CN111607540A - 一种饲草消化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于微生物饲料消化剂技术领域，具体涉及一种饲草消化剂及其制备方法和应用。本发明提供了一种饲草消化剂及其制备方法和应用，该饲草消化剂包括以下质量百分含量的组分：拜氏梭菌25～35％、粪肠球菌20～30％、30～40％前生多毛厌氧壶菌、10～20％瘤胃甲烷短杆菌和0.01～0.05％发酵促进剂。本发明提供的饲草消化剂能够明显改善饲草的可消化性，不仅适用于所有的植物源饲料，降低饲养成本，且大幅提升了纤维素降解率，降解效果明显优于市售同类秸秆发酵菌剂，还能够有效促进纤维素等结构性碳水化合物在动物体内的消化利用，对动物的肠道健康具有很好的改善作用。

Description

一种饲草消化剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于微生物饲料消化剂技术领域，具体涉及一种饲草消化剂及其制备方法和应用。
背景技术
目前，现代集约化畜禽养殖中饲料成本占总养殖成本的70％以上，通过提高饲料转化率、降低料肉比，进而改善养殖的经济效益，一直是国内外养殖业从业者和研究人员孜孜不倦的追求。上世纪60年代以来，欧美国家率先开展了规模化养殖条件下畜禽营养生理研究，在大量营养科学数据支撑下，全价配合饲料在国际上快速普及，畜禽的饲料报酬得到显著提高，此后随着精准配方技术的出现，饲料转化率进一步提高。但进入本世纪后，这方面的进展幅度越来越小，进步速度越来越慢，技术天花板现象日渐凸显。
我国畜禽配合饲料始于上世纪70年代，90年代伴随着养殖集约化程度的提升，动物营养和饲料科学研究获得长足进步，带动饲料工业和养殖业快速发展，时至今日，全价配合饲料的普及率已接近发达国家，饲料转化率和料肉比亦紧随国际水准，不过国内这方面与发达国家一样，技术进步的难度越来越大，通过直接降低料肉比来提振养殖效益的空间也已变得越来越小。但与欧美不同的是，我国地少人多的现象十分突出，人畜争粮时有发生，加之农作物生产集约化程度低，使得饲粮成本远高于国际市场，饲料价格居高不下，我国畜禽养殖业迫切需要进一步降低饲料成本。现如今我国畜禽产业国际竞争力和抗风险能力弱的主要原因在于饲料成本过高，因此降低饲料成本仍然是当前和今后我国养殖业关注的重点。
面对国内养殖业降低饲料成本的强烈需求，在进一步降低饲料成本遭遇技术天花板的情况下，提高廉价非粮饲料在动物体内的消化吸收率，达到充分利用我国丰富的饲草和农作物秸秆资源，大大降低养殖成本的目的，而现有的饲草消化剂存在提高饲草可消化性的效果不佳的问题，不能满足畜禽养殖业的需求。
因此，如何提供一种能够明显改善饲草的可消化性的非粮饲草消化剂成为我们的研究方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种饲草消化剂及其制备方法和应用，本发明提供的饲草消化剂能够明显改善饲草的可消化性，不仅适用于所有的植物源饲料，降低饲养成本，且大幅提升了纤维素降解率，降解效果明显优于市售同类秸秆发酵菌剂，还能够有效促进纤维素等结构性碳水化合物在动物体内的消化利用，对动物的肠道健康具有很好的改善作用。
为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案；
本发明提供了一种饲草消化剂，包括以下质量百分含量的组分：25～35％拜氏梭菌(Clostridiumbeijerinckii)、20～30％粪肠球菌(Enterococcus facecallis)、30～40％前生多毛厌氧壶菌(Neocallimastixfrontalis)、10～20％瘤胃甲烷短杆菌(Methanobrevibacterruminantium)和0.01～0.05％发酵促进剂。
优选的，所述发酵促进剂包括鼠李糖脂。
本发明提供了上述述饲草消化剂的制备方法，包括：将拜氏梭菌、粪肠球菌、前生多毛厌氧壶菌、瘤胃甲烷短杆菌和发酵促进剂混合，得到饲草消化剂；
所述混合的条件为厌氧条件。
本发明还提供了上述饲草消化剂在提高饲草的可消化性中的应用。
优选的，所述应用包括：将饲草消化剂与饲草混合发酵。
优选的，根据饲草的类型调整混合发酵的方式，具体为：
当所述饲草为干饲草时，所述混合发酵的方式为液态发酵，所述饲草消化剂和饲草的质量比为1～6：100～2500；
当所述饲草为鲜饲草时，所述混合发酵的方式为固态发酵，所述饲草消化剂和鲜饲草的质量比为1～6：10000～30000。
优选的，所述饲草包括木本植物的嫩枝和叶、牧草和农作物秸秆中的一种或多种。
优选的，根据干饲草的种类调整饲草消化剂与饲草的质量比，具体为：
当所述干饲草为干水稻秸秆时，所述饲草消化剂和饲草的质量比为5～6：100～2500；
当所述干饲草为干象草时，所述饲草消化剂和饲草的质量比为3～4：100～2500；
