CN110710601B - 一种以过酸化沼液为主要原料的青贮添加剂及其制备方法与应用 - Google Patents

一种以过酸化沼液为主要原料的青贮添加剂及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种以过酸化沼液为主要原料的青贮添加剂及其制备方法与应用。包括如下重量份的组分：过酸化沼液10份，自来水10～20份，果胶酶0.04～0.06份，木聚糖酶0.04～0.06份，过氧化氢酶0.01～0.03份。本发明以厌氧沼气发酵失败产生的过酸化沼液为主要原料，经曝气、紫外线照射等处理步骤，加入果胶酶、木聚糖酶和过氧化氢酶等酶类制得青贮添加剂。本发明充分利用过酸化沼液中富含的丙酸、乙酸，在牧草、作物秸秆的青贮中具有良好的作用，制备工艺简洁、产品成本低廉、效果突出，在农业废弃物循环利用领域应用前景广阔。

Description

一种以过酸化沼液为主要原料的青贮添加剂及其制备方法与 应用
技术领域：
本发明涉及一种以过酸化沼液为主要原料的青贮添加剂及其制备方法与应用，属于农业生物技术与农村环保技术领域。
背景技术：
随着我国畜牧养殖业的飞速发展，市场对各种粗、精饲料的需求愈加扩大。在牛、羊等草食动物的饲养中，牧草、秸秆等粗饲料占有重要的地位。然而受季节等因素影响，我国绝大多数地区冬、春季节缺乏新鲜牧草、秸秆饲料的供应，往往只能以干草和干秸秆代替，饲料的营养、风味、适口性等指标都大打折扣。而青贮是一种历史悠久、非常有效的保存新鲜植物材料的方式，传统的青贮不添加其它成分，只需将牧草等打捆压实、密封保存，通过土著乳酸菌无氧代谢产生乳酸即可起到保鲜的作用。但是传统青贮也存在稳定性差、地区差异大、干物质损失率高等固有缺陷，并不完全适合现代集约化的生产方式，人为添加微生物菌剂、有机酸、生物酶等青贮添加剂是解决这一问题的有效方式。国内外多项研究表明，向青贮物料中添加丙酸、乙酸等有机酸，可迅速降低环境pH，抑制好氧腐败菌的生长，有效防止发霉变质，较好保存物料的营养价值。特别是鉴于活菌剂自身生理代谢会消耗一部分营养物质，有机酸添加剂的加入起效更快，对干物质的保存也更好，更适合在大规模青贮中的运用。如何获取廉价的有机酸资源，对于降低青贮成本，实现资源循环利用十分重要。
厌氧沼气发酵是处理农业废弃物过程中常用的一种技术方式，该技术不但可获取优质可再生能源——沼气，而且可获得沼渣、沼液作为优良的有机肥料，近年来在我国发展迅速。但值得注意的是，厌氧沼气发酵过程需要进行精确调控才能保证产气的正常进行，有机负荷过大、碳氮比不合适、酸碱失衡等因素均可能导致发酵不良甚至产气失败。以蔬菜废弃物、餐厨垃圾等富含水分和碳水化合物的物料进行厌氧发酵时，由于微生物分解代谢旺盛，有机酸产生极为迅速，如果这部分有机酸不能及时分解而出现超量累积，沼液过酸化，会导致环境pH、酸碱度远远超过产甲烷菌的耐受能力，导致发酵体系崩溃。崩溃后的发酵体系虽然可以尝试通过投加碱性物质、降低有机负荷等方式尝试加以恢复，但是一般而言，发酵失败后的沼液往往只能排出丢弃，缺乏有效的利用途径，造成资源的浪费。相对于正常发酵的沼液，过酸化的沼液中含有更加丰富的丙酸、乙酸等有机酸，如果合理处理，去除其中残存的产甲烷菌，并补充其它某些有利于青贮的物质，则可作为廉价优质的青贮添加剂使用。
中国专利文献CN110338282A(申请号：201910743301.6)公开了一种用于制备高水分青贮饲料的复合添加剂及其制备方法和应用，该发明涉及的复合添加剂包括以下重量份的原料：甲酸200-250份、丙酸480-520份、丙二酸30-45份、山梨酸钾40-47份和水170-175份。但由于该复合添加剂均采用工业原料，不仅成本高昂，并且在实际使用中存在原料不纯导致的污染并最终影响牲畜的肉质。
发明内容：
本发明针对现有技术的不足，提供一种以过酸化沼液为主要原料的青贮添加剂及其制备方法与应用。
