CN105907667A - 一种加强型发酵床复合菌种 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种加强型发酵床复合菌种，包括乳酸菌、枯草芽孢杆菌、产朊假丝酵母菌、助剂，菌种重量百分比组成为：乳酸菌为5％‑20％、枯草芽孢杆菌10％‑50％、产朊假丝酵母菌30％‑70％、助剂5％‑15％。菌种通过选种、育种、制备生产种、脱水干燥制作成干菌种，并用于发酵床养殖。本发明通过将市面上通用的EM菌液发酵床菌种进行改配方改良、并使用冷冻干燥、真空包装保藏后，有效的解决了发酵床养殖中菌种活性低、易死床、操作费时、肉质差的问题，而且使用本发明菌种制成的发酵床活菌率更高、管理更方便。
Description
【技术领域】
本发明涉及微生物发酵领域，特别涉及一种微生物发酵床复合菌种。。
【背景技术】
在规模化养殖业中，如何处理牲畜排除的大量粪便对生态环境的污染，以及有效的防止由于细菌滋生而产生的各种传染性疾病是目前养殖业迫切需要解决的问题。
动物粪便的主要成分是3/4的水和1/4的固体，固体中30％为死细菌，10％～20％为脂肪，2％～3％为蛋白质，10％～20％为无机盐，30％为未消化的残存食物及消化液中的固体成分如脱落的上皮细胞。粪便的恶臭主要成分是：氨、挥发性脂肪酸(主要是乙酸、丙酸、丁酸、甲酸)，挥发性硫化合物例如硫化氢(H2S)和甲基硫化物例如甲硫醇(CH3SH)，其它含氮化合物例如吲哚、粪臭素、吡啶、吡咯、乙胺；各种其它挥发物，包括卞醇、苯酚、对甲酚、乙醇、甲醇、丙酮、甲基乙基酮、乙醛、丙醛、戊酮、庚酮、丙醇、丁醇、辛醇，这些有气味分子主要由于外生材料例如尿中发现的尿素和尿酸的细菌性降解产生，因此消化尿素、氨等是有效解决养殖中动物粪便恶臭的主要因素。
发酵床养殖俗称的“懒汉养殖法”是用人为控制发酵床内的环境的环保养殖方法，该养殖方法起源于欧美国家，目前，随着我国人民生活水平的不断提高对肉蛋奶的要求的提高，再加上中国农业部大力倡导绿色环保养殖，发酵床养殖已成为了新型环保养殖模式。
现在普遍采用的发酵床养殖技术是利用EM原露将秸秆粉、木屑、米糠等有机物经发酵处理制成垫料层，牲畜饲养在发酵床上，由有益微生物组成的复合菌群以牲畜粪尿为基础营养迅速繁殖，菌群的繁殖过程中发酵产生高温使各种病原微生物被杀灭抑制，为牲畜的生长发育提供了良好的养殖环境，提高养殖场温度，同时粪尿也被消化分解，达到养殖场无臭味，实现零排放。
发酵床养殖的关键是因地制宜地选择和搭配稻壳、木屑、秸秆粉、米糠、牲畜粪便等有机原料，通过C/N、粒度、水分调节促使菌群迅速繁殖，繁殖过程中的有益微生物菌群分解有机物产生高温有效杀灭垫料和粪便中的寄生虫卵、大肠杆菌及其它病原微生物，并能在较短时间内完成有机物生化分解反应，随着发酵分解产生的气体量减少和温度下降并趋于稳定，完成无害化、稳定化处理后的垫料混合物无寄生虫卵、无大肠杆菌及其它致病菌；通透性、吸水性好，有益微生物含量高。
发酵菌剂通过在垫料中大量繁殖，成为垫料中优势微生物种群，并使病原微生物的生长发育受到抑制，使养殖场环境得到显著改善。牲畜生活在垫料上，其粪尿等排泄物将作为有益微生物繁殖的主要营养来源，通过对垫料的水分、通透性等的日常维护，在有益微生物大量繁殖的同时，粪尿等排泄物也被不断消化分解。
现在的发酵床菌种多为EM菌液，在使用EM菌液的发酵床养殖中，往往在刚开始的3个月发酵床效果明显，而在3个月后，将会出现温度低、分解粪便慢、死床等现象，即使不断补充EM菌液效果都不明显，最后原本可以使用1年以上的垫料，几个月就需要更换了。这是由于微生物不适宜在液体状态下存活较长时间，EM菌液中根本没有分解动物粪尿的菌群，而空气中存在少量的分解动物尿液的菌群(主要为霉菌、放线菌)，在使用EM菌液发酵床使用之初，由于新垫层能吸附牲畜粪便、尿液中水分，创造了与空气中少量的放线菌、霉菌等细菌的生存环境，使得放线菌、霉菌等细菌能生长繁殖，从而起到了对牲畜粪便的分解作用。因此，在使用EM菌液菌种时，需要经常对垫层进行维护、更换垫层，操作复杂且工作量大。
