CN112335785B - 一种酸化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种酸化剂及其制备方法和应用。酸化剂包括甲酸、甲酸铵、丙酸、丙酸铵、富马酸、表面活性剂和水。制备时先将甲酸、甲酸铵、丙酸和丙酸铵于室温下溶于水中；再加入表面活性剂；最后加入富马酸，于30～40℃下搅拌10～15min，得酸化剂。本发明中的酸化剂主要用于制备葎草和高粱秸秆混合青贮饲料。本发明中的酸化剂具有高效无毒、无副作用、无污染残留等特性，其添加进饲粮后可以能降低肠道pH值，抑制大肠杆菌的繁殖，促进有益菌种增殖；并且酸化剂可以快速降低青贮饲料的pH，抑制酵母等杂菌生长，改善或提高青贮发酵料的营养及有氧稳定性，饲料的适口性更好，保存期更长。
Description
技术领域
本发明属于饲料制备技术领域，具体涉及一种酸化剂及其制备方法和应用。
背景技术
葎草又名拉拉藤、锯子草、苣苣草、拉芭秧、降龙草、葛麻藤、五爪龙等，为一年生的蔓生性植物，属于桑科、葎草属。它含有比较丰富的蛋白质、氨基酸和脂肪，同时还具有多种维生素及微量元素，但国内外对它作为畜禽饲料方面的研究相对较少。有研究表明新鲜葎草含有18种氨基酸，且含有粗蛋白3.7％，粗灰分3.58％，粗脂肪0.63％，粗纤维2.14％；同时也富含无机元素，每公斤葎草内含有钙28.1g，钾21.3g，镁5.1g，磷3.2g和铁5.1g。葎草在我国很多地区都随处可见，是农田和园林绿化中的一种重要杂草，数量极大，夏季生长茂盛，常常在一个地区形成单个优势群落，或与农作物等混生，对其生产造成极大的危害，但它的根、花、种子等都具有一定的药理药效，可谓全草可供药用，比如具有抗菌消炎、止泻、抗氧化、抗肿瘤、预防骨质疏松等作用。在实际饲料化应用中，由于葎草茎有倒生的小刺和叶片边缘生有锯齿，家畜不喜欢采食，适口性较差，所以葎草作为饲料资源受到严重的限制。如果能将葎草合理利用，将其变废为宝，充分发挥资源优势，可使这一杂草得到有效控制，又能丰富饲草资源。
高粱是最重要的粮食作物之一，它具有生物产量高、光合作用强、能够在干旱、贫瘠的地方生长等特点。随着品种的改良，选育的宿根再生高粱能够在前茬高粱收割后再生一茬，近年得到大面积推广，产生了巨量秸秆资源，目前除部分被直接还田外，大部分被丢弃，造成资源的巨大浪费。研究表明，高粱秸秆含糖量高、蛋白含量丰富、粗纤维含量高，质地粗硬、适口性差，直接利用营养价值低，不能满足家畜生长发育及畜产品生产的需要，但通过青贮以后，可以保存原料原有营养成分，而且可使纤维类的物质得到有效的降解，让动物进食以后，可以更容易消化吸收。将高粱秸秆与葎草混合青贮，即可以克服高粱秸秆单独饲喂营养价值低、适口性差等缺点，又可以解决秸秆资源浪费的难题。
饲料资源是饲料工业的物质基础，多年来饲料工业的发展一直依赖于粮食及其副产品。常规饲料粮、糠麸、饼粕及牧草，从资源上看，来自于粮食生产，随着粮食的丰欠而相应的增减。因此开发利用非粮食资源就显得尤为重要，特别是随着畜产品的需求增长、畜牧产业的深入发展，饲料原料的需求将不断扩张，因此饲料供给体系建设是发展畜牧产业成败的关键因素。
发明内容