本发明提供的青贮添加剂以厌氧沼气发酵中的过酸化沼液为主要原料，富含青贮所需的丙酸、乙酸等有机酸及一定浓度的铵化合物，经曝气、紫外线照射等工艺进一步除去产甲烷菌和致病微生物，并补充对青贮过程有益的生物酶类而加工获得。本青贮添加剂的获取实现了对厌氧发酵过酸化沼液的高值化利用，变废为宝；应用于秸秆、蔬菜废弃物等植物材料的青贮过程能够有效抑制霉菌、大肠杆菌等有害微生物，促进乳酸菌的生长繁殖和乳酸的产生，加快青贮转化过程，提高青贮品质。
术语说明：
厌氧沼气发酵：不同种类的有机物在厌氧条件下，经大分子分解代谢、有机酸的生成和甲烷产生为主的复杂微生物代谢活动，最终生成CH4和CO2为主的沼气的过程，该过程由包含梭菌、拟杆菌、产甲烷菌等在内的复杂微生物群落共同完成。
过酸化沼液粗液：以蔬菜废弃物、餐厨垃圾等水含量高、碳水化合物丰富的物料为底物进行厌氧沼气发酵时，若过程控制不当常会由于微生物分解代谢过快，出现有机酸过量累积、发酵失败的现象，此时的沼液中含有大量的丙酸、乙酸等有机酸，pH低于5.5(多数产甲烷菌正常生存的生理极限)，称为过酸化沼液粗液。
青贮：将新鲜植物材料压实后，置于隔绝空气的封闭空间中长期保存，通过植物本身的土著乳酸菌等微生物厌氧发酵产生乳酸或人工添加有机酸、菌剂等抑制有害微生物的生长，可大大减缓植物材料木质化过程和减少糖类、蛋白质等养分的损失，并赋予其特殊的风味。青贮是草食类家畜饲料加工的常用手段。
青贮添加剂：实践生产中，为达到缩短青贮时间、赋予青贮饲料特殊风味、改善适口性等不同目的，常常在青贮过程中额外添加不同的添加剂，分为乳酸菌等活的微生物，丙酸、乙酸等有机酸，氨水、碳酸氢铵等碱类，纤维素酶、木聚糖酶等生物酶类等不同种类，这些物质统称为青贮添加剂。
本发明所述的技术方案如下：
一种以过酸化沼液为主要原料的青贮添加剂，包括如下重量份的原料组分：
过酸化沼液10份，自来水10～20份，果胶酶0.04～0.06份，木聚糖酶0.04～0.06份，过氧化氢酶0.01～0.03份；
所述果胶酶的酶活力为3.0×103～7.0×103IU/g；
所述木聚糖酶的酶活力为0.5×104～1.5×104IU/g；
所述过氧化氢酶的酶活力为0.5×104～1.5×104IU/g。
根据本发明优选的，所述过酸化沼液为蔬菜废弃物或/和餐厨垃圾厌氧沼气发酵失败后排出的过酸化沼液粗液去除沼渣后的液体，pH为4.0～5.5。
所述果胶酶、木聚糖酶、过氧化氢酶均为市售商品酶。
根据本发明优选的，所述果胶酶的酶活力为5.0×103IU/g，木聚糖酶的酶活力为1.0×104IU/g，过氧化氢酶的酶活力为1.0×104IU/g。
根据本发明优选的，所述青贮添加剂，包括如下重量份的原料组分：过酸化沼液10份，自来水10份，果胶酶0.05份，木聚糖酶0.05份，过氧化氢酶0.02份。
上述以过酸化沼液为主要原料的青贮添加剂的制备方法，包括步骤如下：
(1)将过酸化沼液进行曝气，制得处理液1；
(2)紫外照射处理步骤(1)制得的处理液1，紫外处理后沼液中产甲烷菌无检出，大肠杆菌下降至检出限3cfu/mL以下，制得处理液2；
(3)按重量份取步骤(2)制得处理液2，并加入相应重量份的水混合均匀，制得稀释液；
(4)向步骤(3)制得稀释液中添加对应重量份的果胶酶、木聚糖酶和过氧化氢酶，混合均匀，即得所述青贮添加剂。
由于产甲烷菌对氧气十分敏感，通过曝气使沼液中的产甲烷菌丧失活性，同时曝气对降低沼液中的氨浓度也有一定作用，所以曝气可以灭活产甲烷菌及降低氨浓度；紫外线照射进一步杀灭产甲烷菌和致病微生物。
根据本发明优选的，所述步骤(1)中过酸化沼液为过酸化沼液粗液在室温条件下、2000～5000rpm离心5～20min，去除沼渣后的液体。
进一步优选的，所述离心条件为：3000rpm离心10min。
根据本发明优选的，所述步骤(1)的曝气条件：处理时间为12～36h，曝气通气量为2.0～4.0m3/h。
