CN104206674B - 含木质纤维素活性的小球藻农畜饲料添加剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种含木质纤维素活性的小球藻农畜饲料添加剂，属于禽畜饲料领域。该添加剂以甜菜丝沥滤渣和向日葵皮壳为植物原料，热压处理后加入酵母自溶产物、小球藻悬浮液和绿色木霉菌母液，经发酵培养和干燥处理而制成。利用该饲料添加剂的制备方法可以获得生态安全、生物全价、含微生物蛋白、维生素和酶复合体的添加剂，加入饲料后可提高其营养价值和风味质量，能中和原有饲料中的毒素，有灭杀病原菌的效果，使饲料品质得以改善，提高饲喂效果，最终收到很高的经济效益。

Description

含木质纤维素活性的小球藻农畜饲料添加剂及其制备方法

技术领域

本发明属于禽畜饲料领域，涉及一种禽畜饲料添加剂及其制备方法，具体地涉及一种含木质纤维素活性的小球藻农畜饲料添加剂及其制备方法。

背景技术

目前的农畜饲料及其添加剂是以秸秆为主的植物原料加工生产的。农畜饲料添加剂的一种早期普通生产方法是用二氧化硫处理秸秆后，在130-140℃、3-4个大气压下气蒸制成，该方法规定了在刚性条件下的高压灭菌，这不仅水解了粗料，而且使水解碳水化合物焦化，加入二氧化硫和后续高压消毒灭菌保证了气态非有机酸的形成，但这种酸对从事生产的工人有副作用，会降低产品的营养价值和风味质量；另一种方法是在分散器中粉碎秸秆、固相挤压后，在其中添加由啤酒酒糟、啤酒酵母、剩余蛋白、加酒花的麦芽汁组成的混合营养料，于120℃下分两个时段灭菌，第一时段为60-65分钟，第二时段40-45分钟，真菌接种，培养7-9天，该方法要求在木质纤维素原料中添加昂贵的培养基，提高了终端产品的成本，况且，与之前方法相同的是高压灭菌会导致部分水解糖焦化。

随着畜禽饲料技术的发展，兴起了在畜禽饲料成分中应用含纤维素的废弃植物原料作为添加剂的方法，如小麦、黑麦的麸皮或其它种植业的废弃物。该方法的一般步骤包括用电激活水的酸性馏分预先处理麸皮1.5-2小时，其中的物料比例为1吨原料加10-20升水；把麸皮和含氢氧化钠、石灰膏的水溶液一起搅拌，搅拌20-30分钟，存放24-36小时，其中的物料配料比为麸皮95-96％、氢氧化钠0.2-0.3％、石灰膏0.6-0.8％和余量水；然后与芒硝、三钙磷酸盐按比 例混合，其中的物料配料比为芒硝0.2-0.3％、三钙磷酸盐0.5-0.7％和其余量的上述存放搅拌料；继续添加浓度为0.18-0.22％的微生物益生菌培养物，最后制成颗粒饲料。该方法中主要原料只用麸皮，价格非常贵，且麸皮的纤维素含量很高，矿物质含量很少，在饲料中应用时要求补充添加矿物盐，未加工的麸皮不含动物正常饮食所必须的有益微生物，其中的产毒素细菌繁殖能力很强，因此，为了改善这些种植业废弃物的营养特性，还需要补充加工，用电激活器制取电激活水的酸性馏分，工艺过程复杂，从用电安全角度看，易受损害，添加益生菌培养物提高了饲料添加剂的质量性能，但实际上对原始配料中粗料的吸收率没起到作用，没有氮的成分就不能保证微生物生长的所需营养，这会导致添加剂碳水化合物组分的质量大大降低。

小球藻是一种单细胞绿藻类真核生物，含有高质量的蛋白质、全部的必需氨基酸、所有已知的维生素、多种微量元素和丰富的生物活性物质等化学成分。小球藻应用广泛，可作为青饲料用于饲养禽畜，但现有的饲用小球藻加工工艺简单，导致原料利用率低，成品风味质量差，饲喂效果一般。因此，现有方法不能用植物原料真正有效地加工含小球藻的农畜饲料添加剂。

