CN108077559A - 一种微生物发酵饲料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种微生物发酵饲料及其制备方法，属于发酵饲料领域。将玉米胚芽粕、玉米蛋白、玉米浆和玉米麸皮分别经打散后与菌种混合液混合，混合重量比例为(26～32):(8～18):(9～19):(38～44):(2～3)，装入不透气的包装袋，该包装袋上设有单向排气阀，气体仅可通过所述单向排气阀从袋内排出袋外，包装袋中的发酵原料与密封在袋中的空气的体积比为10：1，发酵条件为：发酵温度为25‑32℃，发酵时间为120‑140小时，发酵pH值为5.5‑6.4。本发明开发的微生物发酵饲料含有微生物生长代谢产生的有机酸，可调节肠道的pH值，不含抗生素，无任何药物和有害物质，有效改善肉、蛋、奶等畜禽产品品质，可用于生产绿色畜禽产品。

Description

一种微生物发酵饲料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种饲料，尤其涉及发酵饲料，属于发酵饲料领域。
背景技术
玉米主要由胚芽、胚体乳及种皮组成。玉米深加工是以玉米为原料，经精选、浸泡、破碎、细磨、筛分、分离蛋白、脱水及干燥制成淀粉的同时,可得到玉米浆、玉米胚芽、玉米蛋白、玉米渣、玉米秸秆等副产品。目前每生产一吨玉米，可产生玉米副产品：玉米浆0.09吨、胚芽粕0.07吨、玉米蛋白粉0.056吨、玉米麸皮饲料0.13吨。
玉米采用亚硫酸逆流进行浸泡，通过换热器保持玉米颗粒与温度约为51±1℃的亚硫酸浸泡水接触，进行浸泡，浸泡时间42-48小时，后蒸发玉米浸泡液将干物含量浓缩至38-45％，玉米进入破碎阶段，剩余玉米浆。
玉米破碎，其中一级破碎和二级破碎都是通过对浸后玉米的破碎来提取胚芽，每一步都伴随着“重力”(或称“浮力)”式分离。输送玉米时，水与玉米的比为3:1－4:1。三级破碎，精磨磨制主要是使全部淀粉与纤维和麸质脱开，呈游离状态，得到玉米麸皮。
胚芽的加工，包括胚芽分离、洗涤，干燥，胚芽的比重小，将分离后的胚芽进行玉米油压榨，将玉米油压榨后得到玉米胚芽粕。
将初淀粉乳与蛋白的分离，物料进入预浓缩离心机，将物料中过量的水提出，浓缩后的物料进入主离心机，将淀粉乳与蛋白分离，由此得到玉米蛋白。
益生菌(Probiotics)是指投入后通过改善宿主肠道菌群生态平衡而发挥有益作用，达到提高宿主(人和动物)健康水平和健康佳态的活菌制剂及其代谢产物。目前，应用于饲料生产的益生菌菌种主要有乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌和某些真菌、放线菌及光合细菌等。利用这些益微生物的复合菌剂，发酵处理玉米深加工副产品，再添加一定量的能量饲料、蛋白饲料、维生素、矿物质和微量元素，可生产出营养结构全面、易被动物吸收的低成本高附加值的生物发酵饲料。
发明内容
本发明提供一种微生物发酵饲料及其制备方法。
本发明采取的技术方案是：包括下列步骤：
将玉米胚芽粕、玉米蛋白、玉米浆和玉米麸皮分别经打散后与菌种混合液混合(乳杆菌的接种量为1×108cfu/g，芽孢杆菌的接种量为1×106cfu/g，酵母菌的接种量为1×108cfu/g，光合菌接种量1×107cfu/g)，混合重量比例为(26～32):(8～18):(9～19):(38～44):(2～3)，装入不透气的包装袋，该包装袋上设有单向排气阀，气体仅可通过所述单向排气阀从袋内排出袋外，包装袋中的发酵原料与密封在袋中的空气的体积比为10：1，发酵条件为：发酵温度为25-32℃，发酵时间为120-140小时，发酵pH值为5.5-6.4。
本发明的微生物发酵饲料制备方法利用工业副产物作为发酵原料，制作高能量饲料或高蛋白质饲料原料，对副产品进行有机整合、变废为宝，使产品经济效益最大化；采用复合菌种进行微生物发酵，提高饲料原料中的营养成分和吸收率，能极大提高副产品的营养价值；另外，该制备方法生产工艺简单、成本低廉、制作周期短，便于大规模生产。