进一步优选的，所述步骤(1)的曝气条件：处理时间为18h，曝气通气量为3.0m3/h。
根据本发明优选的，所述步骤(2)的紫外照射处理为紫外灯管照射，紫外输出剂量为200～400μW/cm2，连续照射60～120min。
进一步优选的，所述紫外灯管照射，紫外输出剂量为300μW/cm2，连续照射90min。
根据本发明优选的，所述步骤(3)制得稀释液的丙酸浓度为1000～1800mg/L，乙酸浓度1600～3600mg/L。
进一步优选的，所述步骤(3)制得稀释液的丙酸浓度1500mg/L，乙酸浓度为3000mg/L。
上述以过酸化沼液为主要原料的青贮添加剂的应用方法，包括如下步骤：
a、将青贮原料粉碎至1.0～3.0cm长度的片段，去除杂质；
b、将青贮原料与青贮添加剂按照质量比20：(1～3)的比例混合均匀，然后分装，压实，密封；
c、室温下青贮保存20～40d，即得青贮饲料。
根据本发明优选的，所述步骤b中青贮原料与青贮添加剂的质量比为9：1。
根据本发明优选的，所述步骤c中青贮保存30d。
本发明的作用原理：
厌氧沼气发酵过程中，常常由于有机负荷过大、碳氮比不合适、酸碱失调等原因导致有机酸超量累积，pH急剧下降，体系过酸化，超出沼气发酵微生物菌群承受范围而导致发酵产气的失败，为更快恢复正常产气，原有沼液通常需要全部排出，这部分过酸化的沼液目前尚缺乏有效利用办法。过酸化沼液中富含丙酸、乙酸等有机酸，而丙酸、乙酸均可在牧草、秸秆的青贮中发挥重要作用。由此，本发明采用离心、曝气、紫外消毒等工艺，调节有机酸浓度至合适水平，并补充可降解果胶、半纤维素和清除氧自由基的果胶酶、木聚糖酶和过氧化氢酶，获得一种以过酸化沼液为基础的复合青贮添加剂。该青贮添加剂成本低廉、效果显著，可在牧草、秸秆等植物材料的青贮中起到良好效果。
本发明的有益效果如下：
1、青贮效果好。本发明所述青贮添加剂含有丙酸、乙酸等有机酸，可以迅速降低植物材料的pH，有效抑制霉菌、大肠杆菌等有害微生物的生长。而且还含有由果胶酶、木聚糖酶和过氧化氢酶组成的复合酶类，能够对植物材料中难降解的果胶、半纤维素进行初步分解，提高青贮饲料适口性和可消化率，同时过氧化氢酶能够清除环境中的氧自由基，降低氧化还原电位，减少植物物料的氧化损失；
2、成本低廉。本发明所述青贮添加剂以厌氧沼气发酵失败产生的过酸化沼液为基础，不需额外购置丙酸、乙酸，可实现变废为宝和农业资源的充分利用；
3、安全性好。本发明所述青贮添加剂主要成分——过酸化沼液来自厌氧沼气发酵，而厌氧沼气发酵过程可以抑制绝大多数好氧的致病微生物生长繁殖，同时辅以曝气和紫外杀菌过程，除去产甲烷菌和残余的致病菌，不会对青贮过程造成生物安全风险；
4、制备工艺简洁。本发明制备的一种以过酸化沼液为主要原料的青贮添加剂制备方法简单，所采用技术均为环境工程和微生物技术领域常用技术，所使用设备也为常见环境和微生物发酵设备，易于进行推广；
5、环保效益突出。本发明能够解决厌氧沼气发酵失败产生的过酸化沼液的处理问题，实现资源的循环利用，添加剂制备过程中不添加重金属元素和难降解成分，不会造成而成二次污染。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，实施例中未详加说明的均按本领域现有技术。
实施例1
一种以过酸化沼液为主要原料的青贮添加剂，包括如下重量份的组分：
过酸化沼液10份，自来水10份，果胶酶(酶活力：5.0×103IU/g)0.05份，木聚糖酶(酶活力：1.0×104IU/g)0.05份，过氧化氢酶(酶活力：1.0×104IU/g)0.02份。
所述青贮添加剂的制备方法，步骤如下：
(1)过酸化沼液粗液的获取，选择以蔬菜废弃物为主要原料的连续厌氧发酵装置，在连续进料状态下，密切关注沼气产量、pH、有机酸含量等发酵指标，若出现沼气产量突降80％，pH迅速降低至5.0，且2天内无法恢复，丙酸浓度达3000mg/L、乙酸浓度达6000mg/L的情况，则迅速排出沼液备用，此即为过酸化沼液粗液；
