CN109997954A - 一种利用枸杞枝条制备生物饲料的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于生物饲料领域，具体涉及一种生物饲料及其制备工艺。具体技术方案为：一种乳酸片球菌，其16Sr DNA序列如SEQ ID NO 1所示。将该菌和酵母菌联合发酵枸杞枝条，同时添加麸皮、蔗糖和纤维素酶等物质，最终获得枸杞枝条基生物饲料。该饲料适口性好，除含有常规营养元素外，还富含枸杞多糖、总黄酮、甜菜碱等，可直接用于幼年反刍动物的开口料。

Description

一种利用枸杞枝条制备生物饲料的工艺
技术领域
本发明属于生物饲料领域，具体涉及一种利用枸杞枝条制备生物饲料的工艺。
背景技术
枸杞种植业是宁夏地区特色优势产业。枸杞属于茄科灌木，具有很强的萌蘖能力，在生长期需要不断的抹芽、剪枝；在休眠期也需要对树体进行整形修剪。由于枸杞种植面积大，仅宁夏每年修剪下的枝条量非常可观，但大部分枸杞枝条被弃置堆积在田间，少部分用于燃料燃烧，造成占用土地资源和环境污染。因此，寻找合适的枸杞废弃物资源化处理的路径越来越迫切。同时，宁夏另一优势产业：畜牧业的发展却受到饲草料短缺的制约。
枸杞枝条为畜牧业饲料资源的开发利用提供了物质基础，是解决草料短缺问题的良好途径。枸杞枝条中含有丰富的营养成分，包括粗蛋白、粗纤维、粗脂肪、枸杞多糖、总黄酮、甜菜碱等物质。已有研究表明，在饲料中直接添加枸杞枝条粉饲喂奶牛能够提高奶牛的产奶量；且枸杞多糖、总黄酮等活性成分能够提高动物的免疫能力；降低动物的血脂、血压水平。但枸杞枝条木质坚硬，含刺较多，难以消化，且适口性差，直接作为草料喂养反刍动物存在极大的弊端。
因此，提供一种利用枸杞枝条制备生物饲料的方法，具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种以枸杞枝条为基础的生物饲料及其制备工艺。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种乳酸片球菌，于2019年01月07日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种名称：Z-1-rp乳酸片球菌，Pediococcus acidilactici，保藏编号为：CGMCC No.17117。
相应的，一种乳酸片球菌，其16Sr DNA序列如SEQ ID NO1所示。
相应的，利用枸杞枝条制备的饲料：所述枸杞枝条经所述乳酸片球菌厌氧发酵。
优选的，所述枸杞枝条经所述乳酸片球菌和酵母菌共同厌氧发酵。
优选的，所述饲料组分包括枸杞枝条、菌制剂、麸皮、蔗糖、纤维素酶，所述菌制剂由所述乳酸片球菌和酵母菌按活菌量为1:1混合组成。
优选的，按质量份数，所述饲料组分包括800～1200份枸杞枝条、30～60份菌制剂、80～120份麸皮、8～15份蔗糖、0.3～0.6份纤维素酶；所述纤维素酶的活性为10万u/g。
相应的，所述饲料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将枸杞枝条的水分控制在10％～15％之间，并粉碎至3～5mm；
(2)在所述枸杞枝条中加入菌制剂、麸皮、蔗糖和纤维素酶，混匀，控制水分为60％～70％；
(3)20～35℃下，厌氧发酵14～28天，即得所需饲料。
优选的，对粉碎后的枸杞枝条进行预处理后，再进行步骤(2)；所述预处理的方法为：按质量份数，向800～1200份枸杞枝条中加入0.8～2份柠檬酸、1～2.5份柠檬酸钠，控制水分为60％～70％，控制pH为4.5～5.0；再加入0.5～1份葡萄糖，0.5～1份漆酶，混匀，常温下堆放48～60h；所述漆酶的活性为10万u/g。
优选的，所述步骤(3)中，将混匀后的材料逐层压实后再进行发酵，所述逐层压实的方法为：将待发酵材料放入密封发酵容器内，每装填20cm高的材料，即进行压实，随后再继续装填。
本发明具有以下有益效果：
