CN104186923A - 多层次发酵处理非常规饲料原料资源生产高效饲料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高效饲料的生产方法：（1）以枯草芽孢杆菌、嗜热性双歧杆菌、嗜酸乳酸杆菌和米曲霉中一种或几种为菌种，在第一培养基上发酵培养得第一中间发酵产物；（2）以地衣芽孢杆菌和/或长双歧杆菌为菌种，在第二培养基上发酵培养得第二中间发酵产物；（3）以植物源乳酸杆菌和/或黑曲霉为菌种，在第三培养基上发酵得第三中间发酵产物；培养基碳氮比16:1~24:1，磷含量0.1~0.15%，镁含量0.05~0.075%，维生素B1含量250~1000μg/L，第二培养基中还添加质量分数15~20%高粱和/或大麦，第三培养基中还添加质量分数15~20%甘薯渣和/或木薯粒，接种量3.5-10%，发酵温度30~38℃，发酵pH5.0~6.8，发酵时间24~48h；然后，选取发酵产物中的任意两种与非常规饲料原料资源混合进行固体发酵，获得高效饲料产品。

Description

多层次发酵处理非常规饲料原料资源生产高效饲料的方法

技术领域

本发明涉及一种易被消化、吸收和利用的高效饲料的生产方法，特别涉及一种多层次发酵处理非常规饲料原料资源生产高效饲料的方法。

背景技术

目前常规饲料原料资源(如豆粕、玉米、鱼粉等)已不能满足畜牧业发展的需要，因而加大对非常规饲料原料资源(如各种谷物，粕类，秸秆类，糟渣，动物下脚料等)的研究、开发、利用，将是畜牧业可持续发展的有效途径之一。然而，时至今日，非常规饲料原料资源的开发、利用，受到诸多负面因素的限制：

1、与相应的常规饲料原料比较，一般的非常规饲料原料营养价值较低，营养成分不平衡；

2、大多数非常规饲料原料含有多种抗营养因子或毒物，不经过处理不能直接使用或必须限制用量；

3、大多数非常规饲料原料适口性差，饲用价值较低，限制了它的使用；

4有许多非常规饲料原料体积大，比重轻，营养浓度低，在生长肥育动物日粮中使用受到限制；

5、大多数非常规饲料原料的营养成分变异很大，质量不稳定，受到产地来源、加工处理以及贮存条件等多方面团素的影响；

6、与常规饲料原料比较，由于研究数据的缺乏，大多数非常规饲料原料的营养价值评定不太准确，没有较为可靠的饲料数据库，增加了日粮配方设计的难度；

7、有些非常规饲料原料掺杂、掺假情况严重，部分加工副产品变质问题突出。

正是由于非常规饲料原料具有多方面的局限性，在使用时要注意根据各种饲料原料的实际情况进行适当的处理和调整。在使用时，要注意到它的营养特性，抗营养成分，物理特性以及经济价值等，合理使用非常规饲料原料，必须考虑如下措施，提高它的营养价值和饲料效率： 　　1、饲料酶制剂具有调整含有非常规饲料原料日粮的整体营养价值的作用。选用品质优良、质量稳定的酶制剂能起到改善日粮的营养价值和调节营养平衡的作用。 　　(1)所使用的酶制剂的种类要有针对性； 　　(2)酶制剂的配比要合理； 　　(3)酶制剂的活性要合适。 　　2、通过适当的加工处理，改善非常规饲料原料的物理性状，改善适口性和消化率，提高其在日粮中的使用比例，例如，通过发酵、粉碎、膨化或微波处理，可以改善某些劣质饲料的适口性，通过添加酶制对某些动物性蛋白原料进行前处理，可以提高它们的消化率。 　　3、含有抗营养因子或毒物的饲料原料。通过使用某些添加剂或加工处理，使抗营养因子饨化或脱毒。例如，在含有非淀粉多糖的非常规饲料原料及其副产品的日粮中，使用p-葡聚糖酶、木聚糖酶、纤维素酶等。在含有植酸水平高的日粮中，使用植酸酶，在含有棉酚的棉籽粕日粮中，添加硫酸亚铁等。 　　4、用新的非常规饲料原料时，有条件最好能直接分析或评定饲料成分和能量价值，特别是可利用营养的含量。例如，有效能值、有效赖氨酸、有效磷等。或者选用或参考可靠的饲料数据。 　　5、配方设计时，根据非常规饲料原料的营养浓度体积和有害成分含量，确定在日粮中的最大用量。例如，种用畜禽蛋鸡、蛋鸭可以适当提高低营养浓度和大体积饲料原料的用量。 　　6、配方设计时，注意根据各种原料的营养特性，平衡重要的限制性氨基酸，并调整维生素和微量元素的用量。 　　7、用特殊添加剂改善饲料的表观商品价值。例如补充叶黄素、柠檬黄、 香味剂、防霉剂、抗氧化剂等，改善含有某些非常规饲料原料的商品饲料的外观状况。