本发明的研究人员从原料种类、加工参数、添加的微生物种类等方面综合探究，成功研制及生产出了用植物原料加工的含木质纤维素活性的小球藻农畜饲料添加剂，所采用的方法保证强化了原料水解过程，制成的添加剂因分解了原料的木质纤维素络合物，具有极高的营养价值，富含微生物蛋白和可生产木质纤维素酶的有益微生物，保存了原料中的维生素含量，降低了有害微生物的繁殖率，使纤维素酶更加丰富。这些技术成果在养殖业中应用时，保证能提高畜牧指标。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种用植物原料加工的含木质纤维素活性的小球藻农畜饲料添加剂及其制备方法，该添加剂采用甜菜丝沥滤渣和向日葵皮壳作为原料，经添加酵母自溶产物、小球藻悬浮液和绿色木霉菌发酵加工制成。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

含木质纤维素活性的小球藻农畜饲料添加剂，是含纤维素原料、营养助剂制得混合料后，经加入微生物绿色木霉菌发酵而成的，其中的混合料按其自身重量百分比计，配料包括：甜菜丝沥滤渣15-20％、向日葵皮壳75-77.5％、酵母自溶产物0.3-0.4％和小球藻悬浮液余量，所述的甜菜丝沥滤渣和向日葵皮壳组成含纤维素原料，所述的酵母自溶产物和小球藻悬浮液组成营养助剂；其中的绿色木霉母液加入量为混合料质量的1-2％。

优选的，所述的甜菜丝沥滤渣含量为17.5％，可使添加剂中维生素和易吸收碳水化合物的含量达到最佳，且可平衡与其他配料的比例，在尽最大量提高其应用效果的同时，降低生产成本。

优选的，所述的向日葵皮壳含量为76.25％，可保证添加剂的糖分、混合料的必须孔隙度、微生物刺激剂的必须含量，且可保证饲料添加剂的质量和成本合理。

优选的，所述的酵母自溶产物含量为0.35％，可保证最大程度提高木霉菌酶的生物合成和生物质合成，且可保证成本较低。

优选的，所述的绿色木霉母液加入量为混合料质量的1.5％，可最大程度保证生物质的有效增长和酶复合体的积累以及木质纤维素成分的生物转化，且可保证成本较低。

作为一种优选的技术方案，由按重量百分比计的甜菜丝沥滤渣17.5％、向日 葵皮壳76.25％、酵母自溶产物0.35％和小球藻悬浮液5.9％组成混合料，加入混合料质量1-2％的绿色木霉母液，发酵后制成本发明的农畜饲料添加剂。

进一步，作为一种优选的技术方案，由按重量百分比计的甜菜丝沥滤渣17.5％、向日葵皮壳76.25％、酵母自溶产物0.35％和小球藻悬浮液5.9％组成混合料，加入混合料质量1.5％的绿色木霉母液，发酵后制成本发明的农畜饲料添加剂。

所述含木质纤维素活性的小球藻农畜饲料添加剂的制备方法，包括以下具体步骤：

⑴含纤维素原料预处理

将甜菜丝沥滤渣和向日葵皮壳按重量配比计量后，投入搅拌机搅拌5-10min，并进行增湿，控制混料水分含量为16-18％，输送至挤压机进行热压处理、机械变形、突击释压和气爆处理，挤压机出口温度为110-130℃，挤压出具有蜂窝状多孔结构的湿压物，冷却至40-50℃，粉碎；

⑵发酵处理

将上述粉碎后的湿压物投入螺旋混合机中，再加入酵母自溶产物和小球藻悬浮液，搅拌5-10min，取出后加入绿色木霉菌母液，在26-30℃下发酵培养6-8天，培养过程中要均匀搅拌；

⑶干燥处理

取出发酵培养产物，在40-50℃下烘干，水分保持在10-12％，粉碎成粒，分装。

所述小球藻悬浮液是ИФР №С-111小球藻菌株细胞在温度28-30℃、光照强度900-1000lx条件下培养获得的，该小球藻菌株由甘肃富民农业科技有限责任公司提供。为达到必须的细胞浓度、高度活性、代谢活性，培养的最佳温 度为29℃，最佳光照强度950lx。

所述的甜菜丝沥滤渣木丝厚度不超过2mm。

作为一种优选的技术方案，所述含木质纤维素活性的小球藻农畜饲料添加剂的制备方法，包括以下具体步骤：

⑴含纤维素原料预处理

将甜菜丝沥滤渣和向日葵皮壳按重量配比计量后，投入搅拌机搅拌7min，并进行增湿，控制混料水分含量为17％，输送至挤压机进行热压处理、机械变形、突击释压和气爆处理，挤压机出口温度为120℃，挤压出具有蜂窝状多孔结构的湿压物，冷却至45℃，粉碎；

