CN111149916A - 一种混合益生菌发酵鸽粪再生饲料的方法 - Google Patents

一种混合益生菌发酵鸽粪再生饲料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种混合益生菌发酵鸽粪再生饲料的方法，它涉及再生饲料技术领域；它的工艺步骤如下：接种培养→固态发酵→发酵参数优化→成分分析→成品制备其中，接种培养是将固形物与种子液混合培养操作；固形物的形成如下：选取鸽粪→预处理→成分分析→固形物；种子液的形成如下：菌种筛选→复壮和活化→扩培→种子液；提高饲用价值，增强安全性，解决以往再生饲料技术不成熟如进口大豆、玉米等浪费严重、价格昂贵等难题，从而提高再生饲料中营养物质含量，提高饲料的利用率，实现鸽粪再生资源化，促进动物生长，保障动物的健康。筛选出最优的发酵原料组合，配制科学合理的混合益生菌菌剂，开发出真正能够有效应用于其他畜禽饲用的再生饲料。

Description

一种混合益生菌发酵鸽粪再生饲料的方法
技术领域
本发明属于再生饲料技术领域，具体涉及一种混合益生菌发酵鸽粪再生饲料的方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，肉鸽饲养量的不断增加，鸽粪的排量也不断提高。由于鸽子结直肠退化，肠道较短，因此食物在消化道中的停留时间短，通常饲料中的营养物质仅有l/2～2/3被吸收和利用，其余残留在鸽粪中，如未消化的蛋白质、脂肪、矿物质、维生素等，因此具有较高的开发利用价值。常规技术处理后的鸽粪存在病原菌多、有异味等缺陷，因此，如何消除鸽粪的异味、改善适口性、提高饲养效果，成为当今需要研究的重点内容。混合益生菌发酵鸽粪是一种资源再生的循环经济模式，对提高饲用价值、降低养殖成本、减少环境污染具有现实意义。
发酵饲料是指人工控制外部环境，利用微生物自身的代谢活动，减少或分解原料中的抗营养因子，消除原料中混入的有害因子，并产生有机酸、酶等益生因子，从而生产出更容易被畜禽采食、消化、吸收且无毒害作用的饲料，目前主要采用乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌等微生物生态制剂发酵饲料原料，混合菌种发酵比单菌种发酵方式更佳，可显著抑制吲哚等臭味物质的分解及合成，改善再生饲料的口味。发酵过程中产生并积累的有机酸，有利于饲料的长期保存。
目前对鸽粪中营养物质含量的系统研究并不多见，对鸽粪的处理技术并不成熟。国内目前主要采用乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌等微生物生态制剂发酵粪便，根据已发表文献报道以及专利人实际试验操作，上述再生生物饲料存在口感差、异味重和营养价值低等特点，因此在实际大规模再生饲料生产中的应用仍具有较大的局限性。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题；本发明的目的在于提供一种混合益生菌发酵鸽粪再生饲料的方法。它旨在研究混合益生菌发酵鸽粪生产饲用以及发酵工艺参数的优化及评定，提高饲用价值，增强安全性，解决以往再生饲料技术不成熟，畜禽养殖饲料例如进口大豆、玉米等浪费严重、价格昂贵等难题，从而提高再生饲料中营养物质含量，提高饲料的利用率，实现鸽粪再生资源化，促进动物生长，保障动物的健康。筛选出最优的发酵原料组合，配制科学合理的混合益生菌菌剂，开发出真正能够有效应用于其他畜禽饲用的再生饲料。
本发明的一种混合益生菌发酵鸽粪再生饲料的方法，它的工艺步骤如下：
1、接种培养
11、选取鸽粪进行预处理，成分分析后固形物；
12、菌种筛选后复壮和活化，并扩培得到种子液；
13、将不在11个12所得的混合进行接种培养；
2、固态发酵
3、发酵参数优化
4、成分分析
5、成品制备
材料的准备：
菌株包括：枯草芽孢杆菌21095、产朊假丝酵母1314、屎肠球菌20430、热带假丝酵母1254、植物乳杆菌20764、酿酒酵母1355等益生菌均购自中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)。