1、与玉米秸秆等普通秸秆相比，枸杞枝条中粗蛋白含量高，且含有丰富的活性成分，如枸杞多糖、总黄酮、甜菜碱和牛磺酸。但枸杞枝条中含有大量木质素等，如果直接作为饲料，难以被动物利用，适口性也非常差。本发明提供了一种新的乳酸片球菌，该菌可有效降解枸杞枝条中难以被动物消化吸收的木质素，提高动物的消化率。与普通的乳酸片球菌相比，本发明提供的乳酸片球菌降解率更高。同时，本发明还基于该乳酸片球菌和另一种保存于CGMCC的酵母菌提供了一种菌制剂，该菌制剂可进一步加强对枸杞枝条中难消化物质的降解，最终将成年反刍动物都难以消化利用的枸杞枝条制备为可被幼年反刍动物利用的高消化率饲料。
2、本发明通过在预处理和发酵时分别加入漆酶和纤维素酶，达到软化枸杞枝条木质素结构、降低粗纤维含量、提高动物消化率的目的。同时，利用厌氧发酵技术，通过增加原料中可溶性糖的含量，添加有益的乳酸菌、酵母菌，对枸杞枝条进行饲料化处理，最终获得的饲料不仅能够长期储存，而且适口性好、营养丰富。
3、宁夏等地每年都会产生大量枸杞枝条，这部分枝条一直没有良好的利用方法，一般是采用焚烧、填埋等处理方式，既污染环境又浪费资源。本发明充分利用了这部分废弃资源，解决了环境污染和土地资源占用的问题，提高了枸杞种植的附加值，促进了农户种植和养殖的积极性，加快枸杞产业链的可持续发展，同时还可以缓解宁夏地区粗饲料不足的问题，一举多得，具有重要的应用价值和现实意义。
具体实施方式
一、乳酸片球菌的筛选和鉴定
1、获得乳酸片球菌
发明人从四川省成都市中国科学院成都生物研究所实验室的青贮饲料中采集获得。具体为：对青贮饲料随机取样，将样品稀释105倍后，涂布于MRS固体培养基上，挑取溶钙圈较大的菌落，划线纯化；再接种到MRS液体培养基中培养，通过高效液相色谱仪测定发酵液中乳酸含量(色谱条件：C18柱流动相：0.005mol/L H2SO4流速：1.0ml/min检测波长：210nm柱温：35℃进样量：20ul)，筛选得到一株乳酸高产菌株。
其中，所述MRS液体培养基的组分为：蛋白胨10g、牛肉膏10g、酵母膏5g、柠檬酸氢二铵2g、葡萄糖20g、吐温80 1ml、乙酸钠5g、磷酸氢二钾2g、硫酸镁0.5g、硫酸镁0.25g、碳酸钙20g、水1000ml、调节pH6.5～6.8。所述MRS固体培养基则在此基础上添加琼脂18g。
2、乳酸片球菌的鉴定
(1)对乳酸片球菌进行16SrDNA测序鉴定，结果如SEQ ID NO 1所示。(2)该菌已保藏至中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心；地址：北京市朝阳区北辰西路1号院；保藏日期：2019年01月07日；分类名：Z-1-rp乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)，保藏编号为：CGMCC No.17117。
二、生物饲料的制备
1、粉碎。收集枸杞枝条，置于田间、晒干至水分含量下降至15％～10％后，用刀片粉碎机进行一级粉碎，粉碎成5cm左右的小段，收集到透气的编织袋中，打包至存储点。
在存储点用锤式粉碎机将枸杞枝条进行二级粉碎，进一步粉碎得到5mm左右的细条状枸杞枝条。
2、预处理
向所述细条状枸杞枝条中添加柠檬酸、柠檬酸钠，调整pH至4.5～5.0，并控制水分为60％～70％。再向枸杞枝条中加入葡萄糖、漆酶混合均匀，堆在铺有透明塑料薄膜的地面，常温下堆放48h～60h，得到预处理后的枸杞枝条。
3、厌氧发酵
向预处理后的枸杞枝条中加入菌制剂(活菌量为109CFU/g)、麸皮、蔗糖和纤维素酶，混合均匀，控制水分为60％～70％。所述菌制剂为乳酸片球菌和酵母菌按活菌量为1:1组成；所述酵母菌为产朊假丝酵母(Candida utilis)，购自中国微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为CGMCC NO.1769。
逐层装入密封的发酵箱，每装入20cm厚，进行踩踏压实，再继续装填。填装完毕后，进行整体压实，再覆盖两层聚乙烯薄膜密封严实。控制发酵箱子温度为20～35℃，进行厌氧发酵，发酵14天至28天后即制得所需的生物饲料。
下面结合具体实施例，对本发明进行进一步阐释。
实施例
