CN109619270A - 一种干稻草发酵饲料的制备方法 - Google Patents

一种干稻草发酵饲料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种干稻草发酵饲料的制备方法,该方法包括以下步骤:将干稻草、乳酸菌以及糖蜜混匀后开始密封堆积发酵,得到发酵饲料;发酵的条件包括条件1和条件2,所述条件1为在20~35℃下发酵时间7~14d,所述条件2为在10~20℃下发酵时间14~28d;在条件1下发酵得到所述发酵饲料时,在发酵开始后60天内将该发酵饲料使用;在条件2下发酵得到所述发酵饲料时,在发酵开始后的90天内将该发酵饲料使用。本发明能显著提高发酵干稻草的粗蛋白、可溶性糖含量,提高干稻草的营养品质和消化率,增加乳酸、乙酸等有机酸含量,提高稻草的适口性,有利于提高动物的肠道健康。

Description

一种干稻草发酵饲料的制备方法
技术领域
本发明属于农业生产副产物回收利用领域,尤其涉及一种干稻草发酵饲料的制备方法。
背景技术
稻草是我国农业的主要副产物,由于缺乏有效利用方式,大量稻草被弃置或就地焚烧,不仅浪费了大量资源,而且还造成环境污染。近年来随着人们对生态环境重视程度的提高,如何将稻草进行资源化利用以缓解焚烧现象成为热门研究方向。稻草饲用是将稻草资源化利用的重要方式,同时也是解决草食动物饲养中粗饲料短缺的重要手段。
在秸秆饲料利用中,对新鲜秸秆主要以粉碎、氨化、青贮为主要技术手段;对干秸秆以直接饲喂为主。已有的研究表明,水稻秸秆在天然干燥过程中可利用养分损失,造成干稻草饲用价值下降,稻草自然风干后直接饲喂,消化率低、适口性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种干稻草发酵饲料的制备方法,旨在解决现有技术无法适用干稻草的资源化使用,造成干稻草大量积压、浪费。
本发明是这样实现的,一种干稻草发酵饲料的制备方法,该方法包括以下步骤:
(1)将干稻草、乳酸菌以及糖蜜混匀后开始密封堆积发酵,得到发酵饲料;其中,所述乳酸菌在干稻草发酵饲料中的添加量为2.5×105~5×105CFU/g,所述糖蜜在干稻草发酵饲料中的添加量为1.5~3%(wt);所述发酵的条件包括条件1和条件2,所述条件1为在20~35℃下发酵时间7~14d,所述条件2为在10~20℃下发酵时间14~28d;
(2)在条件1下发酵得到所述发酵饲料时,在发酵开始后60天内将该发酵饲料使用;在条件2下发酵得到所述发酵饲料时,在发酵开始后的90天内将该发酵饲料使用。
优选地,所述糖蜜为甘蔗糖蜜或大豆糖蜜;其中,所述甘蔗糖蜜在干稻草发酵饲料中的添加量为1.5%(wt);所述大豆糖蜜在干稻草发酵饲料中的添加量为2~3%(wt)。
优选地,在步骤(2)中,在条件1下发酵得到所述发酵饲料时,在发酵开始后的第14~30天内将该发酵饲料使用;在条件2下发酵得到所述发酵饲料时,在发酵开始后的第30~45天内将该发酵饲料使用。
相比于现有技术的缺点和不足,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明能显著提高发酵稻草的粗蛋白、可溶性糖含量,提高干稻草的营养品质;
(2)本发明能显著降低发酵稻草的粗纤维含量,显著提高干物质体外消化率和中性洗涤体外消化率,提高干稻草的可消化率;
(3)本发明能显著增加乳酸、乙酸等有机酸含量,提高稻草的适口性;
(4)本发明能显著提高乳酸菌、酵母菌等益生菌的含量,有利于提高动物的肠道健康。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
一、实施方案
试验一、乳酸菌不同添加量对发酵干稻草品质的影响
