CN114027393A - 一种固态发酵饲料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种固态发酵饲料的制备方法，所述方法包括以下步骤：胍基乙酸及其盐类均质浆的制备，将饲料去杂后，加葡萄糖、糖蜜、胍基乙酸及其盐类和干净水混合浸泡调浆，然后胶体磨研磨成液体浆，再经均质机均质、高温灭菌后，制得胍基乙酸及其盐类均质浆；胍基乙酸及其盐类菌种浆的制备；发酵饲料湿基的制备；发酵饲料的制备。本发明所述固态发酵饲料的制备方法有效提高了饲料发酵效率，提升了饲料发酵效果。

Description

一种固态发酵饲料的制备方法
技术领域
本发明涉及饲料领域，具体涉及一种固态发酵饲料的制备方法。
背景技术
发酵饲料是以微生物、复合酶为生物饲料发酵剂菌种，将饲料原料转化为微生物菌体蛋白、生物活性小肽类氨基酸、微生物活性益生菌、复合酶制剂为一体生物发酵饲料。研究和应用实践均表明：经过微生物发酵加工处理，很多家畜不吃或不爱吃的涝液渣粕和食品工业副产品往往变成了家畜爱吃或喜欢吃的优质饲料。经过发酵加工处理，很多家畜难以消化吸收的涝液渣粕和食品工业副产品往往变成了家畜容易消化吸收的优质饲料。因此，饲料微生物发酵技术迅速成为提高现有资源的利用效率、开发新的饲料资源和缓解饲料资源短缺的重要举措。
饲料发酵效果好坏和发酵饲料质量优劣关键是在发酵工艺参数和培养基营养调控。发酵工艺参数主要包括菌种种类及接种量、pH值、发酵温度、氧含量和发酵时间等等。培养基营养主要包括培养基含水量、发酵底物、碳源、氮源、维生素和发酵调控剂等等。就发酵培养基氮源来说，液体饲料发酵的主要氮源为尿素、硝酸铵、碳酸氢铵、氯化铵等等，固态饲料发酵的主要氮源为豆粕、玉米蛋白粉、麸皮和大豆粉等等。由于猪和家禽不能够利用尿素、硝酸铵、碳酸氢铵、氯化铵等非蛋白氮(NPN)，其饲料发酵的主要氮源为豆粕、玉米蛋白粉、麸皮和大豆粉。由于牛羊和马驴能够利用尿素、硝酸铵、碳酸氢铵、氯化铵等非蛋白氮(NPN)，其饲料发酵的主要氮源为尿素、硝酸铵、碳酸氢铵、氯化铵等非蛋白氮(NPN)。当然，理论上说一些游离氨基酸也是非蛋白氮(NPN)，也可以成为饲料发酵的氮源。目前，固态饲料发酵存在的主要瓶颈难题之一就是发酵效率低下和发酵效果不佳。如何提高发酵饲料的发酵效率和发酵效果成为生物饲料产业亟待解决的“卡脖子”难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种固态发酵饲料的制备方法，其解决了猪和家禽发酵饲料发酵效率低下和发酵效果不佳的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种固态发酵饲料的制备方法，包括以下步骤：
(1)胍基乙酸及其盐类均质浆的制备
将饲料去杂后，加葡萄糖、糖蜜、胍基乙酸及其盐类和干净水混合浸泡调浆，然后胶体磨研磨成液体浆，再经均质机均质、高温灭菌后，制得胍基乙酸及其盐类均质浆；
(2)胍基乙酸及其盐类菌种浆的制备
将耗氧复合发酵菌种液接入胍基乙酸及其盐类均质浆中，搅拌耗氧控温发酵后，制得胍基乙酸及其盐类耗氧菌种浆；
将厌氧复合发酵菌种液接入胍基乙酸及其盐类均质浆中，搅拌厌氧控温发酵后，制得胍基乙酸及其盐类厌氧菌种浆；
(3)发酵饲料湿基的制备
将饲料原料、胍基乙酸及其盐类耗氧菌种浆、胍基乙酸及其盐类厌氧菌种浆和干净水混合均匀后，控温条件下自然发酵，制得发酵饲料湿基；
(4)发酵饲料的制备
将发酵饲料湿基烘干后，制得所述固态发酵饲料。
优选地，所述步骤(1)中，饲料、葡萄糖、糖蜜、胍基乙酸及其盐类和干净水的重量比为100：1～10：1～10：0.0001～5：30～3000。
优选地，所述步骤(2)中，耗氧复合发酵菌种液和胍基乙酸及其盐类均质浆的重量比为100：1～30，所述厌氧复合发酵菌种液和胍基乙酸及其盐类均质浆的重量比为100：0.5～20。进一步的，耗氧复合发酵菌种液和胍基乙酸及其盐类均质浆的重量比为100：5～8，所述厌氧复合发酵菌种液和胍基乙酸及其盐类均质浆的重量比为100：3～6。
优选地，所述步骤(2)中，耗氧控温发酵的通风量为每1立方米耗氧菌种浆通风0.05～ 5.0m3/min，搅拌5～500r/min，耗氧发酵温度为10～60℃，发酵时间为2～108h。进一步的，耗氧控温发酵的通风量为每1立方米耗氧菌种浆通风0.5～1.0m3/min，搅拌50～60r/min，耗氧发酵温度为28～32℃，耗氧发酵时间为8～12h。
优选地，所述步骤(2)中，厌氧控温发酵的发酵温度为15～45℃，发酵时间为6～72h。进一步的，厌氧制种的发酵温度为25～30℃，制种发酵时间为6～8h。
