CN107484572A

CN107484572A - 多功能稻草生物营养基质

Info

Publication number: CN107484572A
Application number: CN201710686990.2A
Authority: CN
Inventors: 张善财; 郭强; 郭坤; 温云山; 李冬宁; 郭臻; 陈宜浩; 喻应学; 郭伟; 张雅丽; 郭梓杰; 喻朝阳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-08-11
Filing date: 2017-08-11
Publication date: 2017-12-19

Abstract

本发明公开一种多功能稻草生物营养基质，应用多功能生物酵素发酵剂原料组份、辅料原料组份、合成发酵各种混合发酵料组份，通过生物工程方法，使稻草发酵转化生产出多功能稻草生物营养基质；稻草生物营养基质生产，以纤维素酶、多功能纤溶激活物生物催化剂和微生态复合有益菌种为主体制备的多功能生物酵素发酵剂，使用添加于稻草秸秆原料中，可以分解粗纤维，将纤维二糖、纤维三糖及其低分子纤维糊精分解为葡萄糖，大大提高了稻草发酵物的营养价值，18种氨基酸总量增加，多种营养成份明显提升，应用多功能稻草生物营养基质的工艺技术，可以生产多种复合生物营养基质，包括复合生物饲料营养基质、灵芝栽培营养基质、园艺栽培营养基质。

Description

多功能稻草生物营养基质

技术领域

本发明属于生物产业类领域，尤其是一种应用多功能纤溶激活物生物酵素发酵分解稻草，发酵转化的多功能稻草生物营养基质。

背景技术

在农业生产中，大量的稻草秸秆没有得到利用，而作为废弃物，浪费了资源又污染了环境；部份用于畜牧饲喂，但又消化率不高，其主要原因是大量的纤维没能得到转化；稻草农业废弃物处理过程中会产生硫化氢、氨气、二氧化碳、甲烷等空气污染气体；在基质的技术处理中，常规工艺产生次生污染物现象严重，很难解决发酵过程中的异味气体，EM菌高温持续时间短，设备投入成本高，基质成分质量差等问题；发酵稻草工艺复杂，成本高。本发明的制备和工艺方法解决了这个难题。

以多功能稻草生物营养基质生产制备系统为载体，提升多功能稻草生物营养基质功能为产品目标取向，以创新技术提升高效益经济性能；营养基质不仅保存了发酵原料中原有的营养物质，而且通过发酵代谢产生了一些新的生物活性成分；稻草的营养成分：粗蛋白含量为3%～5%，粗脂肪为0.6～1%左右，粗纤维为32～35%，粗灰分约为10～17%，无氮浸出物40～45%，水分5～10%。

以纤维素酶、多功能纤溶激活物生物催化剂和微生态复合有益菌种为主体制备的多功能生物酵素，使用添加于稻草秸秆原料中，可以分解纤维，将纤维二糖、纤维三糖及其低分子纤维糊精分解为葡萄糖；多功能生物酵素复合酶降解粗纤维（配合了分解各种抗营养因子如粘性多糖的非内源性酶），能把粗纤维原料大分子有机物（木质素、甲壳素等）分解为小分子有机物（糖类、酶类等），加之发酵物本体及其分泌（合成）的活性酶等物质的存在，大大提高了稻草粗纤维发酵物的营养价值，18种氨基酸总量明显增加，不同营养成份提高，稻草粗纤维发酵物营养转化率提高，降低了成本。

纤维素酶广泛存在于自然界的生物体中，细菌、真菌、动物体内等都能产生纤维素酶；一般用于生产的纤维素酶来自于真菌，比较典型的有木酶属、曲酶属和青霉属；自然界中很多真菌都能分泌纤维素酶，由许多具有高协同作用的酶组成，可分成三类：①外切葡聚糖酶C₁；②内切葡聚糖酶Cx；③β～葡萄糖苷酶βG。C₁酶：这是对纤维素最初起作用的酶，它破坏纤维素链的结晶结构，起水化作用。即C₁酶是作用于不溶性纤维素表面，使用结晶纤维素链开裂，长链纤维素分子末端部分游离，从而使纤维素链易于水化。C_X酶：作用C₁酶活化的纤维素，分解β～1，4链的纤维素酶。主要包括内切～1，4～β～葡聚糖酶和外切～1，4～β～葡聚糖酶。前者是从高分子聚合物内部任意位置切开β～1，4链，主要生成纤维二糖、纤维三糖等，后者作用于低分子多糖，从非还原性末端游离出葡萄糖。βG酶：即作用为将纤维二糖、纤维三糖及其低分子纤维糊精分解为葡萄糖。上述三种纤维素酶在分解纤维素时，任何一种酶都不能裂解晶体纤维素，只有三种酶共同存在并协同作用时，才能完成水解过程。