1、按上述方法制备26组生物饲料。其中，各步骤中各组分的具体用量如表1所示。其中，所述柠檬酸和柠檬酸钠的重量以粉碎后的细条状枸杞枝条重量计，具体值指在1kg粉碎后的细条状枸杞枝条中加入所述组分的重量；所述葡萄糖和漆酶的重量以添加柠檬酸等物质后的枸杞枝条重量计，具体值指在1kg枸杞枝条中加入所述组分的重量，所述漆酶的活性为10万u/g；所述菌制剂、麸皮、蔗糖、纤维素酶的重量以预处理后的枸杞枝条的重量计，具体值指在1kg枸杞枝条中加入所述组分的重量，所述纤维素酶的活性为10万u/g。所述市购乳酸片球菌购自大连亚芯生物科技有限公司，市购酵母菌购自江西恩洋生物科技有限公司。并相应设置对照组，对照组未进行步骤3的厌氧发酵处理。
表1各组饲料的具体制备方法
2、对各组制备的生物饲料进行理化性状测定，其余结果如表2所示。
表2各组饲料的理化性能展示
3、使用各组生物饲料进行动物试验，具体为：
(1)制备试验精料：将本发明制备的生物饲料和普通精料按1:10的重量比混合，即得所需的各组试验精料。本实施例中，普通精料为北京优利保生物技术有限责任公司的羊羔精料。
选择78只30日龄的简阳大耳羊，各羊间体重差异不显著，随机分为26组，每组设置3个重复。各组羊在同一羊舍内饲养，草料定量定时供应，自由采食；每只羊每天再按分组饲喂各组试验精料660g。另外设置一组阳性对照组，该组每天饲喂普通精料660g。试验期90天，试验期内各组羊体重平均变化如表3所示。
表3各组饲料的饲养能力展示
序列表
<110> 宁夏农林科学院枸杞工程技术研究所
中国科学院成都生物研究所
<120> 一种利用枸杞枝条制备生物饲料的工艺
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 1409
<212> DNA
<213> 乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)
<400> 1
tttgggtgtt acaaactctc atggtgtgac gggcggtgtg tacaaggccc gggaacgtat 60
tcaccgcggc atgctgatcc gcgattacta gcgattccga cttcgtgtag gcgagttgca 120
gcctacagtc cgaactgaga atggttttaa gagattagct aaacctcgcg gtttcgcaac 180
tcgttgtacc atccattgta gcacgtgtgt agcccaggtc ataaggggca tgatgatttg 240
acgtcgtccc caccttcctc cggtttgtca ccggcagtct cactagagtg cccaactgaa 300
tgctggcaac tagtaataag ggttgcgctc gttgcgggac ttaacccaac atctcacgac 360
acgagctgac gacaaccatg caccacctgt cattctgtcc ccgaagggaa cgcctaatct 420
cttaggttgg cagaagatgt caagacctgg taaggttctt cgcgtagctt cgaattaaac 480
cacatgctcc accgcttgtg cgggcccccg tcaattcttt tgagtttcaa ccttgcggtc 540
gtactcccca ggcggattac ttaatgcgtt agctgcagca ctgaagggcg gaaaccctcc 600
aacacttagt aatcatcgtt tacggcatgg actaccaggg tatctaatcc tgttcgctac 660
ccatgctttc gagcctcagc gtcagttaca gaccagacag ccgccttcgc cactggtgtt 720
cttccatata tctacgcatt tcaccgctac acatggagtt ccactgtcct cttctgcact 780
caagtctccc agtttccaat gcacttcttc ggttgagccg aaggctttca cattagactt 840
