发明内容
鉴以此,本发明提出一种木薯整株生物发酵饲料及其制备方法,制备饲料。
本发明的技术方案是这样实现的:
以木薯、木薯秸秆和/或木豆茎叶作为饲料原料,先膨化后发酵制得木薯整株生物发酵饲料。
优选地,所述发酵包括微生物发酵和厌氧发酵。
优选地,一种木薯整株生物发酵饲料的制备方法,包括以下步骤:
(1)原材料切割、粉碎:将木薯秸秆、鲜木薯进行切割处理,铡草机切短至 2-5cm,木豆茎叶进行粉碎处理,过20-60目筛;
(2)高温灭菌处理:将步骤(1)中已切割处理木薯秸秆放入生物降解罐中,密封后通入蒸汽,所述蒸汽温度为120-150℃,压力为25-55MPa;
(3)膨化冷却:将步骤(2)中通过蒸汽处理后得到的木薯秸秆经膨化机挤压膨化,并冷却得到干燥制粒。膨化后烘干温度为120℃-130℃,烘干时间20~30min;
(4)复合酶降解木薯秸秆、鲜木薯、木豆茎叶:
S1复合酶降解木豆茎叶:将步骤(1)已粉碎处理木豆茎叶按料液比g/mL1:15-20喷洒复合酶液,所述复合酶液包括纤维素酶、β-葡萄糖苷酶与水;
S2复合酶降解木薯秸秆、鲜木薯:将步骤(1)切割得到的鲜木薯和步骤(3)已膨化冷却木薯秸秆混合按料液比g/mL1:16-25喷洒上复合酶液,所述复合酶液为纤维素酶、果胶酶与水;
S3混合:再将复合酶降解后两种物料混合形成混料;
(5)微生物发酵:乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌与水按质量比1-3:1-2:1:6-8制备发酵液,再将步骤(4)复合酶降解后混料按料液比g/mL1:18-25喷洒上发酵液,最后再将混料放到搅拌机中混合搅拌,所述微生物发酵时间为45-50h,温度为25-45℃;
(6)厌氧发酵:将步骤(5)已微生物发酵完的混料,使用柠檬酸和水质量比1:5-8的柠檬酸液调节pH值为3.0-4.0,控制混料含水量70%-78%和温度27-30℃,发酵70-75h,将已微生物发酵完的混料按料液比g/mL1:8-12喷洒上柠檬酸液之后直接将混料进入打包机内拉膜打包或袋中密封进行厌氧发酵后得木薯整株生物发酵饲料。
优选地,本发明制备木薯整株生物发酵饲料,包括以下重量份原料木薯秸秆80份、鲜木薯40份、木豆茎叶30份、纤维素酶 1-2 份、果胶酶 1-2 份、β-葡萄糖苷酶 1 份、乳酸菌1-2份、0.5-1份芽孢杆菌、0.5-1份酵母菌、2-3份柠檬酸。
优选地,所述原料还包括刺槐叶,所述刺槐叶5-8份,经粉碎处理后过20-60目筛并与木豆茎叶混合按料液比g/mL1:15-20喷洒复合酶液。
优选地,步骤(3)中,所述膨化后烘干温度为125℃,烘干时间25min。
优选地,步骤(4)中,所述复合酶降解时间均为2-8h,温度均为45-55℃,所述复合酶降解包括复合酶降解木豆茎叶和复合酶降解木薯秸秆、鲜木薯。
优选地,步骤(4)中S1步骤,所述复合酶降解木豆茎叶的复合酶液包括纤维素酶、β-葡萄糖苷酶与水,所述纤维素酶、β-葡萄糖苷酶与水质量比1-2:1:15-20。
优选地,步骤(4)中S2步骤,所述复合酶降解木薯秸秆、鲜木薯的复合酶液为纤维素酶、果胶酶与水,所述纤维素酶、果胶酶与水质量比1-2:1:15-20。
优选地,所述的一种木薯整株生物发酵饲料的制备方法在制备秸秆青贮饲料上的应用。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明一种木薯整株生物发酵饲料及其制备方法,包括以下步骤:原料进行预处理、高温灭菌处理、膨化冷却、酶降解、微生物降解、厌氧发酵,制备木薯整株生物发酵饲料工艺简单,原材料容易获取,成本低、提取效率高,具有很大应用价值。