目前，大部分的发酵床菌种采用的是枯草芽孢杆菌及酿酒酵母菌，例如中国专利CN101948754 A公开了微生物发酵床菌种及其制作方法，但是其采用的酿酒酵母菌维生素含量不高，而且并未在菌种中添加相应的营养液、生长因子及微量元素，不能保证该菌种的存活率，在接种至发酵床后仍有效分解粪便排泄物。中国专利CN105385612 A公开了一种用于添加于饲料中的有益菌成分：由产朊假丝酵母菌、地衣芽孢杆菌、植物乳杆菌，但是其采用的地衣芽孢杆菌没有枯草芽孢杆菌耐高温，在发酵床异常时不能快速恢复繁殖，为微生物特别是乳酸菌双歧杆菌提供更适宜生长的厌氧环境，从而影响有益菌的生长。
【发明内容】
鉴于上述内容，有必要提供一种稳定、活性高、菌种配比合理、接种方便的加强型发酵床菌种，该菌种操作简单、换床死床率低，更具有实用性。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种加强型发酵床复合菌种，包括乳酸菌、枯草芽孢杆菌、产朊假丝酵母菌、双歧杆菌、双歧因子、硝化细菌、助剂和干燥保护剂，菌种重量百分比组成为：乳酸菌为5％-15％、枯草芽孢杆菌5％-15％、产朊假丝酵母菌10％-50％、双歧杆菌5％-15％、双歧因子5％-10％、硝化细菌10％-50％、助剂5％-15％、干燥保护剂5％-10％。
进一步的，所述一种加强型发酵床复合菌种重量百分比组成为：乳酸菌为10％、枯草芽孢杆菌10％、产朊假丝酵母菌25％、双歧杆菌10％、双歧因子7％、硝化细菌23％、助剂7％、干燥保护剂8％。
进一步的，所述助剂为营养元素及微量元素。
进一步的，所述干燥保护剂为海藻糖或甘油—生理盐水。
更进一步的，所述营养元素与微量元素重量比为：50％-90％:10％-50％。
进一步的，所述营养元素为生长因子。
进一步的，所述微量元素为钙、铁、锰和铜。
进一步的，所述生长因子为维生素和4-邻-(-D-吡喃葡萄糖酰)-D-泛酸。
更进一步的，所述钙、铁、锰、和铜重量比例为：40％-50％:20％-30％:25％-30％:1％-5％。
更进一步的，所述维生素和4-邻-(-D-吡喃葡萄糖酰)-D-泛酸重量比例为：30％-50％:50％-70％。
本发明具有以下有益效果：
1.本发明使用的产朊假丝酵母解决了普通啤酒酵母生长能力差，不能有效利用尿素和硝酸的问题，产朊假丝酵母(Candida utilis)又叫产朊圆酵母或食用圆酵母。其蛋白质和维生素B的含量都比啤酒酵母高，它能以尿素和硝酸作为氮源，在培养基中不需要加入任何生长因子即可生长。既能利用造纸工业的亚硫酸废液，还能利用糖蜜、木材水解液等生产出人畜可食用的蛋白质，可有效改善养殖场环境，是分解动物粪便中最主要的菌种成分。
2.本发明使用的乳酸菌解决了动物在生长过程中体内堆积毒素，造成肠道菌群紊乱，从而抵抗力差的问题，乳酸菌是一种兼性厌氧菌，是动物体内必不可少的且具有重要生理功能的菌群，乳酸可促进肠道蠕动，调节动物的消化能力，排出毒素，增强动物免疫力、减少使用抗生素，进一步提升肉质，是提高动物养殖产品性能的主要成分。
3.本发明使用的枯草芽孢杆菌是为了解决乳酸菌、双歧杆菌对厌氧生长环境要求苛刻的问题，枯草芽孢杆菌广泛分布在土壤及腐败的有机物中，生长过程中产生的枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质，这些活性物质对致病菌或内源性感染的条件致病菌有明显的抑制作用并能迅速消耗环境中的游离氧，造成肠道低氧，促进有益厌氧菌生长，并产生乳酸等有机酸类，降低肠道pH值，间接抑制其它致病菌生长，使得肠道环境更适宜于乳酸菌、双歧杆菌生长，同时，枯草芽孢杆菌比地衣芽孢杆菌更耐高温，具试验表明，在50℃高温条件下仍可镜检到枯草芽孢杆菌的细胞，在发酵床出现异常状况时，枯草芽孢杆菌仍能存活，进一步的，枯草芽孢杆菌菌体自身可合成α-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶等酶类，在消化道中与动物体内的消化酶类一同发挥作用，能合成维生素B1、B2、B6、烟酸等多种B族维生素，提高动物体内干扰素和巨噬细胞的活性，可提高动物的免疫力，减少动物间传染性疾病的发生，因此，使用枯草芽孢杆菌进一步提高了菌种的稳定性，增强菌种活力、提高发酵床的稳定性，提高动物免疫力，是保证有益菌生长环境的主要成分。
