CN104855725A - 用于反刍动物颗粒混合饲料的谷草发酵工艺及反刍动物颗粒混合饲料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于反刍动物颗粒饲料的谷草发酵工艺，其发酵步骤包括：a、原料预处理：将整株谷草粉碎成小段；b、菌种活化：将谷草发酵剂于25-35℃的生长因子营养液中活化菌种0.5-1.5小时；c、厌氧发酵：将步骤b中活化后的谷草发酵剂按10-20％的接种量与步骤a中粉碎后的原料混合均匀，并于20-35℃、湿度40-60％下发酵4-7天即得所述的发酵谷草。本发明还公开了一种由精补料和所述发酵谷草加工而成的反刍动物颗粒混合饲料，且所述精补料的重量百分比组成为：玉米：26-30％、谷子：30-35％、豆粕：12-13％、棉粕：14-16％、干酒糟及其可溶物：5-8％、脂肪粉：1-2％、碳酸氢钠：0.8-1.2％、缓释尿素：0.4-0.8％、糖蜜：0-2％、微生物饲料添加剂：0.2-0.4％、预混料：1-5％。

Description

用于反刍动物颗粒混合饲料的谷草发酵工艺及反刍动物颗粒混合饲料

技术领域

本发明涉及一种发酵工艺，具体涉及一种可用于颗粒饲料的谷草发酵工艺，由该工艺发酵而成的谷草可部分替代羊草和苜蓿添加到反刍动物颗粒混合饲料中。此外，发明还涉及一种含有该发酵谷草的反刍动物颗粒混合饲料。

背景技术

谷子在我国属于粮食中的小作物，由于其营养价值高、产量低等原因，其价格昂贵，一般用于孕妇、病号粮，目前尚未有将其用作饲料原料的记录。

杂交谷“张杂谷”是由张家口市农科院赵治海研究员等科研人员，经过两代人40年的不懈努力，先后攻克了30多个关键难题才得以培育成功的系列谷子杂交种，其具有高产、节水、优质、抗倒伏、抗病害等优势，一般亩产量可到400-500公斤，最高亩产可达843公斤，是常规谷子亩产量的2-3倍。最为可贵的是，张杂谷的需水量少的惊人，每公斤谷子仅需0.2升水，用水效率是世界上用水效率最先进的以色列的2.17倍。由于杂交谷子先天的耐旱性和旺盛的生命力，在土地贫瘠干旱的地方依旧能够生长，这对中国乃至全世界的粮食安全都具有重大意义。目前，张杂谷已在国内的河北、山西、内蒙古、北京、天津、辽宁、吉林、黑龙江、河南、山东、宁夏、甘肃、新疆等多个省(市区)成功推广种植，特别是在内蒙古牧区的草场，亦试种成功。在国际上，张杂谷也已在异常干旱的非洲大陆地区的埃塞俄比亚、乌干达、尼日利亚、纳米比亚等十几个亚非国家试种成功。

然而，由于谷子下游产品销量窄，在2010-2012年“张杂谷”获得丰产后，谷子大量积压，仅在山西忻州地区就有农户2年存10万斤谷子无法销售的实例。为解决产业化后杂交谷的出路问题，发明人曾尝试将其替代玉米添加到猪料中，虽然养殖效果不错，但由于谷子价格较高，饲料厂难以接受。而谷子的另一产品—谷草一直是骡马等畜力的上等饲草，随着近年来农业机械化程度的不断提高，骡马数量大减谷草弃之还田。若是能将谷子的秸秆和籽粒整株利用，替代羊草、苜蓿，添加到青贮饲料中，这对于解决当前我国反刍动物饲养的优质青贮饲料严重匮乏、从国外进口的苜蓿数量连续翻番且价格不断上涨的问题将具有积极意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可替代羊草和苜蓿添加到反刍动物颗粒混合饲料中的发酵谷草及其发酵工艺。此外，本发明的另一目的在于提供一种含有该发酵谷草的反刍动物颗粒混合饲料

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于反刍动物颗粒饲料的谷草发酵工艺，其包括以下发酵步骤：

a、原料预处理：将整株谷草粉碎至长度为10-20cm的小段；

b、菌种活化：将谷草发酵剂于25-35℃的生长因子营养液中活化菌种0.5-1.5小时，其中，所述谷草发酵剂为步骤a中谷草重量的0.2-0.5％；

c、厌氧发酵：将步骤b中活化后的谷草发酵剂按10-20％的接种量与步骤a中粉碎后的原料混合均匀，并于20-35℃、湿度40-60％下发酵4-7天即得所述的发酵谷草。为保证厌氧发酵效果，可将步骤b中混匀的物料装入带有内膜袋的编织袋中，压实后扎口，堆积发酵。发酵后的谷草进行干燥存放，最好保持水分在13％以下。