将木薯秸秆原料进行高温处理起到灭菌的作用,而后用复合酶降解,木薯秸秆、鲜木薯原料酶降解,选用是纤维素酶和果胶酶设置优质的配比,复合酶作用将秸秆中木质素、纤维素、半纤维素结构降解,提高了木薯秸秆营养物质提取效率,而木豆茎叶、刺槐叶中含有大量的氨基酸、多种微量元素、纤维素等,选用是纤维素酶、β-葡萄糖苷酶设置优质的配比,用纤维素酶、β-葡萄糖苷酶复合酶降解木豆茎叶、刺槐叶,能获得乳酸菌繁殖需要活动的能量,加快乳酸菌繁殖,乳酸菌繁殖会增加乳酸含量从而显著增加饲料品质,同时还加入动物机体生长所需微量元素,提高动物机体免疫力,丰富所得饲料的营养成分,之后再采用微生物降解,最优选菌剂设置优质配比,放入搅拌机中混合搅拌可使微生物更高效降解原料,最后再对已进行微生物发酵的木薯秸秆等原料进行厌氧发酵,可有效杀死有害微生物,并在较长一段时间内保持木薯秸秆饲料新鲜且不易变质,步骤(3)中通过先膨化再发酵的处理,整株木薯饲料杆茎坚硬,粗纤维含量极高,仅经过粉碎后发酵,发酵时间长,且发酵不均匀,传统认为膨化只能作为加工工艺最后一步,但本发明却克服了现有技术的偏见,采用先膨化后发酵的工艺,虽然膨化后物料性质相对稳定,但是膨化后杆茎的粗纤维层变薄,降低了发酵过程的难度,从而更有利于提高饲料适口性,有利于动物的消化吸收,再经过冷却,挥发部分水分。步骤(6)中加入柠檬酸可作为pH值剂同时还做为抗氧剂可延迟木薯秸秆的腐烂,抑制秸秆中脂肪的氧化,保证木薯秸秆饲料新鲜度,从而提高秸秆适口性。
本发明通过将木薯、木薯秸秆、木豆茎叶结合作为饲料原料一起青贮发酵,解决了饲料成本高、适口性差、营养成分流失、环境污染的技术问题,以及缓解当地牛、羊等反刍动物养殖冬季青绿饲草短缺问题。利用了木薯成本低、产量高以及木豆茎叶的高蛋白的特点,通过两者混合青贮发酵,克服木豆茎叶不是最优饲料原料的技术偏见,将一些大分子蛋白质及难消化纤维类物质大大减少,降低了纤维含量,有利于动物的消化吸收,提高了饲料的适口性以及保留了原有的营养成分,同时本发明还具有饲料成本低、保存周期长、增加木薯秸秆利用率以减少木薯秸秆的丢弃从而减少环境污染的有益技术效果。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容,下面提供具体实施例,对本发明做进一步的说明。
本发明实施例所用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。
本发明实施例所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
实施例1
一种木薯整株生物发酵饲料的制备方法,包括以下步骤:
(1)原材料切割、粉碎:将木薯秸秆、鲜木薯进行切割处理,铡草机切短至 2cm,木豆茎叶、刺槐叶进行粉碎处理,过20目筛;
(2)高温灭菌处理:将步骤(1)中已切割处理木薯秸秆放入生物降解罐中,密封后通入蒸汽,蒸汽温度为120℃,压力为25MPa;
(3)膨化冷却:将步骤(2)中通过蒸汽处理后得到的木薯秸秆经膨化机挤压膨化,并冷却得到干燥制粒。膨化后烘干温度为125℃,烘干时间25min;
(4)复合酶降解木薯秸秆、鲜木薯、木豆茎叶、刺槐叶:
S1复合酶降解木豆茎叶、刺槐叶:将步骤(1)已粉碎处理木豆茎叶、刺槐叶按料液比g/mL1:15喷洒复合酶液,降解时间为2h,温度为45℃,复合酶液为纤维素酶、β-葡萄糖苷酶与水质量比1:1:15;
S2复合酶降解木薯秸秆、鲜木薯:将步骤(1)切割得到的鲜木薯和步骤(3)已膨化冷却木薯秸秆混合按料液比g/mL1:20喷洒上复合酶液,降解时间为2h,温度为45℃,复合酶液为纤维素酶、果胶酶与水质量比1:1:15;
S3混合:再将复合酶降解后两种物料混合形成混料;
(5)微生物发酵:乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌与水按质量比2:1:1:6制备发酵液,再将步骤(4)复合酶降解后混料按料液比g/mL1:18喷洒上发酵液,最后再将混料放到搅拌机中混合搅拌,微生物发酵时间为45h,温度为25℃;