当所述干饲草为干构树叶和/或干桑树叶时，所述饲草消化剂和饲草的质量比为1～2：100～2500。
优选的，根据鲜饲草的种类调整饲草消化剂与鲜饲草的质量比，具体为：
当所述鲜饲草为鲜水稻秸秆时，所述饲草消化剂与鲜饲草的质量比为3～6：10000～30000；
当所述鲜饲草为鲜象草时，所述饲草消化剂与鲜饲草的质量比为2～4：10000～30000；
当所述鲜饲草为鲜构树叶和/或鲜桑树叶时，所述饲草消化剂与鲜饲草的质量比为1～3：10000～30000。
优选的，所述液态发酵的条件为：温度为35～40℃，转速为80～120r/min，时间为1.5～3天；
所述固态发酵的条件为：温度为35～40℃，湿度为30～45％，时间为2～4天。
本发明提供了一种饲草消化剂，包括以下质量百分含量的组分：25～35％拜氏梭菌、20～30％粪肠球菌、30～40％前生多毛厌氧壶菌、10～20％瘤胃甲烷短杆菌和0.01～0.05％发酵促进剂。本发明的饲草消化剂所用微生物在动物肠道内定植率高，不同种类微生物的纤维素降低机制不同，具有显著的协同降解效应，从而大幅提升了纤维素降解率，有效促进纤维素等结构性碳水化合物在动物体内的消化利用，发酵促进剂进一步强化了对纤维素的降解，从而改善饲草的可消化性。本发明提供的饲草消化剂能够明显改善饲草的可消化性，不仅适用于所有的植物源饲料，降低饲养成本，且大幅提升了纤维素降解率，降解效果明显优于市售同类秸秆发酵菌剂，还能够有效促进纤维素等结构性碳水化合物在动物体内的消化利用，对动物的肠道健康具有很好的改善作用。
具体实施方式
本发明提供了一种饲草消化剂，优选包括以下质量百分含量的组分：25～35％拜氏梭菌(Clostridiumbeijerinckii)、20～30％粪肠球菌(Enterococcus facecallis)、30～40％前生多毛厌氧壶菌(Neocallimastixfrontalis)、10～20％瘤胃甲烷短杆菌(Methanobrevibacterruminantium)和0.01～0.05％发酵促进剂。
以质量百分含量计，本发明提供的饲草消化剂包括25～35％拜氏梭菌，更优选为27～33％。在本发明中，所述拜氏梭菌的保藏号为ATCC4259。拜氏梭菌产生的酶系能水解纤维素、木聚糖、多聚半乳糖醛酸等，能有效降解植物的结构性碳水化合物。
以质量百分含量计，本发明提供的饲草消化剂包括20～30％粪肠球菌，更优选为22～28％。在本发明中，所述粪肠球菌的保藏号为ACCC10705。粪肠球菌能产生纤维素酶降解纤维素，同时产生乳酸，降低动物肠道pH，抑制病原菌，具有肠道保健功能。
以质量百分含量计，本发明提供的饲草消化剂包括30～40％前生多毛厌氧壶菌，更优选为32～38％。在本发明中，所述前生多毛厌氧壶菌保藏号为ATCC76100。前生多毛厌氧壶菌能产生木聚糖酶，是降解木质素和纤维素的重要微生物之一，在植物结构性碳水化合物降解过程中发挥重要作用。
以质量百分含量计，本发明提供的饲草消化剂包括10～20％瘤胃甲烷短杆菌，更优选为12～18％。在本发明中，所述瘤胃甲烷短杆菌的保藏号为ATCC35063。瘤胃甲烷短杆菌可以通过与纤维降解菌的种间氢转移来降低瘤胃中还原性氢的累积，促进纤维素降解菌的生长和对纤维素的降解作用。
本发明对于上述菌的来源没有限定，优选购买于山东苏柯汉生物工程股份有限公司。
以质量百分含量计，本发明提供的饲草消化剂包括0.01～0.05％发酵促进剂，更优选为0.02～0.04％。在本发明中，所述发酵促进剂优选为鼠李糖脂，能够加快各菌株的发酵速度，进而促进纤维素分解。
在本发明中，所述发酵促进剂优选包括鼠李糖脂。本发明对鼠李糖脂的来源没有特殊限定，优选购买于上海陆安生物科技有限公司。
本发明提供了上述饲草消化剂的制备方法，包括：将拜氏梭菌、粪肠球菌、前生多毛厌氧壶菌、瘤胃甲烷短杆菌和发酵促进剂混合，得到饲草消化剂；所述混合的条件为厌氧条件。本发明对混合的方法没有特殊限定，使用本领域常规的混合方法即可。
本发明还提供了上述饲草消化剂在提高饲草的可消化性中的应用。
在本发明中，所述应用优选包括：将饲草消化剂与饲草混合发酵。本发明优选根据饲草的类型调整混合发酵的方式，具体为：当所述饲草为干饲草时，所述混合发酵的方式优选为液态发酵，所述饲草消化剂和饲草的质量比优选为1～6：100～2500，更优选为2～5：100～2500；当所述饲草为鲜饲草时，所述混合发酵的方式优选为固态发酵，所述饲草消化剂和鲜饲草的质量比优选为1～6：10000～30000，更优选为2～5：10000～30000。