进一步地，本发明的谷草发酵工艺中，所采用的谷草发酵剂中，菌种的活菌数为5×10⁸～1×10⁹/mg，且按重量百分比计，所述谷草发酵剂的组成为：布氏乳杆菌：5-10％、黑曲霉菌：15-20％、里氏木酶菌：10-15％、特异青霉菌：10-15％、地衣芽孢杆菌：20-30％、产朊假丝酵母：15-20％、粪肠球菌：10-15％；所述谷草优选灌浆期或收割成熟期的张杂谷。

进一步地：步骤b中所述生长因子营养液，其重量百分比组成为：大豆浓缩蛋白：0.4-0.6％、红糖：0.1-0.5％、复合酶：0.05-0.1％、水：其余量；其中：所述复合酶可采用市售的富含蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶等酶的复合酶，且所述生长因子营养液与谷草发酵剂的用量比为100-200：1；

更进一步地，所述生长因子营养液中，有效成分包括精氨酸、组氨酸、谷氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸，且各种氨基酸的浓度分别为精氨酸：0.05-0.17‰、组氨酸：0.03-0.05‰、谷氨酸：0.18-0.25‰、亮氨酸：0.05-0.18‰、异亮氨酸：0.04-0.1‰、赖氨酸：0.1-0.14‰、苏氨酸：0.06-0.11‰、蛋氨酸：0.01-0.03‰、苯丙氨酸：0.03-0.12‰、缬氨酸：0.05-0.11‰。

本发明还提供了一种含有由所述发酵工艺发酵制得的发酵谷草的反刍动物颗粒混合饲料，其由精补料和所述的发酵谷草按重量比1：0.3-0.4组成，其中：所述精补料的重量百分比组成为：玉米：26-30％、谷子：30-35％、豆粕：12-13％、棉粕：14-16％、干酒糟及其可溶物(DDGS)：5-8％、脂肪粉：1-2％、碳酸氢钠(小苏打)：0.8-1.2％、缓释尿素：0.4-0.8％、糖蜜：0-2％、微生物饲料添加剂：0.2-0.4％、预混料：1-5％。

其中：所述微生物饲料添加剂可采用北京好友巡天生物技术有限责任公司生产的微生物饲料添加剂——好友808，其是一种反刍动物专用型饲料添加剂，其中包括反刍动物瘤胃内的主要菌种，如乳酸杆菌、粪链球菌、酵母菌、芽孢杆菌等。

本发明所述的反刍动物颗粒混合饲料，其可通过公知的方法生产，例如：将各原料组分粉碎成粉末并混合均匀后，制成直径为0.3-0.5cm、长度为8-10cm的颗粒料，用于饲喂反刍动物，在此不再赘述其加工过程。

本发明的有益效果在于，本发明通过选择特定的微生物菌群，以特定的生长因子营养液对其进行激活，可以提高其活化效率、发酵剂的活菌数在短时间内迅速增殖2个数量级，还对后续的发酵工艺产生积极影响。本发明采用对“张杂谷”的谷穗与秸秆进行整株生物发酵，利用菌种发酵过程中产生的丰富的代谢产物，如纤维素酶、半纤维素酶、木质素酶、淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶等，降解谷草中的抗营养因子；将其替代传统优质牧草——羊草和苜蓿，添加到反刍动物饲料中。微生物菌群中的生物活性物质，在饲喂动物时能够激活靶细胞内外的受体和相应的酶系，促进或调节动物自身细胞及其微生物正常菌群的多种代谢活动，提高动物消化系统的营养吸收转化功能、免疫系统的抗感染功能和神经内分泌系统的生长调节能力，提高动物产品的生产率和品质。此外，杂交谷的整株发酵利用，对解决我国反刍动物优质牧草的严重不足、依赖进口程度高的问题具有积极意义。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明。但本发明并不仅限于下述实施例。若无特别说明，本发明中所采用的各原料均可通过市场购买获得。

实施例1

一种用于反刍动物颗粒混合饲料的发酵谷草，其发酵过程包括以下步骤：

a、原料预处理：将灌浆期收割的1.5吨张杂谷，粉碎成20cm的小段；

b、菌种活化：将4.5kg谷草发酵剂置于900升的生长因子营养液中，并于30℃下浸泡0.5小时使其活化；其中，所述谷草发酵剂的活菌量为1×10⁹/ml，且其重量百分比组成为：布氏乳杆菌7％、黑曲霉菌18％、里氏木酶菌15％、特异青霉菌10％、地衣芽孢杆菌20％、产朊假丝酵母15％、粪肠球菌15％；所述生长因子营养液的重量百分比组成为：大豆浓缩蛋白：0.4％、红糖：0.1％、复合酶：0.05％、水：其余量，且所述生长因子营养液中，主要有效成分包括：精氨酸：0.06‰、组氨酸：0.03‰、谷氨酸：0.20‰、亮氨酸：0.05‰、异亮氨酸：0.04‰、赖氨酸：0.12‰、苏氨酸：0.08‰、蛋氨酸：0.01‰、苯丙氨酸：0.03‰、缬氨酸：0.06‰；

c、厌氧发酵：将步骤b中活化后的谷草发酵剂与步骤a中粉碎后的原料混合均匀，堆置在温度为30℃、湿度为50％的发酵房中进行发酵，发酵5天后，晒干至水分为13％以下，即得本发明所述的发酵谷草。

