CN1045873C - 土壤饲料及其生产方法 - Google Patents

Abstract

一种土壤饲料及其生产方法是指：将土壤同碳水化合物、饼粕和无机盐混合，用四类微生物作菌种，运用固体发酵方法进行发酵其生成物和其方法。本发明的优点：产品安全无毒，无副作用。有益于防治肠道传染病，并可提高饲料转化率，具四类微生物有营养互补作用。以其等量替代10%的配合饲料后，动物肉、蛋、奶的品质和风味不变。猪、蛋鸡等的料肉比和料蛋比亦不变。

Description

土壤饲料及其生产方法

(一)土壤饲料及其生产方法属于应用微生物技术领域。

(二)现有技术状况及不足

本发明作出之前，国外自七十年代以来已开始运用酵母发酵固体饲料原料的研究。其中较成功代表是美国哥伦比亚大学和密苏里大学运用钻石V发酵法(Diamond V Process)研制出的可供微生物作营养性生长因子的代谢物-钻石牌酵母元[注①]，同众多含高量细胞的酵母产品相比，它能增进适口性，并促进微生物的生长，从而提高禽畜的产量。但其缺点在于：(1)此产品价格昂贵，并需外汇购买，故为多数饲料生产厂家和养殖场的财力和所不能允许。(2)仅用一类微生物作发酵菌种，不具有多类微生物组成的混合菌种在营养上的互补作用，目前国外尚无此先例。

国内自八十年代初期也开展了运用酵母进行固体发酵的研究，度取得较大进展，以ESB高量氨基酸活性饲料酵母为代表，于1991年10月14日由河北省科委主持通过了省级科技成果鉴定[鉴定证书编号为：(1991)冀字918号]。这种产品及其专门生产方法的特征是：(1)以植物性淀粉质饲料原料及其饼、粕为基料，并辅以无机盐，用5株酵母菌，一株赖氨酸产生细菌对基料与辅料进行混合发酵；(2)采用厚层通风方法；(3)产品具有多种消化酶等活性。同国外上述酵母发酵方法相比，此种方法中增加了赖氨酸产生细菌作为菌种。但其缺点在于：(1)ESB酵母在配合饲料中只占1-5％，同本发明之产品占配合饲料10％相比，饲料成本仍较高；(2)同本发明之方法用三类微生物菌种混合发酵相比，仍缺乏营养互补作用；(3)ESB酵母成本每吨达1800元，每公斤蛋白3.60元，本发明之产品每吨500元，每公斤蛋白2.78元。

为降低饲料成本，我国江苏冶金设计院六合特种粘土试验厂发明了“饲料专用蒙托石凹凸棒粉”(专利申请号为9015660)，浙江宁海县沸石粉开发实业有限公司研制了天然饲料增效素“双龙牌沸石粉”(企业标准GB13078-91)。这两种产品均运用具有特殊成份和结构的天然矿物作原料，故料成本有所下降(其中前者比后者成本稍低)。以它们作为饲料添加剂，还具有促进动物生长发育，提高抗病能力等功效。但共同的缺点是：(1)除常量和微量元素以外，它们均不含动物所需的蛋白质和能量等营养成分；(2)其原料受地区和运输条件等局限，不具有普遍推广价值。

(三)发明目的

针对国外现有技术存在的问题与不足，本发明的目的是提供一种全新的饲料产品及用于生产该产品的方法，以便一方面运用土壤作载体以四类微生物菌种进行混合发酵，从而充分发挥其营养互补作用；另一方面以随处可取而价格低廉的高比例深层土壤为原料，使本发明之产品的价格、成本有大幅度下降，这在经济落后、财力短缺的我国，具有重要的普及推广价值。