发酵原料：玉米、麸皮、糖蜜均购自营西桥农贸市场，鸽粪取自当地肉鸽养殖场。
操作步骤：
一、原料处理
将鸽粪、玉米、麸皮均进行粉碎过筛，作为混合益生菌发酵基础料。
二、发酵
采用混合菌种发酵方法；混合发酵基础料与水(包括菌液)的比例是1:1.1。发酵基础料配方组：鸽粪与麸皮的比例分为9:1、8:2和7:3三组；鸽粪、麸皮和玉米的比例分为6:3:1、5:3:2、4:3:3三组。发酵菌液：先将所有菌种经活化、单菌落划线、逐级培养后，每种菌液添加量为5％、10％两个处理组(占总重)，即总共2(菌液处理)×6(发酵基础料处理)＝12个处理组。发酵方式：将物料、水与菌液混匀后装入适宜大小样品袋中，将其中空气排空，密封，30摄氏度持续发酵。
三、制备
将步骤二中发酵完毕后的基础料进行回收并测定其营养学指标(pH值、干物质、粗蛋白、氨基态氮含量等)，筛选出最优配置方法，进行再生饲料生产。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、通过设置梯度试验筛选出最优的发酵原料组合，通过配制科学合理的复合益生菌菌剂发酵鸽粪，将克服以往的存病原菌多、存在异味等缺陷，将再生饲料饲喂跨物种畜禽，不仅可以降低畜禽的饲料成本还可以减轻环境污染；
2、提高鸽粪的饲用价值，并增强其安全性；解决了畜禽养殖蛋白饲料原料例如豆粕、花生粕价格昂贵等问题，起到节约粮食、降低养殖成本以及减少环境污染等作用；对实现鸽粪再生资源化，改善生态环境有积极的影响；
3、克服以往的存病原菌多、存在异味等缺陷，鸽粪可以再生资源化为饲料，提高了粮食的利用率。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明的流程示意图；
图2是5％菌液添加量组的pH值变化规律(X轴是发酵时间(h)，Y轴是PH值)；
图3是10％菌液添加量组的pH值变化规律(X轴是发酵时间(h)，Y轴是PH值)；
图4是5％菌液添加量组的干物质变化规律(X轴是发酵时间(h)，Y轴是干物质含量(％))；
图5是10％菌液添加量组的干物质变化规律(X轴是发酵时间(h)，Y轴是干物质含量(％))；
图6是5％菌液添加量组的粗蛋白变化规律(X轴是发酵时间(h)，Y轴是蛋白质含量(％))；
图7是10％菌液添加量组的粗蛋白变化规律(X轴是发酵时间(h)，Y轴是蛋白质含量(％))；
图8是5％菌液添加量组的氨基酸态氮含量变化规律(X轴是发酵时间(h)，Y轴是氨基酸态氮(mg/g))；
图9是10％菌液添加量组的氨基酸态氮含量变化规律(X轴是发酵时间(h)，Y轴是氨基酸态氮(mg/g))。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
如图1所示，本具体实施方式采用以下技术方案：它的工艺步骤如下：
接种培养→固态发酵→发酵参数优化→成分分析→成品制备
其中，接种培养是将固形物与种子液混合培养操作；
所述固形物的形成如下：
选取鸽粪→预处理→成分分析→固形物；
所述种子液的形成如下：
菌种筛选→复壮和活化→扩培→种子液；
实例一：混合益生菌发酵鸽粪后营养物质变化规律
一、材料
菌株包括：枯草芽孢杆菌21095、产朊假丝酵母1314、屎肠球菌20430、热带假丝酵母1254、植物乳杆菌20764、酿酒酵母1355等益生菌均购自中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)。
发酵原料：玉米、麸皮均购自营西桥农贸市场，鸽粪取自当地肉鸽养殖场。
二、发酵处理
发酵方式为混合益生菌固态无氧发酵，发酵基础料分为六组：鸽粪：麸皮：鸽粪＝9:1、8:2、7:3三组；鸽粪：麸皮：玉米＝6:3:1、5:3:2、4:3:3三组。发酵基础料混合均匀后整体置于烘箱中110℃、8min高温处理，发酵基础料：(水+菌液)＝1：1.1，发酵基料、菌液与水混匀后装入适宜大小的样品袋中，将空气排空，密封，置于30℃培养箱发酵。
三、指标测定
a、PH值的测定
取第二次混合无氧发酵的每个时间段的每组不同发酵基础料样品5g于小烧杯中，加入45ml纯水，每隔5分钟搅拌一次，共搅拌3次，静置10分钟，PH计测量PH值。