(2)离心去除杂质，将步骤(1)中获得的过酸化沼液粗液，在室温、转速3000rpm条件下离心10min除去沼渣等杂质，获取过酸化沼液；
(3)将步骤(2)中过酸化沼液转入小型曝气池中进行曝气，处理时间为18h，曝气通气量为3.0m3/h，制得处理液1；
(4)用紫外灯管对步骤(3)中制得处理液1进行照射处理，处理条件为：紫外输出剂量为300μW/cm2，连续照射90min，紫外处理后沼液中产甲烷菌无检出，大肠杆菌下降至检出限1cfu/mL，制得处理液2；
(5)按重量份取步骤(4)制得处理液2 10份、水10份混合制得稀释液，稀释液中丙酸浓度为1500mg/L，乙酸浓度为3000mg/L；
(6)向步骤(5)获得的稀释液中添加果胶酶(酶活力：5.0×103IU/g)0.05份，木聚糖酶(酶活力：1.0×104IU/g)0.05份，过氧化氢酶(酶活力：1.0×104IU/g)0.02份，混合均匀，即得所述青贮添加剂。
实施例2：
一种以过酸化沼液为主要原料的青贮添加剂，包括如下重量份的组分：
过酸化沼液10份，自来水10份，果胶酶(酶活力：5.0×103IU/g)0.04份，木聚糖酶(酶活力：1.0×104IU/g)0.04份，过氧化氢酶(酶活力：1.0×104IU/g)0.01份。
所述青贮添加剂的制备方法，步骤如下：
(1)过酸化沼液粗液的获取，选择以蔬菜废弃物为主要原料的批式厌氧发酵装置，则在装料后，密切关注沼气产量、pH、有机酸含量等发酵指标，沼气产量突然下降90％、pH迅速降低至5.5，且2天内不能恢复、丙酸浓度达2000mg/L、乙酸浓度达4000mg/L的情况，则迅速排出沼液备用，此即为过酸化沼液粗液；
(2)离心去除杂质，将步骤(1)中获得的过酸化沼液粗液，在室温、5000rpm条件下离心5min除去沼渣等杂质，获取过酸化沼液；
(3)将步骤(2)中获得的过酸化沼液转入小型曝气池中进行曝气，处理时间为12h，曝气通气量为2.0m3/h，制得处理液1；
(4)用紫外灯管对步骤(3)中制得处理液1进行照射处理，处理条件为：紫外输出剂量为200μW/cm2，连续照射60min，紫外处理后沼液中产甲烷菌无检出，大肠杆菌下降至检出限2cfu/mL，制得处理液2；
(5)按重量份取步骤(4)制得处理液2 10份、水10份混合制得稀释液，稀释液中丙酸浓度为1000mg/L，乙酸浓度为2000mg/L；
(6)向步骤(5)获得的稀释液中添加果胶酶(酶活力：5.0×103IU/g)0.04份，木聚糖酶(酶活力：1.0×104IU/g)0.04份，过氧化氢酶(酶活力：1.0×104IU/g)0.01份，混合均匀，即得所述青贮添加剂。
实施例3
一种以过酸化沼液为主要原料的青贮添加剂，包括如下重量份的组分：
过酸化沼液10份，自来水20份，果胶酶(酶活力：5.0×103IU/g)0.06份，木聚糖酶(酶活力：1.0×104IU/g)0.06份，过氧化氢酶(酶活力：1.0×104IU/g)0.03份。
所述青贮添加剂的制备方法，步骤如下：
(1)过酸化沼液粗液的获取，选择以餐厨垃圾为主要原料的连续厌氧发酵装置，在连续进料状态下，密切关注沼气产量、pH、有机酸含量等发酵指标，沼气产量突然下降95％、pH迅速降低至4.8，且2天内不能恢复、丙酸浓度达3600mg/L、乙酸浓度达7500mg/L的情况，则迅速排出沼液备用，此即为过酸化沼液粗液；
(2)离心去除杂质，将步骤(1)中获得的过酸化沼液粗液，在室温、转速2000rpm条件下离心20min除去沼渣等杂质，获取过酸化沼液；
(3)将步骤(2)中获得的过酸化沼液转入小型曝气池中进行曝气，处理时间为36h，曝气通气量为4.0m3/h，制得处理液1；
(4)用紫外灯管对步骤(3)中制得处理液1进行照射处理，处理条件为：紫外输出剂量为400μW/cm2，连续照射120min，紫外处理后沼液中产甲烷菌无检出，大肠杆菌下降至检出限1cfu/mL，制得处理液2；