针对上述现有技术，本发明提供一种酸化剂及其制备方法和应用，以实现扩大非粮食饲料原料供给的目的。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种酸化剂，包括甲酸、甲酸铵、丙酸、丙酸铵、富马酸、表面活性剂和水；其中，甲酸与甲酸铵的质量之和占酸化剂总质量的50～55％，丙酸与丙酸铵质量之和占酸化剂总质量的30～35％，余量为富马酸，表面活性剂和水，并且富马酸，表面活性剂和水的质量之比为1:1～3:3～5。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，酸化剂中甲酸与甲酸铵的质量之比为1:1～3。
进一步，酸化剂中甲酸与甲酸铵的质量之比为1:2。
进一步，酸化剂中丙酸与丙酸铵的质量之比为1:1～3。
进一步，酸化剂中丙酸与丙酸铵的质量之比为1:2。
进一步，酸化剂中富马酸、表面活性剂和水的质量之比为1:2:4。
进一步，表面活性剂为鼠李糖脂、海藻糖脂或磷脂。
本发明中的酸化剂经过以下步骤制得：
S1：将甲酸、甲酸铵、丙酸和丙酸铵于室温下溶于水中，得溶液A；
S2：将表面活性剂加入到溶液A中并搅拌均匀，得溶液B；
S3：将富马酸加入到溶液B中，于30～40℃下搅拌10～15min，得酸化剂。
本发明中的酸化剂可用于青贮饲料的制备，特别是葎草和高粱秸秆混合青贮饲料的制备。利用本发明中的酸化剂制备葎草和高粱秸秆混合青贮饲料的方法包括以下步骤：
S1：将葎草和高粱秸秆破碎成长度小于2cm的小段，并将破碎后的葎草和高粱秸秆按2:8～4:6的质量比混合，得混合料；
S2：将酸化剂均匀喷施于混合料表面，所喷施的酸化剂占混合料质量的0.1～0.3％；
S3：将喷施有酸化剂的混合料装入真空包装袋中，抽真空后于25～27℃下发酵42～50天，得葎草和高粱秸秆混合青贮饲料。
本发明的有益效果是：本发明中的酸化剂具有高效无毒、无副作用、无污染残留等特性，其添加进饲粮后可以能降低肠道pH值，抑制大肠杆菌的繁殖，促进有益菌种增殖；并且酸化剂可以降低饲料中的粗纤维含量，饲料的适口性更好，更容易被家畜所接受。
本发明以葎草和高粱秸秆为材料，采用不同比例混合并添加酸化剂进行青贮发酵，可以得到一种pH低于4.2、粗纤维含量较低的青贮饲料。本发明开发的葎草和高粱秸秆混合青贮技术，为葎草、高粱秸秆资源化开辟了新途径，也为开发天然的、无毒副作用、无抗药性、多功能性的新兴饲料奠定基础。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
实施例1
一种酸化剂，包括甲酸、甲酸铵、丙酸、丙酸铵、富马酸、鼠李糖脂和水；其中，甲酸质量百分比为17％，甲酸铵质量百分比为34％，丙酸质量百分比为10％，丙酸铵质量百分比为20％，富马酸质量百分比为2.7％，鼠李糖脂质量百分比为5.4％，水的质量之比为10.9％。
本实施例中的酸化剂经过以下步骤制得：
S1：将甲酸、甲酸铵、丙酸和丙酸铵于室温下溶于水中，得溶液A；
S2：将鼠李糖脂加入到溶液A中并搅拌均匀，得溶液B；
S3：将富马酸加入到溶液B中，于35℃下搅拌15min，得酸化剂。
实施例2
一种酸化剂，包括甲酸、甲酸铵、丙酸、丙酸铵、富马酸、海藻糖脂和水；其中，甲酸质量百分比为11％，甲酸铵质量百分比为44％，丙酸质量百分比为17.5％，丙酸铵质量百分比为17.5％，富马酸质量百分比为2％，海藻糖脂质量百分比为2％，水的质量之比为6％。
本实施例中的酸化剂经过以下步骤制得：
S1：将甲酸、甲酸铵、丙酸和丙酸铵于室温下溶于水中，得溶液A；
S2：将海藻糖脂加入到溶液A中并搅拌均匀，得溶液B；
S3：将富马酸加入到溶液B中，于40℃下搅拌10min，得酸化剂。
实施例3