(6)厌氧发酵:将步骤(5)已微生物发酵完的混料,使用柠檬酸和水质量比1:5的柠檬酸液调节pH值为3.5,控制混料含水量70%-78%和温度27℃,发酵70h,将已微生物发酵完的混料按料液比g/mL1:8喷洒上柠檬酸液之后直接将混料进入打包机内拉膜打包或袋中密封进行厌氧发酵后得木薯整株生物发酵饲料饲料。
实施例2
一种木薯整株生物发酵饲料的制备方法,包括以下步骤:
(1)原材料切割、粉碎:将木薯秸秆、鲜木薯进行切割处理,铡草机切短至 5cm,木豆茎叶、刺槐叶进行粉碎处理,过30目筛;
(2)高温灭菌处理:将步骤(1)中已切割处理木薯秸秆放入生物降解罐中,密封后通入蒸汽,蒸汽温度为120℃,压力为25MPa;
(3)膨化冷却:将步骤(2)中通过蒸汽处理后得到的木薯秸秆经膨化机挤压膨化,并冷却得到干燥制粒。膨化后烘干温度为125℃,烘干时间25min;
(4)复合酶降解木薯秸秆、鲜木薯、木豆茎叶、刺槐叶:
S1复合酶降解木豆茎叶、刺槐叶:将步骤(1)已粉碎处理木豆茎叶、刺槐叶按料液比g/mL1:18喷洒复合酶液,降解时间为5h,温度为50℃,复合酶液为纤维素酶、β-葡萄糖苷酶与水质量比2:1:15;
S2复合酶降解木薯秸秆、鲜木薯:将步骤(1)切割得到的鲜木薯和步骤(3)已膨化冷却木薯秸秆混合按料液比g/mL1:20喷洒上复合酶液,解时间为5h,温度为50℃,复合酶液为纤维素酶、果胶酶与水质量比1:1:15;
S3混合:再将复合酶降解后两种物料混合形成混料;
(5)微生物发酵:乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌与水按质量比1:2:1:6制备发酵液,再将步骤(4)复合酶降解后混料按料液比g/mL1:20喷洒上发酵液,最后再将混料放到搅拌机中混合搅拌,微生物发酵时间为48h,温度为35℃;
(6)厌氧发酵:将步骤(5)已微生物发酵完的混料,使用柠檬酸和水质量比1:6的柠檬酸液调节pH值为3.6,控制混料含水量70%-78%和温度28℃,发酵73h,将已微生物发酵完的混料按料液比g/mL1:10喷洒上柠檬酸液之后直接将混料进入打包机内拉膜打包或袋中密封进行厌氧发酵后得木薯整株生物发酵饲料。
实施例3
一种木薯整株生物发酵饲料的制备方法,包括以下步骤:
(1)原材料切割、粉碎:将木薯秸秆、鲜木薯进行切割处理,铡草机切短至 5cm,木豆茎叶、刺槐叶进行粉碎处理,过30目筛;
(2)高温灭菌处理:将步骤(1)中已切割处理木薯秸秆放入生物降解罐中,密封后通入蒸汽,蒸汽温度为150℃,压力为55MPa;
(3)膨化冷却:将步骤(2)中通过蒸汽处理后得到的木薯秸秆经膨化机挤压膨化,并冷却得到干燥制粒。膨化后烘干温度为125℃,烘干时间25min。
(4)复合酶降解木薯秸秆、鲜木薯、木豆茎叶、刺槐叶:
S1复合酶降解木豆茎叶、刺槐叶:将步骤(1)已粉碎处理木豆茎叶、刺槐叶按料液比g/mL1:20喷洒复合酶液,降解时间为8h,温度为55℃,所述复合酶液为纤维素酶、β-葡萄糖苷酶与水质量比1:1:20;
S2复合酶降解木薯秸秆、鲜木薯:将步骤(1)切割得到的鲜木薯和步骤(3)已膨化冷却木薯秸秆混合按料液比g/mL1:25喷洒上复合酶液,降解时间为8h,温度为55℃,所述复合酶液为纤维素酶、果胶酶与水质量比1:1:20;
S3混合:再将复合酶降解后两种物料混合形成混料;
(5)微生物发酵:乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌与水按质量比1:1:1:8制备发酵液,再将步骤(4)复合酶降解后混料按料液比g/mL1:25喷洒上发酵液,最后再将混料放到搅拌机中混合搅拌,微生物发酵时间为50h,温度为45℃;
(6)厌氧发酵:将步骤(5)已微生物发酵完的混料,使用柠檬酸和水质量比1:8的柠檬酸液调节pH值为3.0,控制混料含水量70%-78%和温度30℃,发酵70h,将已微生物发酵完的混料按料液比g/mL1:12喷洒上柠檬酸液之后直接将混料进入打包机内拉膜打包或袋中密封进行厌氧发酵后得木薯整株生物发酵饲料。