aaaagaccgc ctgcgctcgc tttacgccca ataaatccgg ataacgcttg ccacctacgt 900
attaccgcgg ctgctggcac gtagttagcc gtggctttct ggttaaatac cgtcactggg 960
tgaacagtta ctctcaccca cgttcttctt taacaacaga gctttacgag ccgaaaccct 1020
tcttcactca cgcggcgttg ctccatcaga cttgcgtcca ttgtggaaga ttccctactg 1080
ctgcctcccg taggagtctg ggccgtgtct cagtcccaat gtggccgatt accctctcag 1140
gtcggctacg catcatcgcc ttggtgagcc gttacctcac caactagcta atgcgccgcg 1200
ggtccatcca gaagtgatag cagagccatc ttttaaaaga aaaccaggcg gttttctctg 1260
ttatacggta ttagcatctg tttccaggtg ttatcccctg cttctgggca ggttacccac 1320
gtgttactca cccgtccgcc actcacttcg tgttaaaatc tcattcagtg caagcacgtc 1380
ataatcaatt aacggaagtt cgttcgact 1409

Claims (9)

1.一种乳酸片球菌，其特征在于：于2019年01月07日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种名称：Z-1-rp乳酸片球菌，Pediococcus acidilactici，保藏编号为：CGMCC No.17117。
2.一种乳酸片球菌，其特征在于，其16Sr DNA序列如SEQ ID NO 1所示。
3.利用枸杞枝条制备的饲料，其特征在于：所述枸杞枝条经权利要求1或2所述乳酸片球菌厌氧发酵。
4.根据权利要求3所述的饲料，其特征在于：所述枸杞枝条经所述乳酸片球菌和酵母菌共同厌氧发酵。
5.根据权利要求3所述的饲料，其特征在于：所述饲料组分包括枸杞枝条、菌制剂、麸皮、蔗糖、纤维素酶，所述菌制剂由所述乳酸片球菌和酵母菌按活菌量为1:1混合组成。
6.根据权利要求5所述的饲料，其特征在于：按质量份数，所述饲料组分包括800～1200份枸杞枝条、30～60份菌制剂、80～120份麸皮、8～15份蔗糖、0.3～0.6份纤维素酶；所述菌制剂中的活菌量为：109CFU/g；所述纤维素酶的活性为10万u/g。
7.权利要求3～6任意一项所述饲料的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
(1)将枸杞枝条的水分控制在10％～15％之间，并粉碎至3～5mm；
(2)在所述枸杞枝条中加入菌制剂、麸皮、蔗糖和纤维素酶，混匀，控制水分为60％～70％；
(3)20～35℃下，厌氧发酵14～28天，即得所需饲料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：对粉碎后的枸杞枝条进行预处理后，再进行步骤(2)；所述预处理的方法为：按质量份数，向800～1200份枸杞枝条中加入0.8～2份柠檬酸、1～2.5份柠檬酸钠，控制水分为60％～70％，控制pH为4.5～5.0；再加入0.5～1份葡萄糖，0.5～1份漆酶，混匀，常温下堆放48～60h；所述漆酶的活性为10万u/g。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，将混匀后的材料逐层压实后再进行发酵，所述逐层压实的方法为：将待发酵材料放入密封发酵容器内，每装填20cm高的材料，即进行压实，随后再继续装填。
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