CN110384176A - 一种利用白酒糟和膨化玉米粉培养地衣芽孢杆菌制备动物饲料的方法 - Google Patents

一种利用白酒糟和膨化玉米粉培养地衣芽孢杆菌制备动物饲料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种利用白酒糟和膨化玉米粉培养地衣芽孢杆菌制备饲料的方法及应用，以发酵白酒的固态副产物白酒糟为主要原料，加入膨化玉米粉，并以活化的地衣芽孢杆菌为种子液，进行固态发酵，酒糟通过微生物发酵可提高其蛋白质含量，降低纤维素含量，降解抗营养物质，从而提高酒糟的营养价值和适口性，最终发酵产物中地衣芽孢杆菌孢子可达1×109cfu/mL(湿重)，芽孢杆菌以内生孢子形式分布在饲料中,孢子进入动物肠胃后分泌大量的消化酶,增强动物消化植物性蛋白、脂肪、淀粉等复杂化合物的能力,刺激肠道蠕动,强肠道微生物健康并促进免疫器官生长发育,提高机体抗体水平,促进动物的生长,降低养殖成本增加效益。

Description

一种利用白酒糟和膨化玉米粉培养地衣芽孢杆菌制备动物饲 料的方法
技术领域
本发明涉及生物发酵领域，特别是涉及一种利用白酒糟和膨化玉米粉培养地衣芽孢杆菌制备动物饲料的方法。
背景技术
白酒糟是酿酒过程中产生的主要副产物，价格低，我国是白酒生产大国、年产各种酒糟高达2700多万吨，供应量十分充足。由于酒糟水分高、酸度大、黏性强，极易腐败变质，不易存储，且BOD值极高，若不经处理直接排入河道，不但浪费了宝贵的资源，还会造成严重的环境污染。酒糟的主要成分有蛋白质、纤维素、脂肪、维生素以及各种微量元素，因此白酒生产企业一般将其作为普通饲料低价供给农户喂养牲畜。但由于白酒糟中淀粉糊精及纤维素等糖质含量高而蛋白质含量偏低，用鲜酒糟直接饲喂牛、羊等牲畜，酒糟中含有大量不易被动物消化吸收的粗纤维，喂养效果欠佳，经济附加值较低。而且鲜酒糟易霉变、酒精含量高，同时含有抗营养物质，过量直接饲喂易造成牲畜中毒或影响牲畜生长发育。基于此，研究其饲料化的利用不但能降低白酒企业的生产成本，还能减少对环境的污染。对缓解国内蛋白饲料短缺的局面也有重要意义。
现有技术中已经有将白酒糟进行固态发酵后用于动物饲料，然而，发酵后物质中蛋白质含量提升有限，单独作为动物饲料进行饲喂时仍然会导致动物营养供应不足影响动物生长的技术问题，因此，往往还需要搭配其他高蛋白原料进行混合喂养以满足动物的生长营养需求，如何进一步提升发酵酒糟中的营养物质含量，使其单独喂养时就能够满足动物生长所必须的营养物质需求具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用白酒糟和膨化玉米粉培养地衣芽孢杆菌制备动物饲料的方法。以解决上述现有技术存在的问题，将酒糟通过微生物发酵可以提高酒糟中蛋白质含量，同时降低纤维素含量，降解抗营养物质，从而提高酒糟作为饲料的营养价值和适口性，充分利用白酒糟中的营养成分。
一种利用白酒糟和膨化玉米粉培养地衣芽孢杆菌制备动物饲料的方法，具体为以白酒糟和膨化玉米粉混合物作为发酵原料，加入地衣芽孢杆菌种子液，混匀平铺于发酵池，进行固态发酵，发酵产物经干燥粉碎得动物饲料；
酒糟中蛋白含量比较高，为菌体提供充足氮源，玉米粉含糖较高，为菌体提供充足碳源，二者协同作用促进地衣芽孢杆菌在发酵池保持较高的生长活性，最终达到提高酒糟作为饲料的营养价值和适口性，充分利用白酒糟中的营养成分的技术目的。
作为本发明的进一步改进，上述利用白酒糟和膨化玉米粉培养地衣芽孢杆菌制备动物饲料的方法包括以下步骤：
a、发酵原料制备：将白酒糟和膨化玉米粉混合均匀后用氧化钙调节pH为7.0，白酒糟和膨化玉米粉加入质量比为8:2；
b.发酵培养：将地衣芽孢杆菌种子液加入发酵原料中，混匀平铺于发酵池，平铺厚度4-10cm，进行固态发酵，过程中通蒸汽保持发酵车间湿度40-60％RH，发酵温度34-38℃，发酵48h～70h；
