CN107410701A

CN107410701A - 一种用甜高粱秸秆发酵饲料的方法及其用途

Info

Publication number: CN107410701A
Application number: CN201710275902.XA
Authority: CN
Inventors: 何小建
Original assignee: Xi'an Xinhanbao Biotechnology Co Ltd
Current assignee: Xi'an Xinhanbao Biotechnology Co Ltd
Priority date: 2017-04-25
Filing date: 2017-04-25
Publication date: 2017-12-01

Abstract

本发明公开了一种用甜高粱秸秆发酵饲料的方法及其用途，将甜高粱秸秆榨汁，秸秆残渣经酸处理，烘干粉碎后，采用优良的液固相结合的复合菌发酵饲料生产工艺，制备营养丰富、免疫活性高、适口性好、绿色环保及成本较低的发酵饲料。

Description

一种用甜高粱秸秆发酵饲料的方法及其用途

技术领域

本发明涉及机械领域，尤其涉及一种用甜高粱秸秆发酵饲料的方法及其用途。

背景技术

甜高粱(Moench)秸秆因其营养成分多，含糖量高，约14%左右，生长快，多用于饲料直接饲喂家畜，但是过高的含糖量也往往易造成动物胃液酸度过低，影响动物健康，所以一部分秸秆会被焚烧或丢弃，一方面造成了环境的严重污染，另一方面，对于家畜饲料短缺的中国来说，也是对饲料的浪费。秸秆用于饲料发酵，经过黑曲霉，米曲霉等高产纤维素酶的菌株降解后，不仅使秸秆营养成分充分释放，经过酵母菌充分吸收利用，大量繁殖后，制成发酵饲料，既解决了环境污染问题，更能保证家畜机体胃肠道健康，提高养殖业经济效益。

发明内容

发明的目的：为了提供一种效果更好的用甜高粱秸秆发酵饲料的方法及其用途，具体目的见具体实施部分的多个实质技术效果。

为了达到如上目的，本发明采取如下技术方案：

本发明的目的是提供一种用复合菌发酵甜高粱秸秆生产饲料的工艺方法。

本发明的另一目的是提供一种霉菌分解纤维物质后营养物质被酵母菌吸收的方法。

本发明采用如下技术方案：

（1）秸秆处理：将收获的成熟甜高粱秸秆清洗榨汁后，将所得汁液灭菌低温保存备用，所得固体残渣酸处理后烘干粉碎后保存备用；

（2）菌株活化：将几株酵母菌株复壮活化，以一定的比例接种于摇瓶种子培养基中，再通过种子罐到发酵罐进行逐级放大培养，得到混合酵母液体发酵培养液；

（3）固体混合霉菌前期发酵：将固体培养基按配方比例与混合霉菌液体发酵液混合，在一定条件下好氧发酵10~16 h后备用；

（4）将霉菌发酵好的固体培养基与酵母菌培养液混合，在一定条件下继续好氧发酵10~20h，后进行厌氧发酵约24~36 h，将发酵产物烘干粉碎即为甜高粱秸秆发酵产品。

作为本发明的一个实施例，甜高粱秸秆榨汁后得到45% ~70%的汁液，30% ~55%的固体残渣，其汁液糖度为14% ~ 19%；

作为本发明的又一个实施例，按照配方：粉碎甜高粱秸秆：20~45%，玉米粉：10~20 %，麸皮：30~40 %，喷浆玉米皮：10~15 %，按一定比例接种黑曲霉和米曲霉孢子粉，接种量为1~10%，加水混合均匀后，水分控制在15~40%，有氧发酵条件为：空气相对湿度 60~70%、发酵温度20~35℃，好氧发酵10~16 h后。

作为本发明的又一个实施例，酵母种子罐培养液以6~10%的接种量接种到7T发酵罐，接种后，发酵罐缓慢转动2 h，让酵母菌种在恒温环境中进行充分孵育，发酵菌液pH控制在4.0~5.0，发酵16~20h时，培养液活菌数达到10~12亿CFU/mL。

