CN111213792A - 一种改善仔猪贫血的生物发酵饲料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改善仔猪贫血的生物发酵饲料及其制备方法，属于酶工程和发酵工程技术领域。本发明通过发酵菌液与发酵底物两部分均匀混合，好氧和厌氧交替发酵，得到发酵初料，之后加入红葡萄渣和白藜芦醇制成。与现有技术相比，本发明通过发酵将豆粕、麸皮、玉米、黄芪茎叶、银杏叶和杨梅粉等原料转化为丰富的易吸收的营养物质，特别是能产生卟啉、黄酮以及多种抗氧化物和小肽，并额外加入红葡萄渣和白藜芦醇发挥调控作用，使制备的生物发酵饲料易于动物吸收；具有显著的预防或治疗仔猪贫血的功能，同时能提高仔猪抗氧化和抗病能力。本发明的饲料配方合理，无残留和毒副作用，生产工艺简单，适于大规模生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种改善仔猪贫血的生物发酵饲料及其制备方法，属于酶工程和发酵工程技术领域。
背景技术
仔猪从出生开始就面临着生理功能发育不健全和来自外界环境的各种应激，特别是断奶应激，此时若健康度不高，很难安全度过难关。哺乳仔猪从母乳获得的铁远不够自身需要、往往要进行额外补铁，但如果肠道消化吸收功能不好，自身免疫力低则仍然会造成仔猪贫血并降低健康度。断奶仔猪因为心理、生理和营养应激，易患断奶应激综合征，此时仔猪肠道菌群平衡显得尤为重要。
针对上述问题，亟待开发改善仔猪贫血且无毒副作用的动物饲料或营养补充剂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种制作简单、无毒副作用的改善仔猪贫血的微生物发酵料。通过饲喂生物发酵料，调节仔猪肠道菌群，并通过发酵产生一些促进血红蛋白合成的物质，同时配合一些抗氧化的天然植物提取物，提高抗氧化能力，减少自由基，这样既避免二价铁离子的氧化，减少自由基的产生，又能维持肠道最佳pH环境，促进消化酶发挥作用，提高仔猪造血功能和健康度。
本发明的第一个目的是提供一种改善仔猪贫血的生物发酵饲料的制备方法；所述方法是将发酵菌液与发酵底物混合均匀，经好氧和厌氧交替发酵，得到发酵初料，之后加入红葡萄渣和白藜芦醇，混合制成生物发酵饲料。
在一种实施方式中，所述发酵底物含有重量份数为15～25份的豆粕、重量份数为15～25 份的麸皮、重量份数为50～60份的玉米、重量份数为3～10份的黄芪茎叶、重量份数为3～10 份的银杏叶，重量份数为3～10份的杨梅粉。
在一种实施方式中，所述发酵菌液含有干酪乳杆菌、枯草芽孢杆菌、产朊假丝酵母和丁酸梭菌。
在一种实施方式中，所述发酵是以干酪乳杆菌、枯草芽孢杆菌、产朊假丝酵母和丁酸梭菌按照菌浓比为3:3:2:2混合的复合菌剂进行发酵。
在一种实施方式中，所述好氧和厌氧交替发酵具体是：
(1)在20～40℃好氧发酵24-60h；
(2)将步骤(1)发酵后的发酵物转移至20～30℃下厌氧发酵36-72h。
在一种实施方式中，所述的发酵菌剂是复合微生物的发酵菌液，所述发酵菌液与发酵底物的重量比为(0.5～1.0):1000。
在一种实施方式中，所述发酵原料中还加入红葡萄渣和白藜芦醇，红葡萄渣与发酵初料的重量比例为(2～5):100，白藜芦醇与发酵初料的质量比例为(3～5)：1000。
在一种实施方式中，所述的发酵菌液是干酪乳杆菌、枯草芽孢杆菌、产朊假丝酵母和丁酸梭菌的复合发酵菌种进行扩繁而成，所述复合发酵菌种与发酵底物的重量比为0.8：1000；所述发酵底物包括重量份数为16份的豆粕、重量份数为16份的麸皮、重量份数为58份的玉米、重量份数为6份的黄芪茎叶、重量份数为4份的银杏叶；所述的红葡萄渣与发酵初料的质量比例为4:100，白藜芦醇与发酵初料的质量比例为4：1000。