c.对发酵完成后的物料进行烘干，粉碎，过筛、包装。
白酒糟和膨化玉米粉以质量比比例为8:2，以该质量比作为发酵原料能够使地衣芽孢杆菌保持最高生长活性，最终达到充分利用白酒糟中的营养成分的技术目的。
白酒糟和膨化玉米粉以质量比比例为8:2混合后的pH约为3.5，添加氧化钙调节酒糟pH为7.0，在为地衣芽孢杆菌提供更加适合扩大繁殖的pH值环境的同时钙元素的加入促进了芽孢和孢子形成；
平铺厚度4-10cm，在保持地衣芽孢杆菌生长需氧量的同时为其生长提供充足的空间环境和营养物质含量。
作为本发明的进一步改进，白酒糟通过高浓度磨浆机进行磨浆后同膨化玉米粉进行混匀；
白酒糟在高浓度磨浆机进行磨浆过程中，机械和流体的剪切力作用于植物的纤维从而改变纤维的特性，并且高浓磨浆时并不是仅靠磨盘与纤维的直接作用，而是更依赖于磨片间高浓纸浆纤维之间的相互揉搓、摩擦、挤压作用，从而增大了纤维的帚化、扭曲、压扁和撕裂，避免了刀片与纤维直接作用对纤维结构的破坏。
作为本发明的进一步改进，步骤a中白酒糟和膨化玉米粉混合物先用氧化钙调节pH为8.0-9.0，然后用磷酸二氢钾调节pH值至7.0；
由于白酒糟中含有40-50％的发酵填充物--稻壳，富含纤维素、木质素、二氧化硅，因此即使发酵过程中在多种酶的作用下其白酒糟组分有所变化，稻壳中难以分解的物质仍然影响动物消化吸收，大大降低了白酒糟的饲喂价值，通过氧化钙将发酵原料先调节为碱性，然后调节为中性有利于稻壳中纤维素、木质素、二氧化硅的溶解，促进发酵产物动物消化吸收，提高发酵后白酒糟的饲喂价值，同时调节pH值用的磷酸二氢钾也为地衣芽孢杆菌提供生长所需营养元素。
作为本发明的进一步改进，向所述步骤a中的白酒糟和膨化玉米粉混合物中加入硫酸锰和硫酸镁，加入量为每吨发酵原料中加入1kg硫酸锰和1kg硫酸镁；
硫酸锰可以促进细菌形成芽孢，硫酸镁调节营养代谢，参与细胞壁的合成。
作为本发明的进一步改进，所述步骤b中地衣芽孢杆菌种子液培养方法包括以下步骤：
a、培养基制备：斜面培养基选用马铃薯培养基；
液态培养基：马铃薯200g，切块加水1000ml，煮沸30min，纱布过滤后，加蔗糖20g，补充水至1000ml，调节pH值为7.0，高压灭菌；
b.地衣芽孢杆菌种子液制备：地衣芽孢杆菌冻干粉接种与斜面培养基进行活化培养后转移至液态培养基中培养至稳定生产期，检测活菌数不低于1×109cfu/mL即可作为地衣芽孢杆菌种子液；
作为本发明的进一步改进，上述液态培养基中还加入10g白酒糟和2g膨化玉米粉；
地衣芽孢杆菌冻干粉经固态培养基活化培养后接种与含有白酒糟和膨化玉米粉的液态培养基中进行扩大培养，有助于地衣芽孢杆菌在后期固态发酵过程中能够快速的适应固态发酵环境，提高发酵效率和发酵效果。
作为本发明的进一步改进，上述步骤b中地衣芽孢杆菌种子液接种量为5-10％，适宜的接种量有助于地衣芽孢杆菌保持较高的活性，使其具有更强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶的活性。
作为本发明的进一步改进，上述步骤b中，固态发酵过程中通蒸汽保持发酵车间湿度40-60％，发酵温度控制在34-38℃；发酵至16-20h，增大蒸汽通量，提高空气湿度70-75％，通风培养定时翻料，继续发酵48h～50h，结束发酵；
发酵后期由于菌种量增加，需氧量增加，增加环境湿度和通风培养定时翻料有助于延长地衣芽孢杆菌的稳定生产期，提高发酵产物中有效菌种量和蛋白质含量。
作为本发明的进一步改进，所述步骤c中加入15-25％的发酵原料混匀后进行烘干，粉碎，过筛、包装；
发酵结束后混入15-25％的发酵原料为地衣芽孢杆菌提供后续生长所需营养物质，有助于饲料中地衣芽孢杆菌保持较高的生长活性，进入动物体内后能够发挥更好的效果。