⑵发酵处理

将上述粉碎后的湿压物投入螺旋混合机中，再加入酵母自溶产物和小球藻悬浮液，搅拌7min，取出后加入绿色木霉菌母液，在28℃下发酵培养7天，培养过程中要均匀搅拌；

⑶干燥处理

取出发酵培养产物，在45℃下烘干，水分保持在11％，所得干品即为本发明所述的含木质纤维素活性的小球藻农畜饲料添加剂。

本发明的工艺原理：

甜菜丝沥滤渣和向日葵皮壳富含碳水化合物、易吸收的维生素、氨基酸和矿物元素等成分，除了具有高营养价值外，还是效果很好的木霉菌生长繁殖刺激剂，提高了其合成木质纤维素酶的能力，大量产生的木质纤维素酶可分解原料中的木质纤维素络合物，提高了添加剂的利用率和品质。具体地，分步原理包括：

①甜菜丝沥滤渣和向日葵皮壳增湿处理时，如果原料中水分小于16％，多糖 会变成糖和糊精，导致木霉菌的培养繁殖状况不好，而作为添加剂的多糖未经处理则禽类不易吸收，如果原料颗粒的水分大于18％，这种物质就无法在挤压机中加工，原料的最佳水分为17％；

②甜菜丝沥滤渣和向日葵皮壳的混料在挤压机中热处理后，原料的分子结构发生变化，产生芳基物，作为添加剂成分加入饲料后，可中和毒素，灭菌，易消化，提高了饲料的风味质量；

③挤压机出口温度设为110-130℃，如果温度低于110℃，就会降低挤压机的产率，不能保证所需的原料加工深度，产品结构恶化(失去孔隙度)，这些会导致最终产品质量很低，如果温度大于130℃，加工时产品结构和成分会发生负面变化(营养物质成分分解)，会导致质量很低，出口最佳温度为120℃；

④添加酵母自溶产物，可保证微生物-酶激活体生长的营养物质、微生物蛋白、维生素和其它生物活性物质进入到添加剂成分中；

⑤发酵处理阶段，微生物-酶激活体培养的时间如果少于6天，则添加剂因含纤维高而质量很低，纤维没有分解，酶的活性低，饲料蛋白含量少，如果培养时间多于8天，就增加了工艺过程时间，且降低了添加剂的质量，因为处理过的青饲料会变成糊状，这就很难添加，也难以在添加剂中均匀分布,微生物绿色木霉菌的最佳培养时间是7天；培养的温度如果低于26℃，微生物繁殖很慢，降低生物合成，发酵7天也无法达到所需值，如果培养温度高于30℃，则会减少激活体的繁殖，温度再升高，就会导致微生物死亡，为达到菌群所需的生物质和目标酶的高度活性，最佳培养温度为28℃；

⑥干燥处理阶段，如果处理温度低于40℃，则在最佳期限内，要达到所要求的水分，温度是不够的，且这一温度会导致酶复合体去活，如果高于50℃，则耗电量很大，提高了产品的价格，且在高温下，动物可吸收微生物蛋白会损 失，酶复合体失去活性，故处理的最佳温度是45℃；如果最终产品的水分小于10％，则由于干燥所耗能量过大，没有进行经济论证，该添加剂是吸湿的，会吸收空气中的水分，没有必要把水分降到这么低，如果产品水分大于12％，则在贮存过程中，酶复合体将失去活性，添加剂本身也易被微生物感染，可能变为动物中毒的根源，故饲料添加剂的最佳湿度为11％。

本发明的有益效果：

⑴本发明采用甜菜丝沥滤渣和向日葵皮壳作为原料，经添加酵母自溶产物、小球藻悬浮液和绿色木霉菌，发酵加工制成含木质纤维素活性的小球藻农畜饲料添加剂，所采用的方法科学合理，保证强化了原料水解过程，制成的添加剂因分解了原料的木质纤维素络合物，具有极高的营养价值，富含微生物蛋白和可生产木质纤维素酶的有益微生物，保存了原料中的维生素含量，降低了有害微生物的繁殖率，使纤维素酶更加丰富，这些技术成果在养殖业中应用时，保证能提高畜牧指标；

⑵甜菜丝沥滤渣和向日葵皮壳，富含碳水化合物、易吸收的维生素、氨基酸和矿物元素等高营养价值成分，两者分别是制糖工艺和葵花籽加工业的下脚料，在本发明中加以科学应用，变废为宝，使资源配置合理化，可节约资源，降低生产成本；利用的绿色木霉菌是非转基因的，根据微生物分级，对于人类来说，属于非病原微生物，应用该菌种不需要专门防护措施；添加的酵母自溶产物可优化调节添加剂中糖和含氮化合物的含量；