在本发明中，所述液态发酵优选包括将饲草、饲草添加剂和液态培养液混合发酵；所述饲草的质量和液态培养液的体积比为1～5g：100mL；所述液态培养液优选在液体基础培养基(瘤胃纤维降解细菌的分离鉴定及纤维降解特性研究,周非帆,2014)的基础上进行适当修改，具体为将无细胞瘤胃液改为无细胞猪盲肠液，并添加0.07％(w/v)的葡萄糖和0.3％(w/v)的可溶性淀粉。本发明对无细胞猪盲肠液的来源没有特殊限定，优选为土猪放养场取屠宰猪新鲜盲肠内容物，以2倍水搅拌，制成悬浮液，用4层纱布过滤，再将滤液进行两次离心处理，得到的无细胞猪盲肠液；所述第一次离心的条件优选为：转速优选为4000r/min，时间优选为15min；所述第二次离心的条件优选为：转速优选为11000r/min，时间优选为15min；所述无细胞猪盲肠液保存的温度优选为-20℃。所述液态发酵的条件优选为：温度优选为35～40℃，转速优选为80～120r/min，时间优选为1.5～3天；所述固态发酵的条件优选为：温度优选为35～40℃，湿度优选为30～45％，时间优选为2～4天，在该温度、湿度条件下，菌株能最大限度发挥其固态发酵功能，其对结构性碳水化合物的降解和转化功能也最强，进而提高饲草的可消化性的作用。
在本发明中，所述饲草优选包括木本植物的嫩枝和叶、牧草和农作物秸秆中的一种或多种。所述木本植物优选包括构树或桑树；所述牧草优选包括象草；所述农作物秸秆优选包括水稻秸秆。
本发明优选根据干饲草的种类调整饲草消化剂与饲草的质量比的质量比，具体为：
当所述干饲草为干水稻秸秆时，所述饲草消化剂和饲草的质量比优选为5～6：100～2500，进一步优选为5～6：100～2400；
当所述干饲草为干象草时，所述饲草消化剂和饲草的质量比优选为3～4：100～2500，进一步优选为3～4：100～2400；
当所述干饲草为干构树叶和/或干桑树叶时，所述饲草消化剂和饲草的质量比优选为1～2：100～2500，进一步优选为1～2：100～2400。
本发明根据鲜饲草的种类调整饲草消化剂与鲜饲草的质量比，具体为：
当所述鲜饲草为鲜水稻秸秆时，所述饲草消化剂与鲜饲草的质量比优选为3～6：10000～30000，进一步优选为3～5：10000～30000；
当所述鲜饲草为鲜象草时，所述饲草消化剂与鲜饲草的质量比优选为2～4：10000～30000，进一步优选为3～4：10000～30000；
当所述鲜饲草为鲜构树叶和/或鲜桑树叶时，所述饲草消化剂与鲜饲草的质量比优选为1～3：10000～30000，进一步优选为1～2：10000～30000。
下面结合实施例对本发明提供的一种饲草消化剂及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
按照如下质量百分含量备料：前生多毛厌氧壶菌39.95％、拜氏梭菌25％、粪肠球菌20％、瘤胃甲烷短杆菌15％、鼠李糖脂0.05％；将上述各组份原料混合均匀，得到饲草消化剂。
对比例1
以宜春强微生物科技有限公司的活力99粗饲料降解剂秸秆发酵菌剂为对照。
应用例1
使用风干水稻秸秆进行如下液态发酵应用试验：
(1)试验材料：选用干物质含量86wt.％的风干无霉变水稻秸秆作为结构性碳源，选用相同干物质含量的可溶性淀粉作为可溶性碳源，水稻秸秆粉碎过100目筛，备用。
液体培养基：在液体基础培养基(瘤胃纤维降解细菌的分离鉴定及纤维降解特性研究,周非帆,2014)的基础上进行适当修改，具体为将无细胞瘤胃液改为无细胞猪盲肠液，添加2.1g水溶性淀粉和0.5g葡萄糖。(无细胞猪盲肠液为江西某土猪放养场取屠宰猪新鲜盲肠内容物，以2倍水搅拌，制成悬浮液，用4层纱布过滤，再将滤液进行两次离心处理，第一次4000r/min，离心15min,取上清，第二次11000r/min，离心15min，将上清液转移到500mL容器中，置于-20℃冰箱保存备用)
(2)试验设计
空白对照组：不加消化剂和市售发酵剂；
阳性对照组：宜春强微生物科技有限公司的活力99粗饲料降解剂；
试验组：实施例1中的饲草消化剂。
(3)试验方法
具体操作步骤：准确称取0.175g实施例1制备的饲草消化剂，置于100mL血清瓶中，向瓶中注入50mL液体培养液，持续通入二氧化碳2min，加塞密封，在39℃恒温培养箱中，以100r/min的转速震荡活化24h。准确称取17.5g水稻秸秆粉，置于1000mL厌氧发酵瓶中，向发酵瓶中注入650mL液体培养液，然后将活化24h的50mL三联菌系复合型饲草消化剂活化液接入发酵瓶中，持续通入二氧化碳5min，加上带玻璃管的胶塞后，迅速从与玻璃管抽除瓶内气体将气压调节至0，立即放置于39℃恒温培养箱中，以100r/min摇瓶发酵。
空白对照组和阳性对照组的发酵装置和操作程序与试验组完全相同。分别在培养0h、36h和72h时取3个平行样进行pH、挥发性脂肪酸、干物质降解率、产气量等指标的测定。
取样前将发酵瓶放在冰上终止反应，测量集水瓶内的水量，计算出产气量；取约30mL发酵液，用pH计直接测定pH值；采集5mL发酵液，装入50mL离心管内，在15000×g下离心15min。准确吸取上清液1mL于2mL离心管中，并加入250μL25％(质量体积比)的偏磷酸溶液充分混合，在15000×g下再次离心15min，吸取2μL上清液，应用气相色谱仪测定总挥发性脂肪酸(TVFA)及乙酸、丙酸、丁酸的含量，测试结果如表1所示。