本发明开发的微生物发酵饲料含有微生物生长代谢产生的有机酸，可调节肠道的pH值，完全代替饲料酸化剂；含有乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌等，优化肠道菌群，抑制肠道中有害微生物的生长,可以很好地解决动物的营养性腹泻；去除粪便臭味，改善圈舍环境，减少排泄物中磷剂有害物质对环境的污染；可大幅度降低抗生素及化学合成药物的使用量，且产品本身不含抗生素，无任何药物和有害物质，有效改善肉、蛋、奶等畜禽产品品质，可用于生产绿色畜禽产品。
以玉米加工副产品为主要原料生产微生物发酵饲料，解决了玉米加工副产品易造成污染、环保成本高的问题；在生产过程中，充分利用各种副产物、添加微生物进行发酵，减少废液、废渣、废气的产生。通过本项目的实施，综合利用玉米深加工副产品，不但节约环保成本，还能生产出附加值更高的生物发酵饲料产品，为企业创造更多的经济效益；同时，丰富及延长了本单元饲料产品。
使用微生物发酵饲料可以有效缓解现代养殖业带来的人畜共粮、环境污染与食品安全等问题。
具体实施方式
实施例1
将玉米胚芽粕、玉米蛋白、玉米浆和玉米麸皮分别经打散后与一定重量份菌种混合液混合(乳杆菌的接种量为1×108cfu/g，芽孢杆菌的接种量为1×106cfu/g，酵母菌的接种量为1×108cfu/g，光合菌接种量1×107cfu/g)，混合比例为26:8:19:44:3，混合后装入不透气的包装袋，该包装袋上设有单向排气阀，气体仅可通过所述单向排气阀从袋内排出袋外，包装袋中的发酵原料与密封在袋中的空气的体积比为10：1，发酵条件为：发酵温度为25℃，发酵时间为120小时，发酵pH值为5.5。
菌体密度通过平板计数法测定测得，乳杆菌、酵母菌和芽孢杆菌分别使用的平板培养基配制方法如下：
乳杆菌平板培养基：称取MRS肉汤培养基55.2g/L，琼脂10.14g/L，加蒸馏水定容，调节pH值为6.2，120℃，20min灭菌，制成平板培养基，空培养24h后使用。
酵母菌平板培养基：称取酵母粉10g/L，蛋白胨20g/L，葡萄糖20g/L，琼脂14g/L，加蒸馏水定容，调节pH值为6.0，120℃，20min灭菌，制成平板培养基，空培养24h后使用。
芽孢杆菌平板培养基：称取酵母粉5g/L，蛋白胨10g/L，葡萄糖5g/L，氯化钠10g/L，琼脂20g/L，加蒸馏水定容，调节pH值为7.20，120℃，20min灭菌，制成平板培养基，空培养24h后使用。
光合菌培养基：氯化氨1g/L，磷酸氢二钾0.5g/L，氯化镁0.2g/L，氯化钠2g/L，酵母膏0.1g/L，加入过滤的碳酸氢钠5.0g/50ml水；50ml过滤的乙醇。调PH＝7.0，120℃，20min灭菌，制成平板培养基，空培养24h后使用。
菌体密度采用平板计数法测定，称取5.0g物料到45g无菌水中，放置摇床培养(温度32℃，转速120rpm/min，时间40min-50min)，然后取0.1ml培养液至0.9ml无菌水摇匀，稀释至一定的梯度、涂布至相应菌种的平板培养基，放置恒温箱30℃培养48h。计数方法：一个稀释度的菌落数为30-300个菌落数，则以该稀释度菌落数除以涂布平板所用稀释液体积(0.1ml)，乘以稀释倍数作为该样品的菌体总数。
该实施例中，总酸通过化学滴定法测得，水分通过《GB/T 6435饲料水分和其它挥发性物质含量的测定方法》测得，以干基计粗蛋白通过《GB/T 6432饲料中粗蛋白测定方法》测得，以干基计粗灰分通过《GB/T 6438-2007饲料中粗灰分的测定》测定，以干基计粗纤维通过《GB/T 6434饲料中粗纤维测定方法》测定，以干基计粗脂肪通过《GB/T 6433饲料中粗脂肪的测定》测定。