实施例4
一种木薯整株生物发酵饲料的制备方法,包括以下步骤:
(1)原材料切割、粉碎:将木薯秸秆、鲜木薯进行切割处理,铡草机切短至 3cm,刺槐叶进行粉碎处理,过30目筛;
(2)高温灭菌处理:将步骤(1)中已切割处理木薯秸秆放入生物降解罐中,密封后通入蒸汽,所述蒸汽温度为120℃,压力为30MPa;
(3)膨化冷却:将步骤(2)中通过蒸汽处理后得到的木薯秸秆经膨化机挤压膨化,并冷却得到干燥制粒。膨化后烘干温度为125℃,烘干时间25min;
(4)复合酶降解木薯秸秆、鲜木薯、刺槐叶:
S1复合酶降解刺槐叶:将步骤(1)已粉碎处理刺槐叶按料液比g/mL1:15喷洒复合酶液,所述复合酶液包括纤维素酶、β-葡萄糖苷酶与水;
S2复合酶降解木薯秸秆、鲜木薯:将步骤(1)切割得到的鲜木薯和步骤(3)已膨化冷却木薯秸秆混合按料液比g/mL1:16-25喷洒上复合酶液,所述复合酶液为纤维素酶、果胶酶与水;
S3混合:再将复合酶降解后两种物料混合形成混料;
(5)微生物发酵:乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌与水按质量比1:2:1:8制备发酵液,再将步骤(4)复合酶降解后混料按料液比g/mL1:18喷洒上发酵液,最后再将混料放到搅拌机中混合搅拌,所述微生物发酵时间为45h,温度为25-45℃;
(6)厌氧发酵:将步骤(5)已微生物发酵完的混料,使用柠檬酸和水质量比1:6的柠檬酸液调节pH值为3.0,控制混料含水量75%和温度28℃,发酵70h,将已微生物发酵完的混料按料液比g/mL1:10喷洒上柠檬酸液之后直接将混料进入打包机内拉膜打包或袋中密封进行厌氧发酵后得木薯整株生物发酵饲料。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于,步骤(1)、(4)(5)和(6)中,不加入刺槐叶。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于,步骤(4)中,纤维素酶、果胶酶与水质量比1:2:5。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于,步骤中(5)中,不添加乳酸菌。
对比例4
本对比例与实施例1的区别在于,步骤(5)中,乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌与水按质量比3:5:5:6。
感官评价
评定青贮料等级按照《德国 DLG 青贮饲料感官评分标准》,从气味、质地和色泽 3方面进行感官评价。其中,气味占14分,质地占4分,色泽占2分,综合得分16~20为优良,10~15为尚可,5~9为中等,0~4为腐败。
表1德国 DLG 青贮饲料感官评分标准
上述实施例1~4以及对比例1~4制得的木薯整株生物发酵饲料进行感官评价。
表2木薯秸秆青贮饲料感官评分
上述结果表明本发明制备木薯整株生物发酵饲料,从感官评价总分上可以看出木薯整株生物发酵饲料优良,未按照本发明制备木薯整株生物发酵饲料,可以看出木薯整株生物发酵饲料不管是从气味、质地和色泽 3 方面都是比较差。青贮品质检测
取发酵饲料 20 g,加入 80 mL去离子水,在4 ℃下浸提 24 h,经双层纱布和滤纸过滤,pH 用 pH 计测定,氨态氮含量采用凯氏定氮仪直接蒸馏测定,粗蛋白(CP)采用凯氏定氮法,中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)采用范氏洗涤法,干物质(DM)含量用烘干法,可溶性糖(WSC)采用蒽酮–硫酸比色法。
表3木薯整株生物发酵饲料品质检测
名称 |
实施例1 |
实施例2 |
实施例3 |
实施例4 |
对比例1 |
对比例2 |
对比例3 |
对比例4 |
烘干总重(g) |
63.45 |
62.31 |
62.48 |