(4)由表1可知：试验组发酵36h的产气量、干物质降解率、总挥发性脂肪酸分别比同期市售发酵剂组提高23.81％、25.31％和25.73％，试验组丙酸含量更高，乙酸/丙酸比值更低，由于挥发性脂肪酸产生量较大，试验组的pH比市售发酵剂组要低；发酵72h后，试验组的产气量是市售发酵剂组的1.43倍，干物质降解率和总挥发性脂肪酸产量也分别比市售发酵剂组要高22.63％和27.02％，而且乙酸与丙酸的比例保持相对稳定。试验结果表明，添加本发明消化剂可以促进干水稻秸秆体外液态厌氧发酵进程，显著改善干水稻秸秆的可消化性，提高其营养水平。
表1不同消化剂对干水稻秸秆液态厌氧发酵的影响
Figure BDA0002533211690000081
应用例2
使用鲜水稻秸秆进行如下固态发酵应用试验：
(1)试验材料：选用含水量65wt.％的鲜水稻秸秆，粉碎至3～5mm的细度，作为发酵底物备用；选用含水量14wt.％的小麦麸和玉米粉，作为发酵添加物备用。
(2)试验设计
空白对照组：不加消化剂和市售发酵剂；
阳性对照组：宜春强微生物科技有限公司的活力99粗饲料降解剂；
试验组：实施例1中的饲草消化剂。
(3)试验方法
具体操作步骤：称取1000kg鲜水稻秸秆粉，备用。分别称取25kg小麦麸、25kg玉米粉和400g实施例1制备的饲草消化剂，充分混合制成发酵添加剂，备用。将鲜水稻秸秆粉和发酵添加剂同步加入1.5m3固态发酵装置，开动搅拌器，边加边搅拌，使水稻秸秆粉和发酵添加剂混合均匀，关闭发酵装置，打开抽气系统，抽除发酵装置内空气，使装置内气压降至零，开启由内向外的单向排气阀，调节发酵装置内温度至39℃，调节搅拌速度至30r/min。分别在发酵0h和96h时，取3个平行样测定pH，同时测定挥发性脂肪酸、乳酸、氨态氮(NH3-N)、干物质、粗蛋白、可溶性碳水化合物、粗纤维、中性洗涤纤维及酸性洗涤纤维含量等指标，计算干物质回收率，并测定体外消化率。空白对照组和阳性对照组的发酵装置和操作程序与试验组完全相同。
准确称取20g样品装入有刻度的锥形瓶内，加蒸馏水至100mL，放入4℃冰箱，18h后过滤制备浸提液，用pH计测定浸提液的pH值，采用苯酚-次氯酸钠比色法测定氨态氮，采用高效液相色谱仪测定浸提液中乳酸、总挥发性脂肪酸及乙酸、丙酸、丁酸的含量。
准确称取一定重量的样品，采用105℃烘干法测定干物质含量。
准确称取50g样品在65℃下烘干48h，将烘干的样品粉碎、过200目筛，自然回潮后装入棕色玻璃瓶中，用于营养成分分析。可溶性碳水化合物采用蒽酮-硫酸比色法测定，粗蛋白采用凯氏定氮法，粗纤维采用粗纤维测定仪测定，中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维采用VanSoest等的方法测定，粗灰分采用550℃灼烧法测定。
采用体外胃蛋白酶-纤维素酶2步消化法测定样品的体外干物质消化率，用消化后的样品残渣计算体外中性洗涤纤维消化率。
干物质回收率＝[(发酵后样品重×发酵后样品干物质含量％)/(发酵前样品重×发酵前样品干物质含量％)]×100。
(4)试验结果
由表2可知：鲜水稻秸秆经过96h的体外固态厌氧发酵，试验组和阳性对照组的粗蛋白含量分别提高了12.79％和5.05％，空白对照组则降低了11.09％，与此同时，试验结束时试验组、阳性对照组和空白对照组的氨态氮分别占总氮的3.52％、4.43％和5.86％，这两组数据表明，试验组和对照组发酵过程中微生物蛋白的合成速度超过了发酵原料蛋白的分解速度，且试验组的微生物蛋白合成效率远高于阳性对照组，而空白对照组则相反；试验组、阳性对照组和空白对照组可溶性碳水化合物分别提高了108％、22.51％和4.95％，与此相对应，粗纤维、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维试验组分别降低了26％、20.41％和28％，阳性对照组分别降低了11％、9.45％和7.01％，而空白对照组仅分别降低了5.5％、2.27％和1.73％，结果表明，本发明饲草消化剂和市售粗饲料降解剂均可促进结构性碳水化合物的降解，增加可溶性碳水化合物的含量，但本发明饲草消化剂的效果更为显著；试验组、阳性对照组和空白对照组的乳酸和乙酸、丙酸、丁酸等挥发性脂肪酸在发酵后都得到了大幅提升，且主要以乳酸和乙酸为主，发酵后试验组、阳性对照组和空白对照组的有机酸总量分别提高了30倍、17倍和9.7倍，相应的pH值分别由发酵前的6.5左右下降到了3.82、4.06和4.65，结果表明，本发明饲草消化剂和市售粗饲料降解剂均可极显著增加有机酸尤其是乳酸和乙酸的产量，大幅降低发酵底物的pH值，尤以本发明饲草消化剂的作用最显著；发酵过程伴随部分水份蒸发，三组发酵基质的干物质含量均有所增加，试验组、阳性对照组和空白对照组的干物质含量分别增加了12％、5.49％和2.19％，