b、干物质的测定
本测定方法参照GB 5009.3-2010，计算公式：干物质率＝发酵原料干物质重/发酵原料重。
c、粗蛋白含量的测定
依据GB/T6432—1994，凯式定氮法测定。称取0.3g左右测定干物质时烘干至恒重的样品，加入催化剂和硫酸，进行消化，直至溶液透明呈蓝绿色，待其冷却，应用自动凯氏定氮仪测定其含氮量。
d、氨基酸态氮的测定
按照国标方法(GB/T5009.39-2003)中人工操作测定氨基酸态氮。
计算公式：
Figure BDA0002395534630000061
统计分析
统计学分析采用SPSS 17.0(SPSS Inc.,Chicago,IL)软件的One-Way ANOVA进行进行统计分析；计算结果以平均值±标准误表示。P<0.05表示差异显著。
四、结果
4.1、感官评价
鸽粪与麸皮组合在5％和10％菌液添加量发酵下，发酵48h后出现腥臭味，尤其是鸽粪比例越高，腥臭味越重。鸽粪、麸皮、玉米组合在5％菌液添加量发酵下总体感官评价较好，鸽粪比例越高，颜色越深，4:3:3比例组在5％菌液添加量发酵24h即出现酸香味，72h后出现较重的酒味。鸽粪、麸皮、玉米组合在10％菌液添加量发酵后期酒味较重，6:3:1比例组发酵96时出现臭味。
4.2、混合益生菌发酵后底物pH值的变化规律
由图2和图3总体上看，添加混合菌液后，发酵底物pH值均呈降低趋势，随着鸽粪比例的降低，pH值降低愈发明显，鸽粪、麸皮、玉米比例为4:3:3，发酵72-96h时，pH值显著降低，有机酸产量显著增多。
4.3、混合益生菌发酵后底物干物质含量的变化规律
由图4和图5可知，随着发酵的持续，干物质含量总体较为稳定，5％菌液添加组，鸽粪：麸皮7:3比例发酵72h后干物质含量显著降低，其余在发酵96h均略有上升，但差异并不显著。10％菌液添加组，鸽粪：麸皮8:2比例发酵48h时，干物质比例显著上升，随后恢复初始状态。
4.4、混合益生菌发酵后底物粗蛋白含量的变化规律
如图6和图7所示，5％和10％菌液添加量发酵各组，蛋白总体变化较为平稳，鸽粪：麸皮9:1比例组在10％菌液添加量发酵下粗蛋白含量反而有所降低，鸽粪：麸皮7:3比例组在5％菌液10％菌液添加量发酵48h后，粗蛋白含量有所升高，但差异均不显著，鸽粪：麸皮：玉米6:3:1比例组在10％菌液添加量发酵96h时粗蛋白含量显著降低
4.5、氨基酸态氮的变化规律
如图8和图9所示，鸽粪：麸皮：玉米4:3:3发酵基料组在5％菌液添加量发酵72h后所测得氨基酸态氮含量显著升高，鸽粪：麸皮：玉米5:3：2基料组发酵48h后氨基酸态氮含量显著下降，鸽粪：麸皮7:3基料组在10％菌液添加量发酵72h后氨基酸态氮含量显著下降，鸽粪：麸皮：玉米6:3:1基料组经发酵，氨基酸态氮含量呈显著下降趋势
五、结论
通过最优发酵原料组合以及菌种接种量的实验筛选得出：发酵菌种为乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌，鸽粪、麸皮和玉米的比例为4:3:3的发酵基料组在5％菌液添加量30℃发酵48h时的感官评定、pH值、干物质、粗蛋白和氨基酸态氮变化规律等测定指标参数较为理想。
实例二：不同添加比例发酵鸽粪对肥育猪生长的影响
一、试验材料
选择实例一中经乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌复合益生菌组合发酵的鸽粪、麸皮和玉米(4:3:3)的发酵料。
二、试验设计
选择健康“杜×长×大”三元杂交肥育猪48头，按试验要求分为4个处理，每个处理3个重复，每重复4头(公母各半)。对照组饲喂玉米-豆粕型日粮(如表1)；试验Ⅰ组用5％发酵料替代对照日粮；试验Ⅱ组用8％发酵料替代对照日粮；试验Ⅲ组用10％发酵料替代对照日粮。预试期7天，正试期30天。
三、饲养试验
预饲期开始前清晨逐头进行空腹称重，按照要求进行分组，预饲期为七天，前四天在原来饲粮的基础上按比例逐渐添加试验日粮，后三天完全饲喂试验日粮。试验全期自由采食，自由饮水，按常规方法进行饲养管理。预饲期结束后清晨空腹称重并做好记录，保证正饲期开始时各组猪只体重无显著差异，记录每重复采食量，计算各组平均日采食量(ADFI)和料重比(F/G)。每个阶段试验结束后以重复为单位进行空腹称重，计算平均日增重(ADG)。