在一种实施方式中，所述生物发酵饲料的制作方法包括：
步骤(1)：将豆粕、麸皮、玉米、黄芪茎叶和银杏叶分别粉碎，过20～60目筛，按照质量比(15～25)：(15～25)：(50～60)：(3～10)的比例在混合机中混合均匀；
步骤(2)：将干酪乳杆菌、枯草芽孢杆菌、产朊假丝酵母和丁酸梭菌分别扩繁，按照菌浓比为3:3:2:2混合得到发酵菌液；
步骤(3)：将步骤(2)制备的发酵菌液喷涂至步骤(1)中的发酵底物中，混合均匀，得到发酵物料；
步骤(4)：将步骤(3)得到的发酵物料倒入到发酵罐中，控制条件，使其在20～45℃时好氧发酵24～60h，再于20～25℃厌氧发酵共36～72h，得到发酵饲料的初料；
步骤(5)：将发酵初料导入混合机中，一边混合一边加入红葡萄渣和白藜芦醇，混合均匀。
本发明的第二个目的是提供所述方法制备获得的生物发酵饲料。
本发明的第三个目的是提供所述生物发酵饲料在改善仔猪贫血方面的应用。
在一种实施方式中，所述生物发酵饲料按质量计，以2～10％的添加量加入至仔猪的日常饲料中。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明通过微生物发酵技术发酵豆粕、麸皮、玉米、黄芪茎叶，银杏叶和杨梅粉，可将原料转化为丰富的易吸收的营养物质，特别是能产生卟啉、黄酮以及多种抗氧化物和小肽，并联合红葡萄渣和白藜芦醇在饲料中使用，显著提高乳仔猪血液中红细胞数量和血红蛋白含量，达到预防和改善仔猪贫血、提高仔猪健康度的目的；
2、本发明的饲料配方中，黄芪叶、银杏叶有助于促进造血，杨梅粉可改善饲料适口性，其中的杨梅素能够促进铁吸收，并提高抗氧化作用；红葡萄渣和白藜芦醇改善适口性及抗氧化；
3、本发明利用生物发酵技术和植物提取物组合方式，能有效治疗乳仔猪贫血，使血红蛋白含量提高至100g/L以上，并使仔猪腹泻率由2.9％降低至1％以下。
具体实施方式
本发明以主要改善仔猪贫血、辅以提高仔猪抗氧化能力为原则(众所周知，现代养猪生产造成仔猪应激大，也更容易产生氧自由基，提高其抗氧化能力能避免二价铁离子的氧化，也有助于仔猪提高健康和生产水平)，同时能提高仔猪的生长性能。下面结合具体实施例对本发明作出进一步地详细阐述，所述实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。
实施例1
(1)混合菌液的制备：将枯草芽孢杆菌在LB培养基中，于25-35℃下培养24h，获得菌浓为3×108CFU/mL的菌液；产朊假丝酵母接种于马铃薯培养基中，于25-35℃摇床中培养24h，获得菌浓为1×107CFU/mL的菌液；将干酪乳杆菌接种于MRS培养基中，于35-40℃培养箱中培养48h，获得菌浓为1×109CFU/mL的菌液；将丁酸梭菌接种于RCM(强化梭菌培养基)培养基中，于35-40℃培养箱中培养24h，获得菌浓为1×108CFU/mL的菌液；
将制备的菌液按照枯草芽孢杆菌：酿酒酵母：干酪乳杆菌：丁酸梭菌菌浓比为3:3:2:2的比例混合，获得混合菌液；
(2)发酵饲料的制备：将重量份数为50份的玉米、重量份数为15份的麸皮和重量份数为15份的豆粕，重量份数为3份的黄芪茎叶、重量份数为3份的银杏叶和重量份数为3份的杨梅粉分别粉碎，过60目筛，混合，作为发酵原料；再将步骤(1)的混合菌液按照0.5:1000的质量比接种至发酵原料中；