一种酸化剂，包括甲酸、甲酸铵、丙酸、丙酸铵、富马酸、磷脂和水；其中，甲酸质量百分比为25％，甲酸铵质量百分比为25％，丙酸质量百分比为8％，丙酸铵质量百分比为24％，富马酸质量百分比为2％，磷脂质量百分比为6％，水的质量之比为10％。
本实施例中的酸化剂经过以下步骤制得：
S1：将甲酸、甲酸铵、丙酸和丙酸铵于室温下溶于水中，得溶液A；
S2：将磷脂加入到溶液A中并搅拌均匀，得溶液B；
S3：将富马酸加入到溶液B中，于30℃下搅拌15min，得酸化剂。
对比例1
一种酸化剂，包括甲酸、丙酸、富马酸、鼠李糖脂和水；其中，甲酸质量百分比为51％，丙酸质量百分比为30％，富马酸质量百分比为2.7％，鼠李糖脂质量百分比为5.4％，水的质量之比为10.9％。
本实施例中的酸化剂经过以下步骤制得：
S1：将甲酸和丙酸于室温下溶于水中，得溶液A；
S2：将鼠李糖脂加入到溶液A中并搅拌均匀，得溶液B；
S3：将富马酸加入到溶液B中，于35℃下搅拌15min，得酸化剂。
对比例2
一种酸化剂，包括甲酸铵、丙酸铵、富马酸、鼠李糖脂和水；其中，甲酸铵质量百分比为51％，丙酸铵质量百分比为30％，富马酸质量百分比为2.7％，鼠李糖脂质量百分比为5.4％，水的质量之比为10.9％。
本实施例中的酸化剂经过以下步骤制得：
S1：将甲酸铵和丙酸铵于室温下溶于水中，得溶液A；
S2：将鼠李糖脂加入到溶液A中并搅拌均匀，得溶液B；
S3：将富马酸加入到溶液B中，于35℃下搅拌15min，得酸化剂。
对比例3
一种酸化剂，包括甲酸、甲酸铵、丙酸、丙酸铵、富马酸和水；其中，甲酸质量百分比为17％，甲酸铵质量百分比为34％，丙酸质量百分比为10％，丙酸铵质量百分比为20％，富马酸质量百分比为2.7％，水的质量之比为16.3％。
本实施例中的酸化剂经过以下步骤制得：
S1：将甲酸、甲酸铵、丙酸和丙酸铵于室温下溶于水中，得溶液A；
S2：将富马酸加入到溶液A中，于35℃下搅拌15min，得酸化剂。
实验例1
制备葎草和高粱秸秆混合青贮饲料，包括以下步骤：
S1：将葎草和高粱秸秆用粉碎机切成2cm左右小段，并将破碎后的葎草和高粱秸秆按2:8的质量比混合，得混合料；
S2：按照0.2％的质量比将实施例1制得的酸化剂均匀喷洒在混合料表面；
S3：将喷施有酸化剂的混合料装入真空包装袋中，抽真空后于26℃下发酵45天，得葎草和高粱秸秆混合青贮饲料。
实验例2
制备葎草和高粱秸秆混合青贮饲料，包括以下步骤：
S1：将葎草和高粱秸秆用粉碎机切成2cm左右小段，并将破碎后的葎草和高粱秸秆按3:7的质量比混合，得混合料；
S2：按照0.3％的质量比将实施例1制得的酸化剂均匀喷洒在混合料表面；
S3：将喷施有酸化剂的混合料装入真空包装袋中，抽真空后于25℃下发酵50天，得葎草和高粱秸秆混合青贮饲料。
实验例3
制备葎草和高粱秸秆混合青贮饲料，包括以下步骤：
S1：将葎草和高粱秸秆用粉碎机切成2cm左右小段，并将破碎后的葎草和高粱秸秆按4:6的质量比混合，得混合料；
S2：按照0.1％的质量比将实施例1制得的酸化剂均匀喷洒在混合料表面；
S3：将喷施有酸化剂的混合料装入真空包装袋中，抽真空后于27℃下发酵42天，得葎草和高粱秸秆混合青贮饲料。
实验例4
制备葎草和高粱秸秆混合青贮饲料，包括以下步骤：
S1：将葎草和高粱秸秆用粉碎机切成2cm左右小段，并将破碎后的葎草和高粱秸秆按2:8的质量比混合，得混合料；
S2：按照0.2％的质量比将对比例1制得的酸化剂均匀喷洒在混合料表面；
S3：将喷施有酸化剂的混合料装入真空包装袋中，抽真空后于26℃下发酵45天，得葎草和高粱秸秆混合青贮饲料。