表1肥育猪试验饲粮组成及营养水平(％)
原料 对照组
玉米 68.0
豆粕 21.5
小麦 5
磷酸氢钙 0.5
石粉 1.0
食盐 0.3
米糠 1.5
沸石粉 1.2
预混料 1.0
营养水平
消化能(kcal/kg) 3187
粗蛋白(％) 15.27
钙(％) 0.57
总磷(％) 0.46
赖氨酸(％) 0.66
蛋氨酸+胱氨酸(％) 0.46
苏氨酸(％) 0.47
四、试验结果——生长性能和饲料利用
由表2可知，不同处理对肥育猪日增重、采食量和料重比均无显著影响。与对照组相比，随着发酵料的添加肥育猪的日增重和采食量有降低趋势，但少量添加有增加肥育猪生长的趋势。
表2不同发酵料添加量对肥育猪生长性能和饲料利用的影响
项目 对照组 5％添加量 8％添加量 10％添加量
始重(kg) 62.70±2.40 62.77±2.03 62.12±1.81 62.50±2.59
末重(kg) 86.60±3.96 87.40±1.41 85.93±3.29 85.96±6.07
日增重(g) 796.67±51.85 821.11±20.43 793.61±49.10 781.94±95.89
采食(kg) 2.22±0.07 2.24±0.10 2.13±0.02 2.15±0.03
料重比 2.79±0.09 2.72±0.05 2.68±0.14 2.77±0.37
五、试验结论
为保证肥育猪的生长，建议在实际生产中，发酵鸽粪的添加量在5％-8％之间。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种混合益生菌发酵鸽粪再生饲料的方法，其特征在于：它的工艺步骤如下：
(1)、接种培养
(11)、选取鸽粪进行预处理，成分分析后固形物；
(12)、菌种筛选后复壮和活化，并扩培得到种子液；
(13)、将不在11个12所得的混合进行接种培养；
(2)、固态发酵
(3)、发酵参数优化
(4)、成分分析
(5)、成品制备。
2.根据权利要求1所述的一种混合益生菌发酵鸽粪再生饲料的方法，其特征在于：所述的混合方法需要材料的准备如下：
菌株包括：枯草芽孢杆菌21095、产朊假丝酵母1314、屎肠球菌20430、热带假丝酵母1254、植物乳杆菌20764、酿酒酵母1355等益生菌均购自中国工业微生物菌种保藏管理中心；
发酵原料：玉米、麸皮、糖蜜均购自营西桥农贸市场，鸽粪取自当地肉鸽养殖场。
3.根据权利要求1所述的一种混合益生菌发酵鸽粪再生饲料的方法，其特征在于：具体操作步骤：
(一)、原料处理
将鸽粪、玉米、麸皮均进行粉碎过筛，作为混合益生菌发酵基础料；
(二)、发酵
采用混合菌种发酵方法；混合发酵基础料与水，包括菌液的比例是1:1.1；发酵基础料配方组：鸽粪与麸皮的比例分为9:1、8:2和7:3三组；鸽粪、麸皮和玉米的比例分为6:3:1、5:3:2、4:3:3三组；发酵菌液：先将所有菌种经活化、单菌落划线、逐级培养后，每种菌液添加量为5％、10％两个处理组，即总共2菌液处理×6发酵基础料处理＝12个处理组；发酵方式：将物料、水与菌液混匀后装入适宜大小样品袋中，将其中空气排空，密封，30摄氏度持续发酵；
(三)、制备
将(步骤二)中发酵完毕后的基础料进行回收并测定其营养学指标，筛选出最优配置方法，进行再生饲料生产。
4.根据权利要求1所述的一种混合益生菌发酵鸽粪再生饲料的方法，其特征在于：发酵方式为混合益生菌固态无氧发酵，发酵基础料分为六组：鸽粪：麸皮：鸽粪＝9:1、8:2、7:3三组；鸽粪：麸皮：玉米＝6:3:1、5:3:2、4:3:3三组。发酵基础料混合均匀后整体置于烘箱中110℃、8min高温处理，发酵基础料：水+菌液＝1：1.1，发酵基料、菌液与水混匀后装入适宜大小的样品袋中，将空气排空，密封，置于30℃培养箱发酵；
指标测定
(a)、PH值的测定
取第二次混合无氧发酵的每个时间段的每组不同发酵基础料样品5g于小烧杯中，加入45ml纯水，每隔5分钟搅拌一次，共搅拌3次，静置10分钟，PH计测量PH值；
(b)、干物质的测定