本试验设置乳酸菌三个添加量,分别为2.5×105、5×105、1×106。设置两个对照,分别为空白对照1(不加糖蜜和乳酸菌),对照2(只加糖蜜组)。
试验设计:将干稻草切短至5cm,加水、不同含量的乳酸菌、3%甘蔗糖蜜混匀后,使其水分含量60%,称取200g装入40cm×30cm的聚乙烯袋内,每组3个重复,共3*5=15组,利用真空封口机抽气封口,于室温条件下避光保存。
微贮时间为14d,开袋取样,分析发酵稻草品质。
试验二、不同糖蜜及不同添加量对发酵干稻草品质的影响
本试验设置两种糖蜜(甘蔗糖蜜、大豆糖蜜),5个添加量,分别为1.5%甘蔗糖蜜、3%甘蔗糖蜜、1.5%大豆糖蜜、3%大豆糖蜜、5%大豆糖蜜,设置对照组(只加乳酸菌)
试验设计:将干稻草切短至5cm,加水、不同含量的糖蜜、5×105的乳酸菌(每吨10g)混匀后,使其水分含量60%,称取200g装入40cm×30cm的聚乙烯袋内,每组3个重复,共3*6=18组,利用真空封口机抽气封口,于室温条件下避光条件下保存。
微贮时间为14d,开袋取样,分析发酵稻草品质。
试验三、不同发酵时间对发酵干稻草品质的影响
在试验一、二的研究基础上,研究不同发酵时间对干稻草发酵品质的影响。
试验设计:将干稻草切短至5cm,加水、糖蜜、乳酸菌混匀后,使其水分含量60%,称取200g装入40cm×30cm的聚乙烯袋内,利用真空封口机抽气封口,于室温条件下避光条件下保存。分别在发酵时间为7、14、30d及60d开袋取样,分析发酵稻草的品质,每个时间段3个重复,共12组。
二、测定指标及测定方法
(一)测定指标
1、饲用品质指标:粗蛋白、水溶性碳水化合物、淀粉、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、粗纤维、灰分
2、消化率指标:体外干物质消化率、体外中性洗涤纤维消化率
3、发酵指标:pH值、氨态氮/总氮、有机酸(乳酸、乙酸、丙酸、丁酸)
4、微生物指标:乳酸菌、酵母菌、霉菌、需氧细菌
(二)测定方法
1、样品处理
开袋取样,将发酵饲料充分混匀后,称取20g发酵饲料于三角瓶中,加入180g去离子水,搅拌均匀,于4℃下浸提24h,之后用4层纱布和定性滤纸过滤,得到浸提液。置于-20℃冷冻冰箱保存待测。滤液用来测定pH值、氨态氮、有机酸(乳酸、乙酸、丙酸、丁酸)。另取10g鲜样品,加入90ml 0.9%无菌去离子水,封口膜封口,用来对乳酸菌、需氧细菌、霉菌、酵母菌的计数。将剩余的发酵饲料收集起来于105℃杀青2h,然后75℃烘箱中烘48h以上至恒重,测定干物质含量,将烘干的样品用高速万能粉碎机粉碎,过筛,放入聚乙烯自封袋中,排尽空气,密封保存,用于营养成分分析。
2、测定方法
营养品质分析:发酵饲料中可溶性碳水含量采用蒽酮-硫酸比色法测定。青贮原料的粗蛋白含量采用凯氏定氮法,使用KjeltecTM2300型全自动凯氏定氮仪(丹麦FOSS公司)测定。中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维采用Van-soest法应用滤袋技术测定。
消化率分析:采用体外胃蛋白酶-纤维素酶两级消化法测定样品的体外干物质消化率(IVDMD),消化后的样品残渣测定中性洗涤纤维含量,计算体外中性洗涤纤维消化率(IVNDFD)。
发酵指标分析:pH值用Micro-Bench型pH计直接测定。青贮饲料的氨态氮采用苯酚-次氯酸钠比色法测定。有机酸(乳酸、乙酸、丙酸、丁酸)的测定采用高效液相色谱仪(安捷伦1260型;德国安捷伦科技有限公司)测定,配备示差检测器和H-NP5色谱柱(流动相:2.5mmol/L H2SO4;流速:0.5mL/min;温度:55℃;美国赛分科技有限公司)。