(3)于好氧和厌氧条件下交替发酵，具体为：接种后第0至第36小时于25℃条件下好氧发酵；之后于25℃厌氧发酵60h，得到发酵饲料的初料；
(4)将发酵初料导入混合机中，一边混合一边加入2％重量百分比的红葡萄渣和0.3％重量百分比的白藜芦醇，混合均匀，既可以完成生物发酵料的制作。
实施例2
(1)混合菌液的制备：将枯草芽孢杆菌在LB培养基中，于25-35℃下培养24h，获得菌浓为3×108CFU/mL的菌液；产朊假丝酵母接种于马铃薯培养基中，于25-35℃摇床中培养24h，获得菌浓为1×107CFU/mL的菌液；将干酪乳杆菌接种于MRS培养基中，于35-40℃培养箱中培养48h，获得菌浓为1×109CFU/mL的菌液；将丁酸梭菌接种于RCM(强化梭菌培养基)培养基中，于35-40℃培养箱中培养24h，获得菌浓为1×108CFU/mL的菌液；
将制备的菌液按照枯草芽孢杆菌：酿酒酵母：干酪乳杆菌：丁酸梭菌菌浓比为3:3:2:2的比例混合，获得混合菌液；
(2)发酵饲料的制备：将重量份数为55份的玉米、重量份数为20份的麸皮和重量份数为20份的豆粕，重量份数为6.5份的黄芪茎叶、重量份数为6.5份的银杏叶和重量份数为6.5 份的杨梅粉分别粉碎，过40目筛，混合，作为发酵原料；再将步骤(1)的混合菌液按照0.75:1000 的质量比接种至发酵原料中；
(3)将步骤(2)接种后的发酵原料于好氧和厌氧条件下交替发酵，具体为：接种后第 0至第36小时于25℃条件下好氧发酵；之后于25℃厌氧发酵60h，得到发酵饲料的初料；
(4)将发酵初料导入混合机中，一边混合一边加入3.5％重量百分比的红葡萄渣和0.4％重量百分比的白藜芦醇，混合均匀，既可以完成生物发酵料的制作。
实施例3
(1)混合菌液的制备：将枯草芽孢杆菌在LB培养基中，于25-35℃下培养24h，获得菌浓为3×108CFU/mL的菌液；产朊假丝酵母接种于马铃薯培养基中，于25-35℃摇床中培养24h，获得菌浓为1×107CFU/mL的菌液；将干酪乳杆菌接种于MRS培养基中，于35-40℃培养箱中培养48h，获得菌浓为1×109CFU/mL的菌液；将丁酸梭菌接种于RCM(强化梭菌培养基)培养基中，于35-40℃培养箱中培养24h，获得菌浓为1×108CFU/mL的菌液；
将制备的菌液按照枯草芽孢杆菌：酿酒酵母：干酪乳杆菌：丁酸梭菌菌浓比为3:3:2:2的比例混合，获得混合菌液；
(2)发酵饲料的制备：将重量份数为60份的玉米、重量份数为25份的麸皮和重量份数为25份的豆粕，重量份数为10份的黄芪茎叶、重量份数为10份的银杏叶和重量份数为10份的杨梅粉分别粉碎，过60目筛，混合，作为发酵原料；再将步骤(1)的混合菌液按照1.0:1000 的质量比接种至发酵原料中；
(3)将步骤(2)接种后的发酵原料于好氧和厌氧条件下交替发酵，具体为：接种后第 0至第36小时于25℃条件下好氧发酵；之后于25℃厌氧发酵60h，得到发酵饲料的初料；
(4)将发酵初料导入混合机中，一边混合一边加入5％重量百分比的红葡萄渣和0.5％重量百分比的白藜芦醇，混合均匀，既可以完成生物发酵料的制作。
实施例4
(1)混合菌液的制备：将枯草芽孢杆菌在LB培养基中，于25-35℃下培养24h，获得菌浓为3×108CFU/mL的菌液；产朊假丝酵母接种于马铃薯培养基中，于25-35℃摇床中培养24h，获得菌浓为1×107CFU/mL的菌液；将干酪乳杆菌接种于MRS培养基中，于35-40℃培养箱中培养48h，获得菌浓为1×109CFU/mL的菌液；将丁酸梭菌接种于RCM(强化梭菌培养基)培养基中，于35-40℃培养箱中培养24h，获得菌浓为1×108CFU/mL的菌液；