作为本发明的又一个实施例，上述步骤（3）中，其有氧发酵条件为：空气相对湿度60~70%，所述液体发酵培养液与固体发酵培养基混合的水分控制为50~60%，用翻料机2~4小时翻料一次，确保氧气充足，发酵顺利。

作为本发明的又一个实施例，固体好氧发酵中活菌数可达8~10亿CFU/mL。

作为本发明的又一个实施例，液体培养菌种为复合菌种，菌种为自行选育2#，4#生产菌株，及1612（葡萄酒酵母），复合比为：1:1:2；

作为本发明的又一个实施例，摇瓶种子液体培养基组成：

葡萄糖：30~45 g/L，蔗糖：30~45 g/L，蛋白胨：8~13 g/L，(NH₄)₂SO₄：8~13 g/L，酵母膏：18~24 g/L，KH₂PO₄：0.5~1.5 g/L，MgSO₄: 0.2~0.8 g/L，CaCl₂：0.1~0.5 g/L. 初始pH 5.5,115℃高压20 min。

作为本发明的又一个实施例，7T发酵罐发酵培养基组成：

甜高粱秸秆汁液：4~10%（v/V），葡萄糖：2~6 g/L，玉米浆：5~25 g/L，KH₂PO₄：0.5~1.5g/L，MgSO₄: 0.2~0.8 g/L，其中，当液体发酵10 h后开始补料，补料培养基组成：甜高粱秸秆汁液：2~5%（v/V），玉米浆：5~25 g/L，尿素：1~3 g/L，共4~6次，每2~4 h一次；

作为本发明的又一个实施例，所述固体发酵培养基组成：

粉碎甜高粱秸秆：20~45%，玉米粉：10~20 %，麸皮：30~40 %，喷浆玉米皮：10~15 %，玉米浆：10%~25%，黑曲霉和米曲霉孢子粉接种比例为0.43，接种量为1~10%。

从上面所述中看出，本发明提供的酵母培养物的制备过程中，通过酵母菌液体发酵甜高粱秸秆，不仅有效增加秸秆营养利用度，增加饲料适口性，同时，产品工艺简易可控制，质量有保障，是一种具有多种功能的酵母培养物。

本发明的主要优点是：

1.发酵生产甜高粱秸秆，降低生产成本，提高原料利用率，并为酵母生长提供了丰富的蛋白质，维生素，等营养物质。

2.该产品除通过秸秆发酵，不仅具有秸秆的营养物质，还具有酵母培养物特有的营养与保健功能，添加于畜禽的饲料中，提高其对环境应激的适应能力，增强其免疫力与抗病力，提高经济效益。

具体实施方式

进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1：本发明的实施实例中，制备的酵母培养物包括以下步骤：

（1）分别用基础YEPD 液体培养基对三株生产菌进行复壮：挑取一环斜面菌株，接种于种子液培养基中，150 mL 三角瓶培养基装量为 50 mL，28~30℃、180~ 200 r/min 摇瓶培养 16~18 h，此为一级种子液，将此种子液以1~3%的接种量接入二级种子液培养基中，1000mL 三角瓶装液量 360 mL，28℃~30℃、180 ~200 r/min 摇瓶培养 16~18h；其中，基础YEPD液体培养基成分为葡萄糖：30~45 g/L，蔗糖：30~45 g/L，蛋白胨：8~13 g/L，(NH₄)₂SO₄：8~13g/L，酵母膏：18~24 g/L，KH₂PO₄：0.5~1.5 g/L，MgSO₄: 0.2~0.8 g/L，CaCl₂：0.1~0.5 g/L.初始pH 5.5；上述两种培养基均在 115℃条件下高温灭菌 25min。其中，接种的菌为2%的三种复合菌，菌株（4#：2#：1612）比例为2:1:1.