多功能纤溶激活物它内含丰富的线形的高分子糖，即天然的中性粘多糖，其具有良好的生物相容性和生物降解性，多功能纤溶激活物是由具有高协同作用的复合酶组成，属于生物催化剂；它以黄粉虫、蝇蛆、蚯蚓、蜗牛、动物内脏等为原料，经过生物制备生产而成；它应用范围广，能使纤维水解生成纤维二糖、葡萄糖等，可消解醪液中的纤维、果胶质，充分释放淀粉、蛋白质，促进酵母旺盛发酵，增加生产率，降低酵液粘度，加速原料液化、糖化，缩短发酵时间，增加营养；多功能纤溶激活物生物催化剂是酵素发酵的共性关键技术。

多功能生物酵素发酵剂发酵稻草，应用技术体系采用自主研发的耐高温高压微生物益生菌活菌簇、多功能纤溶激活物与纤维素酶组配，可达到综合效应。形成的发酵技术内核“超级催化酶”，是一组广泛的消化酶和代谢酶，能够综合且强力地将包括多肽类和多糖的强大有效的活性微生物组合。稻草原料发酵制备方法发明的创新，将多功能纤溶激活物与纤维素酶、益生菌结合使用添加于稻草原料中发酵，可以分解纤维，将纤维二糖、纤维三糖及其低分子纤维糊精分解为葡萄糖。多功能纤溶激活物复合酶降解粗纤维（配合了分解各种抗营养因子如粘性多糖的非内源性酶），能把植物纤维原料大分子有机物（木质素、甲壳素等）分解为小分子有机物（糖类、酶类等），加之发酵物本体及其分泌（合成）的活性酶等物质的存在，大大提高了植物纤维发酵物的营养价值，18种氨基酸总量明显增加，提高不同营养成份。

应用多功能生物酵素发酵剂发酵稻草，把稻草原料，以快速方便的方法，将传统90天发酵时间缩短为15天，对原料中的毒素、霉菌等抗营养因子一次性脱除；用多功能纤溶激活物催化剂使自然生化反应高速提增，提高了发酵稻草转化率，具有“点石成金”的效应。

多功能稻草生物营养基质的制备技术利用了生物转化方式，通过发酵稻草制备合成发酵代谢产生了一些新的生物活性功能有效成份；稻草多种复合生物营养基质合成发酵可使多种微生物复合菌培育而成菌群，形成了一个复杂而又稳定的微生态系统，相互协作，互惠互利，共生共栖的现象。

辅料配合发酵提升多功能稻草生物营养基质功能，提升高效益经济性能。营养基质不仅保存了发酵原料中原有的营养物质，而且通过发酵代谢产生了一些新的生物活性成分。

单一的稻草秸秆粗蛋白含量低，氨基酸组成不平衡，色氨酸、赖氨酸、蛋氨酸少，生物学价值低，矿物质中钙少磷多，畜禽养殖不易消化吸收，另外缺少维生素，因此在生产上应与能量饲料、蛋白质饲料、矿物质饲料和维生素饲料配合使用；玉米、米糠、木薯等粮食作物是能量饲料，淀粉含量高，粗脂肪含量高，蛋氨酸含量高，含有丰富的磷，维生素E、维生素B1、维生素D、烟酸，有效能值高，适口性好，易消化；淀粉能量饲料与稻草配伍发酵，对粗纤维中的植物活性成分更加充分利用，提高了饲料转化效率；同时也降低了饲料成本，提高了产品的能量和适口性，增效较好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能稻草生物营养基质，包括复合生物饲料营养基质、灵芝栽培营养基质、园艺栽培营养基质等多种营养基质。