(四)发明内容

一种土壤饲料，其特征在于：该饲料是采用以下方法得到的产物：将土壤同碳水化合物、饼粕和无机盐混合形成混合物，再用四类微生物即一种细菌、一种放线菌、一种酵母菌和一种丝状真菌作菌种，运用固体发酵方法进行发酵，所得产物就是土壤饲料；其中所述的混合物中，以重量计，土壤占50％碳水化合和或饼粕占45％，无机盐占5％；所述的土壤为地面一米发下的深层土壤，所述的碳水化合物是玉米、废糖蜜、土豆、山芋、蔬菜或水果汁；所述的无机盐为含氮无机盐；所述的细菌是蜡状牙孢杆菌(Bacillus cereus)，所述的放线菌是双歧杆菌(Bifidobacterium SP.)，所述的酵母菌是扣囊拟内孢霉(Endomycopisi fibuligera)，所述的丝状真菌是粗糙脉孢菌(Neurospouacrassa)；所述的固体发酵方法是蜂窝式发酵方法，地面浅层发酵方法或厚层通网发酵方法中的任一种。

土壤饲料的生产方法，其特征是包括以下步骤：

取地面一米以下深层土壤，过筛与选自玉米、废糖蜜、土豆、山芋、蔬菜或水果汁中的碳水化合物或饼粕及含氮无机盐混合形成混合物，再加入上述的发酵菌种混合形成干料混合物，作为干料，再按所述干料混合物：水重量比=1∶0.4的比例加入水搅拌，在温度15～35℃、湿度50～95％、PH值6～8的条件下按固体发酵方法进行发酵。

土壤饲料的生产方法，是按土壤、碳水化合物或饼粕及无机盐的混合物的重量计接入酵母菌2％、细菌1％、放线菌1％、丝状真菌1％。

现将土壤饲料其生产方法的内容详细叙述如下：

1．土壤饲料(简称TR饲料)发酵原理及配方

发酵原理是以土壤用载体，加上碳水化合物作为碳源，并加上含氮无机盐作为氮源进行发酵。其配方为(以重量计)：①地面一米以下深层土壤占50％；②玉米、废糖蜜、土豆、山芋、蔬菜、水果汁及饼粕等植物性原料占45％；③含氮无机盐5％。

2．发酵菌种

①细菌一种：蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)

②放线菌一种：双歧杆菌(Bifidobacterium SP.)

③酵母菌一种：扣囊拟内孢霉(Endomycopsis fibuligera)

④丝状真菌一种：粗糙脉孢菌(Neurospora crassa)

以上四类、四种菌对原料进行发酵。

3．发酵条件及生产方法

(1)条件：

①干料∶水=1∶0.4

②温度15-35℃，湿度50-95％，PH值6-8。

③固体发酵。可采用地面浅层发酵(12kg/m)或蜂窝式发酵，或厚层通风发酵方法。

(2)工艺流程：

取深层土壤，经过筛，再按配方将土壤、植物性原料和无机盐混合，再加入发酵菌种，按规定料水比加入水后搅拌，再采用上述三种发酵工艺之一进行发酵后，质量检测，干燥，粉粹，包装。

具体操作如下：

①备土：取地表一米以下深层土，经微生物检测，每克微生物(包括细菌、放线菌、酵母、真菌)≤100个，PH5.5～7.5，水份9～18％，无Hg、As、Pb、Cr、Cd等污染者即可使用。土壤取出后，过16目筛。如筛上有土块，将其打碎后可继续过筛。

②培养料配制：按土壤(干重)50％(或以上)，植物性原料45％(或以下)，含氮无机盐5％之比例，从用砂浆搅拌机搅匀，搅拌时加水，使培养料最终含水量达28％。

③接种及菌种培养：

A．接种

按培养料干重接入酵母2％、细菌1％、放线菌1％、丝状真菌1％，在配制培养料时接入，搅匀即可。

B．菌种培养

(α)酵母菌培养

一级(斜面)菌种：麦芽汁培养基装入18×180mm试管，每管7ml，按常规操作灭菌、摆斜面、在无菌条件下接种，在30℃下培养24小时。

二级菌种：培养基配方为(以重量计)玉米粉50％，麸皮30％，豆饼20％，料∶水=1∶0.7,0.14MPa压力灭菌1小时，在无菌条件下分装入已灭菌的φ9cm培养皿中，每皿接一试管，在30℃下培养18小时，60℃时鼓风干燥备用。