接着，将此种子培养液以 1~3％的接种量接入500 L的种子发酵罐进行扩繁，控制温度为28~30℃，有氧发酵 16~20 h，其中，刚接入时应缓慢转动转子，调节转速为40 r/min，2 h后，转速调至60 r/min，制得酵母发酵种子液，其中，种子罐液体培养基为：葡萄糖：30~45g/L，蔗糖：30~45 g/L，蛋白胨：8~13 g/L，(NH₄)₂SO₄：8~13 g/L，酵母膏：18~24 g/L，KH₂PO₄：0.5~1.5 g/L，MgSO₄: 0.2~0.8 g/L，CaCl₂：0.1~0.5 g/L. 初始pH 5.5, 115℃高压20min。

下面，将此种子培养液以 6~10％的接种量接入7T的发酵罐，控制温度为28~32℃，有氧发酵 20~24 h，其中7T发酵罐发酵培养基组成为：甜高粱秸秆汁液：4~10%（v/V），葡萄糖：2~6 g/L，玉米浆：5~25 g/L，KH₂PO₄：0.5~1.5 g/L，MgSO₄: 0.2~0.8 g/L，其中，当液体发酵10 h后开始补料，补料培养基组成：甜高粱秸秆汁液：15~55 g/L，玉米浆：5~25 g/L，尿素：1~3 g/L，共4~6次，每2~4 h一次；

（2）在接入大发酵罐的同一天，将固体培养基按配方比例与黑曲霉与米曲霉孢子粉，加入比例为3:7，加入固体发酵液，含水量为15~40%，好氧发酵10~16 h。固体培养基原料提前粉碎，使用10目筛子过筛，混匀，其中，固体培养基为粉碎甜高粱秸秆：20~45%，玉米粉：10~20 %，麸皮：30~40 %，喷浆玉米皮：10~15 %，玉米浆：10%~25%。

（3）把步骤1）得到的酵母培养液（含菌量为10~12亿CFU/mL）与步骤2）的固体培养基用混料机混匀，其水分控制在50~60%，在 20~35℃有氧发酵 18~24 h，得到固体发酵初产物。其中，此过程中，控制空气相对湿度为60~70%，pH 控制在 4.5~5.0，可有效的相对控制杂菌的生长。

（4）将上述固体发酵产物进行厌氧发酵，发酵24~48 h后，将其进行低温烘干，粉碎，包装后即为酵母培养物，该产品具有发酵特殊醇香味。

（5）产品检测，根据国标推荐方法3,5——二硝基水杨酸测定法检测固体发酵情况，用DNS法检测还原糖含量。

实施例2 是在实施例 1 基础上的进一步实施例，所述以黑曲霉与米曲霉固体添加比例为1:1。

实施例3 是在实施例 1 基础上的进一步实施例，所述以粉碎高粱秸秆粒径为3mm。

对比实施例是在实施例 1 基础上的进一步实施例，所述以玉米粉，麸皮，豆粕，米糠为固体基料发酵的菌株为黑曲霉2#。

实施例1-3得到的发酵饲料检测指标对比如下表：

	聚糖	酶活（IU/mL）	还原糖(g/mL)	粗蛋白
					实施例 1	2.31%	3.88	0.088	15.08%
实施例 2	2.40%	4.15	0.067	15.20%
					实施例 3	2.84%	4.55	0.070	16.15%
对比实施例	1.95%	3.06	0.073	15.84%

实例1中菌种复合发酵后，经过奶牛饲喂试验，用粪便分离筛进行粪便分析，与对照组相比，试验组的各层存留物比例达到理想水平，而对照组的各层存留物比例试验期间始终不理想。

实例2中菌种复合发酵后，经过奶牛饲喂试验，与对照组相比，试验组比对照组平均每头日多产奶1.6 kg，提高了5.4%，差异显著（P＜0.05）。

实例3中菌种复合发酵后，甘露聚糖含量显著增加，经过奶牛饲喂试验，与对照组相比，试验结束后，试验组比对照组的牛奶体细胞数低8.8万，降低了23.5%，差异显著（P＜0.05）。

综上所述，本发明采用优良的液固相结合的复合菌发酵饲料生产工艺，制备营养丰富、免疫活性高、适口性好、绿色环保及成本较低的发酵饲料。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。