本发明技术解决方案如下：

1、一种多功能稻草生物营养基质，应用多功能生物酵素发酵剂原料组份、辅料原料组份、合成发酵各种混合发酵料组份，通过生物工程方法，使稻草发酵转化生产出多功能稻草生物营养基质，包括复合生物饲料营养基质、灵芝栽培营养基质、园艺栽培营养基质等多种营养基质，其特征在于：

所述的多功能生物酵素发酵剂配制的原料组份的配比为：多功能纤溶激活物生物催化剂1%、纤维素C₁酶1%、纤维素Cx酶1%、纤维素βG酶2%、乳酸菌25%、醋酸菌15%、酵母菌25%、光合菌5%、嗜酸嗜糖菌2%、假丝酵母5%、假丝状白地霉菌3%、铁红假丝酵母5%、红发夫菌5%、红糖5%；

所述的各种辅料原料加入的比例，复合生物饲料营养基质辅料原料组份为：木薯粉35%、玉米粉25%、米糠30%、矿物质微量元素2%、多种维生素2%、多种氨基酸1%、磷酸氢钙3%、葡萄糖酸钙2%；灵芝栽培营养基质辅料原料组份为：麸皮80%，多种矿物质10%、磷酸氢钙5%、葡萄糖酸钙5%；园艺栽培营养基质辅料原料组份为：多种矿物质20%、磷酸氢钙15%、干鸡粪65%；

所述的合成发酵各种混合发酵料组份加入的比例，复合生物饲料营养基质组份为：稻草发酵料70%，辅料28%、多功能生物酵素发酵剂2%；灵芝栽培营养基质组份为：稻草发酵料80%，辅料15%、发酵剂5%；园艺栽培营养基质组份为：稻草发酵料75%，辅料23%、发酵剂2%。

2、如技术方案1所述的多功能稻草生物营养基质，其中，前处理的稻草料经过切草机切成段（1～2cm），浸泡加入PH：5.2醋酸作为缓冲液，浸泡24小时，控制温度30℃40℃，反应条件为PH：4.0～5.5，稻草浸泡后作为湿料备用。

3、如技术方案1所述的多功能稻草生物营养基质，生产关键工艺技术控制方法：①、稻草发酵料调节总水分50%～60%左右，注意密封发酵，加料过程注意尽量排空里面的气体；②、稻草发酵合成起始温度控制在15℃以上，冬季注意保温，发酵控制温度35℃～60℃，反应条件为PH：4.0～5.5；③、稻草生物营养基质合成根据不同的产品要求发酵300小时至360小时；将发酵后的多功能稻草生物营养基质，进行质量检测、计量、密封包装（贮存）为成品。

本发明采用多功能稻草生物营养基质制备技术，分解稻草纤维，可生产复合生物饲料营养基质、灵芝栽培营养基质、园艺栽培营养基质等多种复合生物营养基质，从而形成一条以低聚木糖为生物品质核心效益的稻草秸秆高值利用的新型农业产业链。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明进一步描述：

一种多功能稻草生物营养基质，应用多功能生物酵素发酵剂原料组份、辅料原料组份、合成发酵各种混合发酵料组份，通过生物工程方法，使稻草发酵转化生产出多功能稻草生物营养基质，包括复合生物饲料营养基质、灵芝栽培营养基质、园艺栽培营养基质等多种营养基质；

生产时，将稻草原料经过切草机切成段（1～2cm），过筛去除砂尘杂质后，稻草料进入浸泡槽浸泡，加入PH：5.2醋酸作为缓冲液，浸泡24小时，待用。

所述的多功能生物酵素发酵剂配制的原料组份按配比称量：多功能纤溶激活物生物催化剂原料1%、纤维素C₁酶1%、纤维素Cx酶1%、纤维素βG酶2%、乳酸菌25%、醋酸菌15%、酵母菌25%、光合菌5%、嗜酸嗜糖菌2%、假丝酵母5%、假丝状白地霉菌3%、铁红假丝酵母5%、红发夫菌5%、红糖5%。

