸秆切割成1.5cm~5cm长的小段;
(4)将步骤(3)切割的玉米秸秆小段浸入步骤(2)配制的酶制剂溶液中浸泡60s,捞出沥干;
(5)将步骤(4)得到的浸泡过酶制剂溶液的玉米秸秆小段用揉碎机揉碎成秸秆丝,秸秆丝的直径为0.5mm~3mm;
(6)将步骤(1)得到的发酵菌剂活化液用水稀释后洒到步骤(5)得到的秸秆丝上,使秸秆丝含水率保持在50%,混合均匀,进行堆积发酵,其中发酵菌剂活化液占秸秆质量的4%;及
(7)发酵12d有明显酒香味时,发酵结束,得到黄贮饲料。
实施例3
一种玉米秸秆的酶法黄贮方法,包括以下步骤:
(1)将组合发酵菌剂在28℃活化液中活化2h,所述发酵菌剂由以下质量百分比的各组分组成:酿酒酵母35%、米曲霉20%、黑曲霉20%、枯草芽孢杆菌15%、反硝化细菌10%,所述活化液由以下质量百分比的各组分组成:蔗糖6%、尿素4%、磷酸二氢钾3%、玉米粉2、水85%,活化液的质量为发酵菌剂质量的24倍;
(2)将酶制剂组合物用其质量12倍的水稀释,制成酶制剂溶液,所述酶制剂组合物由以下质量百分比的各组分组成:纤维素酶45%、木聚糖酶35%、植酸酶10%、黄曲霉毒素B1分解酶5%、助剂3%,所述助剂由以下百分比的各组分组成:40%的吐温、40%的脂肪醇聚氧乙烯醚、20%的三乙醇胺;
(3)将玉米秸秆切割成1.5cm~5cm长的小段;
(4)将步骤(3)切割的玉米秸秆小段浸入步骤(2)配制的酶制剂溶液中浸泡30s—90s,捞出沥干;
(5)将步骤(4)得到的浸泡过酶制剂溶液的玉米秸秆小段用揉碎机揉碎成秸秆丝,秸秆丝的直径为0.5mm~3mm;
(6)将步骤(1)得到的发酵菌剂活化液用水稀释后洒到步骤(5)得到的秸秆丝上,使秸秆丝含水率保持在50%,混合均匀,进行堆积发酵,其中发酵菌剂活化液占秸秆质量的2%;及
(7)发酵25d有明显酒香味时,发酵结束,得到黄贮饲料。
空白对照组:
一种玉米秸秆的酶法黄贮方法,包括以下步骤:
(1)将玉米秸秆切碎到2cm~2.5cm;
(2)堆积贮料,向贮料中逐层添加1%玉米粉;
(3)待贮料堆积到50cm厚后,开始逐渐加水,使贮料总水分达到65%~75%;
(4)将贮料压实、密封,发酵30天,结束发酵,成为黄贮饲料。
对比例1
一种玉米秸秆的酶法黄贮方法,包括以下步骤:
(1)将组合发酵菌剂在40℃活化液中活化1h,所述发酵菌剂由以下质量百分比的各组分组成:酿酒酵母45%、米曲霉25%、黑曲霉10%、枯草芽孢杆菌10%、反硝化细菌10%,所述活化液由以下质量百分比的各组分组成:蔗糖5%、尿素5%、磷酸二氢钾5%、玉米粉3%、水82%,活化液的质量为发酵菌剂质量的20倍;
(2)将玉米秸秆切割成1.5cm~5cm长的小段;
(3)将步骤(2)得到的玉米秸秆小段用揉碎机揉碎成秸秆丝,秸秆丝的直径为0.5mm~3mm;
(4)将步骤(1)得到的发酵菌剂活化液用水稀释后洒到步骤(3)得到的秸秆丝上,使秸秆丝含水率保持在56%,混合均匀,进行堆积发酵,其中发酵菌剂活化液占秸秆质量的3%;及
(5)发酵25d有明显酒香味时,发酵结束,得到黄贮饲料。
对比例2
一种玉米秸秆的酶法黄贮方法,包括以下步骤:
(1)将乳酸菌在其质量25倍的40℃水中活化3h;
(2)将酶制剂组合物用其质量10~15倍的水稀释,制成酶制剂溶液,所述酶制剂组合物由以下质量百分比的各组分组成:纤维素酶40%、木聚糖酶30%、植酸酶15%、黄曲霉毒素B1分解酶10%、助剂5%,所述助剂由以下百分比的各组分组成:55%的吐温、35%的脂肪醇聚氧乙烯醚、10%的三乙醇胺;
(3)将玉米秸秆切割成1.5cm~5cm长的小段;
(4)将步骤(3)切割的玉米秸秆小段浸入步骤(2)配制的酶制剂溶液中浸泡70s,捞出沥干;
(5)将步骤(4)得到的浸泡过酶制剂溶液的玉米秸秆小段用揉碎机揉碎成秸秆丝,秸秆丝的直径为0.5mm~3mm;
(6)将步骤(1)得到的发酵菌剂活化液用水稀释后洒到步骤(5)得到的秸秆丝上,使秸秆丝含水率保持在60%,混合均匀,进行堆积发酵,其中发酵菌剂活化液占秸秆质量的3%;及
(7)发酵20d有明显酒香味时,发酵结束,得到黄贮饲料。
对比例3
一种玉米秸秆的酶法黄贮方法,包括以下步骤:
(1)将组合发酵菌剂在20℃活化液中活化2h,所述发酵菌剂由以下质量百分比的各组分组成:酿酒酵母30%、米曲霉20%、黑曲霉20%、枯草芽孢杆菌20%、反硝化细菌10%,所述活化液由以下质量百分比的各组分组成:蔗糖8%、尿素5%、磷酸二氢钾5%、玉米粉2%、水80%,活化液的质量为发酵菌剂质量的25倍;
(2)将酶制剂组合物用其质量15倍的水稀释,制成酶制剂溶液,所述酶制剂组合物由以下质量百分比的各组分组成:纤维素酶40%、木聚糖酶40%、植酸酶10%、黄曲霉毒素B1分解酶6%、助剂4%,所述助剂由以下百分比的各组分组成:45%的吐温、45%的脂肪醇聚氧乙烯醚、10%的三乙醇胺;
(3)将玉米秸秆切割成1.5cm~5cm长的小段;
(4)将步骤(1)得到的发酵菌剂活化液和步骤(2)得到的酶制剂溶液混合、用水稀释后洒到步骤(3)得到的秸秆小段上,使秸秆小段含水率保持在55%,混合均匀,进行堆积发酵,其中发酵菌剂活化液占秸秆质量的4%;及
(7)发酵15d有明显酒香味时,发酵结束,得到黄贮饲料。
试验结果
空白对照组为目前普遍使用的玉米黄贮方法之一,将实施例1—3制得的黄贮饲料和对比例1—3的黄贮饲料进行比较,经检测得出如下数据。
表1
由表1可知,实施例1—3与空白对照组和对比例1—3相比,实施例1—3的粗纤维含量显著降低、粗蛋白含量明显增加、还原糖含量也有很大程度改善,亚硝酸盐含量降低明显,黄曲霉毒素B1未检出,说明酶制剂组合物、组合发酵菌剂、结合本发明黄贮工艺,可以有效提高玉米秸秆黄贮饲料的饲喂品质,减少甚至消除黄贮饲料对饲喂动物的毒害作用;利用本发明得到的玉米秸秆黄贮饲料,具有优良的适口性和诱食性,该法生产工艺简单,生产成本低,易于实现工业化生产。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种玉米秸秆的酶法黄贮方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将组合发酵菌剂在15℃~40℃活化液中活化0.5h~3h,所述发酵菌剂由以下质量百分比的各组分组成:酿酒酵母30%~45%、米曲霉15%~25%、黑曲霉10%~20%、枯草芽孢杆菌10%~20%、反硝化细菌5%~10%,所述活化液由以下质量百分比的各组分组成:蔗糖5%~8%、尿素2%~5%、磷酸二氢钾2%~5%、玉米粉1%~3%、水79%~89%,活化液的质量为发酵菌剂质量的20~25倍;
(2)将酶制剂组合物用其质量10~15倍的水稀释,制成酶制剂溶液,所述酶制剂组合物由以下质量百分比的各组分组成:纤维素酶40%~50%、木聚糖酶30%~45%、植酸酶10%~25%、黄曲霉毒素B1分解酶5%~15%、助剂3%~5%,所述助剂由以下百分比的各组分组成:40%~55%的吐温、30%~45%的脂肪醇聚氧乙烯醚、10%~25%的三乙醇胺;
(3)将玉米秸秆切割成1.5cm~5cm长的小段;
(4)将步骤(3)切割的玉米秸秆小段浸入步骤(2)配制的酶制剂溶液中浸泡30s—90s,捞出沥干;
(5)将步骤(4)得到的浸泡过酶制剂溶液的玉米秸秆小段用揉碎机揉碎成秸秆丝,秸秆丝的直径为0.5mm~3mm;
(6)将步骤(1)得到的发酵菌剂活化液用水稀释后洒到步骤(5)得到的秸秆丝上,使秸秆丝含水率保持在45%~60%,混合均匀,进行堆积发酵,其中发酵菌剂活化液占秸秆质量的0.5%~5%;
(7)发酵5d~30d有明显酒香味时,发酵结束,得到黄贮饲料。
2.如权利要求1所述的一种玉米秸秆的酶法黄贮方法,其特征在于,步骤(1)中,所述组合发酵菌剂由以下质量百分比的各组分组成:酿酒酵母40%、米曲霉15%、黑曲霉20%、枯草芽孢杆菌15%、反硝化细菌10%。
3.如权利要求1所述的一种玉米秸秆的酶法黄贮方法,其特征在于,步骤(2)中,所述酶制剂组合物由以下质量百分比的各组分组成:纤维素酶45%、木聚糖酶30%、植酸酶15%、黄曲霉毒素B1分解酶6%、助剂4%。
4.如权利要求1所述的一种玉米秸秆的酶法黄贮方法,其特征在于,步骤(2)中,所述助剂由以下百分比的各组分组成:50%的吐温、35%的脂肪醇聚氧乙烯醚、15%的三乙醇胺。
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