综合现有技术中对非常规饲料原料的处理方法，归纳起来，主要有三个方面的不足：（1）目前处理工艺针对单一原料（如单一的粕类、秸秆类、糟渣或动物下脚料）做处理，无法同时处理多种非常规饲料原料，且无法同时处理多种谷物，处理效率较低；（2）目前工艺技术还不成熟，无法完全除去抗营养因子及毒素，且加工过程中有破坏营养价值；（3）目前非常规饲料原料的发酵均采用一次性发酵，没有多层次的发酵工艺，尽管一次性发酵周期缩短，生产效率高，但对非常规饲料原料资源处理后生产的饲料适口性、营养价值和能量价值仍有待提高。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种多层次发酵处理非常规饲料原料资源生产高效饲料的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

多层次发酵处理非常规饲料原料资源生产高效饲料的方法，所述方法包括下列步骤：

首先，以液态发酵方式获得中间发酵产物，具体操作如下；

（1）以枯草芽孢杆菌、嗜热性双歧杆菌、嗜酸乳酸杆菌和米曲霉中的一种或几种为菌种，在第一培养基上发酵培养，培养获得第一中间发酵产物；

（2）以地衣芽孢杆菌和/或长双歧杆菌为菌种，在第二培养基上发酵培养，培养获得第二中间发酵产物；

（3）以植物源乳酸杆菌和/或黑曲霉为菌种，在第三培养基上发酵培养，培养获得第三中间发酵产物； 

所述第一培养基、第二培养基和第三培养基的碳氮比为16:1~24:1，磷含量0.1~0.15%，镁含量0.05~0.075%，维生素B1含量250~1000μg/L，第二培养基中还添加质量分数15~20%的高粱和/或大麦，第三培养基中还添加质量分数15~20%的甘薯渣和/或木薯粒，步骤（1）、（2）和（3）的接种量为3.5-10%，发酵温度均为30~38℃，发酵pH5.0~6.8，发酵时间24~48h；

然后，选取第一中间发酵产物、第二中间发酵产物和第三中间发酵产物中的任意两种分别与非常规饲料原料资源混合进行固体发酵，获得高效饲料产品，所述固体发酵的温度为25~33℃，发酵pH值采用自然pH，发酵时间12~36h。

作为优选，所述碳源选用粗粮或杂粮加工之后的副产品，所述氮源采用有机氮。本发明采用天然碳源与氮源培养基，天然碳源和氮源培养基中钾、钙和钠三种矿物质已满足需求，不需要额外添加，同时硫、铁、锌、锰、钴、铜等微量元素也不需要额外添加，即能满足需求，因此本发明的培养基成本低，配置简单。

更优选，所述碳源选自玉米粉、土豆副产品、蔗糖糖蜜、甜菜糖蜜、甘薯副产品中的一种或几种；所述氮源选自黄豆饼粉、花生饼粉、棉籽饼粉、玉米浆、酵母粉、亚麻仁粉、麦麸、酒糟中的一种或几种。