以试验组的干物质含量增加较多；由于空白对照组的降解作用较弱，干物质回收率相对也较高，达到92.17％，试验组和阳性对照组的干物质回收率相近，分别为90.76％和89.34％，试验组略高；干物质和中性洗涤纤维体外消化率是植物源性发酵饲料的重要评价指标，本应用例中试验组的干物质和中性洗涤纤维体外消化率分别达到46.18％和22.57％，比发酵前分别提高26.31％和31％，阳性对照组的干物质和中性洗涤纤维体外消化率为40.34％和19.46％，分别比发酵前提高了10.34％和12.94％，空白对照组的干物质和中性洗涤纤维体外消化率为37.89％和18.14％，分别比发酵前提高了3.64％和5.28％，结果表明，本发明饲草消化剂和市售粗饲料降解剂均可有效提高干物质和中性洗涤纤维的体外消化率，但本发明饲草消化剂的效果更好。
综上所述，本发明消化剂用于鲜水稻秸秆体外固态厌氧发酵，可促进纤维素等结构性碳水化合物的降解，显著增加可溶性碳水化合物和粗蛋白含量，同时大幅提升了乳酸、乙酸等有机酸的产量，可显著降低发酵产物的pH值，不仅改善了水稻秸秆的可消化性，而且厌氧菌和有机酸可对动物肠道产生良好的保健和消化功能优化作用。
表2不同消化剂对鲜水稻秸秆固态厌氧发酵的影响
Figure BDA0002533211690000111
Figure BDA0002533211690000121
注：DM代表干物质
实施例2
按照如下质量百分含量备料：前生多毛厌氧壶菌34.97％、拜氏梭菌30％、粪肠球菌25％、瘤胃甲烷短杆菌10％、鼠李糖脂0.03％。将上述各组份原料，混合均匀，得到饲草消化剂。
对比例2
以与对比例1相同的宜春强微生物科技有限公司的活力99粗饲料降解剂为对照。
应用例3
使用风干象草进行如下液态厌氧发酵应用试验：
(1)试验材料
供试材料：试验选用干物质含量86％的风干无霉变的象草作为结构性碳源，选用相同干物质含量的可溶性淀粉作为可溶性碳源，象草粉碎过100目筛，备用。
液体培养基：与应用例1相同。
(2)试验设计
空白对照组：不加消化剂和市售发酵剂；
阳性对照组：宜春强微生物科技有限公司的活力99粗饲料降解剂；
试验组：实施例2中的饲草消化剂。
(3)试验方法
使用干象草粉作为试验材料，饲草消化剂或活力99粗饲料降解剂的添加量为0.09g，其他均与应用例1相同。
(4)试验结果
试验结果如表2所示：干象草的液态厌氧发酵性能显著优于干水稻秸秆，产气量、干物质降解率、总挥发性脂肪酸等指标无论是试验组还是市售发酵剂组都明显高于实施例1，但试验组提高的幅度远大于发酵剂组。实施例2试验组的36h产气量、干物质降解率和挥发性脂肪酸达到231.61mL、43.08％和35.04mmol/L，分别比市售发酵剂组提高25.07％、23.85％和31.57％；试验组72h的产气量、干物质降解率和挥发性脂肪酸达到440.30mL、56.13％和54.84mmol/L，分别比市售发酵剂组提高31.67％、18.94％和28.21％。由于实施例2各组的挥发性脂肪酸产量大于实施例1各组，随发酵进程，实施例1各组的pH下降幅度也更大些；三种主要挥发性脂肪酸的比例则大致保持实施例1的趋势。试验结果表明：实施例2消化剂在干象草粉体外液态厌氧发酵中的应用效果更佳。
表2不同消化剂对干象草液态厌氧发酵的影响
Figure BDA0002533211690000131
应用例4
使用鲜象草进行如下固态发酵应用试验：
(1)试验材料：选用含水量65％的鲜象草，粉碎至3～5mm的细度，作为发酵底物备用；选用含水量14％的小麦麸和玉米粉，作为发酵添加物备用。
(2)试验设计
空白对照组：不加消化剂和市售发酵剂；
阳性对照组：宜春强微生物科技有限公司的活力99粗饲料降解剂；
试验组：实施例2中的饲草消化剂。
(3)试验方法
使用鲜象草粉作为试验材料，饲草消化剂或活力99粗饲料降解剂的添加量为300g，其他均与应用例2相同。
(4)试验结果
试验结果如表4所示：鲜象草经过96h的体外固态厌氧发酵，试验组和阳性对照组的粗蛋白含量分别提高了37.94％和15.76％，空白对照组则降低了3.99％，与此同时，试验结束时试验组、阳性对照组和空白对照组的氨态氮分别占总氮的3.63％、4.13％和5.57％，这两组数据表明，试验组和对照组发酵过程中微生物蛋白的合成速度超过了发酵原料蛋白的分解速度，且试验组的微生物蛋白合成效率远高于阳性对照组，而空白对照组则相反；试验组和阳性对照组的可溶性碳水化合物分别提高了86.43％和25.07％，而空白对照组的可溶性碳水化合物则降低了22.18％，与此相对应，试验组粗纤维、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维分别降低了22.92％、20.67％和30.36％，阳性对照组则分别为8.97％、10.13％和13.25％，而空白对照组仅分别降低了0.93％、2.38％和4.19％，结