4.本发明使用的双歧杆菌是为了克服前述添加乳酸菌可能会造成的pH值过低，造成腹泻的问题，双歧杆菌Bifidobacterium是1899年由法国学者Tissier从母乳营养儿的粪便中分离出的一种厌氧的革兰氏阳性杆菌，属于乳酸菌属，可治疗慢性腹泻，增殖双歧杆菌，可扶植肠道中的原籍菌，使机体定植抗力升高，有利于拮抗致病菌和条件致病菌的定植，在临床上，双歧杆菌具有调整肠道功能紊乱作用。可以预防腹泻，减少便秘，可起到双向调节作用。使动物体内肠道环境更稳定，进一步增加了动物的免疫力，少使用抗生素，从而提高肉质，是提高动物养殖产品性能的主要成分。
5.本发明使用的双歧因子是为了克服双歧杆菌脆弱、遇空气容易死亡、保存困难等问题，使用的双歧因子主要是低聚糖，其功能是将各种功能性低聚糖作为碳源来培养各种细菌，试验表明，许多有双歧因子作用的低聚糖能被双歧杆菌利用，而不能被肠道中许多腐败细菌所利用。试验表明食用摄取双歧因子能有效促进双歧杆菌的增殖，可有效提高双歧杆菌的存活率，是促进有益菌生长的主要成分。
6.本发明使用的硝化细菌是为了克服粪便中氨含量高，不易分解的问题，硝化细菌是一种自养需氧型细菌，以二氧化碳为碳源，通过代谢将氨或铵盐氧化成硝酸盐。可以用不含有机碳的培养基培养。硝化细菌属于食物链中的生产者。能有效的分解粪便中的氨，是菌种中分解粪便的最主要成分。
7.本发明使用的助剂是为了克服菌种在活化发酵时活化程度不高的问题，主要由有益与微生物生长的营养元素、微量元素组成，营养元素的主要成分为生长因子，主要应用：维生素和4-邻-(-D-吡喃葡萄糖酰)-D-泛酸；维生素作为酶的辅基或辅酶参与新陈代谢，能促进枯草芽孢杆菌的生长、4-邻-(-D-吡喃葡萄糖酰)-D-泛酸可调节pH值保证乳酸菌的生长环境提高乳酸菌的活菌数及在肠道的附着力。微量元素：钙是某些酶的辅因子，维持酶(如蛋白酶)的稳定性，是芽孢菌、孢子形成、建立细菌感受态所需的微量元素；铁是细胞色素及某些酶的组分，是铁细菌的能源物质，是合成叶绿素、白喉素所需的微量元素；锰是多种酶的激活剂，锰离子能促进孢子形成速度。对芽孢形成有明显促进作用，可以保证枯草芽孢杆菌的菌种的稳定性。微量的铜离子会改变微生物的多样性及种群结构，促进产朊假丝酵母的生长，是促进菌种生长、提高菌种存活率不可缺少的主要成分。
8.本发明使用的冷冻干燥保护剂主要是克服微生物在液态环境下储存时间不长，因此，本发明需将菌种进行干燥，而在冷冻干燥中，容易产生结冰现象导致细胞损伤破裂影响生物活性的现象，本发明采用的冷冻干燥保护剂为海藻糖或甘油—生理盐水。海藻糖的玻璃化温度较高，在升温时更易保持稳定，包裹菌种，适用于多种细菌。而甘油—生理盐水防止了冷冻干燥时水结冰产生冰晶造成细胞损伤，同时甘油还有隔绝空气、衡湿、调节渗透压的作用，加入生理盐水降低了甘油的高渗作用，同时保证了甘油的保护作用，适用性广泛，适用与菌种的长期冷冻保藏，是菌种能进行干燥保藏不可缺少的主要成分。
【具体实施方式】
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例1：
一种加强型发酵床复合菌种，其组分及重量百分比组成为：乳酸菌为15％、枯草芽孢杆菌15％、产朊假丝酵母菌20％、双歧杆菌15％、双歧因子10％、硝化细菌10％、助剂5％、干燥保护剂10％，其中，助剂组分及比例为：营养元素与微量元素重量比例为70％:30％；营养元素中维生素和4-邻-(-D-吡喃葡萄糖酰)-D-泛酸的重量比为30％:70％；微量元素中钙、铁、锰、铜的重量比为42％:28％:25％:5％。