所述的各种辅料原料加入的比例，复合生物饲料营养基质辅料原料组份按配比称量：木薯粉35%、玉米粉25%、米糠30%、矿物质微量元素2%、多种维生素2%、多种氨基酸1%、磷酸氢钙3%、葡萄糖酸钙2%；灵芝栽培营养基质辅料原料组份按配比称量：麸皮80%，多种矿物质10%、磷酸氢钙5%、葡萄糖酸钙5%；园艺栽培营养基质辅料原料组份按配比称量：多种矿物质20%、磷酸氢钙15%、干鸡粪65%。

所述的合成发酵各种混合发酵料组份加入的比例，复合生物饲料营养基质按配比称量：稻草发酵料70%，辅料28%、多功能生物酵素发酵剂2%；灵芝栽培营养基质按配比称量：稻草发酵料80%，辅料15%、发酵剂5%；园艺栽培营养基质按配比称量：稻草发酵料75%，辅料23%、发酵剂2%。

生产关键工艺技术控制方法：①、稻草发酵料调节总水分50%～60%左右，注意密封发酵，加料过程注意尽量排空里面的气体；②、稻草发酵合成起始温度控制在15℃以上，冬季注意保温，发酵控制温度35℃～60℃，反应条件为PH：4.0～5.5；③、稻草生物营养基质合成根据不同的产品要求发酵300小时至360小时；将发酵后的多功能稻草生物营养基质，进行质量检测、计量、包装为成品。

发酵的营养基质送至成品贮存场堆放，加塑料膜盖密封贮存90天内可随时取用，也可以密封包装外送。

本发明的生物技术发酵机制：应用多功能生物酵素与稻草原料辅料混合后，在纤维素酶与多功能纤溶激活物之辅酶（β～葡聚糖酶136万U/ml, 纤维素酶11万U/ml, 半纤维酶15万U/ml,果胶酶0.8万U/ml）的辅助下，微生物迅速繁殖启动，微生物发酵剂中乳酸菌等马上把原料中的PH值降低，使有害菌包括黄曲毒素无法生存并自溶（有害菌不喜欢酸性环境），在发酵过程中，黄曲毒素和原料中的有毒物质氰氢酸、亚麻苦苷等（包括其他配料中的毒素）在微生物的发酵中被分解和脱除，复合酶开始降解粗纤维，同时生成大量的糖分，将原料的一些成分转化为菌蛋白；在有一种微微的甜酒香味飘出时，发酵完成。

本发明的多功能稻草生物营养基质产品性能与效应：

1、复合生物饲料营养基质功能提升效应

利用多功能生物酵素，将稻草与玉米、米糠、木薯等能量饲料配合发酵，从中产生形成的多糖和复合多糖，能够显著提高动物体血清溶菌酶活力，具激发动物的免疫力系统活力、调节体内状态的功效，能够有效“锻炼”免疫系统，使其能够及时准确应对外界侵扰；发酵稻草生物营养基质含有丰富的酶、多肽成份，可替代以往饲料中的化学生长素添加剂、化学抗生素药物；而且提高了食品安全性和环境保护功能。由于多功能生物酵素，具有无药残、不会产生耐药性，安全、无毒、高效、低成本、不污染环境等诸多优点；利用生物酵素提高养殖动物的非特异性免疫抗病能力已成为国内外养殖病害防治领域的研究重点；因此，生物酵素发酵稻草营养基质对健康养殖业的发展具有重要意义。