果表明，本发明饲草消化剂和市售粗饲料降解剂均可促进结构性碳水化合物的降解，增加可溶性碳水化合物的含量，但本发明饲草消化剂的效果更为显著；试验组、阳性对照组和空白对照组的乳酸和乙酸、丙酸、丁酸等挥发性脂肪酸在发酵后都得到了大幅提升，但主要以乳酸和乙酸为主，发酵后试验组、阳性对照组和空白对照组的有机酸总量分别提高了45倍、38倍和21倍，相应的pH值分别由发酵前的6.6左右下降到了3.81、3.96和4.54，结果表明，本发明饲草消化剂和市售粗饲料降解剂均可极显著增加有机酸尤其是乳酸和乙酸的产量，大幅降低发酵底物的pH值，尤以本发明饲草消化剂的作用最显著；发酵过程伴随部分水份蒸发，三组发酵基质的干物质含量均有所增加，试验组、阳性对照组和空白对照组的干物质含量分别增加了15.67％、9.04％和6.04％，以试验组的干物质含量增加较多；干物质回收率试验组略高于阳性对照组，阳性对照组略高于空白对照组，分别为93.41％、91.06％和90.55％；本应用例试验组的干物质和中性洗涤纤维体外消化率分别达到62.64％和29.71％，比发酵前分别提高29.5％和26.1％，阳性对照组的干物质和中性洗涤纤维体外消化率为55.07％和25.23％，分别比发酵前提高了13.85％和7.09％，空白对照组的干物质和中性洗涤纤维体外消化率为50.44％和24.07％，分别比发酵前提高了4.28％和2.17％，结果表明，本发明饲草消化剂和市售粗饲料降解剂均可有效提高干物质和中性洗涤纤维的体外消化率，但本发明饲草消化剂的效果更好。
综上所述，本发明消化剂用于鲜象草体外固态厌氧发酵，可促进纤维素等结构性碳水化合物的降解，显著增加可溶性碳水化合物和粗蛋白含量，同时大幅提升了乳酸、乙酸等有机酸的产量，可显著降低发酵产物的pH值，不仅改善了水稻秸秆的可消化性，而且厌氧菌和有机酸可对动物肠道产生良好的保健和消化功能优化作用。
表4不同消化剂对鲜象草固态厌氧发酵的影响
Figure BDA0002533211690000151
Figure BDA0002533211690000161
注：DM代表干物质
实施例3
按照如下质量百分含量备料：前生多毛厌氧壶菌29.98％、拜氏梭菌32％、粪肠球菌28％、瘤胃甲烷短杆菌10％、鼠李糖脂0.02％。将上述各组份原料，混合均匀，得到饲草消化剂。
对比例3
以与实施例2相同的宜春强微生物科技有限公司的活力99粗饲料降解剂为对照。
应用例5
使用风干构树叶和桑树叶进行如下液态厌氧发酵应用试验：
(1)供试材料：试验选用干物质含量86％的风干无霉变的构树叶和桑树叶作为结构性碳源，选用相同干物质含量的可溶性淀粉作为可溶性碳源，构树叶和桑树叶粉碎过100目筛，备用。
培养基：与应用例2相同。
(2)试验设计
空白对照组：不加消化剂和市售发酵剂；
阳性对照组：宜春强微生物科技有限公司的活力99粗饲料降解剂；
试验组：实施例3中的饲草消化剂。
(3)试验方法
使用构树叶粉和桑树叶粉作为试验材料，饲草消化剂或活力99粗饲料降解剂的添加量为0.06g，其他均与应用例1相同。
(4)试验结果
a.对构树叶液态发酵的影响
体外液态厌氧发酵试验结果如表3所示，由表3可知,试验组和对照组对干构树叶的各项发酵参数都优于干象草，而本发明消化剂与宜春强微生物科技有限公司的活力99粗饲料降解剂相比也具有显著的优势。试验组36h的产气量、干物质降解率和总挥发性脂肪酸产量达到295.33mL，47.15％和42.26mmol/L，分别是对照组的134.66％、115.65％和116.64％，试验组的乙酸/丙酸比值也明显低于对照组。72h的发酵参数延续了相同的趋势，但产气量和干物质降解率两组之间的差距有所缩小，而总挥发性脂肪酸产量的组间差距有所扩大，试验组比对照组高19.22％。结果表明：实施例3消化剂在干构树叶液态厌氧发酵中的应用效果更佳。
表3实施例3消化剂对干构树叶液态厌氧发酵的影响
Figure BDA0002533211690000171
Figure BDA0002533211690000181
b.对桑树叶液态厌氧发酵的影响
桑树叶体外液态厌氧发酵试验结果如表4所示，对照组的各项发酵参数均略低于试验组。试验组36h的产气量、干物质降解率和总挥发性脂肪酸产量分别是289.12mL，45.88％和40.56mmol/L，比对照组高30.17％、18.46％和21.29％，试验组的乙酸/丙酸为2.85，对照组的乙酸/丙酸为3.37。72h的产气量试验组和对照组的差距明显缩小，试验组比对照组高9.96％，干物质降解率试验组比对照组高14.98％，总挥发性脂肪酸试验组则比对照组高23.39％，乙酸/丙酸与36h时相比，两组之间的趋势大致保持不变。结果表明：实施例3消化剂在桑树叶体外厌氧发酵中的应用效果更佳。
表4实施例3消化剂对桑树叶液态厌氧发酵的影响
Figure BDA0002533211690000182
Figure BDA0002533211690000191