Claims

1.一种用甜高粱秸秆发酵饲料的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

（1）秸秆处理：将收获的成熟甜高粱（生长约120天左右）秸秆清洗榨汁后，将所得汁液灭菌低温保存备用，所得固体残渣酸处理，烘干粉碎后保存备用；

（2）固体前期霉菌发酵：将固体培养基按配方与黑曲霉及米曲霉孢子粉加水混合均匀后，在一定条件下好氧发酵10~16 h后备用；

（3）菌株活化及液体发酵：将几株酵母菌株复壮活化，以一定的比例接种于摇瓶中，再通过种子罐到发酵罐进行逐级放大培养，得到混合酵母液体发酵培养液；

（4）甜高粱秸秆发酵饲料制备：将霉菌发酵好的固体培养基与酵母菌培养液混合，在一定条件下继续好氧发酵10~20 h，后进行厌氧发酵约24~36 h，将发酵产物烘干粉碎即为甜高粱秸秆发酵产品。

2.如权利要求 1 所述的一种用甜高粱秸秆发酵饲料的方法，其特征在于，所述菌种为自行选育适用于甜高粱秸秆汁液与残渣发酵的高活力生产菌种（黑曲霉2#，米曲霉8#，啤酒酵母4#，产朊假丝酵母2#，葡萄酒酵母1612）。

3.如权利要求1所述的一种用甜高粱秸秆发酵饲料的方法，其特征在于，所述步骤（2）所述固体培养基由以下物质按照质量百分比组成：粉碎甜高粱秸秆：20~45%，玉米粉：10~20%，麸皮：30~40 %，喷浆玉米皮：10~15 %，玉米浆：10%~25%；黑曲霉和米曲霉孢子粉混合比例为0.2~1，接种量为1~10%，固体培养基混合后的水分控制在15~40%，有氧发酵条件为：空气相对湿度 60~70%、发酵温度20~35℃。

4.如权利要求1所述的一种用甜高粱秸秆发酵饲料的方法，其特征在于，在所述步骤（3) 中，将所述啤酒酵母、产朊假丝酵母和葡萄酒酵母活化后，以 2~5%的接种量接种至液体培养基中，在20~35℃条件下有氧发酵 15~25 h，制得酵母菌液体发酵培养液。

5.如权利要求 1所述的一种用甜高粱秸秆发酵饲料的方法，其特征在于，所述 YEPD液体基础培养基的组成为：葡萄糖：20 g/L，蛋白胨：20 g/L，酵母膏10 g/L；一级摇瓶种子培养基组成为：葡萄糖：30~45 g/L，蔗糖：30~45 g/L，蛋白胨：8~13 g/L，(NH₄)₂SO₄：8~13 g/L，酵母膏：18~24 g/L，KH₂PO₄：0.5~1.5 g/L，MgSO₄: 0.2~0.8 g/L，CaCl₂：0.1~0.5 g/L. 初始pH 5.5~6.0, 115℃高压20 min，接种后控制该培养液转速在 160~180 r/min。

6.如权利要求 1所述的一种用甜高粱秸秆发酵饲料的方法，其特征在于，发酵罐利用深层培养法进行扩繁，培养基成分配比为：甜高粱秸秆汁液：4~10%（v/V，糖度为16%），葡萄糖：2~6 g/L，玉米浆：5~25 g/L，KH₂PO₄：0.5~1.5 g/L，MgSO₄: 0.2~0.8 g/L；其中，当液体发酵10 h后开始补料，补料培养基组成：甜高粱秸秆汁液：2~5%（v/V），玉米浆：5~25 g/L，尿素：1~3 g/L，共4~6次，每2~4 h一次。

7.如权利要求 1所述的一种用甜高粱秸秆发酵饲料的方法，其特征在于，将上述霉菌发酵好的固体培养基与酵母液体发酵液搅拌混匀，总水分控制在40%~80%，所述有氧发酵条件为：空气相对湿度 60~70%、发酵温度20~35℃，发酵菌液与接种的固体培养基混合后的水分控制在15~35%，接种量为1~10%。厌氧发酵条件为：空气相对湿度 60~70%、发酵温度20~45℃。

8.一种包含甜高粱秸秆的发酵饲料，其特征在于，所述饲料如权利要求 1~8 中任意一项所述的用甜高粱秸秆在发酵饲料的方法制备得到。

9.甜高粱秸秆在发酵饲料中的用途。

10.甜高粱秸秆发酵后在饲养动物中的用途。