最终测得所得微生物发酵饲料原料的水分含量为41.2重量％，pH值4.1，以乳酸计总酸为4.8重量％，乳杆菌含量为7.8×108cfu/g，芽孢杆菌含量为6.9×106cfu/g，酵母菌含量为7.0×108cfu/g，光合菌含量为5.9×107cfu/g；以干基计粗蛋白为21.03重量％，以干基计粗脂肪为4.66重量％，以干基计粗灰分为7.9重量％，以干基计粗纤维为7.43重量％。
实施例2
将玉米胚芽粕、玉米蛋白、玉米浆和玉米麸皮分别经打散后与一定重量份菌种混合液混合(乳杆菌的接种量为1×108cfu/g，芽孢杆菌的接种量为1×106cfu/g，酵母菌的接种量为1×108cfu/g，光合菌接种量1×107cfu/g)，混合比例为32:18:9:38:2.5，混合后装入不透气的包装袋，该包装袋上设有单向排气阀，气体仅可通过所述单向排气阀从袋内排出袋外，包装袋中的发酵原料与密封在袋中的空气的体积比为10：1，发酵条件为：发酵温度为28℃，发酵时间为130小时，发酵pH值为6.0。
最终测得所得微生物发酵饲料原料的水分含量为41.2重量％，pH值4.1，以乳酸计总酸为4.6重量％，乳杆菌含量为7.4×108cfu/g，芽孢杆菌含量为6.3×106cfu/g，酵母菌含量为6.7×108cfu/g，光合菌含量为5.3×107cfu/g；以干基计粗蛋白为18.03重量％，以干基计粗脂肪为4.01重量％，以干基计粗灰分为8.9重量％，以干基计粗纤维为6.43重量％。
实施例3
将玉米胚芽粕、玉米蛋白、玉米浆和玉米麸皮分别经打散后与一定重量份菌种混合液混合(乳杆菌的接种量为1×108cfu/g，芽孢杆菌的接种量为1×106cfu/g，酵母菌的接种量为1×108cfu/g，光合菌接种量1×107cfu/g)，混合比例为29:9:19:44:2，混合后装入不透气的包装袋，该包装袋上设有单向排气阀，气体仅可通过所述单向排气阀从袋内排出袋外。包装袋中的发酵原料与密封在袋中的空气的体积比为10：1，发酵条件为：发酵温度为32℃，发酵时间为140小时，发酵pH值为6.4。
最终测得所得微生物发酵饲料原料的水分含量为41.5重量％，pH值5.1，以乳酸计总酸为2.8重量％，乳杆菌含量为6.8×107cfu/g，芽孢杆菌含量为6.0×106cfu/g，酵母菌含量为6.0×107cfu/g，光合菌含量为4.9×106cfu/g；以干基计粗蛋白为21.83重量％，以干基计粗脂肪为4.86重量％，以干基计粗灰分为7.12重量％，以干基计粗纤维为7.37重量％。
上述实施例所述玉米加工副产品原料如下表1
副产品 脂肪％ 灰分％ 水分％ 蛋白质％
玉米浆 1-1.8 16-20 ≤60 ≥38
玉米蛋白 0.5-1 2-3 ≤11.0 58.0-60
玉米麸皮 3-4.5 5-7 ≤12.0 15-18
玉米胚芽粕 1.5-2 4-6 ≤12.0 23-25
上述实施例菌种均来自玉米深加工国家工程研究中心，芽孢杆菌种子液、乳杆菌种子液和酵母菌种子液分别由芽孢杆菌、乳杆菌和酵母菌经过摇瓶种子培养、一级种子培养两步培养过程完成。具体制备方法如下：
选取酵母菌、枯草芽孢杆菌、乳杆菌、光合菌四种菌作为复合菌种。
(1)摇瓶种子培养
摇瓶种子培养过程为配制下述培养基，121℃，20min高温灭菌，冷却后取菌悬液接入培养基中，在对应控制参数条件下培养，培养过程测定OD(波长600nm、比色皿宽度1cm)和pH值，达到终止参数时，摇瓶种子培养完成。
乳杆菌：
培养基：MRS肉汤培养液48克于1000ml水中，调节pH值6.2±0.1。
控制参数：30℃，静置条件下进行厌氧培养。
终止参数：OD≥0.250
枯草芽孢杆菌：
培养基：酵母粉5g、蛋白胨10g、葡萄糖5g、氯化钠10g、用水定容至1000ml，用1mol/L NaOH溶液调节pH至偏碱性。
控制参数：35℃、160r/min。