应用例6
使用鲜构树叶和桑树叶进行如下固态厌氧发酵应用试验：
(1)供试材料：选用含水量65％的鲜构树叶和桑树叶，粉碎至3～5mm的细度，作为发酵底物备用；选用含水量14％的小麦麸和玉米粉，作为发酵添加物备用。
(2)试验设计
空白对照组：不加消化剂和市售发酵剂；
阳性对照组：宜春强微生物科技有限公司的活力99粗饲料降解剂；
试验组：实施例3中的饲草消化剂。
(3)试验方法
使用鲜构树叶和桑树叶作为试验材料，饲草消化剂或活力99粗饲料降解剂的添加量为200g，其他均与应用例1.2相同。
(4)试验结果
a.对鲜构树叶固态发酵的影响
试验结果如表7所示：鲜构树叶粉经过96h的体外固态厌氧发酵，试验组和阳性对照组的粗蛋白含量分别提高了11.64％和5.75％，空白对照组则降低了6.55％，与此同时，试验结束时试验组、阳性对照组和空白对照组的氨态氮分别占总氮的3.06％、3.93％和5.12％，这两组数据表明，试验组和对照组发酵过程中微生物蛋白的合成速度超过了发酵原料蛋白的分解速度，且试验组的微生物蛋白合成效率高于阳性对照组，而空白对照组则相反；试验组和阳性对照组的可溶性碳水化合物分别提高了18.05％和6.11％，而空白对照组的可溶性碳水化合物则降低了28.09％，与此相对应，试验组粗纤维、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维分别降低了29.22％、25％和27.26％，阳性对照组则分别为16.12％、6.47％和16.87％，空白对照组粗纤维和酸性洗涤纤维分别降低了8.12％和4.97％，而中性洗涤纤维则增加了0.82％，结果表明，本发明饲草消化剂和市售粗饲料降解剂均可促进鲜构树叶结构性碳水化合物的降解，增加可溶性碳水化合物的含量，但本发明饲草消化剂的效果更为显著；发酵后试验组、阳性对照组和空白对照组的有机酸总量分别提高了25倍、22倍和14倍，相应的pH值分别由发酵前的6.5左右下降到了3.64、4.03和4.81，结果表明，本发明饲草消化剂和市售粗饲料降解剂均可极显著增加有机酸尤其是乳酸和乙酸的产量，大幅降低发酵底物的pH值，但本发明饲草消化剂的作用更显著；试验组和阳性对照组的干物质含量略有增加，但差异不显著，而空白对照组的干物质含量则有所减少；干物质回收率试验组略高于阳性对照组，分别为92.25％和90.14％，而空白对照组的干物质回收率较低，只有88.95％；本应用例试验组的干物质和中性洗涤纤维体外消化率分别达到79.39％和44.64％，比发酵前分别提高30.47％和28.98％，阳性对照组的干物质和中性洗涤纤维体外消化率为71.20％和40.55％，分别比发酵前提高了17.01％和17.16％，空白对照组的干物质和中性洗涤纤维体外消化率为66.08％和37.14％，分别比发酵前提高了8.6％和7.31％，结果表明，本发明饲草消化剂和市售粗饲料降解剂均可有效提高干物质和中性洗涤纤维的体外消化率，但本发明饲草消化剂的效果更好。
综上所述，本发明消化剂用于鲜构树叶体外固态厌氧发酵，可促进纤维素等结构性碳水化合物的降解，显著增加可溶性碳水化合物和粗蛋白含量，同时大幅提升了乳酸、乙酸等有机酸的产量，可显著降低发酵产物的pH值，不仅改善了水稻秸秆的可消化性，而且厌氧菌和有机酸可对动物肠道产生良好的保健和消化功能优化作用。
表7不同消化剂对鲜构树叶固态厌氧发酵的影响
Figure BDA0002533211690000201
Figure BDA0002533211690000211
注：DM代表干物质
b.对鲜桑树叶固态发酵的影响
试验结果如表8所示：鲜桑树叶粉经过96h的体外固态厌氧发酵，试验组和阳性对照组的粗蛋白含量分别提高了31.03％和11.88％，空白对照组则降低了2％，与此同时，试验结束时试验组、阳性对照组和空白对照组的氨态氮分别占总氮的4.55％、6.76％和5.98％，这两组数据表明，试验组和对照组发酵过程中微生物蛋白的合成速度超过了发酵原料蛋白的分解速度，且试验组的微生物蛋白合成效率明显高于阳性对照组，而空白对照组则相反；试验组和阳性对照组的可溶性碳水化合物分别提高了57.81％和25.57％，而空白对照组仅提高了1.48％，与此相对应，试验组粗纤维、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维分别降低了20.63％、29.56％和10.98％，阳性对照组则分别为10.02％、17.02％和7.61％，空白对照组粗纤维和中性洗涤纤维分别降低了4.35％和2.14％，而酸性洗涤纤维则增加了4.61％，结果表明，本发明饲草消化剂和市售粗饲料降解剂均可促进鲜桑树叶结构性碳水化合物的降解，增加可溶性碳水化合物的含量，但本发明饲草消化剂的效果更为显著；发酵后试验组、阳性对照组和空白对照组的有机酸总量分别提高了52倍、32倍和23倍，相应的pH值分别由