本发明的技术方案之二在于提供上述利用白酒糟和膨化玉米粉培养地衣芽孢杆菌制备动物饲料的方法所制备的动物饲料。
本发明公开了以下技术效果：玉米粉经蒸气压片、膨化处理后可使淀粉凝胶化，淀粉分子间氢键断裂形成糊化淀粉，部分淀粉降解成还原糖，显著提高玉米淀粉的消化利用率，另一方面，膨化使液态水汽化蒸发，谷物组织遭到强大的爆破伸张作用，使谷物变为无数细致多孔的海绵体，谷物体积增大几倍到几十倍挤压，膨化使玉米粉体积增大，比表面积增加，从而增大了地衣芽孢杆菌的接种面积，使其具有更强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶的活性，地衣芽孢杆菌分泌的主要代谢产物有淀粉酶、β-半乳糖苷酶、纤维素酶、果聚糖酶、多聚糖降解酶等，淀粉酶可以有效提高动物对淀粉、低聚糖和寡糖的利用率。芽孢杆菌以内生孢子形式分布在发酵产物中,孢子进入动物肠胃后迅速复活并分泌大量的消化酶(蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶),增强动物消化植物性蛋白、脂肪、淀粉等复杂化合物的能力,刺激肠道蠕动,强肠道微生物健康并促进免疫器官生长发育,提高机体抗体水平,促进动物的生长,降低养殖成本增加效益，同时酒糟通过地衣芽孢杆菌发酵可提高酒糟的蛋白质含量，降低纤维素含量，降解抗营养物质。
本申请制备的发酵产物经烘干、粉碎处理后直接应用于饲喂动物即可满足动物生长所需的营养物质需求，克服了现有技术中发酵酒糟还需要搭配其他高蛋白原料进行混合喂养的技术缺陷，在饲料制备领域具有极其重要的意义。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
(1)地衣芽孢杆菌种子液制备：
地衣芽孢杆菌冻干粉接种马铃薯培养基斜面培养基进行活化培养后转移至液态培养基中培养，检测活菌数不低于1×109cfu/mL后作为地衣芽孢杆菌种子液；
液态培养基：马铃薯200g，切块加水1000ml，煮沸30min，纱布过滤后，加蔗糖20g，补充水至1000ml，调节pH值为7.0，高压灭菌；
(2)发酵原料制备：以质量比为8:2将白酒糟和膨化玉米粉混合均匀后用氧化钙调节pH为7.0；
(3)发酵培养：将步骤(1)制备好的地衣芽孢杆菌种子液加入发酵原料中，混匀平铺于发酵池，平铺厚度4-10cm，进行固态发酵，过程中通蒸汽保持发酵车间湿度40-60％，发酵温度34-38℃，发酵48h～70h；
(4)对发酵完成后的物料进行烘干，粉碎，过筛、包装的饲料。
实施例2
步骤同实施例(1)，区别在于将发酵原料中膨化玉米粉替换为玉米粉，制备得饲料。
实施例3
步骤同实施例(1)，区别在于液体培养基中还加入10g白酒糟和2g膨化玉米粉，制得饲料。
实施例4
步骤同实施例(3)，区别在于发酵原料经氧化钙调整pH值至8.0-9.0后静置24h，加磷酸二氢钾调节pH值至7.0，制得饲料。
实施例5
步骤同实施例(4)，区别在于每吨发酵原料中还加入1kg硫酸锰和1kg磷酸镁混合物，制得饲料。
实施例6
步骤同实施例(5)，区别在于固态发酵过程中通蒸汽保持发酵车间湿度40-60％，发酵温度控制在34-38℃；发酵至16-20h，增大蒸汽通量，提高空气湿度70-75％，通风培养定时翻料，继续发酵48h～50h，结束发酵，制得饲料。
实施例7
步骤同实施例(6)，区别在于白酒糟通过高浓度磨浆机进行磨浆后同膨化玉米粉进行混匀，制得饲料。
实施例8
步骤同实施例(7)，区别在于加入15-25％的发酵原料混匀后进行烘干，粉碎，过筛、包装，制得饲料。
将实施例1-8所制备的饲料进行粗蛋白质、粗纤维含量以及地衣芽孢杆菌有效菌数测定，测定结果见表1
表1实施例1-8饲料中粗蛋白质、粗纤维含量以及地衣芽孢杆菌有效菌数
随机选取出生日龄基本一致、初始体重52.15±1.96kg的肥育猪30头，随机分为10组，每组3头猪，标记试验组1-8以及对照组1-2；