⑶本发明的添加剂加入饲料后可提高其营养价值和风味质量，能中和原有饲料中的毒素，有灭杀病原菌的效果，使饲料品质得以改善，提高饲喂效果。

⑷利用该饲料添加剂的制备方法可以获得生态安全、生物全价、含微生物蛋白、维生素和酶复合体的添加剂，配合饲料中添加其可以收到很高的经济效 益。

具体实施方式

实施例

在甘肃富民农业科技有限责任公司，用植物原料加工含木质纤维素活性的小球藻农畜饲料添加剂，其制备方法具体如下：

甜菜丝沥滤渣和向日葵皮壳经过磁桶、金属磁体杂物分选机，从料槽进入料仓，按下列比例称重计量：甜菜丝沥滤渣350公斤，向日葵皮壳1525公斤，称量后进入搅拌机，把配料拌和，搅拌机按出厂证制工作，保证所要求的拌和质量，在准备好的原料中加入水分，使用ЗУМ-2加湿器使水分达到17％；

用计量器把准备好的混合料加入挤压机挤压，计量器直接安装在КМЗ-2挤压机上，挤压过程在下列最优方式下进行：产品出口温度120℃，网内电压125伏，主发动机负荷55A；在挤压机的燕翅杆上安装了直径117.5mm和125mm的流量孔板，挤压机的产率为250-300公斤/小时，使用小麦对挤压机进行预热，然后使其进入工作状态，因为对小麦挤压没有障碍，挤压机在正常工作的情况下，从其中取出的长20-30mm的颗粒产品具有蜂窝状多孔结构，所申请的饲料添加剂的容重为300-320公斤/平方米；

将在挤压机里处理的原料送进冷却机，将压出物冷却到45℃，所得压出物在螺旋搅拌机中继续搅拌7分钟，搅拌成均质物质，添加小球藻悬浮液至最佳湿度，补充添加酵母自溶产物7公斤，干湿配料的这一比例保证了最佳湿度，此外，添加酵母自溶产物可使混合料中的糖和含氮化合物含量最优，这是饲料添加剂的微生物繁殖生长所必需的；

在所得混合料中添加在培养装置中培养的微生物绿色木霉菌母液，数量为30公斤，使预先挤压的植物原料木质纤维素进行生物转化、维生素和抗菌素合 成，使混合料富含微生物蛋白，湿料在28℃温度下发酵7天来保证这一过程，为加速原料生物转化过程，要定期搅拌，

借助固定式鼓式干燥机(标号СЗСБ-8А)，在45℃温度下，将所得的物质烘干，平均水分为11％，为保证所要求的粒度，将饲料添加剂在滚筒式粉碎机中粉碎，分装到牛皮纸袋，各15公斤。

本实施例中的ИФР №С-111小球藻菌株于恒温29℃、光照度950勒克斯的条件下，在菜豆丸子介质中培养，在培养过程中，用带菌气体使培养基鼓泡，在白天加二氧化碳，培养基中细胞浓度达到250万个/毫升时，培养过程结束。所得小球藻悬浮液在8-10℃温度下保存，根据需要，在下一代小球藻培养出来之前用完。ИФР №С-111小球藻的形态特征：幼(型)细胞呈微椭圆状，大小1.5-2.0微米，成熟细胞呈球状，在液态培养基中，大小6-9微米，叶绿体呈绿色未闭合宽带状，细胞分裂成2-8个，少数达16个。

试验例

应用上述实施例制备的木质纤维素活性的小球藻农畜饲料添加剂，进行工业效益试验说明。

1、科学经济试验

试验目的：在榆中夏官营鸡场对肉用雏鸡进行科学经济试验

试验条件：光照、水和其它环境因素及全部工艺指标(鸡的放养密度、饲喂和饮水系统等)根据试验期通常的要求来准备。

试验方案：列于表1。

试验结果：列于表2。

试验结论：所提供的数据表明，在肉用雏鸡配合饲料中使用本发明中实施例的添加剂，不仅能保证极高的存活率，而且能保证很高的平均日增重和很低的饲料费用。

2、家禽饲喂效果试验

试验目的：为了检验本发明的饲料添加剂的家禽饲喂效果，利用鹌鹑进行家禽饲喂效果试验。

试验条件：将蛋肉两用的鹌鹑分成2组：试验组和对照组(各80只)，试验组和对照组在同一标准条件下饲养，25日龄前，鹌鹑在6m²大的独立小隔间的垫草上圈养，安装了育雏器用于局部加热(每组一个独立隔间)。动物卫生参数(温度、湿度、氨气浓度、光照度变化情况)符合标准，育雏器下的温度为33-34℃，隔间的温度为29-30℃，在第23天时，每组的一部分鹌鹑分到单独的笼子中饲养(各40只)，未进行药理学处理，未进行疫苗接种。