实验例5
制备葎草和高粱秸秆混合青贮饲料，包括以下步骤：
S1：将葎草和高粱秸秆用粉碎机切成2cm左右小段，并将破碎后的葎草和高粱秸秆按2:8的质量比混合，得混合料；
S2：按照0.2％的质量比将对比例2制得的酸化剂均匀喷洒在混合料表面；
S3：将喷施有酸化剂的混合料装入真空包装袋中，抽真空后于26℃下发酵45天，得葎草和高粱秸秆混合青贮饲料。
实验例6
制备葎草和高粱秸秆混合青贮饲料，包括以下步骤：
S1：将葎草和高粱秸秆用粉碎机切成2cm左右小段，并将破碎后的葎草和高粱秸秆按2:8的质量比混合，得混合料；
S2：按照0.2％的质量比将对比例3制得的酸化剂均匀喷洒在混合料表面；
S3：将喷施有酸化剂的混合料装入真空包装袋中，抽真空后于26℃下发酵45天，得葎草和高粱秸秆混合青贮饲料。
结果分析
1.感官评定
随机选择10位同学和老师来进行评定，评定采用德国农业协会所运用的评分法，根据结构、气味、色泽等进行评分，满分为20分，20～16分为1级优等，15～10分为2级良好，9～5分为3级中等，<5为4级腐败。评判标准如下：
(1)气味：芳香味、清香味；霉味、刺鼻臭味、丁酸味。
(2)结构：茎叶结构的完整性。
(3)色泽：鲜亮与否、与青贮原料原色泽的接近程度。
2.粗蛋白
采用凯氏定氮法测粗蛋白含量。称取粉末状样品1g左右于消化管中，加入催化剂和浓硫酸后于消化炉上380℃进行消化，消化结束冷却后用全自动凯氏定氮仪进行蒸馏滴定，根据标准液消耗量计算出氮含量，最后将结果乘以换算系数(6.25)得粗蛋白含量。
3.粗纤维
粗纤维的含量采用全自动纤维测定仪测定的。取前处理得到的样品粉末1g左右，计质量为m0于粗纤维检测仪中处理1h，完成后于105℃烘箱中干燥，干燥后称量质量为m1，然后置于马弗炉中灰化2h，再称量质量为m2，即粗纤维含量X＝(m1-m2)/m0
4.pH值
取适量浸提24h后的滤液，用精密pH计测定。
5.粗灰分
取5g左右样品置于马弗炉中灰化，温度为550℃，灰化3h后结束，残留物即为灰分，等冷却至室温后取出称量，剩余残留物的质量与取样质量的比值即为粗灰分含量。
6.氨态氮含量
采用苯酚-次氯酸钠比色法测定氨态氮含量。取适量浸提滤液稀释于试管中，加入相应试剂，95℃热水浴5min，冷却后进行分光光度计比色，再利用标准铵曲线计算氨态氮含量。
7.乳酸和乙酸
采用高效液相色谱法测定乳酸、乙酸含量。使用的浸提滤液需用孔径0.45μm的微孔滤膜过滤。先绘制标准曲线，设定色谱条件，配置流动相，最后进行精确检测。检测时使用离子交换柱，流动相用10mmol/l的硫酸，流速0.6ml/min，柱温58℃，保留时间20min。
取各组实验例所制得的青贮饲料，按照上述方法检测其性能，结果列于表1。
表1青贮饲料性质
| 感官评价 | 粗纤维 | pH值 | 粗灰分 | 氨态氮含量 | 乳酸含量 | |
| 实验例1 | 17.30 | 12.72％ | 4.09 | 2.61％ | 3.51％ | 3.58％ |
| 实验例2 | 16.41 | 13.12％ | 4.08 | 2.76％ | 3.48％ | 3.49％ |
| 实验例3 | 16.73 | 12.98％ | 4.03 | 2.79％ | 3.49％ | 3.52％ |
| 实验例4 | 14.33 | 18.62％ | 4.00 | 3.12％ | 2.98％ | 2.96％ |
| 实验例5 | 14.03 | 19.23％ | 4.18 | 3.08％ | 3.01％ | 3.01％ |