作为优选：当非常规饲料原料资源为高粱和次粉的混合物或大麦和秸秆的混合物时，固体发酵方式具体如下：将高粱和次粉的混合物或大麦和秸秆的混合物首先与第一中间发酵产物混合，固态发酵，然后再与第二中间发酵产物混合再次固态发酵，获得高效饲料产品。

作为优选，所述非常规饲料原料资源、第一中间发酵产物和第二中间发酵产物的质量比为7:0.5:2.5 至8:0.3:1.7。

作为优选，当非常规饲料原料资源为碎米、木薯粒、小米中的任意一种或两种时，固体发酵方式具体如下：将碎米、木薯粒、小米中的任意一种或两种首先与第一中间发酵产物混合，固态发酵，然后再与第三中间发酵产物混合再次固态发酵，获得高效饲料产品。

作为优选，所述非常规饲料原料资源、第一中间发酵产物和第三中间发酵产物的质量比为7.5:0.5:2 至8.5:0.2:1.3。

作为优选，当非常规饲料原料资源为甘薯渣、甜菜渣、甘薯叶粉中任意两种时，固体发酵方式具体如下：将甘薯渣、甜菜渣、甘薯叶粉中任意两种首先与第二中间发酵产物混合，固态发酵，然后再与第三中间发酵产物混合再次固态发酵，获得高效饲料产品。

作为优选，所述非常规饲料原料资源、第二中间发酵产物和第三中间发酵产物的质量比为：6:2:2 至7.5:1.5:1。

本发明的有益效果是：本发明利用非常规饲料原料资源多层次发酵获得高效饲料，成本较为低廉，并绿色环保，非常规饲料原料资源通过本发明的发酵工艺成为高效饲料，混合于动物日粮饲料中，不仅可取代高成本的饲料原料，且有更高的代谢能与氨基酸消化率。

附图说明

图1第一中间发酵产物发酵工艺流程图；

图2第二中间发酵产物发酵工艺流程图；

图3第三中间发酵产物发酵工艺流程图；

图4实施例1的固体发酵工艺流程图；

图5实施例2的固体发酵工艺流程图；

图6实施例3的固体发酵工艺流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

实施例1-3中液态发酵培养基配置所用溶剂为自来水。

实施例1：（非常规饲料原料资源为高粱和次粉的混合物，二者质量比为1:2）

多层次发酵处理非常规饲料原料资源生产高效饲料的方法，所述方法包括下列步骤：

首先，以液态发酵方式获得中间发酵产物，具体操作如下；

（1）参考图1，以枯草芽孢杆菌和米曲霉等比例混合为菌种，在由玉米粉、土豆副产品和蔗糖糖蜜（质量比4:3:3）为碳源，黄豆饼粉、花生饼粉和酵母粉（质量比4:3.5:2.5）为氮源构成的第一培养基上发酵培养（碳氮比为16:1），培养物经过离心分离、低温干燥获得第一中间发酵产物；

（2）参考图2，以地衣芽孢杆菌为菌种，在由蔗糖糖蜜和甘薯副产品（质量比6:4）为碳源，玉米浆、酵母粉和亚麻仁粉（质量比3:3:4）为氮源构成的第二培养基上发酵培养（碳氮比为20:1），培养物经过低温干燥获得第二中间发酵产物；

（3）参考图3，以植物源乳酸杆菌和,黑曲霉为菌种，在由玉米粉、甜菜糖蜜和甘薯副产品（质量比5:3:2）为碳源，玉米浆、麦麸和酒糟（质量比3:5:2）为氮源构成的第三培养基上发酵培养（碳氮比为24:1），培养物经过低温干燥获得第三中间发酵产物； 

上述第一培养基、第二培养基和第三培养基中磷含量为0.1~0.15%，镁含量0.05~0.075%，维生素B1含量250~1000μg/L，第二培养基中还添加质量分数15%的高粱和大麦，第三培养基中还添加质量分数15%的甘薯渣和木薯粉，步骤（1）、（2）和（3）的接种量为3.5%，发酵温度均为30~32℃，发酵pH5.0~5.5，发酵时间36~48h；

