CN108991222A - 利用精氨酸发酵次级产物生产反刍动物营养型舔砖的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及利用精氨酸发酵次级产物生产反刍动物营养型舔砖的方法。以精氨酸发酵次级产物湿粉为主要原料，添加糖蜜和微量元素，以有益微生物菌群中的酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌为发酵菌株，发酵培养基中含有硒和锰，酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌，经过固体制种、液体种子扩大培养，将三种菌的种子液与发酵原料均匀搅拌混合后，经过固体发酵，添加食盐、膨润土，经挤压、成型、干燥，得到用精氨酸发酵次级产物生产的反刍动物营养型舔砖。本产品在反刍动物养殖中的肉牛、奶牛和肉羊、奶羊中应用，使用方便、适口性好、可以作为营养性补充制剂，可提高生长速度和产奶量、产肉量，受胎率，改善胴体品质，净化养殖环境。

Description

利用精氨酸发酵次级产物生产反刍动物营养型舔砖的方法
技术领域
本发明涉及微生物发酵技术和反刍动物营养及养殖技术，具体的说是一种利用精氨酸发酵次级代谢产物生产反刍动物营养型舔砖的方法。
背景技术
近年来，随着人民生活水平的提高,人们的消费观念，膳食结构，发生了巨大的改变，人们从吃的饱，吃的好，吃的精，到吃的安全，吃的健康。为此，人们对畜牧养殖行业和饲料生产行业，提出了更高的要求，从数量型往质量型转变。膳食结构接改变，主要是对于低脂肪、高蛋白的牛肉及其奶制品需求越来越多,在肉牛和奶牛存栏头数短期内不可能激增的情况下,尽快缓解矛盾的唯一办法是改善饲养管理水平，提高肉牛的产肉率和奶牛产奶量和受胎能力。目前肉牛和奶牛饲养水平低下的主要症结是优质蛋白原料来源、日粮结构单一、营养成分无法完全满足动物的生产性能。解决的主要途径是充分利用尿素等非蛋白氮(NPN),可利用的氨基酸等速补营养，可利用的有机微量元素等达到多产肉、多产奶、多受胎的目的。
舔砖即舔块(Block)是供反刍动物舔食的一种饲料。将反刍动物所需的营养物质经科学配制，经混合搅拌加工而成的块状饲料,其形状不一,有的呈圆柱形,有的呈长方形、方形不等。舔砖被欧美等国家和地区的人们称之为“牛羊的巧克力”。
在国际上，美国、加拿大、澳大利亚等发达国家在上世纪80年代就有应用，许多国家广泛应用饲料舔砖作为反刍动物营养的重要补充,特别是在粗放的饲养管理条件下,饲养效果更加明显。舔砖的应用与开发正在为反刍家畜饲养业开辟一条低投入高效益的发展途径。
在我国，黑龙江、新疆国营农场也进行了研究和应用，但总体发展不均衡。目前，国内外的研究者在舔砖的研究开发上，还主要是集中在营养矿物质的微量元素上，氨基酸类营养型舔砖，并没见到报道，精氨酸舔砖的内容，更没见报道，尚属国内外首次。
国内外近年生产应用的实践证明饲料舔砖具有以下优点:(1)饲料舔砖可较大量应用非蛋白氮和氨基酸、微量元素和矿物质，能提高动物对粗饲料的利用率,还可调节瘤胃微生物态环境,提高微生物蛋白的合成,提高营养物质的消化率；(2)由于进食营养的多元化，可以起到提高免疫力和防病治病作用；(3)在反刍动物养殖中，可以节约饲料，提高生产能力，利用效价高，可以显著的提高肉牛和奶牛的产肉率、产奶量。
本专利研制的利用精氨酸发酵次级产物生产反刍动物营养型舔砖，具有上述优点，还具备提高受胎率的突出优点。
精氨酸是氨基酸家族中的重要成员，是一种条件性必需氨基酸。精氨酸具有重要的生理、代谢和营养作用：(1)可以合成蛋白质，在细胞质和细胞中都可以促进蛋白质的合成；(2)可以增强免疫力，促进细胞分裂、伤口复原和激素分泌等各种生理过程；(3)可以显著提高动物的受胎能力，减少死亡率，并且对与动物的营养和疾病防治有有重大意义。目前，精氨酸饲料添加剂在饲料中添加，国内外发展很不均衡，国外发展较快，美国和欧洲等国家已在高档的水产饲料和畜禽饲料中添加。日本是全球精氨酸生产量最多的国家，应用也是最为广泛的国家，医药、食品、保健品和饲料中都有添加。国内发展较慢，近年来，国内在医药、食品、保健品和饲料中也有添加。但总体看，国内的精氨酸饲料添加剂的应用处于雏形阶段，印遇龙院士研究表明：(1)仔猪21天～28天补充0.4％精氨酸，28天～35天补充0.2％精氨酸，仔猪个体差异减小，平均日增重提高；(2)仔猪21天断奶后，每天饲喂含精氨酸0.8％的饲料，可以有效的提高仔猪血清中精氨酸浓度，增强机体免疫力，提高抗菌、抗病毒能力，促进伤口的愈合等等；(3)当仔猪补充1％精氨酸时，仔猪的十二指肠、空肠、回肠绒毛长度分别增加21％、28％、35％。东北农业大学科研人员试验结果表明：采用精氨酸在配种前分别注入5％和8％的精氨酸1、2mL后间隔15、30min给母牛输精。其中8％精氨酸处理后经30min输精母牛的产雌率达69.70％,比对照组提高11.21％,差异极显著(P<0.01),因此，精氨酸饲料在奶牛饲养过程中具有推广和应用的价值。由此可见，精氨酸饲料添加剂在畜牧养殖中应用有非常大的上升空间，目前，国内市场潜力巨大，市场前景非常广阔。
目前，在国外，精氨酸的生产厂家生产能力和产品质量最好的国家和厂家是日本的味之素生物技术公司和韩国的大象生物技术公司，每年生产可达100万吨，产值可达千亿元。
在国内，精氨酸的生产厂家生产能力和产品质量最好的厂家是河北晶制药和广东、浙江和黑龙江等6家企业。据不完全统计，生产精氨酸生产企业有20家，产量可达10万吨，产值可达百亿元,占世界精氨酸产量的十分之一。
精氨酸发酵次级产物为发酵液经过离心除去的菌体蛋白和上清液经过膜过滤解析出精氨酸后得到剩余的氨基酸及过流液。
在精氨酸工业化生产中，发酵企业按照精氨酸生产工艺要求，要析出大量的次级代谢产物，其中，存在着大量的蛋白质、氨基酸、小肽、非蛋白氮和各种生物酶，是动物最好的蛋白源和复合营养源。所以说是反刍动物和水产类动物的最好的蛋白源，可以直接利用。由于非蛋白氮的存在，畜禽类动物不能直接利用必须采用微生物发酵的方法，作为营养源进行发酵，去除非蛋白氮，使其发酵后保留一部分活菌数，使次级产物中带有活性物质。
酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)，是与人类关系最广泛的一种酵母。可用于制作面包及酿酒，现代分子生物学和细胞生物学中用作真核生物的模式生物菌。酿酒酵母的细胞形态为球形或者卵球形，直径5–10μm。细胞大小为2.5～10μm×4.5～21μm。繁殖的方式为出芽生殖，其碳源氮源利用广泛，能利用葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露醇、琥珀酸、柠檬酸、木糖、山梨醇、果糖、乙醇和甘油；酿酒酵母可以大量的合成酵母蛋白，加入亚硒酸钠通过发酵可以将无机硒代谢成有机硒，富硒量最高可达3000ppm。可以代谢出各种酶系，降解纤维素和蛋白质。有肠道益生作用。可以增加发酵料的风味。
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),是细菌微生物，在分类学上是芽孢杆菌属的一种，单个细胞0.7～0.8×2～3微米，革兰氏阳性菌，无荚膜，周生鞭毛，能运动。芽孢大，椭圆到柱状，0.6～0.9×1.0～1.5微米，位于菌体中央或稍偏，芽孢形成后菌体不膨大。菌落表面粗糙，污白色或微黄色，在液体培养时，常形成皱醭。枯草芽孢杆菌具有繁殖速度快、耐高温、耐酸碱、耐挤压、稳定性能好，形成的芽孢可忍耐121℃以上高温10min～20min，需要灭死芽孢时，应让其萌发再高温灭菌30min，将其灭死。为此,应用范围极为广泛，在发酵过程中，主要分解蛋白作用合成氨基酸、肽类物质，各种酶类。
嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidoPHilus)属于乳杆菌属，革兰氏阳性杆菌，杆的末端呈圆形，主要存在小肠中。具有酸甜芳香味，能分泌乳酸、乙酸和丁酸可以使PH值下降，调整肠道菌群平衡，产生肽类抗菌素，抑制肠道不良微生物的增殖，对致病微生物有拮抗作用。还可以改善适口性，促进生长，提高饲料转化率，降低抗生素和酸化剂的使用量，降低成本。特别是对胃肠功能失调和服用抗菌素而引起胃肠功能失调等症状有特效，可以迅速使肠道内的菌群恢复正常平衡，抑制腐败菌的增殖，具有很好的营养保健作用。近年来，嗜酸乳杆菌的应用很广泛。以精氨酸发酵次级产物湿粉为主要原料，添加糖蜜和微量元素，以有益微生物菌群中的酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌为发酵菌株，发酵培养基中含有硒和锰，酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌，经过固体制种、液体种子扩大培养、将三种菌的种子液与发酵原料均匀搅拌混合后(称之为固体发酵料)，经过固体发酵，添加食盐、膨润土，经挤压、成型、干燥，得到精氨酸发酵次级产物生产的反刍动物营养型舔砖。
精氨酸次级产物生产的反刍动物营养型舔砖，含有多种氨基酸、多种酶类、糖蜜、有机锌、有机铜、有机铁、有机锰、有机硒、酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、食用盐、膨润土。常规舔砖原料组成为尿素、豆饼、玉米粉、食盐、红糖、麦粉、胡麻饼、白脱土。
本产品在反刍动物养殖中的奶牛、肉牛和奶羊、肉羊饲喂中应用，舔用方便、适口性好、可以作为营养性补充制剂，弥补反刍动物日粮中蛋白质、氨基酸、微量元素的不足，可提高生长速度和产奶量、产肉量，受胎率，改善品质，净化养殖环境，同时，对于微生物发酵企业在发酵过程中产生的次级产物和中间体残液是最有效的处理方法，是一种绿色优质的饲料添加剂。
目前，此项技术，已在黑龙江国营农场、新疆生产建设兵团和哈尔滨、辽宁的沈阳等地区广泛应用，获得了理想的应用效果和经济效益。产品实现了商品化生产。目前，中国科学院沈阳应用生态研究所从海洋中已经分离、纯化、鉴定出多株酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌和嗜酸乳杆菌，经过驯化、培育、提高得到多株产物含量高、活性好、生长速度快的生产菌株。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用精氨酸发酵次级产物生产反刍动物营养型舔砖的方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
以精氨酸发酵次级产物湿粉为主要原料，添加糖蜜和微量元素中的硫酸锌、硫酸铜、硫酸亚铁，以有益微生物菌群中的酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌为发酵菌株，发酵培养基中含有亚硒酸钠和硫酸锰，酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌，经过固体制种、液体种子扩大培养、将三种菌的种子液与发酵原料均匀搅拌混合后(称之为固体发酵料)，经过固体发酵，添加食盐、膨润土，经挤压、成型、干燥，得到精氨酸发酵次级产物生产的反刍动物营养型舔砖。
精氨酸次级产物生产的反刍动物营养型舔砖，含有多种氨基酸、非蛋白氮、多种酶类、糖蜜、有机锌、有机铜、有机铁、有机锰、有机硒、灰分、酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、食盐、膨润土。
一种利用精氨酸次级产物生产反刍动物营养型舔砖的生产方法，按重量百分比计，精氨酸发酵次级产物湿粉60％～70％,糖蜜10％～20％,硫酸锌0.7％～1.5％,硫酸铜0.2％～0.5％,硫酸亚铁0.1％～0.5％,酿酒酵母菌种子液5％～10％,枯草芽孢杆菌种子液5％～10％,嗜酸乳杆菌种子液5％～10％,经过均匀搅拌混合后，经过64h～72h固体发酵，再添加食盐30％～50％，膨润土10％～30％，挤压成型烘干，压力10.0牛顿～12.0牛顿，烘干温度120℃～160℃，烘干时间8min～10min，得到精氨酸发酵次级产物生产的反刍动物营养型舔砖。
精氨酸次级产物湿粉生产条件；将精氨酸次级产物液按照200ppm～250ppm加入絮凝剂阴离子聚丙烯酰胺，用质量分数10％稀硫酸将PH值调到5.5～6.5，在40℃～50℃温度下反应，反应时间60min～80min，而后，用3～5mpa的压力压入到压滤机中，压滤时间40min～60min，得到含水量25％～35％的精氨酸次级产物湿粉,然后传输到流化床上，在120℃～160℃条件下烘8-10min，得到精氨酸发酵次级产物干粉。
精氨酸发酵次级产物湿粉60％,糖蜜20％,硫酸锌1.5％,硫酸铜0.2％,硫酸亚铁0.3％,酿酒酵母菌种子液6.0％,枯草芽孢杆菌种子液6.0％,嗜酸乳杆菌种子液6.0％,经过匀搅拌混合后，经过72h固体发酵，再添加食盐35％，膨润土15％，挤压成型烘干，压力12.0牛顿，烘干温度120℃，烘干时间8min，得到精氨酸发酵次级产物生产的反刍动物营养型舔砖。
按百分含量计，精氨酸发酵次级产物干粉中含有氨基酸总量53.22％、精氨酸3.14％、赖氨酸2.85％、蛋氨酸1.55％、苏氨酸2.05％、胱氨酸5.33％、有机锌0.7％、有机铜0.2％、有机铁0.1％、有机锰0.9‰、有机硒0.3‰。
其中的精氨酸发酵次级产物生产的反刍动物营养型舔砖成分中主要含量为：氨基酸总量≥35％、非蛋白氮≤5％、食盐≥30％、膨润土≤10％、灰分≤18％，枯草芽孢杆菌≥10亿/g，以及多种酶类、糖蜜、有机锌、有机铜、有机铁、有机锰、有机硒、乳酸菌、酵母菌代谢产物等。
所述酿酒酵母菌种子液中每毫升含活菌数为≥20个亿；枯草芽孢杆菌种子液中每毫升含活菌数为≥100个亿；嗜酸乳杆菌种子液中每毫升含活菌数为≥50个亿。
固体发酵过程为：固体发酵料在发酵床上进行通风有氧培养，发酵料起始含水量为30％，起始温度为20℃，微生物发酵，过程控制温度为40℃～60℃，时间控制在64h～72h；发酵温度达到上述指标后，物理反应和生化反应结束，发酵料有酒香和乳酸味产生，pH值为5.0，发酵达到终点；继续对发酵床进行通风，降低含水量到10％。
利用精氨酸次级产物湿粉的生产条件；将精氨酸次级产物按照225ppm加入絮凝剂阴离子聚丙烯酰胺，用10％稀硫酸将PH值调到6.0，在45℃温度下反应，反应时间为70min，而后，用3mpa的压力压入到压滤机中，压滤时间为50min，得到含水量为20％的利用精氨酸次级产物湿粉,然后传输到流化床上，在140℃条件下烘8min，得到精氨酸发酵次级产物干粉。
具体种子液的制备：
1)单菌落分离：
将经活化的酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌斜面菌种，分别在新配置的酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌培养基的培养皿上涂布，经培养，分别得到酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌的单菌落种子。
2)一级固体种子培养：
酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌单菌落种子，分别接种到酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌培养基中，固体种子培养瓶为200ml茄形扁瓶，经培养，分别得到酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌一级固体种子；
3)二级液体种子培养：将步骤2)中分别得到的酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌一级固体种子(茄形扁瓶)接种到二级种子罐培养基中。种子罐的接种量为：一级固体种子(茄形扁瓶)与液体重量比为1瓶：100公斤，经培养，分别得到二级液体种子液。
4)酿酒酵母菌液体发酵液浓度(cfu)≥20亿个/ml。
5)枯草芽孢杆菌液体发酵液浓度(cfu)≥100亿个/ml。
6)嗜酸乳杆菌液体发酵液浓度(cfu)≥50亿个/ml。
步骤3)所采用的酿酒酵母菌种子罐培养基和培养条件：(重量百分比计)葡萄糖2.0％～4.0％、精氨酸发酵次级产物干粉2.0％～4.0％、硫酸铵0.1～0.3％、硫酸锰0.3～0.5‰、亚硒酸钠0.3～0.9‰，余量为水。种子罐灭菌条件：灭菌0.08MPa～0.10MPa、115℃～121℃、18min～20min；培养条件：接种量10％～20％；罐压0.01MPa～0.10MPa、风量100:120～100:80vvm、转速80rpm～120rpm、温度28℃～32℃；时间48h～64h，得到酿酒酵母菌种子液。
所采用的枯草芽孢杆菌种子罐培养基和培养条件：葡萄糖0.5％～1.5％、精氨酸发酵次级产物干粉2.0％～4.0％、硫酸铵0.1％～0.3％、硫酸锰0.3％～0.5％，余量为水。种子罐灭菌条件：灭菌0.08MPa～0.10MPa、115℃～121℃、18min～20min；培养条件：接种量10％～20％；罐压0.01MPa～0.10MPa、风量100:80～100:120vvm、转速100rpm～200rpm、温度28℃～32℃；时间48h～64h，得到枯草芽孢杆菌种子液。
所采用的嗜酸乳杆菌种子罐培养基和培养条件:葡萄糖2.0％～4.0％、精氨酸发酵次级产物干粉2.0％～4.0％、硫酸铵0.1％～0.2％、硫酸锰0.3％～0.5％，余量为水。种子罐灭菌条件：灭菌0.08MPa～0.10MPa、115℃～121℃、18min～20min；培养条件：接种量10％～20％；罐压0.01MPa～0.10MPa、风量100:30～100:90vvm、转速30rpm～90rpm、温度33℃～39℃；时间48h～64h，得到嗜酸乳杆菌种子液。
较佳方案如下：
所采用的酿酒酵母菌种子罐培养基和培养条件:葡萄糖3.0％、精氨酸发酵次级产物干粉3.0％、硫酸铵0.2％、硫酸锰0.04‰、亚硒酸钠0.06‰，余量为水；种子罐灭菌条件：灭菌0.10MPa、121℃、20min；培养条件：接种量20％；罐压0.05Mpa、风量100:100vvm、转速100rpm、温度30℃、时间56h,得到酿酒酵母菌种子液；
所采用的枯草芽孢杆菌种子罐培养基和培养条件：葡萄糖1.0％、精氨酸发酵次级产物干粉3.0％、硫酸铵0.2％、硫酸锰0.04‰、余量为水；种子罐灭菌条件：灭菌0.10MPa、121℃、20min；培养条件：接种量20％；罐压0.05Mpa、风量100:100vvm、转速150rpm、温度30℃、时间56h，得到枯草芽孢杆菌种子液；
所采用的嗜酸乳杆菌种子罐培养基和培养条件：葡萄糖3.0％、精氨酸发酵次级代谢产物干粉3.0％、硫酸铵0.2％、硫酸锰0.04‰，余量为水；种子罐灭菌条件：灭菌0.10MPa、121℃、20min；培养条件：接种量20％；罐压0.05Mpa、风量100:60vvm、转速60rpm、温度36℃、时间56h，得到嗜酸乳杆菌种子液。
采用平板计数法测定酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌的菌数。
本产品在反刍动物养殖中的奶牛、肉牛和奶羊、肉羊饲喂中应用，舔用方便、适口性好、可以作为营养性补充制剂，弥补反刍动物日粮中蛋白质、氨基酸、微量元素的不足，可提高生长速度和产奶量、产肉量，受胎率，改善品质，净化养殖环境，同时，对于微生物发酵企业在发酵过程中产生的次级产物和中间体残液是最有效的处理方法，使发酵企业污染治理达到零排放，利国利民，功在千秋。精氨酸次级产物生产的反刍动物营养型舔砖，是一种绿色优质的饲料添加剂。
目前，此项技术，已在黑龙江国营农场、新疆生产建设兵团和哈尔滨、辽宁的沈阳等地区广泛应用，获得了理想的应用效果和经济效益。产品实现了商品化生产。目前，中国科学院沈阳应用生态研究所从海洋中已经分离、纯化、鉴定出多株酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌和嗜酸乳杆菌，经过驯化、培育、提高得到多株产物含量高、活性好、生长速度快的生产菌株。
本发明的优点是：
1、以精氨酸发酵产物湿粉为主要原料，充分利用其中含有的蛋白质、氨基酸、非蛋白氮和发酵代谢出的生理活性物质，添加反刍动物喜好的糖蜜和生理代谢需求的微量元素中的硫酸锌、硫酸铜、硫酸亚铁，接入微生物菌群中的酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌为发酵菌株，通过固体发酵，消耗利用非蛋白氮，使蛋白质代谢成氨基酸、小肽和各种生物酶，保留部分活菌数和活性物质。
2、酿酒酵母菌液体发酵培养基中含有亚硒酸钠和硫酸锰，通过发酵使无机硒代谢成有机硒即硒代蛋氨酸、硒代胱氨酸和硒代半胱氨酸。从而提高反刍动物生长速度、产奶量和受胎率。通过固体发酵也可以将加入硫酸锌、硫酸铜、硫酸亚铁代谢成有机锌、有机铜、有机铁，反刍动物极易吸收和利用，有机硒在奶牛、肉牛和奶羊、肉羊喂养中能有效的吸收和利用，能提高生长速度和产奶量、产肉量，受胎率，酿酒酵母最高富硒量可达到3000PPM。
3、经过固体发酵，添加食盐、膨润土，经挤压、成型、干燥制成营养型舔砖，在反刍动物养殖中的奶牛、肉牛和奶羊、肉羊饲喂中应用，舔用方便、适口性好、可以作为营养性补充制剂，弥补反刍动物日粮中蛋白质、氨基酸、微量元素的不足，可提高生长速度和产奶量、产肉量，受胎率，改善品质，净化养殖环境。精氨酸次级产物生产的反刍动物营养型舔砖，是一种绿色优质的饲料添加剂。
4、本发明的主要发酵原料是采用微生物发酵企业在发酵过程中产生的次级产物和中间体残液，此法是对其最有效的处理方法，使发酵企业污染治理达到零排放，利国利民，功在千秋。
5、利用精氨酸发酵次级产物生产反刍动物营养型舔砖，此类产品制成，在反刍动物养殖中应用，在国内尚属首次报道和生产，现已引起国内外广泛的关注。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
利用精氨酸次级产物生产反刍动物营养型舔砖的生产方法，可按下列步骤具体操作：
具体实施方式
实施例1
将精氨酸发酵液通过离心，陶瓷膜过滤，解析出精氨酸，收取后，剩下的所有剩余的菌体、液体和中间解析的过流液等，称之为精氨酸发酵次级产物，精氨酸发酵次级产物浓缩过程与条件。
将18吨精氨酸发酵次级产物打入到20吨容器中，静置。按照200～250ppm加入絮凝剂阴离子聚丙烯酰胺，用质量分数10％稀硫酸将精氨酸发酵液pH值调到5.5～6.5，在40℃～50℃温度下反应，反应时间为60～80min，而后，用3mpa的压力压入到压滤机中，压滤时间为40～60min，得到含水量为25～30％的精氨酸发酵次级产物湿粉。
精氨酸发酵次级产物的浓缩过程与条件试验
试验设计为5因素3水平，试验设计和试验结果如下表1：
表1.精氨酸浓浆菌液湿粉的浓缩与条件试验
通过表1的试验结果确定的精氨酸发酵次级产物湿粉的浓缩过程与条件为；将精氨酸发酵液按照225ppm加入絮凝剂阴离子聚丙烯酰胺，用质量分数10％稀硫酸将精氨酸发酵液pH值调到6.0，在45℃温度下反应，反应时间为70min，而后，用3mpa的压力压入到压滤机中，压滤时间为50min，得到含水量为30％的精氨酸浓浆菌液湿粉。称之为发酵主要原料精氨酸发酵次级产物湿粉的制备，然后传输到流化床上，在120℃条件下烘8min，得到精氨酸发酵次级产物干粉。
实施例2
酿酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)(产生蛋白酶、氨基酸、维生素、生物素)单菌落純化、一级固体种子培养、二级液体种子培养、菌数的检查及其确定，具体操作步骤如下：
二级液体发酵培养(选择培养基和培养条件试验)：采取深层发酵法生产发酵液，将培养好的茄形扁瓶酵母一级固体种子，用200mL无菌水洗入至500mL无菌的三角瓶中，用火焰接种法或压差接种到发酵罐中，(发酵罐可以是500立升、1吨、2吨)，装液量不超过70％，通气发酵培养。培养成熟时，菌液有一种酒香味，显微镜下检查菌体健壮，无杂菌污染等异常现象，即可与其他三种菌液混合使用。
酿酒酵母菌二级液体种子培养基和培养条件试验
a、酿酒酵母菌二级液体种子培养基配方试验0.2～0.3
试验设计为5因素3水平，试验设计和试验结果如下表2：
表2.酿酒酵母菌二级液体种子罐培养基配方试验
因子/水平 1 2 3
葡萄糖(g/l) 20 30 40
精氨酸发酵次级产物干粉(g/l) 20 30 40
硫酸铵(g/l) 1 2 3
硫酸锰(‰) 0.3 0.4 0.5
亚硒酸钠(‰) 0.3 0.6 0.9
菌数测定结果(cfu亿个/ml) 20.9×108 20.8×108 20.6×108
b、酵母菌酵母菌二级液体种子培养条件试验
试验设计为5因素3水平，试验设计和试验结果如下表3：
表3.酿酒酵母菌二级液体种子罐培养条件试验
因子/水平 1 2 3
罐压(MPa) 0.10 0.05 0.01
风量(vvm) 100:120 100:100 100:80
转速(rpm) 120 100 80
温度(℃) 32 30 28
时间(h) 64 56 48
菌数测定结果(cfu亿个/ml) 22.2×108 22.8×108 21.6×108
通过表2、表3的试验结果确定的酿酒酵母菌种子罐的培养基和培养条件为：葡萄糖3.0％、精氨酸发酵次级产物干粉3.0％、硫酸铵0.1％、硫酸锰0.04‰、亚硒酸钠0.06‰，余量为水；种子罐灭菌条件：灭菌0.10MPa、121℃、20min；培养条件：接种量20％；罐压0.05Mpa、风量100:100vvm、转速100rpm、温度30℃、时间56h。
酿酒酵母菌显微镜检查：酵母细胞形态大小约为2～5×5～30μm酵母多数为单细胞微生物,常呈卵圆形或者圆柱形。
酿酒酵母菌培养皿检查：平板培养基上的酵母菌落呈白色粒状凸起，有酒香味.
通过实施例2可以看出酿酒酵母富硒含量可达到300～900ppm。
实施例3
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),是细菌微生物，(主要分解蛋白作用合成氨基酸和肽类物质)。单菌落純化与优选、固体一级种子培养、液体二级发酵培养具体操作步骤如下：
枯草芽孢杆菌具有受胎速度快、耐高温、耐酸碱、耐挤压、稳定性能好、应用范围广等特点。
二级液体发酵培养：采取深层发酵法生产种子液，将培养好的茄形扁瓶菌一级固体种子，用200mL无菌水洗入至500mL无菌的三角瓶中，用火焰接种法或压差接种到发酵罐中，(发酵罐可以是500立升、1吨、2吨)，装液量不超过70％。显微镜下检查菌菌体运动活泼，健壮，整齐，无杂菌，无异味，无污染等异常现象，镜检嗜酸乳杆菌活菌数可达100亿/mL(采用血球计数法计算菌数)，无杂菌污染等异常现象，即可与酵母菌液混合使用。
枯草芽孢杆菌二级液体种子罐培养基和培养条件试验
a、枯草芽孢杆菌二级液体种子罐培养基配方试验，
设计为4因素3水平，试验设计和试验结果如下表4：
表4.枯草芽孢杆菌二级液体种子罐培养基配方试验
b、枯草芽孢杆菌二级液体种子罐培养条件试验
试验设计为5因素3水平，试验设计和试验结果如下表5：
表5.枯草芽孢杆菌二级液体种子罐培养条件试验
通过表4、表5的试验结果确定的芽孢菌种子罐的培养基和培养条件为：枯草芽孢杆菌的种子罐培养基以重量百分比计为：葡萄糖1.0％、精氨酸发酵次级产物干粉3.0％、硫酸铵0.2％、硫酸锰0.04‰、余量为水；种子罐灭菌条件：灭菌0.10MPa、121℃、20min；培养条件：接种量20％；罐压0.05Mpa、风量100:100vvm、转速150rpm、温度30℃、时间56h。
实施例4
嗜酸乳杆菌
嗜酸乳杆菌(Saccharomyces cerevisiae)(产生蛋白酶、氨基酸、维生素、生物素)单菌落純化、一级固体种子培养、二级液体种子培养、菌数的检查及其确定，具体操作步骤如下：
二级液体发酵培养(选择培养基和培养条件试验)：采取深层发酵法生产发酵液，将培养好的嗜酸乳杆菌茄形扁瓶一级固体种子，用200mL无菌水洗入至500mL无菌的三角瓶中，用火焰接种法或压差接种到发酵罐中，(发酵罐可以是500立升、1吨、2吨)，装液量不超过70％，通气发酵培养。培养成熟时，菌液有一种乳酸香味，显微镜下检查菌体健壮，无杂菌污染等异常现象，即可与其他二种菌液混合使用。
嗜酸乳杆菌二级液体种子培养基和培养条件试验
a、嗜酸乳杆菌二级液体种子培养基配方试验
试验设计为4因素3水平，试验设计和试验结果如下表6：
表6.酿酒酵母菌二级液体种子罐培养基配方试验
b、嗜酸乳杆菌二级液体种子培养条件试验
试验设计为5因素3水平，试验设计和试验结果如下表7：
表7.嗜酸乳杆菌二级液体种子罐培养条件试验
因子/水平 1 2 3
罐压(mpa) 0.10 0.05 0.01
风量(vvm) 100:90 100:60 100:30
转速(rpm) 90 60 30
温度(℃) 39 36 33
时间(h) 64 56 48
菌数测定结果(cfu亿个/ml) 82.2×108 82.8×108 81.6×108
通过表6、表7的试验结果确定的嗜酸乳杆菌种子罐的培养基和培养条件为：葡萄糖3.0％、精氨酸发酵次级代谢产物干粉3.0％、硫酸铵0.2％、硫酸锰0.04‰，余量为水；种子罐灭菌条件：灭菌0.10MPa、121℃、20min；培养条件：接种量20％；罐压0.05Mpa、风量100:60vvm、转速60rpm、温度36℃、时间56h。
嗜酸乳杆菌显微镜检查：细胞形态大小约为2～4×3～5μm凸起，直径为3mm士1mm，菌落背面为黄色。
嗜酸乳杆菌培养皿检查：嗜酸乳杆菌培平板培养基上菌落呈白色凸起粒微白色，湿润，菌落背面为黄色，边缘整齐有乳酸味。
实施例5
将实施例1,2,3,4中获得的产物进行精氨酸发酵次级产物生产的反刍动物营养型舔砖的制备：
1)精氨酸发酵次级产物生产的反刍动物营养型舔砖原料配比：
精氨酸发酵次级产物湿粉50％～70％添加食盐30％～50％，膨润土10％～30％，挤压成型烘干，压力10.0牛顿～12.0牛顿，烘干温度120℃～160℃，烘干时间8min～10min，得到精氨酸发酵次级产物生产的反刍动物营养型舔砖。
2)精氨酸发酵次级产物固体发酵料中各种原料重量百分比：
精氨酸发酵次级产物湿粉60％～70％,糖蜜10％～20％,硫酸锌0.7％～1.5％,硫酸铜0.2％～0.5％,硫酸亚铁0.1％～0.5％,酿酒酵母菌种子液5％～10％,枯草芽孢杆菌种子液5％～10％,嗜酸乳杆菌种子液5％～10％,
经通风供氧发酵培养,不同含水量的固体发酵料对温度的影响见下表8：
表8.不同含水量的固体发酵料对微生物发酵温度的影响(℃)
*2017年5月8日～28日：
在上述固体发酵料配方的情况下，表8试验结果得到：固体发酵料在发酵床上进行通风有氧培养，发酵料起始含水量为30％，起始温度为20℃，过程控制温度为40℃～60℃，时间控制在64h～72h；发酵温度达到上述指标后，物理反应和生化反应结束，发酵料有酒香和乳酸味产生，PH值为5.0，发酵达到终点，得到精氨酸发酵次级产物湿粉。
上述的结果都能达到下面的实施例6-10的效果，现选取其中一组试验组值来说明本发明的应用于奶牛、肉牛和奶羊、肉羊效果。
试验结果得到：精氨酸发酵次级产物湿粉60％,糖蜜20％,硫酸锌1.5％,硫酸铜0.2％,硫酸亚铁0.3％,酿酒酵母菌种子液6.0％,枯草芽孢杆菌种子液6.0％,嗜酸乳杆菌种子液6.0％,经过匀搅拌混合后，经过72h固体发酵，再添加食盐35％，膨润土15％，挤压成型烘干，压力12.0牛顿，烘干温度120℃，烘干时间8min，得到精氨酸发酵次级产物生产的反刍动物营养型舔砖。
实施例6
将实施例5获得的精氨酸发酵次级产物生产的反刍动物营养型舔砖,在肉牛中进行舔喂效果试验，试验组：正常日粮水平+舔砖，对照组正常日粮水平，肉牛增重试验结果见表9。
表9精氨酸发酵次级产物营养型舔砖对肉牛增重的影响,
*试验时间：2018年3月16日——4月5日；
*试验地点：黑龙江省八五一一农场。
通过表9可以看出：精氨酸发酵次级产物生产的反刍动物营养型舔砖,在肉牛中进行增重效果舔喂试验，试验结果表明，试验组；日增重1.12kg,日产出27.328元；对照组；日增重0.98kg,日产出23.912元；试验组比对照组增加纯利润3.196元，日增重明显，增加纯利润显著，没有腹泻发生。
实施例7
将实施例5获得的精氨酸发酵次级产物生产的反刍动物营养型舔砖,在奶牛中进行舔喂效果试验，试验组：正常日粮水平+舔砖，对照组正常日粮水平，奶牛增加奶量试验结果见表10。
表10、精氨酸发酵次级产物营养型舔砖对奶牛增加奶量的影响,
*试验时间：2018年3月5日——4月4日；
*试验地点：黑龙江省八五一一农场。
通过表10可以看出：精氨酸发酵次级产物生产的反刍动物营养型舔砖,在奶牛中进行增加产奶量效果舔喂试验，试验结果表明，试验组；日产奶量32.6kg,日产出110.84元；对照组；日产奶量31.8kg,日产出108.12元，试验组比对照组增加纯利润2.54元，日产奶量增加明显，增加纯利润显著，没有腹泻发生。
实施例8
将实施例5获得的精氨酸发酵次级产物生产的反刍动物营养型舔砖,在肉羊中进行舔喂效果试验，试验组：正常日粮水平+舔砖，对照组正常日粮水平，肉羊增重试验结果见表11。
表11精氨酸发酵次级产物营养型舔砖对肉羊日增重的影响
通过表11可以看出：在肉羊的日粮中增加一块舔砖进行饲养试验，结果表明，试验组：日增重300g,料肉比1.67:1，对照组，日增重250g,料肉比2:1。试验组比对照组，日增重增加50个，增重明显料肉比下降，没有腹泻发生。
本发明具有生产工艺简单，易于操作、生产原料来源广泛,成本低易于推广、生产周期短发酵产物多，产品质量好，易于应用等特点。
实施例9
将实施例5获得的精氨酸发酵次级产物生产的反刍动物营养型舔砖,在奶牛中进行舔喂效果试验，试验组：正常日粮水平+舔砖，对照组正常日粮水平，试验结果见表12。
精氨酸次级代谢产物舔砖后受胎率试验表12
组别 奶牛数量(头) 情期受胎率(％) 年总妊娠率(％)
对照组 500 60％ 92％
试验组 500 64％ 95.5％
*黑龙江某奶牛场奶牛使用提供数据。
全年受胎率系指全年全群配种母牛数和受胎头数的百分率。可反映出在一个年度内全群受孕及空怀情况。具体计算按繁殖年度划分。即从头年的10月1日到本年度的9月30日。
情期受胎率一般按月或年统计，是对某群牛或某个配种员所负责的牛群说的，不是指在一个发情周期内受胎率。如某个月的情期受胎率指这个月确认受胎头数占当月参配情期数的比率，一头牛在一个月内可能出现两次发情，并且都进行人工输精，那么参配情期数按两次计算。
实施例10
按实施例1－3的过程进行操作，与实施例1－3不同之处在于，为提高产品质量，缩短生产周期，申请人还试用了中国科学院沈阳应用生态研究所分离、纯化并鉴定的高活性微生物菌株(如：高活性的枯草芽孢杆菌、酿酒酵母菌、嗜酸乳杆菌，并将复合应用)其应用效果更佳。

Claims (8)

1.利用精氨酸次级产物生产反刍动物营养型舔砖的生产方法，其特征在于：按重量百分比计，精氨酸发酵次级产物湿粉60％～70％,糖蜜10％～20％,硫酸锌0.7％～1.5％,硫酸铜0.2％～0.5％,硫酸亚铁0.1％～0.5％,酿酒酵母菌种子液5％～10％,枯草芽孢杆菌种子液5％～10％,嗜酸乳杆菌种子液5％～10％,经过均匀搅拌混合后，经过64h～72h固体发酵，再添加食盐30％～50％，膨润土10％～30％，挤压成型烘干，压力10.0牛顿～12.0牛顿，烘干温度120℃～160℃，烘干时间8min～10min，得到精氨酸发酵次级产物生产的反刍动物营养型舔砖。
2.按照权利要求1所述的生产方法，其特征在于：精氨酸次级产物湿粉生产条件；将精氨酸次级产物液按照200ppm～250ppm加入絮凝剂阴离子聚丙烯酰胺，用质量分数10％稀硫酸将PH值调到5.5～6.5，在40℃～50℃温度下反应，反应时间60min～80min，而后，用3～5mpa的压力压入到压滤机中，压滤时间40min～60min，得到含水量25％～35％的精氨酸次级产物湿粉,然后传输到流化床上，在120℃～160℃条件下烘8-10min，得到精氨酸发酵次级产物干粉。
3.按照权利要求1所述的生产方法，其特征在于：精氨酸发酵次级产物湿粉60％,糖蜜20％,硫酸锌1.5％,硫酸铜0.2％,硫酸亚铁0.3％,酿酒酵母菌种子液6.0％,枯草芽孢杆菌种子液6.0％,嗜酸乳杆菌种子液6.0％,经过匀搅拌混合后，经过72h固体发酵，再添加食盐35％，膨润土15％，挤压成型烘干，压力12.0牛顿，烘干温度120℃，烘干时间8min，得到精氨酸发酵次级产物生产的反刍动物营养型舔砖。
4.按照权利要求1或3所述的方法，其特征在于：所述酿酒酵母菌种子液中每毫升含活菌数为≥20个亿；枯草芽孢杆菌种子液中每毫升含活菌数为≥100个亿；嗜酸乳杆菌种子液中每毫升含活菌数为≥50个亿。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：固体发酵过程为：在发酵床上进行通风有氧培养，发酵料起始含水量为30％，起始温度为20℃，微生物发酵过程控制温度为40℃～60℃，时间控制在64h～72h；发酵温度达到上述指标后，物理反应和生化反应结束，发酵料有酒香和乳酸味产生，pH值为5.0，发酵达到终点。
6.按照权利要求2所述的方法，其特征在于：利用精氨酸次级产物湿粉的生产条件；将精氨酸次级产物按照225ppm加入絮凝剂阴离子聚丙烯酰胺，用10％稀硫酸将PH值调到6.0，在45℃温度下反应，反应时间为70min，而后，用3mpa的压力压入到压滤机中，压滤时间为50min，得到含水量为20％的利用精氨酸次级产物湿粉,然后传输到流化床上，在120℃条件下烘8min，得到精氨酸发酵次级产物干粉。
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述酿酒酵母菌种子罐培养基和培养条件：重量百分比计，葡萄糖2.0％～4.0％、精氨酸发酵次级产物干粉2.0％～4.0％、硫酸铵0.1～0.3％、硫酸锰0.3～0.5‰、亚硒酸钠0.3～0.9‰，余量为水。种子罐灭菌条件：灭菌0.08MPa～0.10MPa、115℃～121℃、18min～20min；培养条件：接种量10％～20％；罐压0.01MPa～0.10MPa、风量100:120～100:80vvm、转速80rpm～120rpm、温度28℃～32℃；时间48h～64h，得到酿酒酵母菌种子液；
所述枯草芽孢杆菌种子罐培养基和培养条件：葡萄糖0.5％～1.5％、精氨酸发酵次级产物干粉2.0％～4.0％、硫酸铵0.1％～0.3％、硫酸锰0.3％～0.5％，余量为水；种子罐灭菌条件：灭菌0.08MPa～0.10MPa、115℃～121℃、18min～20min；培养条件：接种量10％～20％；罐压0.01MPa～0.10MPa、风量100:80～100:120vvm、转速100rpm～200rpm、温度28℃～32℃；时间48h～64h，得到枯草芽孢杆菌种子液；
所述嗜酸乳杆菌种子罐培养基和培养条件:葡萄糖2.0％～4.0％、精氨酸发酵次级产物干粉2.0％～4.0％、硫酸铵0.1％～0.2％、硫酸锰0.3％～0.5％，余量为水；种子罐灭菌条件：灭菌0.08MPa～0.10MPa、115℃～121℃、18min～20min；培养条件：接种量10％～20％；罐压0.01MPa～0.10MPa、风量100:30～100:90vvm、转速30rpm～90rpm、温度33℃～39℃；时间48h～64h，得到嗜酸乳杆菌种子液。
8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于：
所述酿酒酵母菌种子罐培养基和培养条件:葡萄糖3.0％、精氨酸发酵次级产物干粉3.0％、硫酸铵0.2％、硫酸锰0.04‰、亚硒酸钠0.06‰，余量为水；种子罐灭菌条件：灭菌0.10MPa、121℃、20min；培养条件：接种量20％；罐压0.05Mpa、风量100:100vvm、转速100rpm、温度30℃、时间56h,得到酿酒酵母菌种子液；
所述枯草芽孢杆菌种子罐培养基和培养条件：葡萄糖1.0％、精氨酸发酵次级产物干粉3.0％、硫酸铵0.2％、硫酸锰0.04‰、余量为水；种子罐灭菌条件：灭菌0.10MPa、121℃、20min；培养条件：接种量20％；罐压0.05Mpa、风量100:100vvm、转速150rpm、温度30℃、时间56h，得到枯草芽孢杆菌种子液；
所述嗜酸乳杆菌种子罐培养基和培养条件：葡萄糖3.0％、精氨酸发酵次级代谢产物干粉3.0％、硫酸铵0.2％、硫酸锰0.04‰，余量为水；种子罐灭菌条件：灭菌0.10MPa、121℃、20min；培养条件：接种量20％；罐压0.05Mpa、风量100:60vvm、转速60rpm、温度36℃、时间56h，得到嗜酸乳杆菌种子液。
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