终止参数：OD≥0.120
酵母菌：
培养基：蛋白胨19g，葡萄糖19g，酵母浸膏9.5g，用水定容1000ml。
控制参数：30℃、200r/min，终止参数：OD≥0.320
光合菌：
培养基：氯化氨1g，磷酸氢二钾0.5g，氯化镁0.2g，氯化钠2g，酵母膏0.1g，用水定容至1000ml。
控制参数：30℃、200r/min。
终止参数：OD≥0.420
(2)一级种子培养
一级种子培养过程为配制如表2所示原辅料种类和添加比例的一级种子培养基于扩培罐中，121℃，20min高温灭菌，冷却后，取摇瓶培养后的培养基100mL接入一级种子培养基500L中，在如表2所示控制参数条件下培养，培养过程测定OD(波长600nm、比色皿宽度1cm)、pH值，培养至表2所示终止参数时，一级种子培养完成。
表2原辅料种类和添加比例
注：玉米浆为玉米用亚硫酸溶液浸泡、稀玉米浆浓缩后得到的玉米浆，其中干物为48重量％，玉米浆、玉米胚芽粕、玉米蛋白、玉米麸皮购自吉林中粮生化能源(榆树)有限公司。
葡萄糖购自吉林中粮生化能源(榆树)有限公司。

Claims (6)

1.一种微生物发酵饲料，其特征在于是由下列步骤得到的：
将玉米胚芽粕、玉米蛋白、玉米浆和玉米麸皮分别经打散后与菌种混合液混合，乳杆菌的接种量为1×108cfu/g，芽孢杆菌的接种量为1×106cfu/g，酵母菌的接种量为1×108cfu/g，光合菌接种量1×107cfu/g，混合重量比例为(26～32):(8～18):(9～19):(38～44):(2～3)，装入不透气的包装袋，该包装袋上设有单向排气阀，气体仅可通过所述单向排气阀从袋内排出袋外，包装袋中的发酵原料与密封在袋中的空气的体积比为10：1，发酵条件为：发酵温度为25-32℃，发酵时间为120-140小时，发酵pH值为5.5-6.4。
2.如权利要求1所述的一种微生物发酵饲料的制备方法，其特征在于包括下列步骤：
将玉米胚芽粕、玉米蛋白、玉米浆和玉米麸皮分别经打散后与菌种混合液混合，乳杆菌的接种量为1×108cfu/g，芽孢杆菌的接种量为1×106cfu/g，酵母菌的接种量为1×108cfu/g，光合菌接种量1×107cfu/g，混合重量比例为(26～32):(8～18):(9～19):(38～44):(2～3)，装入不透气的包装袋，该包装袋上设有单向排气阀，气体仅可通过所述单向排气阀从袋内排出袋外，包装袋中的发酵原料与密封在袋中的空气的体积比为10：1，发酵条件为：发酵温度为25-32℃，发酵时间为120-140小时，发酵pH值为5.5-6.4。
3.根据权利要求2所述的一种微生物发酵饲料的制备方法，其特征在于：所述玉米胚芽粕是胚芽加工得到的副产品，包括胚芽分离、洗涤，干燥，胚芽的比重小，将分离后的胚芽进行玉米油压榨，将玉米油压榨后得到玉米胚芽粕。
4.根据权利要求2所述的一种微生物发酵饲料的制备方法，其特征在于：所述玉米蛋白是：将初淀粉乳与蛋白的分离，物料进入预浓缩离心机，将物料中过量的水提出，浓缩后的物料进入主离心机，将淀粉乳与蛋白分离，由此得到玉米蛋白。
5.根据权利要求2所述的一种微生物发酵饲料的制备方法，其特征在于：所述玉米浆是：玉米采用亚硫酸逆流进行浸泡，通过换热器保持玉米颗粒与温度约为51±1℃的亚硫酸浸泡水接触，进行浸泡，浸泡时间42-48小时，后蒸发玉米浸泡液将干物含量浓缩至38-45％，玉米进入破碎阶段，剩余玉米浆。
6.根据权利要求2所述的一种微生物发酵饲料的制备方法，其特征在于：所述玉米麸皮是：玉米破碎，其中一级破碎和二级破碎都是通过对浸后玉米的破碎来提取胚芽，每一步都伴随着“重力”式分离，输送玉米时，水与玉米的比为3:1－4:1，三级破碎，精磨磨制主要是使全部淀粉与纤维和麸质脱开，呈游离状态，得到玉米麸皮。
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