CN104543336A - 一种高温预处理、低温发酵生产饲料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温预处理、低温发酵生产饲料的方法。该方法首先利用淀粉酶、纤维素酶、半纤维素酶、凝结芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、喜热芽孢杆菌、变形菌、螯合球菌、木质纤维素降解菌等作为降解因子，在40-70℃条件下将物料中的淀粉、纤维素、半纤维素降解成单糖或者低聚多糖。然后采用发酵技术，在物料中接种产朊假丝酵母、热带假丝酵母、酿酒酵母、乳酸菌、枯草芽孢杆菌，在20-40℃条件下发酵制得牛、羊、猪、鸡或其它动物的高蛋白饲料，并且含有低聚功能糖。本发明能够解决畜牧业的蛋白不足，增强动物体质、缓解人畜争粮，同时减少了污染，具有重大的经济效益和社会效益。

Description

一种高温预处理、低温发酵生产饲料的方法

技术领域

本发明涉及农作物及秸秆发酵生产蛋白饲料技术领域，特别是涉及一种高温预处理、低温发酵生产饲料的方法。

背景技术

农作物及其副产物是我国饲料的来源，这些物料中包含蛋白质、淀粉、糖类等，是动物营养的主要来源。但是其中有些物料含纤维素、半纤维素、木质素较多，除了反刍动物能有效利用外，单胃动物无法消化吸收，因而造成饲料的浪费，所以对饲料原料的预处理是解决饲料短缺的一种途径。目前，展开原料预处理的方法很多，归纳起来大体有四种，即物理方法、化学方法、混合添加剂法和发酵剂发酵法。但是严格的讲，目前的技术尚不完善，不能进行工业化生产，存在的主要技术问题有：

（1）有些技术仅仅采用物理处理的方法，不能大幅提高饲料原料的营养，原料的利用率低。

（2）有些技术仅仅采用化学处理的方法，利用浓酸、浓碱、石灰等对富含木质纤维素的原料处理，其成本高、收率低，而且添加的化学品对动物有一定的危害。

（3）有些技术单独采用酶解的方法，成本太高，无法推广。

（4）发酵剂种类单一，针对性较强，不能满足多种动物的饲喂需求。

（5）提高饲料中蛋白含量的方法受限，产品蛋白含量低。

综上，推出理想的饲料原料预处理方法，提高饲料产品的蛋白含量，是解决农副产品资源的利用率的当务之急。

发明内容

本发明的目的就是针对上述存在的缺陷而提供一种高温预处理、低温发酵生产饲料的方法。本发明方法能够解决畜牧业的蛋白不足，增强动物体质、缓解人畜争粮，同时减少了污染，具有重大的经济效益和社会效益。

本发明预处理所指高温为40-70℃，后续发酵所指低温为20-40℃。

本发明的一种高温预处理、低温发酵生产饲料的方法技术方案为，原料的预处理温度为40-70℃，后续发酵采用温度20-40℃。

所述原料包括含有淀粉、纤维素、半纤维素的农产品及其副产物中的至少一种。例如玉米、小麦、木薯、红薯、高粱，及其副产物如玉米皮、玉米胚芽粕、木薯渣、秸秆、玉米芯中的至少一种。

所述的预处理，采用酶和/或微生物在40-70℃条件下进行预处理。

预处理采用的酶包括淀粉酶、纤维素酶、半纤维素酶中的至少一种，按照酶占物料干基重量0.1—0.5%的量加入到物料中，物料的含水量为40-90%，处理时间为1-48小时。

预处理采用的微生物包括凝结芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、喜热芽孢杆菌、变形菌、螯合球菌、木质纤维素降解菌中的至少一种；将微生物分别制备成菌液接种至物料中，物料的含水量为40-90%，处理时间为1-48小时。

所述的后续发酵，采用微生物在20-40℃条件下进行。

后续发酵采用的微生物包括产朊假丝酵母、热带假丝酵母、酿酒酵母、乳酸菌、枯草芽孢杆菌中的至少一种；将上述菌种接种至预处理好的物料中，在20-40℃条件下进行发酵，时间为10-72小时。

本发明具体包括以下步骤：

（1）将淀粉酶、纤维素酶、半纤维素酶分别按照占原料干基重量0.1—0.5%的量加入到原料中；

（2）将六类微生物：凝结芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、喜热芽孢杆菌、变形菌、螯合球菌、木质纤维素降解菌分别制备成菌液接种至原料中；

（3）将上述三种酶、六类菌接种至物料中，原料的含水量为40-90%，在高温40-70℃条件进行酶解，处理时间为1-48小时，获得占干基10-20%的还原糖；

（4）将五种菌株：产朊假丝酵母、热带假丝酵母、酿酒酵母、乳酸菌、枯草芽孢杆菌接种至处理好的物料中，在低温20-40℃条件下进行发酵，时间为10-72小时，制得含蛋白10—50%，含低聚糖1—10%的饲料产品。

本发明的有益效果为：

1、生产成本低、投资少、见效快、效益高。

2、本发明预处理所采用的高温有利于酶发挥作用，能够最大限度的将淀粉、纤维素和半纤维素降解成糖类，提高饲料的消化率。

3、发酵条件粗放，周期短，生产效率高。

4、高温预处理产出的还原糖可以作为后续低温发酵的碳源，产出的菌体蛋白是优质的饲料蛋白源。

5、淀粉及纤维质被降解后，产品除了单糖以外，还有二糖、三糖及可溶性多糖，这些低聚糖具有保健作用，有利于动物肠道功能菌的增殖，增强动物的体质。

本发明为畜牧业的大力发展、解决饲料蛋白不足、缓解人畜争粮的矛盾、改善农业生态环境、促进农业产业结构调整，提供了有效途径，并实现资源的充分利用，具有重大的经济效益和社会效益。