三级菌种：培养基及灭菌操作同二级，分装入已消毒的搪瓷盘中，接种二级菌种，接种量5％。在30℃无菌环境下培养16小时，60℃时鼓风干燥备用。

酵母菌按上述方法分开培养，干燥后的三级菌种按等比例混合。

(β)细菌培养

一级(斜面)培养：培养基配方为(以重量计)蛋白胨1％，酵母浸出汁0.5％，蔗糖2％,Nacl 0.5％，琼脂2％。以NaOH溶液将PH值调至7.2，在电炉上溶化后装入18×180mm试管，每管7ml，按常规操作灭菌，摆斜面，接种，在30℃下培养24小时，备用。

二级培养：培养基配方同一级，但不加琼脂。在电炉上溶化后装入250ml三角瓶，每瓶装150ml,0.4MPa灭菌45分钟，冷却后在无菌条件下接一级菌种，每支斜面接一介三角瓶。每小时摇动一次，每次5分钟。培养温度30℃，培养24小时后置于0～4℃冰箱中保存备用。

三级培养：培养基配方为(以重量计)秘鲁鱼粉0.4％，豆饼0.2％，淀粉0.1％，蔗糖0.8％，牛肉膏0.1％，酵母浸出汁0.05％。以NaOH溶液将PH值调至7.2，装入100ml三角瓶中，每瓶装600ml,0.4MPa压力下灭菌1小时，冷却后在无菌条件下接一级菌种，接种量5％，在30℃下静置培养，培养期间每2小时摇动一次，每次5分钟。待每ml细菌数达100亿时，终止培养，约需36小时。

四级培养：培养基配方为深层(1m以下)土20％(以干土重量计)，豆饼40％，棉仁饼10％，麸皮30％，干料∶水=1∶0.6，以HCL溶液或NaOH溶液将PH值调至6.5～7.0,0.4MPa压力下灭菌2小时，冷却后接入三级菌种，接种量3％，在搪瓷盘中培养，培养温度为30℃，空气相对湿度60～80％，培养至每克细菌数300亿时终止，约需48小时。在60℃下鼓风干燥备用。