(5)按重量份取步骤(4)制得处理液2 10份、水20份混合制得稀释液，稀释液中丙酸浓度为1200mg/L，乙酸浓度为2500mg/L；
(6)向步骤(5)获得的稀释液中添加果胶酶(酶活力：5.0×103IU/g)0.06份，木聚糖酶(酶活力：1.0×104IU/g)0.06份，过氧化氢酶(酶活力：1.0×104IU/g)0.03份，混合均匀，即得所述青贮添加剂。
实施例4：
一种以过酸化沼液为主要原料的青贮添加剂，包括如下重量份的组分：
过酸化沼液10份，自来水20份，果胶酶(酶活力：7.0×103IU/g)0.04份，木聚糖酶(酶活力：0.5×104IU/g)0.05份，过氧化氢酶(酶活力：1.5×104IU/g)0.01份。
所述青贮添加剂的制备方法，步骤如下：
(1)过酸化沼液粗液的获取，选择以餐厨垃圾和蔬菜废弃物为主要原料的批式厌氧发酵装置，则在装料后，密切关注沼气产量、pH、有机酸含量等发酵指标，沼气产量突然下降80％、pH迅速降低至5.2，且2天内不能恢复、丙酸浓度达3000mg/L、乙酸浓度达6900mg/L的情况，则迅速排出沼液备用，此即为过酸化沼液粗液；
(2)离心去除杂质，将步骤(1)中获得的过酸化沼液粗液，在室温、转速4000rpm条件下离心10min除去沼渣等杂质，获取过酸化沼液；
(3)将步骤(2)中获得的过酸化沼液转入小型曝气池中进行曝气，处理时间为24h，曝气通气量为3.0m3/h，制得处理液1；
(4)用紫外灯管对步骤(3)中制得处理液1进行照射处理，处理条件为：紫外输出剂量为300μW/cm2，连续照射90min，制得处理液2；
(5)按重量份取步骤(4)制得处理液2 10份、水20份混合制得稀释液，稀释液中丙酸浓度为1000mg/L，乙酸浓度为2300mg/L；
(6)向步骤(5)获得的稀释液中添加果胶酶(酶活力：7.0×103IU/g)0.04份，木聚糖酶(酶活力：0.5×104IU/g)0.05份，过氧化氢酶(酶活力：1.5×104IU/g)0.01份，混合均匀，即得所述青贮添加剂。
对比例1：
与实施例1所述的青贮添加剂及其制备过程相比，不同之处在于以正常厌氧沼气发酵产生的沼液(pH为7.5)代替过酸化沼液。具体为：
一种以正常厌氧沼气发酵产生的沼液(pH为7.5)为主要原料的青贮添加剂，包括如下重量份的组分：
正常厌氧发酵沼液10份，自来水10份，果胶酶(酶活力：5.0×103IU/g)0.05份，木聚糖酶(酶活力：1.0×104IU/g)0.05份，过氧化氢酶(酶活力：1.0×104IU/g)0.02份。
所述青贮添加剂的制备方法，步骤如下：
(1)正常厌氧发酵沼液粗液的获取，选择以蔬菜废弃物为主要原料的连续厌氧发酵装置，在连续进料状态下，密切关注沼气产量、pH、有机酸含量等发酵指标，在发酵平稳，正常产气，pH保持7.5左右的状态下，获取沼液，经测定丙酸浓度为300mg/L、乙酸浓度为600mg/L，此即为正常厌氧发酵沼液粗液；
(2)离心去除杂质，将步骤(1)中获得的正常厌氧发酵沼液，在室温、3000rpm条件下离心10min除去沼渣等杂质，获取正常厌氧发酵沼液；
(3)将步骤(2)中获得的正常厌氧发酵沼液转入小型曝气池中进行曝气，处理时间为18h，曝气通气量为3.0m3/h，制得处理液1；
(4)用紫外灯管对步骤(3)中制得处理液1进行照射处理，处理条件为：紫外输出剂量为300μW/cm2，连续照射90min，紫外处理后沼液中产甲烷菌无检出，大肠杆菌下降至检出限2cfu/mL，制得处理液2；
(5)按重量份取步骤(4)制得处理液2 10份、水10份混合制得稀释液，稀释液中丙酸浓度为150mg/L，乙酸浓度为300mg/L；