对未发酵的谷草以及实施例1中制得的发酵谷草进行营养指标及功能检测，其检测结果如表1所示：

表1谷草发酵前后的营养及功能检测结果

检测指标	DM/％	Ash/％	CP/％	NDF/％	ADF/％	WSC/％	Starch/％
								未发酵谷草	93.39	7.26	9.31	52.45	28.23	3.08	22.31
发酵后谷草	92.55	6.91	8.93	52.77	28.59	9.83	25.54

注：表1中：DM-干物质；Ash-粗灰分；CP-粗蛋白；NDF-中性洗涤纤维；ADF-酸性洗涤纤维；WSC-可溶糖；Starch-淀粉。

表2发酵谷草与玉米秸、小麦秸及羊草的粗蛋白及干物质含量对比

	青玉米秸	小麦秸	羊草	发酵谷草
					粗蛋白含量	6.00	3.88	6.43	8.93
干物质含量	93.2	94.30	92.42	92.55

表3能量饲料原料营养成分比较

反刍动物营养特征为利用纤维素作为能量来源，利用非蛋白氮作为蛋白质来源。从表1和表2的检测结果可知，发酵后的杂交谷对蛋白含量无显著影响或有趋于降低的影响，对植物碳水化合物有显著增加的影响，特别是提高了张杂谷的有机物含量及可溶糖含量，有利于反刍动物的吸收利用；同时，通过发酵对谷草中木质素的降解，改善了谷草的适口性，可提高反刍动物对谷草的采食量。再者，从表3的数据可明显看出，谷子的氨基酸组成中，其色氨酸含量明显高于其它原料，而色氨酸在动物营养中是不可或缺的必需氨基酸，价格不菲。因此，将其发酵后添加到饲料中可显著降低配方成本。

实施例2

一种反刍动物颗粒混合饲料，其由1.5吨实施例1中制得的发酵谷草与5吨精补料制成，其中，按重量百分比计，所述精补料的组成为：玉米：26％；谷子：32％；豆粕：12％；棉粕：15％；DDGS：6％；脂肪粉：1.2％；小苏打：1.0％；缓释尿素：0.6％；糖蜜：1.00％；好友-808：0.2％，预混料：5％；将所述发酵谷草与精补料混合均匀后，制成直径为3mm，长度为10cm的颗粒料，即为本发明所述的用于饲喂反刍动物的反刍动物颗粒混合饲料。

将本发明实施例2的颗粒混合饲料与现有的奶牛饲喂方式(精补料+羊草)进行对比喂养试验，试验方法如下：

试验选取体格健壮，胎次、体重、产犊时间相近的奶牛30头，随机分成试验组和对照组，由专职饲养员饲喂。饲养方式、管理模式及环境条件一致。试验组每日饲喂发酵谷草颗粒混合饲料，对照组饲喂精补料+羊草，每头牛每日饲喂量相同，其它秸秆类粗饲料相同，自由采食。预饲时间7天，试验时间60天，试验旨在研究发酵谷草颗粒混合饲料对产奶乳牛日产奶量及牛奶中的乳脂率、蛋白质率、干物质等泌乳性能参数的影响。对比喂养结果如表4所示：

表4对比喂养结果

从表4的对比喂养结果可知，试验组平均日产奶量比对照组提高8.62％，差异显著(0.01<P<0.05)；乳脂率、乳蛋白比率和干物质等参数有不同程度提高。试验正值夏季高温高湿期间，对照组产奶下降了3.75％，而试验组上升了4.87％，证明发酵谷草颗粒混合饲料能提高产奶量和奶质，并对奶牛的应激有一定的缓解作用。