微生物计数:采用平板培养法进行微生物计数。用0.9%无菌生理盐水进行梯度稀释,选择2个合适的梯度涂板,每个梯度3个重复。好气性细菌、乳酸菌,霉菌分别采用营养肉汤(Nutrient Broth,NB)琼脂培养基、MRS(deMan-Rogosa-Sharpe)琼脂培养基和马铃薯葡萄糖琼脂培养基(potato dextrose agar,PDA)培养计数。
三、数据统计与分析
用Excel 2010对原始数据进行初步统计,用SPSS 19.0软件进行单因素方差分析(one-wayANOVA),并用Duncan法进行多重比较,结果用平均值表示,试验结果的误差用SEM表示,显著性水平用P-value表示。
四、试验结果分析
试验一、乳酸菌不同添加量对发酵干稻草品质的影响
本试验一共为五组,分别为空白对照组1-1(干稻草加水直接青贮)、对照组1-2(干稻草+3%甘蔗糖蜜)、试验组1-3(干稻草+3%甘蔗糖蜜+2.5×105乳酸菌)、试验组1-4(干稻草+3%甘蔗糖蜜+5×105乳酸菌)、试验组1-5(干稻草+3%甘蔗糖蜜+1×106乳酸菌)。
1、乳酸菌不同添加量对发酵干稻草饲用品质的影响
不同添加量乳酸菌对发酵干稻草饲用品质的影响如下表1所示:
表1乳酸菌不同添加量对发酵干稻草饲用品质的影响(%)
注:同行数据肩标相同或无字母表示差异不显著,不同字母表示差异显著(P<0.05)。下同
由表1可知,添加糖蜜能显著提高干稻草组的粗蛋白含量,干稻草的粗蛋白由5.12%提高到5.72%,分析其原因与糖蜜中含有一定的粗蛋白有关(经检测,甘蔗糖蜜和大豆糖蜜的粗蛋白含量为12.43%、6.59%)。由于乳酸菌的发酵,干稻草的粗纤维含量显著下降,干稻草的粗纤维由35.95%下降到32.01%。发酵前后粗灰分没有显著变化,在13.80%~14.40%之间。添加乳酸菌,可溶性糖的含量呈下降趋势,淀粉含量呈上升趋势,与两个对照组相比,均有显著差异,表明乳酸菌能快速转化可溶性糖为有机酸,降低pH,减少稻草中淀粉等营养物质的损失。各组间的中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维无显著差异,分别为55.50%~59.88%和30.01%~34.71%之间。乳酸菌不同添加量之间,粗蛋白、粗纤维、可溶性糖和淀粉均无显著差异。
2、乳酸菌不同添加量对发酵干稻草体外消化率的影响
不同添加量乳酸菌对发酵干稻草体外消化率的影响如下表2所示:
表2乳酸菌不同添加量对发酵干稻草体外消化率的影响(%)
由表2可知,随着乳酸菌的添加,干稻草的体外干物质消化率有提高趋势,但统计学上差异不显著。而乳酸菌能显著提高干稻草的中性洗涤纤维消化率,与两个对照组都有显著差异,但不同添加量之间无著差异。添加乳酸菌组的干物质体外消化率和中性洗涤纤维消化率分别在43.55~43.70%和19.50~20.87%之间。
3、乳酸菌不同添加量对干稻草发酵指标的影响
不同添加量乳酸菌对干稻草发酵指标的影响如下表3所示:
表3乳酸菌不同添加量对干稻草发酵指标的影响(%)
由表3可知,随着乳酸菌添加量的增加,干稻草的pH显著下降,乳酸含量显著提高,添加量为5×105、1×106两组的pH最低,分别为3.84、3.76,乳酸含量分别为4.698%、4.797%。试验组和对照组2的乙酸含量显著低于空白对照组,在0.660%~0.728%之间。各组之间的丙酸含量没有显著差异,在0.155%~0.212%之间。添加乳酸菌能显著降低丁酸含量,与两个对照组均有显著差异。试验组和对照组2的氨态氮含量在5.112%~7.751%之间,显著低于空白对照组。对照组的氨态氮/总氮为16.26%。在青贮玉米的评价体系中,氨态氮/总氮的含量应低于10%,超过10%为品质差的青贮料。添加乳酸菌能显著降低氨态氮的含量,提升发酵品质。乳酸菌不同添加量组之间、乙酸、丁酸、氨态氮含量无显著差异。