发酵前的6.68左右下降到了3.54、3.92和4.78，结果表明，本发明饲草消化剂和市售粗饲料降解剂均可极显著增加有机酸尤其是乳酸和乙酸的产量，大幅降低发酵底物的pH值，但本发明饲草消化剂的作用更显著；试验组、阳性对照组和空白对照组的干物质含量基本相同，均略有增加；干物质回收率试验组和阳性对照组没有差别，分别为90.33％和90.02％，而空白对照组的干物质回收率较低，只有87.74％；本应用例试验组的干物质和中性洗涤纤维体外消化率分别达到80.41％和45.08％，比发酵前分别提高31.35％和38.88％，阳性对照组的干物质和中性洗涤纤维体外消化率为73.57％和41.21％，分别比发酵前提高了20.17％和26.96％，空白对照组的干物质和中性洗涤纤维体外消化率为68.32％和36.89％，分别比发酵前提高了11.6％和13.65％，结果表明，本发明饲草消化剂和市售粗饲料降解剂均可有效提高干物质和中性洗涤纤维的体外消化率，但本发明饲草消化剂的效果更好。
综上所述，本发明消化剂用于鲜构树叶体外固态厌氧发酵，可促进纤维素等结构性碳水化合物的降解，显著增加可溶性碳水化合物和粗蛋白含量，同时大幅提升了乳酸、乙酸等有机酸的产量，可显著降低发酵产物的pH值，不仅改善了水稻秸秆的可消化性，而且厌氧菌和有机酸可对动物肠道产生良好的保健和消化功能优化作用。
表8不同消化剂对鲜桑树叶固态厌氧发酵的影响
Figure BDA0002533211690000221
Figure BDA0002533211690000231
注：DM代表干物质
由以上实施例可知，本发明提供的饲草消化剂能够明显改善饲草的可消化性，不仅适用于所有的植物源饲料，降低饲养成本，且大幅提升了纤维素降解率，降解效果明显优于市售同类秸秆发酵菌剂，还能够有效促进纤维素等结构性碳水化合物在动物体内的消化利用，对动物的肠道健康具有很好的改善作用。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种饲草消化剂，其特征在于，包括以下质量百分含量的组分：25～35％拜氏梭菌、20～30％粪肠球菌、30～40％前生多毛厌氧壶菌、10～20％瘤胃甲烷短杆菌和0.01～0.05％发酵促进剂。
2.根据权利要求1所述的饲草消化剂，其特征在于，所述发酵促进剂包括鼠李糖脂。
3.权利要求1或2所述饲草消化剂的制备方法，其特征在于，包括：将拜氏梭菌、粪肠球菌、前生多毛厌氧壶菌、瘤胃甲烷短杆菌和发酵促进剂混合，得到饲草消化剂；
所述混合的条件为厌氧条件。
4.权利要求1或2所述饲草消化剂或权利要求3所述制备方法制得的饲草消化剂在提高饲草的可消化性中的应用。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述应用包括：将饲草消化剂和饲草混合发酵。
6.根据权利要求4或5所述的应用，其特征在于，根据饲草的类型调整混合发酵的方式，具体为：
当所述饲草为干饲草时，所述混合发酵的方式为液态发酵，所述饲草消化剂和饲草的质量比为1～6：100～2500；
当所述饲草为鲜饲草时，所述混合发酵的方式为固态发酵，所述饲草消化剂和鲜饲草的质量比为1～6：10000～30000。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述饲草包括木本植物的嫩枝和叶、牧草和农作物秸秆中的一种或多种。
8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，根据干饲草的种类调整饲草消化剂与饲草的质量比，具体为：
当所述干饲草为干水稻秸秆时，所述饲草消化剂和饲草的质量比为5～6：100～2500；
当所述干饲草为干象草时，所述饲草消化剂和饲草的质量比为3～4：100～2500；
当所述干饲草为干构树叶和/或干桑树叶时，所述饲草消化剂和饲草的质量比为1～2：100～2500。
9.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，根据鲜饲草的种类调整饲草消化剂与鲜饲草的质量比，具体为：
当所述鲜饲草为鲜水稻秸秆时，所述饲草消化剂与鲜饲草的质量比为3～6：10000～30000；
当所述鲜饲草为鲜象草时，所述饲草消化剂与鲜饲草的质量比为2～4：10000～30000；
当所述鲜饲草为鲜构树叶和/或鲜桑树叶时，所述饲草消化剂与鲜饲草的质量比为1～3：10000～30000。
10.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述液态发酵的条件为：温度为35～40℃，转速为80～120r/min，时间为1.5～3天；
所述固态发酵的条件为：温度为35～40℃，湿度为30～45％，时间为2～4天。
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