(6)向步骤(5)获得的稀释液中添加果胶酶(酶活力：5.0×103IU/g)0.05份，木聚糖酶(酶活力：1.0×104IU/g)0.05份，过氧化氢酶(酶活力：1.0×104IU/g)0.02份，混合均匀，即得所述青贮添加剂。
对比例2：
与实施例1所述的青贮添加剂及其制备过程相比，不同之处在于用相同质量的无菌水代替果胶酶、木聚糖酶和过氧化氢酶的加入。
对比例3：
与实施例1所述的青贮添加剂及其制备过程相比，不同之处在于制备过程中不进行曝气和紫外线照射的处理步骤。
对比例4：
与实施例1所述的青贮添加剂及其制备过程相比，不同之处在于将过酸化沼液替换为等量的过酸化沼液中含有的丙酸、乙酸成分。
(1)丙酸、乙酸混合溶液的获取，以化学纯丙酸和乙酸用水配置混合液，混合液丙酸和乙酸浓度分别为3000mg/L和6000mg/L，此即为丙酸、乙酸混合溶液；
(2)将步骤(1)中获得的丙酸、乙酸混合溶液转入小型曝气池中进行曝气，处理时间为18h，曝气通气量为3.0m3/h，制得处理液1；
(3)用紫外灯管对步骤(2)中制得处理液1进行照射处理，处理条件为：紫外输出剂量为300μW/cm2，连续照射90min，紫外处理后处理液中产甲烷菌、大肠杆菌无检出，制得处理液2；
(4)按重量份取步骤(3)制得处理液2 10份、水10份混合制得稀释液，稀释液中丙酸浓度为1500mg/L，乙酸浓度为3000mg/L；
(5)向步骤(4)获得的稀释液中添加果胶酶(酶活力：5.0×103IU/g)0.05份，木聚糖酶(酶活力：1.0×104IU/g)0.05份，过氧化氢酶(酶活力：1.0×104IU/g)0.02份，混合均匀，即得所述青贮添加剂。
实验例
下面以实验例，进一步具体说明本发明所述以过酸化沼液为主要原料的青贮添加剂的有益效果，此部分为青贮效果实验。
实验例1
分别取无菌水、实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和对比例1、对比例2、对比例3、对比例4制备的青贮添加剂，及化学纯丙酸、乙酸，以玉米秸秆为实验材料，进行青贮实验，实验设置为：
(1)将刈割后的全株玉米秸秆切割为2～3cm的片段，去除石块、塑料碎片等杂质；
(2)青贮实验物料组成见表1，按照表1所述物料组成，向玉米秸秆中分别加入各种青贮添加剂，混合均匀后分别装入10L塑料桶中，压实，密封；
(3)室温条件下青贮30d。
表1
Figure BDA0002269652410000081
Figure BDA0002269652410000091
实验例2
分别取无菌水、实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和对比例1、对比例2、对比例3、对比例4制备的青贮添加剂，及化学纯丙酸、乙酸，以水稻秸秆为实验材料，进行青贮实验，实验设置为：
(1)将刈割后的水稻秸秆切割为2～3cm的片段，去除石块、塑料碎片等杂质；
(2)青贮实验物料组成见表2，按照表2所述物料组成，向水稻秸秆中分别加入各种青贮添加剂，混合均匀后分别装入10L塑料桶中，压实，密封。
(3)室温条件下青贮30d。
表2
处理编号 水稻秸秆(kg) 青贮添加剂种类 青贮添加剂用量(kg)
F0 9.0 无菌水 1.0
F1 9.0 实施例1 1.0
F2 9.0 实施例2 1.0
F3 9.0 实施例3 1.0
F4 9.0 实施例4 1.0
F5 9.0 对比例1 1.0
F6 9.0 对比例2 1.0
F7 9.0 对比例3 1.0
F8 9.0 对比例4 1.0
F9 9.0 丙酸+乙酸+无菌水 0.0015+0.0030+0.9955
效果例：
效果例为实验例1与实验例2青贮效果的分析，经30d青贮后，开罐取样，检测pH、干物质含量(DM)、粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、粗纤维(CF)、风味等关键指标，实验例1的实验结果见表3，实验例2的实验结果见表4。