4、乳酸菌不同添加量对发酵干稻草微生物组成的影响
不同添加量乳酸菌对发酵干稻草微生物的影响如下表4所示:
表4乳酸菌不同添加量对发酵干稻草微生物组成的影响Log(CFU/g)
由表4可知,添加乳酸菌能显著提高乳酸菌、酵母菌的生长,抑制霉菌及需氧细菌的生长,乳酸菌不同添加量之间无显著差异。乳酸菌的含量在1.48×107(Log(CFU/g)=7.17)~1.70×107CFU/g之间,乳酸菌造成的酸性环境可能适合干稻草附着酵母菌的生长,试验组的酵母菌含量显著升高,酵母菌的含量在3.02×104(Log(CFU/g=4.48)~3.72×104CFU/g之间。
试验二、糖蜜不同添加量对发酵干稻草品质的影响
本试验一共六组,分别为对照组2-1(干稻草加乳酸菌)、对照组2-2(干稻草+乳酸菌+1.5%甘蔗糖蜜)、试验组2-3(干稻草+乳酸菌+3%甘蔗糖蜜)、试验组2-4(干稻草+乳酸菌+1.5%大豆糖蜜)、试验组2-5(干稻草+乳酸菌+3%大豆糖蜜)、试验组2-6(干稻草++乳酸菌+5%大豆糖蜜)
1、糖蜜不同添加量对发酵干稻草饲用品质的影响
不同添加量糖蜜对发酵干稻草饲用品质的影响如下表5所示:
表5糖蜜不同添加量对发酵干稻草饲用品质的影响(%)
由表5可知,糖蜜的添加显著提高发酵稻草的粗蛋白和可溶性糖含量,随着添加量的提高,粗蛋白和可溶性糖的含量呈上升趋势。糖蜜和乳酸菌的添加,都能显著降低发酵稻草的粗纤维含量。3%~5%大豆糖蜜组能显著降低酸性洗涤纤维的含量。不同糖蜜添加量之间,粗灰分、淀粉、中性洗涤纤维都无显著差异。
2、糖蜜不同添加量对发酵干稻草体外消化率的影响
不同添加量糖蜜对发酵干稻草体外消化率的影响如下表6所示:
表6糖蜜不同添加量对发酵干稻草体外消化率的影响(%)
由表6可知,糖蜜的添加,对体外中性洗涤纤维消化率没有显著影响,但随着糖蜜添加量的增多,干物质体外消化率呈上升趋势,显著增加。
3、糖蜜不同添加量对干稻草发酵指标的影响
不同添加量糖蜜对干稻草发酵指标的影响如下表7所示:
表7乳酸菌不同添加量对干稻草发酵指标的影响(%)
由表7可知,糖蜜的添加,能显著降低pH值,不同添加量之间pH无显著差异。随着糖蜜量的增加,乳酸、乙酸含量呈上升趋势,显著增加。低浓度糖蜜的添加能显著降低氨态氮的含量,但随着添加量的增加,氨态氮的含量有增加的趋势。糖蜜的添加对丙酸、丁酸的含量无显著影响。
4、糖蜜不同添加量对发酵干稻草微生物组成的影响
不同添加量糖蜜对发酵干稻草微生物的影响如下表8所示:
表8糖蜜不同添加量对发酵干稻草微生物组成的影响Log(CFU/g)
由表8可知,糖蜜的添加,对乳酸菌、酵母菌、需氧细菌无显著影响。但随着糖蜜添加量的增加,霉菌的含量呈下降趋势,显著下降。
试验三、不同发酵时间对发酵干稻草品质的影响
本试验一共四组,分别为3-1(发酵7d)、3-2(发酵14d)、3-3(发酵30d)、3-4(发酵60d)
1、不同发酵时间对发酵干稻草饲用品质的影响
发酵时间对发酵干稻草饲用品质的影响如下表9所示:
表9不同发酵时间对发酵干稻草饲用品质的影响(%)
由表9可知,随着发酵时间的延长,粗纤维、可溶性糖、淀粉含量呈下降趋势,显著下降,在发酵14d时,淀粉含量趋于稳定,在发酵30d时,粗纤维、可溶性糖含量趋于稳定。随着发酵时间的延长,粗蛋白、粗灰分、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维无显著变化。
2、不同发酵时间对发酵干稻草体外消化率的影响
发酵时间对发酵干稻草体外消化率的影响如下表10所示:
表10不同发酵时间对发酵干稻草体外消化率的影响(%)
如表10可知,随着发酵时间的延长,干物质体外消化率、中性洗涤纤维体外消化率无显著变化,发酵时间7d,体外消化率趋于稳定。
3、不同发酵时间对干稻草发酵指标的影响