然后，参考图4，将高粱和次粉的混合物首先与步骤（1）获得的第一中间发酵产物混合，于25~28℃，pH自然条件下固态发酵24~36h，然后再与步骤（2）获得的第二中间发酵产物混合，再次于25~28℃，pH自然条件下固态发酵44~48h，获得高效饲料产品。

实施例2：（非常规饲料原料资源为碎米和木薯粒的混合物，二者质量比为1:3）

多层次发酵处理非常规饲料原料资源生产高效饲料的方法，所述方法包括下列步骤：

首先，以液态发酵方式获得中间发酵产物，具体操作如下；

（1）参考图1，以嗜热性双歧杆菌和米曲霉等比例混合为菌种，在由玉米粉和土豆副产品（质量比7:3）为碳源，黄豆饼粉、花生饼粉和亚麻仁粉（质量比4:3:3）为氮源构成的第一培养基上发酵培养（碳氮比为16:1），培养物经过离心分离、低温干燥获得第一中间发酵产物；

（2）参考图2，以长双歧杆菌为菌种，在由甜菜糖蜜和甘薯副产品（质量比4:6）为碳源，玉米浆和亚麻仁粉（质量比6.5:3.5）为氮源构成的第二培养基上（碳氮比为18:1）发酵培养，培养物经过低温干燥获得第二中间发酵产物；

（3）参考图3，以植物源乳酸杆菌和黑曲霉等比例混合为菌种，在由玉米粉、甜菜糖蜜和甘薯副产品（质量比5:3:2）为碳源，玉米浆、麦麸和酒糟（质量比3:5:2）为氮源构成的第三培养基上（碳氮比为24:1）发酵培养，培养物经过低温干燥获得第三中间发酵产物； 

上述第一培养基、第二培养基和第三培养基中磷含量为0.1~0.15%，镁含量0.05~0.075%，维生素B1含量250~1000μg/L，第二培养基中还添加质量分数20%的高粱和大麦，第三培养基中还添加质量分数20%的甘薯渣和木薯粉，步骤（1）、（2）和（3）的接种量为10%，发酵温度均为35~38℃，发酵pH6.5~6.8，发酵时间24~28h；

然后，参考图5，将碎米和木薯粒的混合物首先与步骤（1）获得的第一中间发酵物混合，于30~33℃，pH自然条件下固态发酵12~24h，然后再与步骤（3）获得的第三中间发酵物混合，再次于30~33℃，pH自然条件下固态发酵18~24h，获得高效饲料产品。

实施例3：（非常规饲料原料资源为甘薯渣和甜菜渣的混合物，二者质量比为1:5）

多层次发酵处理非常规饲料原料资源生产高效饲料的方法，所述方法包括下列步骤：

首先，以液态发酵方式获得中间发酵产物，具体操作如下；

（1）参考图1，以嗜酸乳酸杆菌和米曲霉等比例混合为菌种，在由玉米粉、土豆副产品和蔗糖糖蜜（质量比4:5:1）为碳源，黄豆饼粉和花生饼粉（质量比：6:4）为氮源构成的第一培养基上发酵培养（碳氮比为16:1），培养物经过离心分离、低温干燥获得第一中间发酵产物；

（2）参考图2，以地衣芽孢杆菌和长双歧杆菌的等比例混合菌为菌种，在由甜菜糖蜜和甘薯副产品（质量比4:6）为碳源，玉米浆、酵母粉和亚麻仁粉（质量比5:3:2）为氮源构成的第二培养基上发酵培养（碳氮比为18:1,），培养物经过低温干燥获得第二中间发酵产物；