试验组1-8，试验饲料分别为实施例1-8制备的饲料，进猪后预饲7天，前4天由原有饲料逐渐增加试验饲料比例，后三天完全饲喂试验饲料比例；
对照组1，试验饲料为实施例8发酵原料，进猪后预饲7天，前4天由原有饲料逐渐增加试验饲料比例，后三天完全饲喂试验饲料；
对照组2始终饲喂原有饲料；
于正式试验当天清晨空腹称重并做好记录，进入正式期，正式期35天。试验结束后，于次日清晨空腹称重，各组体重平均增长结果见表2；
表2：试验组1-8、对照组1-2体重平均增长结果
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种利用白酒糟和膨化玉米粉培养地衣芽孢杆菌制备动物饲料的方法，其特征在于：以白酒糟和膨化玉米粉混合物作为发酵原料，加入地衣芽孢杆菌种子液，混匀平铺于发酵池，进行固态发酵，发酵产物经干燥粉碎得动物饲料。
2.根据权利要求1所述的一种利用白酒糟和膨化玉米粉培养地衣芽孢杆菌制备动物饲料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、发酵原料制备：将白酒糟和膨化玉米粉混合均匀后用氧化钙调节pH为7.0，白酒糟和膨化玉米粉加入质量比为8:2；
b.发酵培养：将地衣芽孢杆菌种子液加入发酵原料中，混匀平铺于发酵池，平铺厚度4-10cm，进行固态发酵，过程中通蒸汽保持发酵车间湿度40-60％，发酵温度34-38℃，发酵48h～70h；
c.对发酵完成后的物料进行烘干，粉碎，过筛、包装。
3.根据权利要求2所述的一种利用白酒糟和膨化玉米粉培养地衣芽孢杆菌制备动物饲料的方法，其特征在于：所述步骤a中白酒糟和膨化玉米粉混合物先用氧化钙调节pH为8.0-9.0，然后用磷酸二氢钾调节pH值至7.0。
4.根据权利要求2所述的一种利用白酒糟和膨化玉米粉培养地衣芽孢杆菌制备动物饲料的方法，其特征在于：向所述步骤a中的白酒糟和膨化玉米粉混合物中加入硫酸锰和硫酸镁，加入量为每吨发酵原料中加入1kg硫酸锰和1kg硫酸镁。
5.根据权利要求2所述的一种利用白酒糟和膨化玉米粉培养地衣芽孢杆菌制备动物饲料的方法，其特征在于：所述步骤b中地衣芽孢杆菌种子液培养方法包括以下步骤：
a、培养基制备：斜面培养基选用马铃薯培养基；
液态培养基：马铃薯200g，切块加水1000ml，煮沸30min，纱布过滤后，加蔗糖20g，补充水至1000ml，调节pH值为7.0，高压灭菌；
b.地衣芽孢杆菌种子液制备：地衣芽孢杆菌冻干粉接种与斜面培养基进行活化培养后转移至液态培养基中培养至稳定生产期，检测活菌数不低于1×109cfu/mL即可作为地衣芽孢杆菌种子液。
6.根据权利要求5所述的一种利用白酒糟和膨化玉米粉培养地衣芽孢杆菌制备动物饲料的方法，其特征在于：液态培养基中还加入10g白酒糟和2g膨化玉米粉。
7.根据权利要求2所述的一种利用白酒糟和膨化玉米粉培养地衣芽孢杆菌制备动物饲料的方法，其特征在于：所述步骤b中地衣芽孢杆菌种子液接种量为5-10％。
8.根据权利要求2所述的一种利用白酒糟和膨化玉米粉培养地衣芽孢杆菌制备动物饲料的方法，其特征在于：所述步骤b中，固态发酵过程中通蒸汽保持发酵车间湿度40-60％，发酵温度控制在34-38℃；发酵至16-20h，增大蒸汽通量，提高空气湿度70-75％，通风培养定时翻料，继续发酵48h～50h，结束发酵。
9.根据权利要求2所述的一种利用白酒糟和膨化玉米粉培养地衣芽孢杆菌制备动物饲料的方法，其特征在于：所述步骤c中加入15-25％的发酵原料混匀后进行烘干，粉碎，过筛、包装。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的方法所制备的动物饲料。
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