CN109536416A - 一种降解构树叶单宁的青贮菌剂制备及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种青贮构树叶饲料菌剂及其制备方法。该方法以麦麸、构树鲜叶和糖蜜为培养基原料，采用固态发酵技术，利用科学配比黑曲霉FECJX203.1和植物乳杆菌FECJX108制备一种青贮构树叶饲料菌剂，按一定比例接种用于构树叶青贮发酵后，能降解构树中单宁含量，粗纤维含量等，提升构树叶的营养、消化性和风味品质，同时具有调节动物肠道微生物结构，改善动物肠道功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种微生物添加剂，具体的说是一种降解构树叶单宁的青贮菌剂制备及其应用方法，属于青贮饲料发酵技术领域。
技术背景
当前我国生猪养殖饲养原料主要是豆粕和玉米等粮食作物，与人争粮现象严重。而近期由于大豆进口减少，玉米、豆粕、鱼粉等蛋白饲料原料价格上涨，导致饲料生产成本不断提高，造成养殖成本的攀升。未缓解我国蛋白饲料短缺的难题，很多学者研究了各种禾本和木本新型蛋白饲料，尤其以南方丘陵地区高蛋白含量的灌木的嫩枝叶是木本蛋白原料良好来源。构树(Broussonetia papyrifera)，别名褚桃等，是生长在我国长江流域和华南地区广泛生长的落叶乔木，资源丰富，营养价值高。构树叶属高蛋白树叶，蛋白质含量高达20％～30％，比大米和玉米的2倍、小麦的3倍，氨基酸组成合理，尤其突出的是缬氨酸、亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸，粗脂肪含量达5％～7％，接近玉米，是大米和小麦的2倍，微量元素中铁、锰、锌含量较高，碳水化合物和维生素等营养成分也十分丰富，是生猪良好的木本饲料来源之一，经科学加工后可用于生产全价畜禽饲料。但是由于构树叶中单宁类物质含量高达1.5-2％，单宁具有抗营养性，会影响家畜适口性，降低采食量，抑制瘤胃微生物酶的活性，降低蛋白质的消化率，还影响到对其它饲料蛋白质的吸收。这一优质蛋白资源没有得到良好利用。
青贮在牧区是保障牲畜越冬粗饲料的方法，不仅可以延长青饲料保质期，而且还可以提高青饲料的适口性、提高青饲料营养价值。研究表明自然青贮构树时间长达2个月，单宁含量没有明显降低。专利CN106036029A公开了一种青贮饲料的制作工艺，包括构树叶干燥制粉、酵母发酵、混合菌种发酵、酵母二次发酵和混入构树鲜叶发酵步骤。通过酵母菌、乳酸片球菌和植物乳杆菌的作用，释放出构树叶中的营养物质，并添加香菇提高其营养价值，增强动物的食欲和消化能力。使用该青贮饲料喂养山羊，其日增重比直接喂养构树叶的山羊提高20％以上，比喂养常规发酵的构树叶饲料的山羊提高10％以上；使用该青贮饲料喂养肉牛，其日增重比直接喂养构树叶的肉牛提高17％以上，比喂养常规发酵的构树叶饲料的肉牛提高10％以上。但没有涉及降低构树叶中单宁类物质和应用于生猪养殖。专利CN201711344981.1公开了一种包含发酵菌和复合酶的构树专用青贮添加剂，所述的发酵菌由植物乳杆菌和粪肠球菌组成，所述的复合酶由纤维素酶、果胶酶和葡萄糖氧化酶组成。该添加剂通过乳酸菌、酶制剂以及可溶性碳水化合物的协同作用，延长了新鲜构树粗饲料的保存期，但未公布其对构树叶中单宁类物质是否有降解作用，且青贮时间长达40-50天。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种降解构树叶单宁的青贮菌剂制备及其应用方法，以解决目前构树叶青贮中单宁难以降解、影响蛋白质的消化吸收的难题，同时缩短青贮时间，提高生产效率。
本发明的技术方案为：
一种降解构树叶单宁的青贮菌剂，其制备方法为：
以麦麸、构树鲜叶和糖蜜为固态发酵原料，接种由高产单宁酶的黑曲霉(Aspergillus niger)FECJX203.1和产乳酸的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)FECJX108组成的复合菌种，经复合菌种固态发酵，干燥，制得含两种活菌和单宁酶的青贮构树叶饲料发酵菌剂。
所述固态发酵原料用量为10-100kg，麦麸、构树鲜叶和糖蜜的质量比例为10：1-4：0.5-2，体系含水量为45％～60％，经121℃高温高压灭菌15min而成；
所述麦麸构树叶糖蜜固态发酵方法为：复合菌种的接种量为1％～5％；在28-37℃，恒温发酵3-6天制成。
所述发明菌剂干燥方法为：麦麸构树叶糖蜜固态发酵后，采用真空冷冻干燥至微生物复合菌剂最终含水量为12-13％。
所述复合菌种由黑曲霉FECJX203.1菌液与植物乳杆菌FECJX108菌液按体积比1：1-4的比例混合而成。
所述黑曲霉FECJX203.1菌液是由黑曲霉FECJX203.1接种在PDA固体培养基中，28℃培养72h，等量无菌生理盐水冲洗而制得，孢子数为1.0×107cfu/ml；
所述植物乳杆菌FECJX108菌液是由植物乳杆菌FECJX108在MRS培养基中，37℃厌氧培养48h，活菌数为1.0×109cfu/ml；
本发明所提供的菌剂菌种来源：黑曲霉(Aspergillus niger)FECJX203.1(该菌株已保藏于中国典型培养物保藏中心(CCTCC)，保藏号为CCTCC M 2018333)，植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)FECJX108(该菌株已保藏于中国典型培养物保藏中心(CCTCC)，保藏号为CCTCC M 2018332)。
本发明制得的青贮构树叶饲料发酵菌剂由黑曲霉(Aspergillus niger)FECJX203.1、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)FECJX108及其代谢产物组成。有效成分含量：黑曲霉(Aspergillus niger)FECJX203.1活菌数高于1×106cfu/g，植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)FECJX108活菌数高于1×108cfu/g，单宁酶活力不低于200U/g。该菌剂用于青贮构树，降低构树中单宁含量，同时降低粗纤维含量、提高粗蛋白含量，获得营养价值高、适口性好的青贮构树叶饲料。
本发明所述青贮构树叶饲料菌剂的应用方法为：
将上述菌剂1-5kg首先用灭菌后的5％糖蜜温水30℃活化2-8h，然后将活化后的菌种按0.1-1％的接种量接种到100kg构树叶青贮原料中，所述青贮原料为构树叶切碎至约2～4cm2的大小，含水量约为50％～65％；在25-30℃条件下进行密封发酵20-30天。
本发明青贮周期比自然青贮短50％，青贮处理前后相比，构树叶青贮结束后青贮料气味芬芳，pH由7降低到pH 4.0以下，粗纤维含量最高降低27.8％，单宁含量最高降低41.2％，粗蛋白消化率最高提高12.1％。采用构树鲜叶为主要原料，通过黑曲霉和乳酸菌混菌发酵制成青贮构树叶饲料，降解构树叶中单宁，提高其可消化性。在密闭环境中进行构树叶青贮，单宁酶降解构树枝叶中单宁，发酵菌剂中的黑曲霉利用构树枝叶中残存的氧气生长产生单宁酶和纤维素酶，当氧气消耗后乳酸菌进行2次发酵产生乳酸和细菌素，降低青贮环境的pH值，抑制有害菌的生长和繁殖，达到使构树叶长期保鲜的目的。青贮后的构树叶饲料降低了单宁含量、营养丰富，具有独特的清香味、适口性好，猪吃后长势快、形态好、抗病力强、肉质更加纯正、鲜美，可以推动生猪养殖业的健康可持续发展。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的阐述。
实施例1
以麦麸、构树鲜叶和糖蜜为固态发酵原料，接种由高产单宁酶的黑曲霉(Aspergillus niger)FECJX203.1和产乳酸的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)FECJX108组成的复合菌种，经复合菌种固态发酵，干燥，制得含两种活菌和单宁酶的青贮构树叶饲料发酵菌剂。
所述固态发酵原料50kg，麦麸、构树鲜叶和糖蜜比例为10：4：0.5，体系含水量为50％，经121℃高温高压灭菌15min而成；
所述麦麸构树叶糖蜜固态发酵为：复合菌种的接种量为1％；在28℃，恒温发酵6天制成。
所述复合菌种由上述黑曲霉FECJX203.1菌液与植物乳杆菌FECJX108菌液按1：1的比例混合而成。
所述黑曲霉FECJX203.1菌液是由黑曲霉FECJX203.1接种在PDA固体培养基中，28℃培养72h，等量无菌生理盐水冲洗而制得，孢子数为1.0×107cfu/ml；
所述植物乳杆菌FECJX108菌液是由植物乳杆菌FECJX108在MRS培养基中，37℃厌氧培养48h，活菌数为1.0×109cfu/ml；
上述发明菌剂干燥为：麦麸构树叶糖蜜固态发酵后，采用真空冷冻干燥至微生物复合菌剂最终含水量为12.8％。
本发明所述青贮构树叶饲料菌剂的有效成分：黑曲霉FECJX203.1活菌数8.9×106cfu/g，植物乳杆菌FECJX108活菌数2.6×108cfu/g，单宁酶活力317U/g。
本发明所述青贮构树叶饲料菌剂的应用为：将上述菌剂5kg首先用灭菌后的5％糖蜜温水30℃活化2h，然后将活化后的菌种按0.5％的接种量接种到100kg构树叶青贮原料中，所述青贮原料为构树叶切碎至约2～4cm2的大小，含水量约为60％；在常温25℃条件下进行密封发酵30天。构树叶青贮结束后青贮料气味芬芳、pH 3.96、粗纤维含量降低27.8％、单宁降低41.2％、粗蛋白消化率提高12.1％。
表1 实施例1菌剂性能和添加本菌剂青贮构树叶效果
实施例2
以麦麸、构树鲜叶和糖蜜为固态发酵原料，接种由高产单宁酶的黑曲霉(Aspergillus niger)FECJX203.1和产乳酸的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)FECJX108组成的复合菌种，经复合菌种固态发酵，干燥，制得含两种活菌和单宁酶的青贮构树叶饲料发酵菌剂。
所述固态发酵原料40kg，麦麸、构树鲜叶和糖蜜比例为10：3：1，体系含水量为54％，经121℃高温高压灭菌15min而成；
所述麦麸构树叶糖蜜固态发酵法为：复合菌种的接种量为2％；在30℃，恒温发酵5天制成。
所述复合菌种由上述黑曲霉FECJX203.1菌液与植物乳杆菌FECJX108菌液按1：2的比例混合而成。
所述黑曲霉FECJX203.1菌液是由黑曲霉FECJX203.1接种在PDA固体培养基中，28℃培养72h，等量无菌生理盐水冲洗而制得，孢子数为1.0×107cfu/ml；
所述植物乳杆菌FECJX108菌液是由植物乳杆菌FECJX108在MRS培养基中，37℃厌氧培养48h，活菌数为1.0×109cfu/ml；
上述发明菌剂干燥为：麦麸构树叶糖蜜固态发酵后，采用真空冷冻干燥至微生物复合菌剂最终含水量为12.7％。
本发明所述青贮构树叶饲料菌剂的有效成分：黑曲霉FECJX203.1活菌数5.2×106cfu/g，植物乳杆菌FECJX108活菌数4.6×108cfu/g，单宁酶活力276U/g。
本发明所述青贮构树叶饲料菌剂的应用为：将上述5kg菌剂首先用灭菌后的5％糖蜜温水30℃活化4h，然后将活化后的菌种按0.4％的接种量接种到100kg构树叶青贮原料中，所述青贮原料为构树叶切碎至约2～4cm2的大小，含水量约为55％；在28℃条件下进行密封发酵30天。构树叶青贮结束后青贮料气味芬芳、pH 3.90、粗纤维含量降低25.6％、单宁降低30.6％。
表2 实施例2菌剂性能和添加本菌剂青贮构树叶效果
实施例3
以麦麸、构树鲜叶和糖蜜为固态发酵原料，接种由高产单宁酶的黑曲霉(Aspergillus niger)FECJX203.1和产乳酸的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)FECJX108组成的复合菌种，经复合菌种固态发酵，干燥，制得含两种活菌和单宁酶的青贮构树叶饲料发酵菌剂。
所述固态发酵原料20kg，麦麸、构树鲜叶和糖蜜比例为10：1：2，体系含水量为58％，经121℃高温高压灭菌15min而成；
所述麦麸构树叶糖蜜固态发酵法为：复合菌种的接种量为3％；在32℃，恒温发酵4天制成。
所述复合菌种由上述黑曲霉FECJX203.1菌液与植物乳杆菌FECJX108菌液按1：3的比例混合而成。
所述黑曲霉FECJX203.1菌液是由黑曲霉FECJX203.1接种在PDA固体培养基中，28℃培养72h，等量无菌生理盐水冲洗而制得，孢子数为1.0×107cfu/ml；
所述植物乳杆菌FECJX108菌液是由植物乳杆菌FECJX108在MRS培养基中，37℃厌氧培养48h，活菌数为1.0×109cfu/ml；
上述发明菌剂干燥为：麦麸构树叶糖蜜固态发酵后，采用真空冷冻干燥至微生物复合菌剂最终含水量为12.5％。
本发明所述青贮构树叶饲料菌剂的有效成分：黑曲霉FECJX203.1活菌数2.1×106cfu/g，植物乳杆菌FECJX108活菌数11.5×108cfu/g，单宁酶活力231U/g。
本发明所述青贮构树叶饲料菌剂的应用为：将上述菌剂5kg首先用灭菌后的5％糖蜜温水30℃活化8h，然后将活化后的菌种按0.75％的接种量接种到100kg构树叶青贮原料中，所述青贮原料为构树叶切碎至约2～4cm2的大小，含水量约为60％；在30℃条件下进行密封发酵30天。构树叶青贮结束后青贮料气味芬芳、pH 3.85、粗纤维含量降低23.7％、单宁降低25.7％。
表3 实施例3菌剂性能和添加本菌剂青贮构树叶效果
Claims (8)
1.一种降解构树叶单宁的青贮菌剂，其特征在于：制备方法为：
以麦麸、构树鲜叶和糖蜜为固态发酵原料，接种由高产单宁酶的黑曲霉(Aspergillusniger)FECJX203.1和产乳酸的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)FECJX108组成的复合菌种，经复合菌种固态发酵，干燥，制得含两种活菌和单宁酶的青贮构树叶饲料发酵菌剂。
2.如权利要求1所述的一种降解构树叶单宁的青贮菌剂，其特征在于：所述固态发酵原料用量为10-100kg，麦麸、构树鲜叶和糖蜜的质量比例为10：1-4：0.5-2，体系含水量为45％～60％，经121℃高温高压灭菌15min而成。
3.如权利要求1所述的一种降解构树叶单宁的青贮菌剂，其特征在于：所述发明菌剂干燥方法为：麦麸构树叶糖蜜固态发酵后，采用真空冷冻干燥至微生物复合菌剂最终含水量为12-13％。
4.如权利要求1所述的一种降解构树叶单宁的青贮菌剂，其特征在于：所述麦麸构树叶糖蜜固态发酵方法为：复合菌种的接种量为1％～5％；在28-37℃，恒温发酵3-6天制成。
5.如权利要求4所述的一种降解构树叶单宁的青贮菌剂，其特征在于：所述复合菌种由黑曲霉FECJX203.1菌液与植物乳杆菌
FECJX108菌液按体积比1：1-4的比例混合而成。
6.如权利要求5所述的一种降解构树叶单宁的青贮菌剂，其特征在于：所述黑曲霉FECJX203.1菌液是由黑曲霉FECJX203.1接种在PDA固体培养基中，28℃培养72h，等量无菌生理盐水冲洗而制得，孢子数为1.0×107cfu/ml；
所述植物乳杆菌FECJX108菌液是由植物乳杆菌FECJX108在MRS培养基中，37℃厌氧培养48h，活菌数为1.0×109cfu/ml。
7.如权利要求1-6任一项所述的一种降解构树叶单宁的青贮菌剂，其特征在于：制得的青贮构树叶饲料发酵菌剂由黑曲霉(Aspergillus niger)FECJX203.1、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)FECJX108及其代谢产物组成；有效成分含量：黑曲霉(Aspergillus niger)FECJX203.1活菌数高于1×106cfu/g，植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)FECJX108活菌数高于1×108cfu/g，单宁酶活力不低于200U/g。
8.如权利要求1-7任一项所述的一种降解构树叶单宁的青贮菌剂，其特征在于：应用方法为：
将权利要求1-7任一项所述的菌剂1-5kg，首先用灭菌后的5％糖蜜温水30℃活化2-8h，然后将活化后的菌种按0.1-1％的接种量接种到100kg构树叶青贮原料中，所述青贮原料为构树叶切碎至约2～4cm2的大小，含水量约为50％～65％；在25-30℃条件下进行密封发酵20-30天。
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