（3）参考图3，以植物源乳酸杆菌和黑曲霉等比例混合为菌种，在由由玉米粉、甜菜糖蜜和甘薯副产品（质量比5:3:2）为碳源，玉米浆、麦麸和酒糟（质量比3:5:2）为氮源构成的第三培养基上发酵培养（碳氮比为24:1），培养物经过低温干燥获得第三中间发酵产物； 

上述所述第一培养基、第二培养基和第三培养基中磷含量为0.1~0.15%，镁含量0.05~0.075%，维生素B1含量250~1000μg/L，第二培养基中添加质量分数16%的高粱和大麦，第三培养基中添加质量分数16%的甘薯渣和木薯粉，步骤（1）、（2）和（3）的接种量为6%，发酵温度均为32~34℃，发酵pH5.8~6.0，发酵时间28~36h；

然后，参考图6，将甘薯渣和甜菜渣的混合物与步骤（1）获得的第一中间发酵产物混合及步骤（2）获得的第二中间发酵产物混合，于26~28℃，pH自然条件下固态发酵18~24h，获得高效饲料产品。

对实施例1至3获得的高效饲料产品用于动物实验，结果如下：

1、实施例1至3获得的高效饲料产品对代谢能的提升:

通过成年公鸡代谢试验，研究上述高效饲料产品代谢能实际贡献值；混合日粮中加入35%（混合于日粮中，取代玉米、油与豆粕）本发明的高效饲料产品后表观代谢能AME较高（由10.62MJ/kg，提高为11.47MJ/kg，提高值为0.85 MJ/kg，相当于8.0%），真代谢能TME亦较高（由12.00MJ/kg，提高为12.85MJ/kg，提高值为0.85 MJ/kg，相当于7.1%），因此可以判定本发明获得的高效饲料产品除了使用较低廉成本原料，节约成本，还对于日粮代谢能量提升具有积极促进作用。

2、实施例1至3获得的高效饲料产品对氨基酸利用率提高:

以肉鸡研究本发明高效饲料产品的17种氨基酸（天门冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、胱氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、精氨酸和色氨酸）消化率，混合日粮中加入本发明的高效饲料产品后，（加入量为35%，混合于日粮，取代玉米，油与豆粕），17种氨基酸平均消化率较高（由85.01%提高至89.3%），提高5.1%。

此外，本发明的高效饲料产品混合于动物日粮饲料中，可取代高成本的饲料原料，除了提高代谢能与氨基酸消化率，对动物生长效益的贡献，如下所示:

1、生长效果 

以肉猪为研究对象，小（12-30kg），中（30-60kg），大猪（60-100kg）混合日粮中加入本发明的高效饲料产品全期饲喂（加入量为35-50%，混合于日粮，取代玉米，油与豆粕），较喂饲原混合日粮的肉猪增重平均提高6-8%，饲料转化率(料肉比)降低4-5%。

2、产蛋效果

以蛋鸡为研究对象，混合日粮中加入本发明的高效饲料产品于产蛋鸡混合日粮（加入量为35-40%，混合于日粮，取代玉米，油与豆粕），蛋鸡产蛋率较喂饲原混合日粮平均提高3.5-4.9%，饲料转化率(料蛋比)降低3.8-4.3%。

综上所述，本发明的高效饲料产品混合于动物日粮饲料中，可取代高成本的饲料原料，节约饲料成本，节省地球宝贵资源，绿色环保，除了提高代谢能与氨基酸消化率，和提高生产效益的贡献，在动物试验与研究中，均未发现动物有任何负面反应，包括死亡，采食量降低，动物活力减退，粪便异常等负面反应均未出现，因此本发明具备突出的实质性特点和显著的进步。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (9)