将制备的菌液按照枯草芽孢杆菌：酿酒酵母：干酪乳杆菌：丁酸梭菌菌浓比为3:3:2:2的比例混合，获得混合菌液；
(2)发酵饲料的制备：将重量份数为60份的玉米、重量份数为20份的麸皮和重量份数为15份的豆粕，重量份数为6.5份的黄芪茎叶、重量份数为6.5份的银杏叶和重量份数为3份的杨梅粉分别粉碎，过40目筛，混合，作为发酵原料；再将步骤(1)的混合菌液按照0.5:1000 的质量比接种至发酵原料中；
(3)将步骤(2)接种后的发酵原料于好氧和厌氧条件下交替发酵，具体为：接种后第 0至第24小时于35℃条件下好氧发酵；之后于25℃厌氧发酵54h，得到发酵饲料的初料；
(4)将发酵初料导入混合机中，一边混合一边加入2％重量百分比的红葡萄渣和0.4％重量百分比的白藜芦醇，混合均匀，既可以完成生物发酵料的制作。
实施例5
(1)混合菌液的制备：将枯草芽孢杆菌在LB培养基中，于25-35℃下培养24h，获得菌浓为3×108CFU/mL的菌液；产朊假丝酵母接种于马铃薯培养基中，于25-35℃摇床中培养24h，获得菌浓为1×107CFU/mL的菌液；将干酪乳杆菌接种于MRS培养基中，于35-40℃培养箱中培养48h，获得菌浓为1×109CFU/mL的菌液；将丁酸梭菌接种于RCM(强化梭菌培养基)培养基中，于35-40℃培养箱中培养24h，获得菌浓为1×108CFU/mL的菌液；
将制备的菌液按照枯草芽孢杆菌：酿酒酵母：干酪乳杆菌：丁酸梭菌菌浓比为3:3:2:2的比例混合，获得混合菌液；
(2)发酵饲料的制备：将重量份数为50份的玉米、重量份数为20份的麸皮和重量份数为25份的豆粕，重量份数为10份的黄芪茎叶、重量份数为10份的银杏叶和重量份数为6.5份的杨梅粉分别粉碎，过60目筛，混合，作为发酵原料；再将步骤(1)的混合菌液按照0.75:1000 的质量比接种至发酵原料中；
(3)将步骤(2)接种后的发酵原料于好氧和厌氧条件下交替发酵，具体为：接种后第 0至第24小时于35℃条件下好氧发酵；之后于25℃厌氧发酵54h，得到发酵饲料的初料；
(4)将发酵初料导入混合机中，一边混合一边加入5％重量百分比的红葡萄渣和0.3％重量百分比的白藜芦醇，混合均匀，既可以完成生物发酵料的制作。
实施例6
(1)混合菌液的制备：将枯草芽孢杆菌在LB培养基中，于25-35℃下培养24h，获得菌浓为3×108CFU/mL的菌液；产朊假丝酵母接种于马铃薯培养基中，于25-35℃摇床中培养24h，获得菌浓为1×107CFU/mL的菌液；将干酪乳杆菌接种于MRS培养基中，于35-40℃培养箱中培养48h，获得菌浓为1×109CFU/mL的菌液；将丁酸梭菌接种于RCM(强化梭菌培养基)培养基中，于35-40℃培养箱中培养24h，获得菌浓为1×108CFU/mL的菌液；
将制备的菌液按照枯草芽孢杆菌：酿酒酵母：干酪乳杆菌：丁酸梭菌菌浓比为3:3:2:2的比例混合，获得混合菌液；
(2)发酵饲料的制备：将重量份数为50份的玉米、重量份数为25份的麸皮和重量份数为20份的豆粕，重量份数为6.5份的黄芪茎叶、重量份数为6.5份的银杏叶和重量份数为10 份的杨梅粉分别粉碎，过20目筛，混合，作为发酵原料；再将步骤(1)的混合菌液按照1.0:1000 的质量比接种至发酵原料中；
(3)将步骤(2)接种后的发酵原料于好氧和厌氧条件下交替发酵，具体为：接种后第 0至第24小时于35℃条件下好氧发酵；之后于25℃厌氧发酵54h，得到发酵饲料的初料；