(υ)放线菌培养

同细菌蜡状芽孢杆菌的培养。

(δ)丝状真菌培养

一级培养：培养基为PDA斜面培养基，操作同酵母培养。

二级培养：培养基及操作同酵母培养。

三级培养：培养基及操作同二级培养。

④．发酵：

A．地面浅层发酵工艺

每米平方放12kg发酵物，在20～35℃下培养至细胞总数达50/g以上，终止培养，晒干或在80℃下烘干。

B．蜂窝式培养

以φ12cm蜂窝煤样将已接种的培养料打成蜂窝块，置多种塑料箱中培养，质量要求同A。

C．厚层通风培养

按固态酱油发酵工艺建造厚层通风池，大小不限，将培养料置于假底上，30cm厚，料温达40℃时低压鼓风，降至30℃时停止鼓风。质量要求同A。

⑤质量检测

培养好的发酵物干燥前应符合下列要求：细胞总数≥50亿/g(指干基)，气味符合要求，无异臭。

⑥干燥

晒干、荫干或在80℃下鼓风干燥，使含水量≤10％。

⑦粉碎

以锤或粉碎机将干燥后的发酵物撵成粉末。

⑧包装

产品装入双层袋中，内衬塑料薄膜，外层为塑料纺织袋。

4．产品质量标准

水份≤10％。

灰份≤55％。

粗蛋白≥18％。

细胞总效≥50亿/g(发酵物单细胞蛋白占10％)。

活细胞比例≥90％。

色泽：土色。

杂质：无石块、草、树根等异物。

气味：具有发酵物之特殊气味，无异臭。

料型：粉末状。

5．本品使用方法

①以本品等量替代猪、鸡等动物配合饲料的10％，与其它90％的配合饲料拌匀。

②配合饲料本身的成份比例依动物种类、年龄、用途之不同按国家饲料标准确定。如：肉鸡饲料中蛋白应占18～21％，蛋鸡则占14～17％，猪则占14％左右(大猪略低)。

(五)优点及效果

本发明相对于现有技术的优点及其经济、社会效益如下：

1．土壤饲料以发酵土为基料，经发酵后适口性较好。该产品安全无毒，无副作用。生产过程无三废产生。

2．土壤饲料中含益生菌(主要是双歧杆菌和蜡样芽孢杆菌，均为活细胞)，能在猪、鸡等肠道中定植，从而改变了动物肠道中的微生物区系，有益于防治肠道传染病，并促进其它配合饲料的消化吸收。同时，这些益生菌的死细胞本身也是较好的营养物质。

3．用四类四种微生物菌种进行发酵，可在土壤中产生50亿/g的细胞，发酵物单细胞蛋白占10％，同时，四类微生物混合发酵具有营养互补作用。

4．尽管以高比例土壤为原料的土壤饲料的营养物质不如被减去的10％的配合饲料丰富，但它可起到“填饱肚皮”的作用；同时由于土壤饲料中具有多种消化酶等活性，可提高饲料转化率，在此前提下，其它90％组成合理的配合饲料可得到更加充分的消化吸收，而使粪便中的营养成份明显下降。

5．经化验和用户实验证明，用土壤饲料等量替代10％的配合饲料后，动物肉、蛋、奶的品质和风味不变。猪、蛋鸡等的料肉比和料蛋比亦不变。

6．经济效益

①用户使用本品替代配合饲料，每吨饲料可节省50元。

计算方法为：

∵配合饲料成本1000元/吨，本品500元/吨

∴1000-(1000×90％+500×10％)=50(元/吨)

②全国每年生产猪、鸡配合饲料以1亿吨计，如使用本品可节省50亿元。计算方法为：50元/吨×1亿吨=502亿元。注①Dairy Sci.71:2967-2975,70:2063-2068,

          72:1929-1932；Anim.Sci.Rpt.115.63-65；Nutr.Rpt.Intern.31:695-703.

Claims (3)

1、一种土壤饲料，其特征在于：该饲料是采用以下方法得到的产物：将土壤同碳水化合物、饼粕和无机盐混合形成混合物，再用四类微生物即一种细菌、一种放线菌、一种酵母菌和一种丝状真菌作菌种，运用固体发酵方法进行发酵，所得产物就是土壤饲料；其中所述的混合物中，以重量计，土壤占50％，碳水化合和或饼粕占45％，无机盐占5％；所述的土壤为地面一米发下的深层土壤，所述的碳水化合物是玉米、废糖蜜、土豆、山芋、蔬菜或水果汁；所述的无机盐为含氮无机盐；所述的细菌是蜡状牙孢杆菌(Bacillus cereus)，所述的放线菌是双歧杆菌(Bifidobacterium SP.)，所述的酵母菌是扣囊拟内孢霉(Endomycopisi fibuligera)，所述的丝状真菌是粗糙脉孢菌(Neurospouacrassa)；所述的固体发酵方法是蜂窝式发酵方法，地面浅层发酵方法或厚层通网发酵方法中的任一种。

2、按照权利要求1所述的土壤饲料的生产方法，其特征是包括以下步骤：取地面一米以下深层土壤，过筛与选自玉米、废糖蜜、土豆、山芋、蔬菜或水果汁中的碳水化合物或饼粕及含氮无机盐混合形成混合物，再加入上述的发酵菌种混合形成干料混合物，作为干料，再按所述干料混合物：水重量比=1∶0.4的比例加入水搅拌，在温度15～35℃、湿度50～95％、PH值6～8的条件下按固体发酵方法进行发酵。

3、按照权利要求3所述的土壤饲料的生产方法，其特征是按土壤、碳水化合物或饼粕及无机盐的混合物的重量计接入酵母菌2％、细菌1％、放线菌1％、丝状真菌1％。