因此，从本发明上述实施例可知，谷草经本发明的发酵工艺发酵后，不仅降解了其抗营养因子，而且发酵过程中产生了丰富的代谢产物，有利于在饲喂动物时提高消化系统的营养吸收转化功能、免疫系统的抗感染功能和神经内分泌系统的生长调节能力，提高动物产品的生产率和品质。在较长时间的实践中，由于谷草多空多质，有利于微生物的附着和发酵，有利于反刍动物瘤胃微生物生态环境的健康，减少了前胃弛缓、消化不良等常见病，牛奶的产量和质量都有了明显提高，尤其是在张北地区，牛奶的脂肪含量冬天为4.1单位，夏天为3.8单位，蛋白冬天为3.3单位，夏天为3.1单位，多次受到国内某大型乳品生产商的表彰。另外，饲喂本发明的发酵谷草颗粒混合饲料，还可提升奶牛的繁殖性能，生殖配种率可达95％以上，还具有增膘、保膘的作用，在张家口试验区，即使遇到了冻害，但是发酵谷草的增膘作用使得牲畜的体重及品质并没有出现明显下降。此外，使用本发明的发酵谷草颗粒混合饲料喂羊，同样表现出可增强羊只的抗病性，提高产羔率、成活率和羊肉品质高的积极效果。

本发明已通过优选的实施方式进行了详尽的说明。然而，通过对前文的研读，对各实施方式的变化和增加也是本领域的一般技术人员所显而易见的。申请人的意图是所有这些变化和增加落在了本发明权利要求的保护范围中。本文中使用的术语仅为对具体的实施例加以说明，其并非意在对本发明进行限制。除非另有定义，本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)均与本发明所属领域的一般技术人员的理解相同。任何对此产品进行的修饰与改良，在专利范围或范畴内同类或相近物质的替代与使用，均属于本发明专利保护范围。

Claims (10)

1.一种用于反刍动物颗粒饲料的谷草发酵工艺，其特征在于：包括以下发酵步骤：

a、原料预处理：将整株谷草粉碎成小段；

b、菌种活化：将谷草发酵剂于25-35℃的生长因子营养液中活化菌种0.5-1.5小时；

c、厌氧发酵：将步骤b中活化后的谷草发酵剂按10-20％的接种量与步骤a中粉碎后的原料混合均匀，并于20-35℃、湿度40-60％下发酵4-7天即得所述的发酵谷草。

2.根据权利要求1所述的发酵工艺，其特征在于：按重量百分比计，所述谷草发酵剂的组成为：布氏乳杆菌：5-10％、黑曲霉菌：15-20％、里氏木酶菌：10-15％、特异青霉菌：10-15％、地衣芽孢杆菌：20-30％、产朊假丝酵母：15-20％、粪肠球菌：10-15％。

3.根据权利要求1或2所述的发酵工艺，其特征在于：所述谷草发酵剂中，菌种的活菌数为5×10⁸-1×10⁹/mg。

4.根据权利要求1或2所述的发酵工艺，其特征在于：按重量百分比计，所述生长因子营养液的组成为：大豆浓缩蛋白：0.4-0.6％、红糖：0.1-0.5％、复合酶：0.05-0.1％、水：其余量。

5.根据权利要求4所述的发酵工艺，其特征在于：所述生长因子营养液中，有效成分包括：精氨酸：0.05-0.17‰、组氨酸：0.03-0.05‰、谷氨酸：0.18-0.25‰、亮氨酸：0.05-0.18‰、异亮氨酸：0.04-0.1‰、赖氨酸：0.1-0.14‰、苏氨酸：0.06-0.11‰、蛋氨酸：0.01-0.03‰、苯丙氨酸：0.03-0.12‰、缬氨酸：0.05-0.11‰。

6.根据权利要求1或2所述的发酵工艺，其特征在于：所述步骤b中，所述谷草发酵剂为步骤a中谷草重量的0.2-0.5％；所述生长因子营养液与谷草发酵剂的用量比为100-200：1。

7.一种反刍动物颗粒混合饲料，其特征在于：其由精补料和如权利要求1或2中所述的发酵工艺制得的发酵谷草加工而成，其中，按重量百分比计，所述精补料的组成为：玉米：26-30％、谷子：30-35％、豆粕：12-13％、棉粕：14-16％、干酒糟及其可溶物：5-8％、脂肪粉：1-2％、碳酸氢钠：0.8-1.2％、缓释尿素：0.4-0.8％、糖蜜：0-2％、微生物饲料添加剂：0.2-0.4％、预混料：1-5％。

8.根据权利要求7所述的颗粒混合饲料，其特征在于：所述精补料与发酵谷草的重量混合比为1:0.3-0.4。

9.根据权利要求8所述的颗粒混合饲料，其特征在于：所述精补料与发酵谷草的重量混合比为1:0.3，且所述精补料的重量百分比组成为：玉米：26％；谷子：32％；豆粕：12％；棉粕：15％；干酒糟及其可溶物：6％；脂肪粉：1.2％；碳酸氢钠：1.0％；缓释尿素：0.6％；糖蜜：1.00％；微生物添加剂：0.2％，预混料：5％。

10.根据权利要求7-9中任意一项所述的颗粒混合饲料，其特征在于：所述微生物饲料添加剂为包括反刍动物瘤胃内的主要菌种的反刍动物专用型饲料添加剂。