62.17 |
61.08 |
61.72 |
61.56 |
61.01 |
含水量(%) |
0.75 |
0.73 |
0.77 |
0.73 |
0.72 |
0.74 |
0.73 |
0.75 |
干物质含量(%) |
25.32 |
24.66 |
25.51 |
24.25 |
24.13 |
24.06 |
24.54 |
24.37 |
取料(g) |
34.66 |
34.66 |
34.66 |
34.66 |
34.66 |
34.66 |
34.66 |
34.66 |
添水量(g/ml) |
69.55 |
69.55 |
69.55 |
69.55 |
69.55 |
69.55 |
69.55 |
69.55 |
pH值 |
3.41 |
3.52 |
3.67 |
3.56 |
3.89 |
3.73 |
4.05 |
4.38 |
干物质g/ml (每ml滤液对应青贮料DMg数) |
0.092 |
0.093 |
0.090 |
0.090 |
0.085 |
0.088 |
0.076 |
0.079 |
吸光度 |
0.023 |
0.024 |
0.021 |
0.021 |
0.018 |
0.016 |
0.017 |
0.020 |
NH3含量 |
0.007 |
0.006 |
0.007 |
0.008 |
0.009 |
0.011 |
0.008 |
0.013 |
氨态氮g/kgDM含量 |
0.110 |
0.074 |
0.069 |
0.106 |
0.135 |
0.124 |
0.121 |
0.117 |
氨基酸态氮生成率(g/kgTN) |
3.28 |
3.08 |
3.73 |
3.75 |
3.84 |
3.97 |
3.94 |
3.85 |
可溶性糖吸光度 |
0.70 |
0.72 |
0.63 |
0.61 |
0.62 |
0.57 |
0.59 |
0.61 |
稀释倍数 |
1000 |
1000 |
1000 |
1000 |
1000 |
1000 |
1000 |
1000 |
可溶性糖ug/ml(稀释后每ml滤液含可溶性糖量) |
96.68 |
99.68 |
97.27 |
96.24 |
95.11 |
92.64 |
93.58 |
96.15 |
样品干重(g) |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
可溶性糖(g/kgDM) |
483.39 |
436.35 |
457.26 |
435.21 |
410.49 |
408.31 |
425.28 |
417.56 |
粗蛋白(%) |
65.16 |
64.55 |
65.02 |
64.34 |
64.28 |
64.17 |
64.11 |
64.06 |
中性洗涤纤维(%) |
68.38 |
68.26 |
67.33 |
69.59 |
75.07 |
75.18 |
74.86 |
74.72 |
酸性洗涤纤维(%) |
50.11 |
49.51 |
49.74 |
49.15 |
58.36 |
57.96 |
58.25 |
57.83 |
上述结果表明采用本发明方法制备木薯整株生物发酵饲料pH 小,说明本发明方法制备木薯整株生物发酵饲料乳酸、乙酸含量高、丁酸含量低。采用本发明方法制备木薯整株生物发酵饲料从粗蛋白、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量可以看出木薯整株生物发酵饲料营养价值,从可溶性糖含量可以看出,采用本发明方法制备复合酶液高效水解秸秆作物,而对比例1-4未采用本发明方法制备木薯整株生物发酵饲料,乳酸含量、发酵饲料营养价值、可溶性糖含量明显下降。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。