试验方案：列于表3。

试验结果：列于表4。

试验结论：所提供的数据表明，在鹌鹑配合饲料中应用本发明的实施例的添加剂，保证了日增重，与没有使用添加剂的对照组比较，饲料消耗减少，存活率提高，而极高的存活率说明，在添加剂生产过程中，对有害微生物-毒素激活体和病原进行了灭菌。

3、维生素质量评估试验

试验目的：为了明确本发明的饲料添加剂的维生素质量，进行了维生素质量评估试验。

试验条件：在上述饲喂效果试验的基础上，对49日龄的鹌鹑进行屠宰，取出肝脏。

试验方案：分别测定对照组和试验组的肝脏中维生素A和B₂和类胡萝卜素的含量水平。

试验结果：列于表5。

试验结论：表5的数据结果显示，饲料中添加本发明的饲料添加剂，不仅提高了禽类的畜牧指标，而且肝脏中类胡萝卜素和维生素的沉积有所增加，这最终提高了畜牧产品的营养质量和消费质量。

4、家畜饲喂效果试验

试验目的：为了检验本发明的饲料添加剂的家畜饲喂效果，利用猪进行家畜饲喂效果试验。

试验条件：将断奶仔猪分成试验组和对照组两组，每组20头,进行育肥。

试验方案：列于表6。

试验结果：列于表7。

试验结论：

⑴表7的数据结果显示，试验组小猪在育肥期的最大绝对增重量为69.7公斤，比对照组的高25.2％，而每增重1公斤的饲料消耗量，比对照组少270克；

⑵因添加剂中富含纤维素酶(60-65活力单位/克)，饲料中营养物质都被消化吸收了，且添加剂成分中富含蛋白质和维生素等成分，故可以显著的增加重量。

综上所述，本发明的饲料添加剂在配合饲料中的工业应用效果明确。

Claims (3)

1.含木质纤维素活性的小球藻农畜饲料添加剂，其特征在于：是含纤维素原料、营养助剂制得混合料后，经加入微生物绿色木霉菌发酵而成的，其中的混合料按其自身重量百分比计，配料包括：甜菜丝沥滤渣15-20％、向日葵皮壳75-77.5％、酵母自溶产物0.3-0.4％和小球藻悬浮液余量，其中的绿色木霉母液加入量为混合料质量的1-2％，所述的甜菜丝沥滤渣和向日葵皮壳组成含纤维素原料，所述的酵母自溶产物和小球藻悬浮液组成营养助剂；

所述含木质纤维素活性的小球藻农畜饲料添加剂的制备方法，包括以下具体步骤：

⑴含纤维素原料预处理

将甜菜丝沥滤渣和向日葵皮壳按重量配比计量后，投入搅拌机搅拌5-10min，并进行增湿，控制混料水分含量为16-18％，输送至挤压机进行热压处理、机械变形、突击释压和气爆处理，挤压机出口温度为110-130℃，挤压出具有蜂窝状多孔结构的湿压物，冷却至40-50℃，粉碎；

⑵发酵处理

将上述粉碎后的湿压物投入螺旋混合机中，再加入酵母自溶产物和小球藻悬浮液，搅拌5-10min，取出后加入绿色木霉菌母液，在26-30℃下发酵培养6-8天，培养过程中要均匀搅拌；

⑶干燥处理

取出发酵培养产物，在40-50℃下烘干，水分保持在10-12％，粉碎成粒，分装。

2.如权利要求1所述的含木质纤维素活性的小球藻农畜饲料添加剂，其特征在于：所述的混合料按其自身重量百分比计，配料包括：甜菜丝沥滤渣17.5％、向日葵皮壳76.25％、酵母自溶产物0.35％和小球藻悬浮液5.9％；所述的绿色木霉母液加入量为混合料质量的1.5％。

3.如权利要求1所述的含木质纤维素活性的小球藻农畜饲料添加剂，其特征在于：所述的甜菜丝沥滤渣木丝厚度不超过2mm。