实施例2：
一种加强型发酵床复合菌种，其组分及重量百分比组成为：乳酸菌为10％、枯草芽孢杆菌10％、产朊假丝酵母菌50％、双歧杆菌5％、双歧因子5％、硝化细菌10％、助剂5％、干燥保护剂5％。，其中，助剂组分及比例为：营养元素与微量元素重量比例为50％:50％；营养元素中维生素和4-邻-(-D-吡喃葡萄糖酰)-D-泛酸的重量比为50％:50％；微量元素中钙、铁、锰、铜的重量比为48％:25％:30％:2％。
实施例3：
一种加强型发酵床复合菌种，其组分及重量百分比组成为：乳酸菌为5％、枯草芽孢杆菌5％、产朊假丝酵母菌10％、双歧杆菌5％、双歧因子5％、硝化细菌50％、助剂15％、干燥保护剂5％。，其中，助剂组分及比例为：营养元素与微量元素重量比例为80％:20％；营养元素中维生素和4-邻-(-D-吡喃葡萄糖酰)-D-泛酸的重量比为40％:60％；微量元素中钙、铁、锰、铜的重量比为40％:30％:26％:4％。
实施例4：
一种加强型发酵床复合菌种，其重量百分比组成为：乳酸菌为10％、枯草芽孢杆菌10％、产朊假丝酵母菌25％、双歧杆菌10％、双歧因子7％、硝化细菌23％、助剂7％、干燥保护剂8％。其中，助剂组分及比例为：营养元素与微量元素重量比例为90％:10％；营养元素中维生素和4-邻-(-D-吡喃葡萄糖酰)-D-泛酸的重量比为30％:70％；微量元素中钙、铁、锰、铜的重量比为50％:20％:29％:1％。
以上实施例均通过如下步骤获得加强型发酵床复合菌种：
选种→育种→制备生产种→冷冻干燥→真空包装。
效果试验：
本试验在广西助农畜牧科技有限公司养殖示范基地内进行，选用100头猪进行试验，试验分2组：对照组50头；试验组50头；试验时间为2015年6月1日至2015年12月31日。
1、操作方法：
(1)对照组：使用市面上普通的某品牌EM菌液按照其说明书提供的最优配方提前制作发酵床。并在该发酵床猪舍内进行饲养。
(2)试验组：使用本发明配方的最优配方所制成的干菌种制作发酵床即：组分含量为：乳酸菌为10％、枯草芽孢杆菌10％、产朊假丝酵母菌25％、双歧杆菌10％、双歧因子7％、硝化细菌23％、助剂7％、干燥保护剂8％。其中，助剂组分及比例为：营养元素与微量元素重量比例为90％:10％；营养元素中维生素和4-邻-(-D-吡喃葡萄糖酰)-D-泛酸的重量比为30％:70％；微量元素中钙、铁、锰、铜的重量比为50％:20％:29％:1％。按照每平方米使用菌种20克、玉米粉0.5公斤(或葡萄糖0.1公斤)、干净的清水30公斤混合一个小时，将干菌种进行活化，然后将活化好的菌液撒在垫料上。
(3)两组所使用垫料厚度均为40cm深、所使用的饲料、水、猪食配方完全一致。
2、饲养管理
(1)试验由专人负责并严格进行管理。
(2)试验按照常规进行饲养，正常免疫、自由采食、饮水。
3、试验方式
(1)在2月龄、4月龄、6月龄对试验组、对照组进行分组称重。
(2)每天观察两组猪群健康状况，记录死亡数，并记录用药治疗情况。
(3)每天对两组猪群的采食情况进行记录。
(4)翻床时间、次数；补加菌种时间、次数；死床时间、换床次数。
(4)每天下午18:00在离猪舍2米处对两组猪群进行嗅闻，记录猪舍内臭味情况。
(5)在6个月猪龄时，从两组猪群中随机选用一头猪取同部位猪肉各1斤，并从市面上购买同样部位的野猪肉1斤，将三组猪肉用同样的烹饪方式、配料、时间并请同一人进行烹饪，请数人进行品尝，并对猪肉肉质进行评价。
4、试验结果分析
(1)对生产性能的影响
表1不同发酵床菌种制作的发酵床饲养对猪生产性能的影响
| 项目 | 对照组 | 试验组 | 备注 |
| 平均每头增重(千克) | 113 | 125 | |
| 平均每头采食重量(千克) | 373 | 365 | |