本测定方法参照GB 5009.3-2010，计算公式：干物质率＝发酵原料干物质重/发酵原料重；
(c)、粗蛋白含量的测定
依据GB/T6432—1994，凯式定氮法测定；称取0.3g左右测定干物质时烘干至恒重的样品，加入催化剂和硫酸，进行消化，直至溶液透明呈蓝绿色，待其冷却，应用自动凯氏定氮仪测定其含氮量。
5.根据权利要求4所述的一种混合益生菌发酵鸽粪再生饲料的方法，其特征在于：
(4.1)、感官评价
鸽粪与麸皮组合在5％和10％菌液添加量发酵下，发酵48h后出现腥臭味，尤其是鸽粪比例越高，腥臭味越重。鸽粪、麸皮、玉米组合在5％菌液添加量发酵下总体感官评价较好，鸽粪比例越高，颜色越深，4:3:3比例组在5％菌液添加量发酵24h即出现酸香味，72h后出现较重的酒味。鸽粪、麸皮、玉米组合在10％菌液添加量发酵后期酒味较重，6:3:1比例组发酵96时出现臭味；
(4.2)、混合益生菌发酵后底物pH值的变化规律
添加混合菌液后，发酵底物pH值均呈降低趋势，随着鸽粪比例的降低，pH值降低愈发明显，鸽粪、麸皮、玉米比例为4:3:3，发酵72-96h时，pH值显著降低，有机酸产量显著增多；
(4.3)、混合益生菌发酵后底物干物质含量的变化规律
随着发酵的持续，干物质含量总体较为稳定，5％菌液添加组，鸽粪：麸皮7:3比例发酵72h后干物质含量显著降低，其余在发酵96h均略有上升，但差异并不显著；10％菌液添加组，鸽粪：麸皮8:2比例发酵48h时，干物质比例显著上升，随后恢复初始状态；
(4.4)、混合益生菌发酵后底物粗蛋白含量的变化规律
5％和10％菌液添加量发酵各组，蛋白总体变化较为平稳，鸽粪：麸皮9:1比例组在10％菌液添加量发酵下粗蛋白含量反而有所降低，鸽粪：麸皮7:3比例组在5％菌液10％菌液添加量发酵48h后，粗蛋白含量有所升高，但差异均不显著，鸽粪：麸皮：玉米6:3:1比例组在10％菌液添加量发酵96h时粗蛋白含量显著降低；
(4.5)、氨基酸态氮的变化规律
鸽粪：麸皮：玉米4:3:3发酵基料组在5％菌液添加量发酵72h后所测得氨基酸态氮含量显著升高，鸽粪：麸皮：玉米5:3：2基料组发酵48h后氨基酸态氮含量显著下降，鸽粪：麸皮7:3基料组在10％菌液添加量发酵72h后氨基酸态氮含量显著下降，鸽粪：麸皮：玉米6:3:1基料组经发酵，氨基酸态氮含量呈显著下降趋势。
6.根据权利要求5所述的一种混合益生菌发酵鸽粪再生饲料的方法，其特征在于：
通过最优发酵原料组合以及菌种接种量的实验筛选得出：发酵菌种为乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌，鸽粪、麸皮和玉米的比例为4:3:3的发酵基料组在5％菌液添加量30℃发酵48h时的感官评定、pH值、干物质、粗蛋白和氨基酸态氮变化规律测定指标参数较为理想。
7.根据权利要求5所述的一种混合益生菌发酵鸽粪再生饲料的方法，其特征在于：具体实施实验操作如下：
(一)、试验材料
选择经乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌复合益生菌组合发酵的鸽粪、麸皮和玉米(4:3:3)的发酵料；
(二)、试验设计
选择健康“杜×长×大”三元杂交肥育猪48头，按试验要求分为4个处理，每个处理3个重复，每重复4头(公母各半)；对照组饲喂玉米-豆粕型日粮；试验Ⅰ组用5％发酵料替代对照日粮；试验Ⅱ组用8％发酵料替代对照日粮；试验Ⅲ组用10％发酵料替代对照日粮；预试期7天，正试期30天；
(三)、饲养试验
预饲期开始前清晨逐头进行空腹称重，按照要求进行分组，预饲期为七天，前四天在原来饲粮的基础上按比例逐渐添加试验日粮，后三天完全饲喂试验日粮。试验全期自由采食，自由饮水，按常规方法进行饲养管理。预饲期结束后清晨空腹称重并做好记录，保证正饲期开始时各组猪只体重无显著差异，记录每重复采食量，计算各组平均日采食量和料重比；每个阶段试验结束后以重复为单位进行空腹称重，计算平均日增重；
(四)、试验结论
为保证肥育猪的生长，建议在实际生产中，发酵鸽粪的添加量在5％-8％之间。
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