1. 多层次发酵处理非常规饲料原料资源生产高效饲料的方法，其特征在于：所述方法包括下列步骤：

首先，以液态发酵方式获得中间发酵产物，具体操作如下；

（1）以枯草芽孢杆菌、嗜热性双歧杆菌、嗜酸乳酸杆菌和米曲霉中的一种或几种为菌种，在第一培养基上发酵培养，培养物经过低温干燥获得第一中间发酵产物；

（2）以地衣芽孢杆菌和/或长双歧杆菌为菌种，在第二培养基上发酵培养，培养经过低温干燥获得第二中间发酵产物；

（3）以植物源乳酸杆菌和/或黑曲霉为菌种，在第三培养基上发酵培养，培养经过低温干燥获得第三中间发酵产物； 

所述第一培养基、第二培养基和第三培养基的碳氮比为16:1~24:1，磷含量0.1~0.15%，镁含量0.05~0.075%，维生素B1含量250~1000μg/L，第二培养基中还添加质量分数15~20%的高粱和/或大麦，第三培养基中还添加质量分数15~20%的甘薯渣和/或木薯粒，步骤（1）、（2）和（3）的接种量为3.5-10%，发酵温度均为30~38℃，发酵pH5.0~6.8，发酵时间24~48h；

然后，选取第一中间发酵产物、第二中间发酵产物和第三中间发酵产物中的任意两种分别与非常规饲料原料资源混合进行固体发酵，获得高效饲料产品，所述固体发酵的温度为25~33℃，发酵pH值采用自然pH，发酵时间12~36h。

2.根据权利要求1所述的多层次发酵处理非常规饲料原料资源生产高效饲料的方法，其特征在于：所述碳源选用粗粮或杂粮加工之后的副产品，所述氮源采用有机氮。

3.根据权利要求2所述的多层次发酵处理非常规饲料原料资源生产高效饲料的方法，其特征在于：所述碳源选自玉米粉、土豆副产品、蔗糖糖蜜、甜菜糖蜜、甘薯副产品中的一种或几种；所述氮源选自黄豆饼粉、花生饼粉、棉籽饼粉、玉米浆、酵母粉、亚麻仁粉、麦麸、酒糟中的一种或几种。

4.根据权利要求1或2或3所述的多层次发酵处理非常规饲料原料资源生产高效饲料的方法，其特征在于：当非常规饲料原料资源为高粱和次粉的混合物或大麦和秸秆的混合物时，固体发酵方式具体如下：将高粱和次粉的混合物或大麦和秸秆的混合物首先与第一中间发酵产物混合，固态发酵，然后再与第二中间发酵产物混合再次固态发酵，获得高效饲料产品。

5.根据权利要求4所述的多层次发酵处理非常规饲料原料资源生产高效饲料的方法，其特征在于：所述非常规饲料原料资源、第一中间发酵产物和第二中间发酵产物的质量比为： 7:0.5:2.5 至8:0.3:1.7。

6.根据权利要求1或2或3所述的多层次发酵处理非常规饲料原料资源生产高效饲料的方法，其特征在于：当非常规饲料原料资源为碎米、木薯粒、小米中的任意一种或两种时，固体发酵方式具体如下：将碎米、木薯粒、小米中的任意一种或两种首先与第一中间发酵产物混合，固态发酵，然后再与第三中间发酵产物混合再次固态发酵，获得高效饲料产品。

7.根据权利要求6所述的多层次发酵处理非常规饲料原料资源生产高效饲料的方法，其特征在于：所述非常规饲料原料资源、第一中间发酵产物和第三中间发酵产物的质量比为：7.5:0.5:2 至8.5:0.2:1.3。

8.根据权利要求1或2或3所述的多层次发酵处理非常规饲料原料资源生产高效饲料的方法，其特征在于：当非常规饲料原料资源为甘薯渣、甜菜渣、甘薯叶粉中任意两种时，固体发酵方式具体如下：将甘薯渣、甜菜渣、甘薯叶粉中任意两种首先与第二中间发酵产物混合，固态发酵，然后再与第三中间发酵产物混合再次固态发酵，获得高效饲料产品。

9.根据权利要求8所述的多层次发酵处理非常规饲料原料资源生产高效饲料的方法，其特征在于：所述非常规饲料原料资源、第二中间发酵产物和第三中间发酵产物的质量比为：6:2:2 至7.5:1.5:1。