各指标的测定方法：pH以pH计测定；干物质含量(DM)、粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、粗纤维(CF)、风味均按照《饲料分析及饲料质量检测技术》规定方法测定(张丽英.饲料分析及饲料质量检测技术[M].中国农业大学出版社,2003.)。
表3
处理编号 pH DM(％) CP(％) EE(％) CF(％) 风味评价
T0 4.92 71.52 5.45 4.15 31.80 酸
T1 4.12 77.70 8.74 5.68 25.64 酸香
T2 4.36 74.38 7.41 4.60 27.50 酸香
T3 4.30 74.82 7.35 4.51 27.78 酸香
T4 4.32 74.61 7.33 4.46 27.80 酸香
T5 6.75 66.54 4.24 2.78 29.20 腐臭
T6 4.30 73.85 7.16 4.30 31.04 酸
T7 6.55 65.47 3.75 2.98 29.89 轻度腐臭
T8 4.43 73.54 6.72 4.29 29.40 酸
T9 4.45 73.02 6.55 4.24 29.55 酸
表4
Figure BDA0002269652410000101
Figure BDA0002269652410000111
由表3和表4分析可知，相对于自然青贮的T0、F0处理和其它处理组，实施例1-4所述的以过酸化沼液为主要原料的青贮添加剂(T1-T4和F1-F4处理组)不但能够有效降低青贮物料的pH，而且能够较好的保存干物质、粗蛋白、粗脂肪等营养成分，降低粗纤维含量，并使青贮玉米秸秆获得“酸香”的风味，有利于后续饲喂过程。而且，其中采用优选数值的实施例1所述的以过酸化沼液为主要原料的青贮添加剂(T1和F1处理组)具有明显优于其它数值设置实施例的实验效果。
这种有益效果是过酸化沼液、果胶酶、木聚糖酶和过氧化氢酶等酶制剂、以及曝气、紫外线除菌等处理步骤共同取得的，这些环节缺一不可。过酸化沼液中含有的丙酸、乙酸等有机酸可以有效降低体系pH，促进青贮的进行；活性果胶酶、木聚糖酶能够在青贮过程中选择性的分解物料中的果胶、半纤维素等成分，降低粗纤维含量；过氧化氢酶的加入能够迅速降低环境氧分压，保为青贮功能微生物——乳酸菌的生存、生长创造有利条件；而曝气、紫外线处理等环节能够有效除去沼液中的产甲烷菌、潜在致病菌等无用、有害微生物，避免对青贮过程造成干扰。尤其是通过对比例4可以发现，采用过酸化沼液能够取得比单纯使用同当量丙酸、乙酸显著更好的青贮效果，这是由于过酸化沼液中除了丙酸、乙酸有效成分外，还含有多种微量元素、多糖、长链脂肪酸等其他有益成分，可促进乳酸菌生长，这些成分与果胶酶、木聚糖酶和过氧化氢酶一起作用，能够取得更佳的青贮效果。
综上所述，本发明所述的以过酸化沼液为主要原料的青贮添加剂，在青贮饲料制作中起到良好的效果。

Claims (15)

1.一种以过酸化沼液为主要原料的青贮添加剂，其特征在于包括如下重量份的组分：
过酸化沼液 10份，自来水 10~20份，果胶酶0.04~0.06份，木聚糖酶0.04~0.06份，过氧化氢酶0.01~0.03份；
所述果胶酶的酶活力为3.0×103~7.0×103 IU/g；
所述木聚糖酶的酶活力为0.5×104~1.5×104 IU/g；
所述过氧化氢酶的酶活力为0.5×104~1.5×104 IU/g；
所述过酸化沼液为蔬菜废弃物或/和餐厨垃圾厌氧沼气发酵失败后排出的过酸化沼液粗液去除沼渣后的液体，pH为4.0~5.5；
所述以过酸化沼液为主要原料的青贮添加剂的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
（1）将过酸化沼液进行曝气，制得处理液1；
（2）紫外照射处理步骤（1）制得的处理液1，紫外处理后沼液中产甲烷菌无检出，大肠杆菌下降至检出限3 cfu/mL以下，制得处理液2；