(4)将发酵初料导入混合机中，一边混合一边加入3.5％重量百分比的红葡萄渣和0.5％重量百分比的白藜芦醇，混合均匀，既可以完成生物发酵料的制作。
实施例7
对实施例1～6制备的生物发酵料的技术指标进行检测，检测方法：总抗氧化能力参照2017 年公开的论文《前花青素对断奶仔猪生长性能和血清抗氧化、免疫及生化指标的影响》公开的方法测定，红细胞计数、血红蛋白含量是采血后CA-500血液分析仪测定，肠道菌群(粪便中微生物)相关指标参照2013年公开的论文《无抗发酵饲料对断奶仔猪生长性能、肠道菌群、血液生化指标和免疫性能的影响》测定。分别按照8％的添加量将各实施例的生物发酵料添加至断奶仔猪教槽料基础日粮中，对喂养21天的仔猪血液中总抗氧化能力、红细胞计数、血红蛋白含量及粪便中微生物指标进行检测。相关指标的检测结果如表1所示。
表1不同实施例制备的生物发酵料的技术效果
实施例8
将实施例6制备的生物发酵料分别按照2％、5％、8％的比例添加至饲料中，比较不同添加量下改善贫血的效果，结果如表2所示。
表2不同添加量的生物发酵料改善贫血的效果
实施例9
选择健康状况接近，均为26日龄左右，且体重7.65±0.37kg的美系杜长大三元断奶仔猪320头逐只称重并打耳号，采用按体重配对的原则，随机分成4个处理组，每个处理4个重复、每个重复20头(公母各半)，试验共21天，试验结束，每个重复取3头猪，前腔静脉采血，测试血常规和抗氧化能力。试验开始和试验第21天分别称重，早上8:00准确称重，计算猪在试验期的平均日增重。以重复(栏)为单位，准确统计每天投料量和剩余料量(料槽里的剩余料量和木板上的剩余料量)，计算每只仔猪的日均采食量。
4个处理组分别为对照组(A)、试验组1(B)、试验组2(C)、试验组3(D)，对照组饲喂基础日粮，试验组B、试验组C和试验组D分别添加4％、6％和8％的上述生物发酵料。
其中，对照组(A)饲喂基础日粮，所述基础日粮含有(按质量计)：玉米58％,豆粕16％，乳清粉10％，鱼粉6％，豆油4％，大豆分离蛋白2％，乳酸0.5％，石粉1％,磷酸氢钙1％，复合预混料1.5％(含L-赖氨酸盐酸盐、DL-蛋氨酸,L-苏氨酸、L-色氨酸、维生素A、维生素 D3、维生素E、维生素K、维生素B1、维生素B2、泛酸、烟酸、叶酸、生物素、氯化胆碱、硫酸亚铁、硫酸铜、硫酸锌、硫酸锰、亚硒酸钠、碘化钾、氧化锌、食盐、沸石粉)。
试验组(B)饲喂添加4％实施例2制备的发酵料的基础日粮；
试验组(C)饲喂添加6％实施例4制备的发酵料的基础日粮；
试验组(D)饲喂添加8％实施例6制备的发酵料的基础日粮；
产品对仔猪生长性能的影响结果见表3，产品对仔猪血常规指标影响见表4；
表3本产品对各组仔猪生长性能的影响
由表3可以看出，与A组相比，添加生物发酵料的B、C和D组均能提高平均日增重和平均日采食量，降低料重比，说明生物发酵料能有效提高仔猪生长性能。此外，B、C和D 组的腹泻率均低于A组，能够使腹泻率降低1～4倍，说明本发明制备的生物发酵料能显著降低仔猪腹泻率。
表4不同生物发酵饲料对各组仔猪血常规指标的影响
由表4可以看出，与A组相比，添加生物发酵料的B、C和D组均能提高血红蛋白、平均血红蛋白含量、平均血红蛋白浓度、红细胞计数和红细胞压积，且与添加剂量呈正相关。说明生物发酵料能有效改善仔猪贫血，其中，血红蛋白含量能提高至110g/L以上。此外，B、 C和D组的淋巴细胞高于A组61.9～72.3％，说明生物发酵料能提高仔猪的免疫能力。