具体实施方式：

为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。

本发明中所涉及的酶和微生物都为市售产品。

实施例１

斜面培养基：葡萄糖1.0%，玉米浆1.0%，琼脂2.0%，pH 7.5，115℃灭菌20 min。

液体培养基：玉米皮1.0%，玉米浆1.0%，CaCO₃ 0.3%，滤纸0.1%，pH 7.5，无需灭菌。

分别将以下微生物：凝结芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、喜热芽孢杆菌、变形菌、螯合球菌、木质纤维素降解菌分别接入斜面培养基，55℃培养3天，获得菌种斜面；然后六种微生物分别接一环入液体培养基，55℃培养3天，获得微生物培养液。

将玉米皮、胚芽粕、玉米浆、蛋白粉混合，用量分别为200 g、180 g、100 g（干物）、110 g。取淀粉酶、纤维素酶、半纤维素酶各1 g，用500 ml微生物培养液溶解，加入到混合物料中，55℃条件下处理1天，可获得占物料干基10%的还原糖。

分别将五种菌株：产朊假丝酵母、热带假丝酵母、酿酒酵母、乳酸菌、枯草芽孢杆菌分别接种至斜面培养基，30℃培养2天，获得菌种斜面；然后将五种菌株分别接一环入液体培养基中，30℃培养1天，获得种子液。

将200 ml种子液与高温处理后的物料混合均匀，于30℃条件下发酵，周期为2天，然后80℃将物料烘干，得到饲料产品。该产品的指标为：蛋白40%、低聚糖5%。该饲料可供给牛羊猪鸡等动物饲用。

实施例2

制备秸秆类发酵饲料的处理同实施例1；需要说明的是，加酶的种类可以不加淀粉酶，加入纤维素酶和半纤维素酶即可；加酶的量可以适当加大，以0.2%为宜，且高温预处理时间为2天。该饲料产品的指标为：蛋白20%-30%，低聚糖2%-5%。该饲料可以供给牛、羊等反刍动物饲用。

实施例3

制备发酵饲料的处理同实施例1；需要说明的是，玉米皮和胚芽粕要预先粉碎至80目以下；发酵完饲料后经过膨化制成颗粒。该蛋白饲料可供给鱼饲用。

Claims (9)

1.一种高温预处理、低温发酵生产饲料的方法，其特征在于，原料的预处理温度为40-70℃，后续发酵采用温度20-40℃。

2. 根据权利要求1所述一种高温预处理、低温发酵生产饲料的方法，其特征在于，所述原料包括含有淀粉、纤维素、半纤维素的农产品及其副产物中的至少一种。

3. 根据权利要求1所述一种高温预处理、低温发酵生产饲料的方法，其特征在于，所述原料包括玉米、小麦、木薯、红薯、高粱、玉米皮、玉米胚芽粕、木薯渣、秸秆、玉米芯中的至少一种。

4. 根据权利要求1所述一种高温预处理、低温发酵生产饲料的方法，其特征在于，所述的预处理，采用酶和/或微生物在40-70℃条件下进行预处理。

5. 根据权利要求4所述一种高温预处理、低温发酵生产饲料的方法，其特征在于，预处理采用的酶包括淀粉酶、纤维素酶、半纤维素酶中的至少一种，按照酶占原料干基重量0.1—0.5%的量加入到原料中，原料的含水量为40-90%，处理时间为1-48小时。

6. 根据权利要求4所述一种高温预处理、低温发酵生产饲料的方法，其特征在于，预处理采用的微生物包括凝结芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、喜热芽孢杆菌、变形菌、螯合球菌、木质纤维素降解菌中的至少一种；将微生物分别制备成菌液接种至原料中，原料的含水量为40-90%，处理时间为1-48小时。

7. 根据权利要求1所述一种高温预处理、低温发酵生产饲料的方法，其特征在于，所述的后续发酵，采用微生物在20-40℃条件下进行。

8. 根据权利要求7所述一种高温预处理、低温发酵生产饲料的方法，其特征在于，后续发酵采用的微生物包括产朊假丝酵母、热带假丝酵母、酿酒酵母、乳酸菌、枯草芽孢杆菌中的至少一种；将上述菌种接种至预处理好的物料中，在20-40℃条件下进行发酵，时间为10-72小时。

9. 根据权利要求1所述一种高温预处理、低温发酵生产饲料的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

（1）将淀粉酶、纤维素酶、半纤维素酶分别按照占原料干基重量0.1—0.5%的量加入到原料中；

（2）将六类微生物：凝结芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、喜热芽孢杆菌、变形菌、螯合球菌、木质纤维素降解菌分别制备成菌液接种至原料中；

（3）将上述三种酶、六类菌接种至物料中，原料的含水量为40-90%，在高温40-70℃条件进行酶解，处理时间为1-48小时，获得占干基10-20%的还原糖；

（4）将五种菌株：产朊假丝酵母、热带假丝酵母、酿酒酵母、乳酸菌、枯草芽孢杆菌接种至处理好的物料中，在低温20-40℃条件下进行发酵，时间为10-72小时，制得含蛋白10—50%，含低聚糖1—10%的饲料产品。