不同发酵时间对干稻草发酵指标的影响下表11所示:
表11不同发酵时间对干稻草发酵指标的影响(%)
由表11可知,随着发酵时间的延长,pH显著下降,乳酸、乙酸、丙酸、氨态氮含量显著升高。在发酵60d后,pH开始升高、乳酸含量开始下降。
4、不同发酵时间对发酵干稻草微生物组成的影响
不同发酵时间对发酵干稻草微生物的影响如下表12所示:
表12不同发酵时间对发酵干稻草微生物组成的影响Log(CFU/g)
由表12可知,随着发酵时间的延长,乳酸菌含量显著下降,由7d的3.09×108(Log(CFU/g)=8.49)下降到60d的1.07×106;酵母菌含量显著上升,由7d的5.13×103上升到60d的1.12×105;需氧细菌显著下降;霉菌的含量呈下降趋势,在30d趋于稳定。
五、试验结论
1、乳酸菌能快速转化可溶性糖为有机酸,降低PH,减少稻草中淀粉等营养物质的损失,降低粗纤维含量,显著提高干稻草的中性洗涤纤维消化率;显著提高乳酸含量、降低乙酸、丁酸和氨态氮含量;促进发酵干稻草中乳酸菌、酵母菌的生长,抑制霉菌及需氧细菌的繁殖。乳酸菌的添加在干稻草发酵饲料生产过程中是必须的,乳酸菌在干稻草发酵饲料中的适宜添加量为2.5×105~5×105CFU/g。
2、糖蜜的添加显著提高发酵稻草的粗蛋白、可溶性糖含量和干物质体外消化率,显著降低发酵稻草的粗纤维含量,减少淀粉的损失,显著增加乳酸、乙酸含量。随着添加量的增加,氨态氮的含量有增加的趋势。糖蜜在干稻草发酵饲料中的适宜添加量为1.5%甘蔗糖蜜或2~3%的大豆糖蜜。
3、随着发酵时间的延长,粗纤维、可溶性糖、淀粉含量显著下降;pH显著下降,乳酸、乙酸、丙酸、氨态氮含量显著升高;乳酸菌、需氧细菌、霉菌含量显著下降,酵母菌含量显著上升。在发酵开始之日起算的第60d后,发酵饲料的PH开始升高、乳酸含量开始下降。室温20~35度、发酵时间7~14d,干稻草发酵基本完成,在该发酵条件下,发酵饲料的最佳使用时间为发酵开始之日起算的第14~30d,存储时间不宜超过发酵开始之日起算的第60d;室温10~20度,发酵时间14~28d,干稻草发酵基本完成,在该发酵条件下,发酵饲料的最佳使用时间为发酵开始之日起算的第30~45d,存储时间不宜超过发酵开始之日起算的第90d。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种干稻草发酵饲料的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
(1)将干稻草、乳酸菌以及糖蜜混匀后开始密封堆积发酵,得到发酵饲料;其中,所述乳酸菌在干稻草发酵饲料中的添加量为2.5×105~5×105CFU/g,所述糖蜜在干稻草发酵饲料中的添加量为1.5~3%(wt);所述发酵的条件包括条件1和条件2,所述条件1为在20~35℃下发酵时间7~14d,所述条件2为在10~20℃下发酵时间14~28d;
(2)在条件1下发酵得到所述发酵饲料时,在发酵开始后60天内将该发酵饲料使用;在条件2下发酵得到所述发酵饲料时,在发酵开始后的90天内将该发酵饲料使用。
2.如权利要求1所述的干稻草发酵饲料的制备方法,其特征在于,所述糖蜜为甘蔗糖蜜或大豆糖蜜;其中,所述甘蔗糖蜜在干稻草发酵饲料中的添加量为1.5%(wt);所述大豆糖蜜在干稻草发酵饲料中的添加量为2~3%(wt)。
3.如权利要求1所述的干稻草发酵饲料的制备方法,其特征在于,在步骤(2)中,在条件1下发酵得到所述发酵饲料时,在发酵开始后的第14~30天内将该发酵饲料使用;在条件2下发酵得到所述发酵饲料时,在发酵开始后的第30~45天内将该发酵饲料使用。
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