对比例1：
具体实施方式同实施例6，区别在于，不采用好氧和厌氧交替发酵，仅在好氧条件下发酵，并按实施例8中8％添加量添加饲喂仔猪，结果显示，仔猪血红蛋白含量为105g/L、红细胞计数为6.7×1012个/L。
对比例2：
具体实施方式同实施例6，区别在于，不采用好氧和厌氧交替发酵，仅在厌氧条件下发酵，并按添加量8％的量加入至基础饲料中，其它条件同实施例9中的D组。结果显示，仔猪血红蛋白含量为109g/L、红细胞计数为6.9×1012个/L，腹泻率为2.0％。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (10)
1.一种改善仔猪贫血的生物发酵饲料的制备方法，其特征在于，将发酵菌液与发酵底物混合均匀，经好氧和厌氧交替发酵，得到发酵初料，之后加入红葡萄渣和白藜芦醇，混合制成生物发酵饲料；
所述发酵底物含有重量份数为15～25份的豆粕、重量份数为15～25份的麸皮、重量份数为50～60份的玉米、重量份数为3～10份的黄芪茎叶、重量份数为3～10份的银杏叶，重量份数为3～10份的杨梅粉；所述发酵菌液含有干酪乳杆菌、枯草芽孢杆菌、产朊假丝酵母和丁酸梭菌。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发酵是以干酪乳杆菌、枯草芽孢杆菌、产朊假丝酵母和丁酸梭菌按照菌浓比为3:3:2:2混合的复合菌剂进行发酵。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述好氧和厌氧交替发酵具体是：
(1)在20～40℃好氧发酵24～30h；
(2)将步骤(1)发酵后的发酵物转移至20～30℃下厌氧发酵36～72h。
4.根据权利要求1～3任一所述的方法，其特征在于，所述发酵菌液与发酵底物的重量比为(0.5～1.0)：1000。
5.根据权利要求1～4任一所述的方法，其特征在于，所述发酵原料中还加入红葡萄渣和白藜芦醇。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述红葡萄渣与发酵初料的重量比例为(2～5):100，所述白藜芦醇与发酵初料的质量比例为(3～5):1000。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤(1)：将豆粕、麸皮、玉米、黄芪茎叶和银杏叶分别粉碎，过20～60目筛，按照质量比(15～25)：(15～25)：(50～60)：(3～10)的比例混合均匀；
步骤(2)：将干酪乳杆菌、枯草芽孢杆菌、产朊假丝酵母和丁酸梭菌分别扩繁，按照菌浓比为3:3:2:2混合得到发酵菌液；
步骤(3)：将步骤(2)制备的发酵菌液喷涂至步骤(1)中的发酵底物中，混合均匀，得到发酵物料；
步骤(4)：将步骤(3)得到的发酵物料倒入到发酵罐中，控制条件，使其在20～45℃时好氧发酵24～60h，再于20～25℃厌氧发酵共36～72h，得到发酵饲料的初料；
步骤(5)：将发酵初料在混合机中一边混合一边加入红葡萄渣和白藜芦醇，混合均匀。
8.权利要求1～7任一所述方法制备的生物发酵饲料。
9.权利要求8所述生物发酵饲料在改善仔猪贫血方面的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述生物发酵饲料按质量计，以2～10％的添加量加入至仔猪的日常饲料中。
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