| 实验例6 | 15.56 | 16.89％ | 4.16 | 3.02％ | 3.12％ | 3.14％ |
从表中可以看出，采用本发明中的酸化剂制备得到的葎草和高粱秸秆混合青贮饲料性能优良，各种营养物质的含量较高，而且pH值较低，可长时间保存，即采用本发明中的方法可以得到一种适口性好、营养价值高，并且可长时间保存的青贮饲料。
实验例4采用对比例1中的酸化剂进行酸化，酸化剂中只包括有机酸，而没有有机酸的铵盐，不能对发酵环境的理化性质进行调节，在发酵过程中虽然可以显著降低饲料的pH值，但是同样会造成营养物质的流失，最终产品的营养物质含量交底，并且适口性较差，不被牲畜喜欢。
实验例5采用对比例2中的酸化剂进行酸化，酸化剂中有机酸铵盐含量较高，有机酸含量不足，发酵不彻底，粗纤维分解不够充分，造成最终产品的适口性很差，营养物质含量也不高。
实验例6采用对比例3中的酸化剂进行酸化，酸化剂中缺少表面活性剂，酸化剂中各组分不能充分混合，协同能力里较差，而且酸化剂与青贮原料的结合能力较差，导致原料发酵不彻底，严重影响最终产品的品质。
虽然结合实施例对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
Claims (7)
1.一种酸化剂，其特征在于：由甲酸、甲酸铵、丙酸、丙酸铵、富马酸、表面活性剂和水组成；其中，甲酸与甲酸铵的质量之和占酸化剂总质量的50~55%，丙酸与丙酸铵质量之和占酸化剂总质量的30~35%，余量为富马酸、表面活性剂和水，并且富马酸、表面活性剂和水的质量之比为1:1~3:3~5；
所述表面活性剂为鼠李糖脂、海藻糖脂或磷脂；
所述酸化剂中甲酸与甲酸铵的质量之比为1:1~3；
所述酸化剂中丙酸与丙酸铵的质量之比为1:1~3；
所述酸化剂用于制备葎草和高粱秸秆混合青贮饲料。
2.根据权利要求1所述的酸化剂，其特征在于：所述酸化剂中甲酸与甲酸铵的质量之比为1:2。
3.根据权利要求1所述的酸化剂，其特征在于：所述酸化剂中丙酸与丙酸铵的质量之比为1:2。
4.根据权利要求1所述的酸化剂，其特征在于：所述酸化剂中富马酸、表面活性剂和水的质量之比为1:2:4。
5.如权利要求1~4任一项所述的酸化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将甲酸、甲酸铵、丙酸和丙酸铵于室温下溶于水中，得溶液A；
S2：将表面活性剂加入到溶液A中并搅拌均匀，得溶液B；
S3：将富马酸加入到溶液B中，于30~40℃下搅拌10~15min，得酸化剂。
6.如权利要求1~4任一项所述的酸化剂在制备葎草和高粱秸秆混合青贮饲料中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将葎草和高粱秸秆破碎成长度小于2cm的小段，并将破碎后的葎草和高粱秸秆按2:8~4:6的质量比混合，得混合料；
S2：将酸化剂均匀喷施于混合料表面，所喷施的酸化剂占混合料质量的0.1~0.3%；
S3：将喷施有酸化剂的混合料装入真空包装袋中，抽真空后于25~27℃下发酵42~50天，得葎草和高粱秸秆混合青贮饲料。
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| GR01 | Patent grant | ||
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