畜禽养殖高能饲料投入成本高；高能饲料以利用率高、稳定性好、便于直观观察等优点已普遍应用于养殖中；但是，单一投喂高能饲料，投入成本高，饲料的蛋白含量过高很容易造成整个机体状态失衡，动物体体型较为肥胖，出现“脂肪过多，能量过剩，营养失衡”问题和相关疾病；高能饲料增加了肝脏负担，特别是在高密度养殖的时候，很容易造成亚健康状态诱发动物肝胆综合症；但是盲目地向饲料中添加过多的粗纤维饲料，致使容易造成饲料中蛋白质及热量的水平过低，影响动物的生长；如何进行饲料的科学配比，依然是动物养殖的一个重要关注点；饲料配方不当，动物消化不良，使粪便发酵产生大量的氨气和硫化氢等臭味体；在养殖中，高能饲料蛋白含量过高，致使70%的氨没有被动物吸收，随粪便排泄而成为环境的污染源；动物粪便处理是养殖业环保治理的关键。

以稻草粗纤维蛋白替代高能饲料过高的蛋白含量；通过使用稻草粗纤维蛋白，增加饲料中粗纤维含量，经过生化发酵处理，提升了粗纤维蛋白质含量和能量并且促进吸收消化，对粗纤维中的植物活性成分更加充分利用，提高了养殖饲料转化效率；以粗纤维蛋白解决养殖动物粪便污染；稻草粗纤维蛋白的高密度发酵技术，其明显效果：能消除有机物、腐殖质，从而净化环境；降解氨氮、亚硝基氨、分解硫化氢；增加养殖动物体内的有益菌种，抑制有害细菌生长，增加抗病能力；稳定的PH值，补充微量元素；解决养殖污染的有效途径是在饲养中添加生物酵素营养基质，使动物体内氨氮的吸收明显提高。

、灵芝栽培专用营养基质植物合成凝集灵芝多糖成份效应

灵芝品质中的重要营养成份，这跟富含灵芝多糖、β～葡聚糖、硒、牛磺酸等含量的多寡有关。多功能稻草生物营养基质，利用生物转化方式，对特定的、功能性强的营养成分进行增加特定代谢路径以增强转化效率，从而达到提高有效活性成分的含量。以多功能纤溶激活物靶向凝集功能，通过植物吸收的生物链效应，品质调控使自然生化反应催化提速，提高了转化率，灵芝多糖成份明显提高。多功能纤溶激活物靶向合成凝集灵芝所需而难以合成的多糖物质、硒微量元素等，使传统的提升灵芝多糖功能凝集等难以达到的效应变成了现实。

、园艺栽培营养基质长效保水有机栽培效应

园艺基质一般是指采用泥炭、椰糠、珍珠岩、枯枝落叶等堆肥原料，根据不同的植物生长特性，配制适合特定条件下的专用栽培营养基质；在花卉、蔬菜和特种果树栽培尤其是设施农业中大量使用泥炭，造成泥炭被过量开采，导致生态环境的恶化；稻草园艺栽培营养基质生产出高品质有机栽培基质，促进了循环农业的发展；解决农业废弃物污染问题，有利于减少泥炭资源的破坏，大力保护生态环境；稻草园艺栽培营养基质是保水轻质有机肥料，可用于城市保水绿化、屋顶阳台的轻质减负栽培、盆栽和高尔夫球场草坪等场所的长效有机栽培。

Claims

1.一种多功能稻草生物营养基质，应用多功能生物酵素发酵剂原料组份、辅料原料组份、合成发酵各种混合发酵料组份，通过生物工程方法，使稻草发酵转化生产出多功能稻草生物营养基质，包括复合生物饲料营养基质、灵芝栽培营养基质、园艺栽培营养基质等多种营养基质，其特征在于：

2.如权利要求1所述的多功能稻草生物营养基质，其特征在于，所述稻草物料前处理装置的稻草料经过切草机切成段1～2cm，浸泡加入PH：5.2醋酸作为缓冲液，浸泡24小时；控制温度30℃～40℃，反应条件为PH：4.0～5.5，稻草浸泡后作为湿料备用。

3.如权利要求1所述的多功能稻草生物营养基质，其特征在于，所述的生产工艺技术控制方法：①、稻草发酵料调节总水分50%～60%左右，注意密封发酵，加料过程注意尽量排空里面的气体；②、稻草发酵合成起始温度控制在15℃以上，冬季注意保温，发酵控制温度35℃～60℃，反应条件为PH：4.0～5.5；③、稻草生物营养基质合成根据不同的产品要求密封发酵300小时至360小时。