（3）按重量份取步骤（2）制得处理液2，并加入相应重量份的水混合均匀，制得稀释液；
（4）向步骤（3）制得稀释液中添加对应重量份的果胶酶、木聚糖酶和过氧化氢酶，混合均匀，即得所述青贮添加剂。
2.如权利要求1所述青贮添加剂，其特征在于，所述果胶酶的酶活力为5.0×103 IU/g，木聚糖酶的酶活力为1.0×104 IU/g，过氧化氢酶的酶活力为1.0×104 IU/g。
3.如权利要求1所述青贮添加剂，其特征在于，包括如下重量份的组分：过酸化沼液 10份，自来水 10份，果胶酶0.05份，木聚糖酶0.05份，过氧化氢酶0.02份。
4.权利要求1所述以过酸化沼液为主要原料的青贮添加剂的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
（1）将过酸化沼液进行曝气，制得处理液1；
（2）紫外照射处理步骤（1）制得的处理液1，紫外处理后沼液中产甲烷菌无检出，大肠杆菌下降至检出限3 cfu/mL以下，制得处理液2；
（3）按重量份取步骤（2）制得处理液2，并加入相应重量份的水混合均匀，制得稀释液；
（4）向步骤（3）制得稀释液中添加对应重量份的果胶酶、木聚糖酶和过氧化氢酶，混合均匀，即得所述青贮添加剂。
5.如权利要求4所述青贮添加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中过酸化沼液为过酸化沼液粗液在室温条件下、2000~5000rpm离心5~20min，去除沼渣后的液体。
6.如权利要求5所述青贮添加剂的制备方法，其特征在于，所述离心条件为：3000rpm离心10 min。
7.如权利要求4所述青贮添加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）的曝气条件：处理时间为12~36 h，曝气通气量为2.0~4.0 m3/h。
8.如权利要求7所述青贮添加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）的曝气条件，处理时间为18 h，曝气通气量为3.0 m3/h。
9.如权利要求4所述青贮添加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）的紫外照射处理为紫外灯管照射，紫外输出剂量为200~400μW/cm2，连续照射60~120min。
10.如权利要求9所述青贮添加剂的制备方法，其特征在于，所述紫外灯管照射，紫外输出剂量为300μW/cm2，连续照射90min。
11.如权利要求4所述青贮添加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）制得稀释液的丙酸浓度为1000~1800 mg/L，乙酸浓度1600~3600 mg/L。
12.如权利要求11所述青贮添加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）制得稀释液的丙酸浓度1500 mg/L，乙酸浓度为3000 mg/L。
13.权利要求1所述青贮添加剂的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、将青贮原料粉碎至1.0~3.0 cm长度的片段，去除杂质；
b、将青贮原料与青贮添加剂按照质量比20：（1~3）的比例混合均匀，然后分装，压实，密封；
c、室温下青贮保存20~40d，即得青贮饲料。
14.如权利要求13所述应用方法，其特征在于，所述步骤b中青贮原料与青贮添加剂的质量比为9：1。
15.如权利要求13所述应用方法，其特征在于，所述步骤c中青贮保存30d。
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