| 料肉比 | 3.30 | 2.92 | |
| 生病猪数(头) | 6 | 1 | 主要表现为腹泻 |
实验结果见表1，与对照组相比，试验组的平均增重比对照组高10.62％；采食量比对照组低2.15％；料肉比比对照组低11.52％；饲养过程中试验组生病的猪少于对照组。结果说明，发明所使用的菌种配方比普通市面上在用的EM菌液活性更大，有益菌更多，有益菌特别是乳酸菌可调节动物肠胃起到良好的免疫作用，减少肉猪的生病的概率。
(2)对发酵床性能的影响
表2不同发酵床菌种制作的发酵床在发酵床生产管理上的影响
试验结果见表2，与对照组相比，试验组的翻床周期短、补加菌种周期短、未发生死床换床现象。结果说明，使用本发明菌种的发酵床比对照组的菌种的发酵床更易管理，这证明，发明所使用的菌种配方菌种保藏效果比普通的EM菌液更大，配比比普通EM菌液更合理、效果更明显。
(3)对圈舍卫生的影响
表3不同发酵床菌种制作的发酵床对圈舍卫生的影响
试验结果见表3，与对照组相比，两组发酵床对圈舍卫生的改善效果都比较明显，但对照组中间经过2次换床，而试验试验组则未进行换床，结果说明本发明所使用的菌种制作的发酵床比EM菌液发酵床的管理更方便，更节约制床成本。
(4)对肉质、口感的影响
表4不同发酵床菌种制作的发酵床养殖的肉猪对肉质、口感的影响
| 项目 | 对照组 | 试验组 | 野猪肉 |
| 肉质 | 松软、绵密 | 紧实 | 紧实 |
| 口感 | 淡、肉香味不浓、软绵 | 肉香味浓郁、脆口 | 肉香味浓郁、脆口 |
试验结果见表4，与对照组相比，本发明所制作的发酵床养殖的肉猪与对照组相比，试验组肉猪的口感更接近与野猪肉，说明所添加的菌种起到了调节肉猪肠胃增强肉质的作用。
综上所述，本发明所使用的菌种配方活菌率高，保藏时间长，死床率低、维护费用少，操作简单、便捷，养殖的产品免疫力强、口感好。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。
Claims (10)
1.一种加强型发酵床复合菌种，包括乳酸菌、枯草芽孢杆菌、产朊假丝酵母菌、双歧杆菌、双歧因子、硝化细菌、助剂和干燥保护剂，其特征在于，菌种重量百分比组成为：乳酸菌为5％-15％、枯草芽孢杆菌5％-15％、产朊假丝酵母菌10％-50％、双歧杆菌5％-15％、双歧因子5％-10％、硝化细菌10％-50％、助剂5％-15％、干燥保护剂5％-10％。
2.根据权利要求1所述的一种加强型发酵床复合菌种，其特征在于，菌种重量百分比组成为：乳酸菌为10％、枯草芽孢杆菌10％、产朊假丝酵母菌25％、双歧杆菌10％、双歧因子7％、硝化细菌23％、助剂7％、干燥保护剂8％。
3.根据权利要求1或2所述的一种加强型发酵床复合菌种，其特征在于，所述助剂为营养元素及微量元素。
4.根据权利要求1或2所述的一种加强型发酵床复合菌种，其特征在于，所述干燥保护剂为海藻糖或甘油—生理盐水。
5.根据权利要求3所述的一种加强型发酵床复合菌种，其特征在于，所述营养元素与微量元素重量比为：50％-90％:10％-50％。
6.根据权利要求5所述的一种加强型发酵床复合菌种，其特征在于，所述营养元素为生长因子。
7.根据权利要求5所述的一种加强型发酵床复合菌种，其特征在于，所述微量元素为钙、铁、锰和铜。
8.根据权利要求6所述的一种加强型发酵床复合菌种，其特征在于，所述生长因子为维生素和4-邻-(-D-吡喃葡萄糖酰)-D-泛酸。
9.根据权利要求7所述的一种加强型发酵床复合菌种，其特征在于，所述钙、铁、锰、和铜重量比例为：40％-50％:20％-30％:25％-30％:1％-5％。
10.根据权利要求8所述的一种加强型发酵床复合菌种，其特征在于，所述维生素和4-邻-(-D-吡喃葡萄糖酰)-D-泛酸重量比例为：30％-50％:50％-70％。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |