CN109601710A - 一种完熟期高水分全穗玉米厌氧贮存方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种完熟期高水分全穗玉米厌氧贮存方法，本发明改变玉米传统的收贮利用方式，将完熟期的玉米棒穗由玉米联合收割机收获后，使用专用的粉碎机直接粉碎成0.2‑0.5cm的颗粒，调整其水分含量，再与专用的活化的菌体发酵液均匀混合后压实封闭厌氧鲜贮。本发明饲料相对于一般短时间发酵过程，可以实现对发酵原料的长期贮存，缩短前期发酵过程提高干物质的保存率，在较短时间内抑制好氧腐败菌的活性，保障发酵产品质量安全。

Description

一种完熟期高水分全穗玉米厌氧贮存方法

技术领域

本发明涉及一种完熟期高水分全穗玉米厌氧贮存方法，涉及发酵工艺领域。

背景技术

玉米是动物养殖饲料中一种重要的能量饲料，其比例占饲料配比的60％以上，玉米质量的好坏直接关系饲料的质量，但是玉米胚部较大、营养成分较多，易发热、易霉变，再加上山东属于暖温带半湿润季风型气候区，而秋季玉米成熟季节往往正在秋雨季，高温高湿，玉米储存方式的不科学，就容易导致玉米仓储霉变严重。玉米霉变产生的玉米赤霉烯酮毒素、黄曲霉毒素等会降低营养物质的消化吸收率，具有强烈的生殖毒性和致畸、致癌作用，抑制免疫球蛋白和抗体的产生，降低猪的抗病力。霉菌毒素不仅影响饲料食品安全，而且可以通过食物链在人体或动物体中蓄积，进而危害人的健康。当前的饲料工业和畜牧业生产中,普遍使用脱霉剂，脱霉剂虽然可以减轻动物中毒隐患,但这种方法效果不稳定，营养成分损失大，影响饲料适口性。此外，即使是可以安全储存的玉米，其也必须及时烘干或晾晒，控制在安全水分含量之内才能确保长期贮存，但是晾晒损失浪费大，烘干的耗能高投资多。

王洪亮等人《高水分全穗玉米湿贮及其在肉牛瘤胃内发酵的影响研究》虽然提出对高水分玉米的直接粉碎压实储藏，但未正面验证霉菌毒素的含量，也不能改善动物对饲料的利用效果。

现在部分养殖企业为追求快速生长，饲粮营养水平普遍过高，动物不能有效消化吸收排出体外，造成饲料浪费，猪粪尿中未被消化的蛋白质、碳水化合物在微生物作用下厌氧分解产生恶臭，污染养殖场内外的环境。发酵玉米饲料是近年来一种被广泛利用的发酵饲料，对玉米的发酵处理可以提高其作为饲料的转化利用率，减少资源浪费，改善养殖环境。但现在对玉米的发酵多是对玉米粒、玉米秸秆或玉米芯的单体发酵，没有充分综合利用玉米资源，并且其多是作为一种处理饲料原料的方式，发酵时间短，发酵成型后还需提供该发酵饲料的储存方式，发酵饲料储存不当更易感染霉菌，适得其反。

专利201711468047.0一种玉米及玉米秸秆整体发酵的方法，其是直接将带有玉米的整体秸秆置于发酵池进行先有氧后无氧的发酵，发酵时间不到2天，发酵时间短，发酵后还需进行对该发酵饲料的储存，虽然提供了玉米整体的发酵，但其操作步骤复杂，也未能改善玉米的储存方式。

高燕等人在《混菌发酵全穗玉米及其对母猪繁殖性能的影响_玉米发酵饲料未来发展的前景》虽然本文献对影响发酵的料水比、温度、发酵时间、发酵菌和接种量进行了系统研究，确定了最佳发酵参数，但本报道的数据是在实验室的条件下完成的，实际生产的环境和条件与实验室不一样，在实际生产中达不到实验室标准。另外，本报道对发酵饲料的质量是用营养成分含量进行评价的，与国家制定评定方法和国际的通行评定方法不同，而且未对饲料的安全进行评价。

发明内容

本发明克服了上述现有技术的不足，提供一种完熟期高水分全穗玉米厌氧贮存方法，本发明改变玉米传统的收贮利用方式，将完熟期的玉米棒穗由玉米联合收割机收获后，使用专用的粉碎机直接粉碎成0.2-0.5cm的颗粒，调整其水分含量，再与专用的活化的菌体发酵液均匀混合后压实封闭厌氧鲜贮。

一种完熟期高水分全穗玉米厌氧贮存方法，包括如下步骤：

1)全穗玉米的收割和高速粉碎：

在玉米完熟期收割全穗玉米，使用玉米高速粉碎机粉碎成0.2cm-0.5cm的颗粒；

2)调节水分含量：

粉碎后的玉米的水分调节为发酵底物总质量的50％；

3)喷洒菌制剂：

在调节水分之后，将复合菌制剂中每种菌活化，活化后的菌液进行复配，复配的菌液均匀喷洒到玉米上，所述复合菌制剂指复合乳酸菌和枯草芽孢杆菌的复合菌制剂或者复合乳酸菌和植物乳杆菌的复合菌制剂；

所述复合乳酸菌包括同型乳酸菌和异型乳酸菌；

上述每种菌种活化后的菌液中菌含量均大于1×10⁸cfu/mL；

4)均匀混合：

使用搅拌机搅拌均匀；

5)填装、发酵、贮存：

贮存袋安装单向通气阀，使发酵产生的水气及时排出，搅拌后的玉米装入贮存袋中，玉米填装完毕后，压实，把口扎实排气后封紧，厌氧发酵。

进一步的，上述步骤2)中所述调节水分含量指在测定玉米原料原有水分后再用喷雾器向玉米中喷洒水，玉米原有水分加上后喷洒的水分共计总水分占发酵底物总质量的50％。

进一步的，上述步骤3)中，所述复合菌制剂中的复合乳酸菌和枯草芽孢杆菌按活化后菌液的质量比1:3-4的比例混合，复合乳酸菌和植物乳杆菌按活化后菌液的质量比1:1-2的比例混合。

进一步的，上述步骤3)中所述复配的菌液在每吨玉米中添加2-3L。

进一步的，上述步骤3)中所述同型乳酸菌为嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、乳脂链球菌中的一种，所述异型乳酸菌为干酪乳杆菌、短乳杆菌、双歧杆菌中的一种，所述同型乳酸菌和异性乳酸菌按照活化后菌液质量比1:1-3比例混合。

进一步的，上述步骤4)中所述均匀混合指用卧式双螺旋搅拌机搅拌1-1.5min。

进一步的，上述步骤5)中所述贮存袋指带有单向通气孔的可密封的袋子，可排出发酵前的空气，及时排出发酵产生的水气；

所述贮存袋的每个袋子填充2-3吨搅拌后玉米。

进一步的，上述步骤5)中所述厌氧发酵在pH到达4.0时即形成稳定贮存条件，发酵时间在45天左右，条件稳定后可长期保存。

本发明玉米相对于一般短时间发酵过程，可以实现对发酵原料的长期贮存，缩短前期发酵过程提高干物质的保存率，在较短时间内抑制好氧腐败菌的活性，保障发酵产品质量安全。

(1)一般的厌氧发酵的玉米水分含量较大约60％，前期多好氧菌腐败菌发酵，一方面消耗大量的能量，降低营养物质含量，另外产生大量毒素，降低玉米品质。本发明中选用50％水分含量降低前期好氧菌发酵，保留更多营养物质，减少毒素产生。

(2)本发明加入的发酵菌是复合乳酸菌+枯草芽孢杆菌或复合乳酸菌+植物乳杆菌，枯草芽孢杆菌或植物乳杆菌均是兼性厌氧菌，在发酵袋或发酵池封闭后，可以好氧发酵，在较短的时间内消耗贮存环境中的氧气，产生厌氧环境，抑制好氧腐败菌的活性，其可在最大程度降低好氧发酵造成的营养物质的消耗，提高干物质保存率，并能在较短的时间内使乳酸菌发酵产生乳酸，保障玉米安全。

复合乳酸菌含有同型发酵乳酸菌和异型发酵乳酸菌，同型发酵乳酸菌可以发酵葡萄糖，产生大量的乳酸，使玉米pH在较短的时间内降低到4.0以下，抑制有害菌的活性；其异型发酵乳酸菌除产生乳酸外，还可产生乙酸、乙醇、二氧化碳等产物，可以延长有氧稳定时间。

本发明经过有氧发酵过渡厌氧的过程，pH值迅速降低，仅需要3周的时间即可达到pH到4.0以下的厌氧贮存稳定状态，与常规贮存需要6周左右的时间相比较，明显缩短，既可以减少好氧发酵对营养的消耗量又可以抑制好氧有害菌的滋生；厌氧发酵产生的乳酸、乙酸、丙酸，使玉米pH在4.0以下，可以抑制腐败菌的活性，并且有益的复合乳酸菌在玉米菌群中占有绝对优势；在厌氧环境条件下，玉米营养物质消耗量很低，使玉米可以在较长的时间内保持稳定状态。

有益效果：

(1)解决了传统玉米贮存方式造成的贮存霉变，还可以通过发酵降解部分田间霉变，显著降低黄曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮、呕吐毒素的含量。

(2)可以延长有氧稳定时间。在取料时，玉米暴露在空气中，一般青贮方式，好氧微生物开始发酵，发酵乳酸，使Ph值在较短的时间升高，从而为霉菌繁殖创作条件，一般贮存方式有氧稳定的时间在1-2天，本发明玉米发酵物中含量丰富的乙酸和丙酸，可以抑制霉菌繁殖延长有氧稳定的时间，可以使有氧稳定的时间延长到4-5天。

(3)通过发酵降解不适宜动物消化吸收的物质，气味芳香略有酸味，提高适口性，提高玉米饲料的转化率，减少粪便中氨类物质的排放，改善养殖场环境。

(4)发酵产品可直接使用于规模化养猪场，不需要二次加工，也不需要增加额外的贮存步骤，实现贮存玉米饲料的商品化。

(5)操作方便，养殖户可以直接自行操作，避免发酵玉米产品在运输过程中的二次污染；独立包装的发酵产品，可随取随用。

具体实施方式

实施例1不同水分含量对全穗玉米发酵质量的影响一、操作方法

(1)全穗玉米的收割和高速粉碎

本发明玉米是在完熟期收割，经过玉米联合收割机收割的玉米棒穗，直接由专用的高速粉碎机粉碎，粉碎机可以把玉米棒穗粉碎成约0.2cm-0.5cm的颗粒。由于刚收割的玉米棒穗含水量较大，水分约30％，一般粉碎机粉碎后的玉米易沾在机械内壁上，而且玉米果穗外层的包衣，比较柔软，不易粉碎，所以使用93ZQS系列、轴流式粉碎机(转速5000转/分钟)，使玉米粉碎的颗粒度较玉米粒细度约0.2cm，玉米芯的颗粒度约0.5cm，包衣能被铡切揉搓，成丝状、条状，质地柔软。

(2)水分含量对发酵玉米质量的影响

全穗高水分玉米厌氧贮存的质量与水分含量有直接关系。本发明对不同水分含量对玉米贮存质量的影响进行了研究，试验把粉碎后的玉米水分含量通过加水分别调整为40％、45％、50％、55％。

(3)加入菌制剂

添加前先把植物乳杆菌菌种活化，把10kg的植物乳杆菌菌种粉制剂、3kg的葡萄糖和20kg的糖蜜，倒入60kg的水中，发酵温度保持30℃，封闭厌氧发酵13小时，获得活化后的植物乳杆菌菌液，每吨玉米加入3L菌液。

(4)混合均匀

由于粉碎的玉米质量比重不同，玉米粒粉碎后较重，而玉米芯和玉米包衣则较轻，所以在厌氧贮存前应均匀混合，用卧式双螺旋搅拌机搅拌1-1.5分钟。

(5)分层填装、压实封闭贮存

把搅拌后的玉米装入发酵袋中，每个发酵袋贮存约2-3吨，发酵袋使用前加上单向通气孔，把发酵前的空气和发酵中产生的水气及时排出，预防上部水分过大致使玉米发霉结块变质。玉米填装完成后，压实，把口扎实封紧，贮存3周发酵玉米就达到稳定状态，可以饲用并长期贮存。

(6)质量评价

使用我国农业部畜牧兽医司1996年制定的青贮饲料质量评定标准(试行)对发酵玉米的质量进行判断。

二、结果分析

1、水分含量

表1不同水分含量对贮存发酵玉米质量的影响(评分)

水分含量	40％	45％	50％	55％
					色泽	26.00	25.00	31.00	27.00
气味	14.00	13.00	20.00	19.00
					质地	10.00	6.00	10.00	10.00
Ph值	17.00	28.00	27.00	26.00
					综合分数	67.00	72.00	88.00	82.00

发酵后的玉米评分均为良好等级，其中50％的水分质量最好，评分达到了88分为优等。

2、霉菌毒素的测定

通过玉米霉菌毒素测定，结果(表2)显示：质量都符合国家饲料质量安全标准。综合贮存质量选用50％水分含量组。

表2不用水分含量对贮存发酵玉米霉菌毒素的影响

三、小结

完熟期全穗玉米粉碎成粒细度约0.2cm-0.5cm，水分含量50％时发酵玉米的质量品质最佳；每个实验组的黄曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮和呕吐毒素含量虽然都符合国家标准，但使用50％水分的实验组三种霉菌毒素含量都较为偏低。综合评价选用50％的含水量效果更佳。

实施例2不同的菌制剂组合对发酵玉米质量的影响一、操作方法

(1)全穗玉米的收割和高速粉碎

本发明玉米是在完熟期收割，经过玉米联合收割机收割的玉米棒穗，直接由专用的高速粉碎机粉碎，粉碎机可以把玉米棒穗粉碎成约0.2cm-0.5cm的颗粒。由于刚收割的玉米棒穗含水量较大，水分约30％，一般粉碎机粉碎后的玉米易沾在机械内壁上，而且玉米果穗外层的包衣，比较柔软，不易粉碎，所以使用93ZQS系列、轴流式粉碎机(转速5000转/分钟)，使玉米粉碎的颗粒度较玉米粒细度约0.2cm，玉米芯的颗粒度约0.5cm，包衣能被铡切揉搓，成丝状、条状，质地柔软。

(2)水分含量对发酵玉米质量的影响

把粉碎后的玉米水分含量通过加水分别调整为50％。

(3)不同菌制剂组合对发酵玉米质量的影响

喷洒菌制剂是指在玉米原料调整水分后添加发酵菌制剂，该菌制剂可以使鲜贮玉米在较短的时间内产生无氧环境，抑制好氧腐败菌的活性，最大程度减小鲜贮玉米营养损失。还可以使鲜贮玉米pH在较短的时间内降低到4.0以下，抑制霉菌或其他杂菌的生长，使玉米保持较高品质，开窑后保持较长时间有养稳定状态。

本发明对不同酶制剂对贮存质量的影响进行了研究，在鲜贮中分别加入复合乳酸菌(保加利亚乳杆菌与干酪乳杆菌按活化后菌液质量比1:1的比例混合)、复合乳酸菌+植物乳杆菌(复合乳酸菌与枯草芽孢杆菌为活化后菌液质量比1:4的比例混合)、复合乳酸菌+枯草芽孢杆菌(复合乳酸菌与植物乳杆菌按活化后菌液质量比1:1的比例混合)、复合乳酸菌+枯草芽孢杆菌+酿酒酵母菌(复合乳酸菌、枯草芽孢杆菌、酿酒酵母菌按活化后菌液质量比1:2:0.5混合)，厌氧发酵3周。

发酵菌制剂添加前先把各个菌种活化，把10kg的菌种粉制剂、3kg的葡萄糖和20kg的糖蜜，倒入60kg的水中，发酵温度保持30℃，封闭厌氧发酵13小时就可以获得菌种活化后菌液，将不同菌种的活化后菌液按照上述比例复配，复配的活化后菌液按照每吨玉米3L的比例添加。

(4)混合均匀

由于粉碎的玉米质量比重不同，玉米粒粉碎后较重，而玉米芯和玉米包衣则较轻，所以在厌氧贮存前应均匀混合，用卧式双螺旋搅拌机搅拌1-1.5分钟。

(5)分层填装、压实封闭贮存

把搅拌后的玉米装入发酵袋中，每个发酵袋贮存约2-3吨，发酵袋使用前加上单向通气孔，把发酵前的空气和发酵中产生的水气及时排出，预防上部水分过大致使玉米发霉结块变质。玉米填装完成后，压实，把口扎实封紧，贮存3周发酵玉米就达到稳定状态，可以饲用并长期贮存。

(6)质量评价

使用我国农业部畜牧兽医司1996年制定的青贮饲料质量评定标准(试行)对发酵玉米的质量进行判断。

二、结果分析

不同菌制剂对玉米质量的影响

结果(表3)显示，加入菌制剂显示质量均为优等，综合评价复合植物乳酸菌+枯草芽孢杆菌和复合植物乳酸菌+植物乳杆菌效果更好。

表3不同菌制剂发酵玉米后

三、小结

完熟期全穗玉米粉碎成粒细度约0.2cm-0.5cm，水分含量50％，使用复合植物乳酸菌+枯草芽孢杆菌或复合植物乳酸菌+植物乳杆菌的复合菌制剂，玉米品质最佳。

实施例3山东济宁原种猪场实施效果

本发明在2018年9月-11月在山东济宁原种猪场实施。收割和快速粉碎，把完熟期的整穗玉米由玉米联合收割机收割后，运输到贮存地点直接用玉米高速粉碎机粉碎，玉米粉碎成0.2-0.5cm的颗粒。调整水分，把粉碎后的玉米采用DSH系列水分快速测定仪测定水分含量，经测定水分含量为29％。按玉米：水＝100：42的比例加入水，把粉碎的玉米水分含量调整到50％，用喷雾器向玉米中喷洒水，边喷边和混合，使玉米水分含量均匀。发酵菌制剂采用复合乳酸菌+枯草芽孢杆菌配方(复合乳酸菌与枯草芽孢杆菌的比例为1:4混合)，每个菌种活化，活化后菌液按上述比例复配，复配的活化后菌液按照每吨玉米3L的比例添加，把处理好的玉米打入卧式双螺旋搅拌机中，搅拌1分钟停止。然后把搅拌后的玉米装入贮存袋中，每个贮存带贮存约2-3吨，贮存袋使用前加上单向通气孔，把发酵产生的水气及时排出，预防上部水分过大致使玉米原料发霉结块变质，玉米填充完毕后，压实，把口扎实封紧，3周就可以达到稳定贮存环境，可继续长期贮存，也可随时取用饲喂动物。

Claims (8)

1.一种完熟期高水分全穗玉米厌氧贮存方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)全穗玉米的收割和高速粉碎：

在玉米完熟期收割全穗玉米，然后粉碎成0.2cm-0.5cm的颗粒；

2)调节水分含量：

粉碎后的玉米的水分调节为发酵底物总质量的50％；

3)喷洒菌制剂：

在调节水分之后，将复合菌制剂中每种菌活化，活化后的菌液进行复配，复配的菌液均匀喷洒到玉米上，所述复合菌制剂指复合乳酸菌和枯草芽孢杆菌的复合菌制剂或者复合乳酸菌和植物乳杆菌的复合菌制剂；

所述复合乳酸菌包括同型乳酸菌和异型乳酸菌，所述同型乳酸菌和异性乳酸菌按照活化后菌液质量比1:1-3比例混合；

上述每种菌种活化后的菌液中菌含量均大于1×10⁸cfu/mL；

4)均匀混合：

使用搅拌机搅拌均匀；

5)填装、发酵、贮存：

贮存袋安装单向通气阀，将经过步骤4)搅拌后的玉米装入贮存袋中，玉米填装完毕后，压实，把口扎实排气后封紧，厌氧发酵。

2.根据权利要求1所述的完熟期高水分全穗玉米厌氧贮存方法，其特征在于，步骤2)中所述调节水分含量指在测定玉米原料原有水分后再用喷雾器向玉米中喷洒水，玉米原有水分加上后喷洒的水分的总水分占发酵底物总质量的50％。

3.根据权利要求1所述的完熟期高水分全穗玉米厌氧贮存方法，其特征在于，步骤3)中所述复合菌制剂中的复合乳酸菌和枯草芽孢杆菌按活化后菌液的质量比1:3-4的比例混合，复合乳酸菌和植物乳杆菌按活化后菌液的质量比1:1-2的比例混合。

4.根据权利要求1所述的完熟期高水分全穗玉米厌氧贮存方法，其特征在于，步骤3)中所述复配的菌液在每吨玉米中添加总量为2-3L。

5.根据权利要求1所述的完熟期高水分全穗玉米厌氧贮存方法，其特征在于，步骤3)中所述同型乳酸菌为嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、乳脂链球菌中的一种，所述异型乳酸菌为干酪乳杆菌、短乳杆菌、双歧杆菌中的一种，所述同型乳酸菌和异性乳酸菌按照活化后菌液质量比1:1-3比例混合。

6.根据权利要求1所述的完熟期高水分全穗玉米厌氧贮存方法，其特征在于，步骤4)中所述均匀混合指用卧式双螺旋搅拌机搅拌1-1.5min。

7.根据权利要求1所述的完熟期高水分全穗玉米厌氧贮存方法，其特征在于，步骤5)中所述贮存袋指带有单向通气孔的可密封的袋子；

所述贮存袋的每个袋子填充2-3吨搅拌后玉米。

8.根据权利要求1-7任一项所述的完熟期高水分全穗玉米厌氧贮存方法，其特征在于，步骤5)中所述厌氧发酵在pH到达4.0时即形成稳定贮存条件。