优选地，所述步骤(3)中，饲料原料、胍基乙酸及其盐类耗氧菌种浆、胍基乙酸及其盐类厌氧菌种浆和干净水的重量比为100：0.1～20：0.1～20：20～2000。进一步的，饲料原料、胍基乙酸及其盐类耗氧菌种浆、胍基乙酸及其盐类厌氧菌种浆和干净水的重量比为100：2～3：1～2：40～60。
优选地，所述步骤(3)中，自然发酵的发酵温度为10～50℃，发酵时间为6～72h。进一步的，胍基乙酸及其盐类发酵饲料的发酵温度为28～32℃，制种发酵时间为48～72h。
优选地，胍基乙酸盐类包括胍基乙酸钠、胍基乙酸钾、胍基乙酸柠檬酸盐、胍基乙酸富马酸盐、胍基乙酸乳酸盐、胍基乙酸苹果酸盐、胍基乙酸琥珀盐、胍基乙酸甲酸盐、胍基乙酸乙酸盐、胍基乙酸天门冬氨酸盐、胍基乙酸赖氨酸盐、胍基乙酸蛋氨酸盐、胍基乙酸抗坏血酸盐、胍基乙酸牛磺酸盐，优先选择胍基乙酸钠、胍基乙酸钾、胍基乙酸柠檬酸盐、胍基乙酸富马酸盐和胍基乙酸乳酸盐中的一种或者两种以上的组合。
优选地，胍基乙酸及其盐类作为饲料发酵的非蛋白氮源和饲料发酵促进剂的添加剂量为1-30000克/吨发酵饲料(以干物质为基础)，优选添加剂量为500-2000克/吨发酵饲料(以干物质为基础)。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明利用乳化均质技术，将胍基乙酸及其盐类溶于饲料均浆中，解决了胍基乙酸难以溶于水或溶于水后容易沉淀而无法均匀添加在饲料中的问题，使胍基乙酸可以均匀添加到发酵饲料中；其次，胍基乙酸及其盐类作为饲料发酵的非蛋白氮源和饲料发酵促进剂与饲料原料混合制备发酵饲料，有效提高了饲料发酵效率，提升了饲料发酵效果。
2)本发明制备得到的固态发酵饲料中的乳酸、生物量、酸溶蛋白、游离氨基酸和粗蛋白含量显著提高，pH、黄曲霉毒素和脲酶抑制剂含量显著下降。
3)本发明制备得到的固态发酵饲料中富含乳酸、寡肽、氨基酸和益生菌等小分子营养，具有酱香浓郁、适口性好、采食量高、易消化吸收、抗营养因子含量低、促生长性能好等特点。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种固态发酵饲料的制备方法，包括以下步骤：
将玉米、豆粕和米糠混合饲料原料1kg，加0.05kg葡萄糖、0.05kg糖蜜、0.025kg胍基乙酸钠和15kg干净水混合，浸泡后胶体磨研磨成液体浆，再经均质机均质、高温灭菌后，制得16kg胍基乙酸钠均质浆。
将4kg耗氧复合发酵菌种液接入0.26kg胍基乙酸钠均质浆中，搅拌转速55r/min，通风量为每1立方米耗氧菌种浆通风0.75m3/min，30℃发酵10小时后，制得4.26kg胍基乙酸钠耗氧菌种浆。
将2kg厌氧复合发酵菌种液接入0.09kg胍基乙酸钠均质浆中，28℃8小时厌氧发酵后，制得2.09kg胍基乙酸钠厌氧菌种浆。
将100kg饲料原料、2.5kg胍基乙酸钠耗氧菌种浆、1.5kg胍基乙酸钠厌氧菌种浆和50kg干净水混合均匀后，30℃控温条件下自然发酵60小时，制得152kg发酵饲料湿基。
将152kg发酵饲料湿基烘干后，制得100kg固态发酵饲料(11.6％含水量)。
实施例2
一种固态发酵饲料的制备方法，包括以下步骤：
将玉米、豆粕和米糠混合饲料原料1kg，加0.1kg葡萄糖、0.01kg糖蜜、0.0005kg胍基乙酸钠和3kg干净水混合，浸泡后胶体磨研磨成液体浆，再经均质机均质、高温灭菌后，制得4kg胍基乙酸钠均质浆。
将4kg耗氧复合发酵菌种液接入0.32kg胍基乙酸钠均质浆中，搅拌转速50r/min，通风量为每1立方米耗氧菌种浆通风0.5m3/min，28℃发酵8小时后，制得4.32kg胍基乙酸钠耗氧菌种浆。
将2kg厌氧复合发酵菌种液接入0.12kg胍基乙酸钠均质浆中，25℃6小时厌氧发酵后，制得2.12kg胍基乙酸钠厌氧菌种浆。
将100kg饲料原料、2kg胍基乙酸钠耗氧菌种浆、1kg胍基乙酸钠厌氧菌种浆和40kg干净水混合均匀后，28℃控温条件下自然发酵72小时，制得142kg发酵饲料湿基。
将142kg发酵饲料湿基烘干后，制得100kg固态发酵饲料(11.8％含水量)。
实施例3
一种固态发酵饲料的制备方法，包括以下步骤：
将玉米、豆粕和米糠混合饲料原料1kg，加0.1kg葡萄糖、0.1kg糖蜜、0.05kg胍基乙酸钠和30kg干净水混合，浸泡后胶体磨研磨成液体浆，再经均质机均质、高温灭菌后，制得31kg胍基乙酸钠均质浆。
将4kg耗氧复合发酵菌种液接入0.2kg胍基乙酸钠均质浆中，搅拌转速60r/min，通风量为每1立方米耗氧菌种浆通风1m3/min，32℃发酵12小时后，制得4.2kg胍基乙酸钠耗氧菌种浆。
将2kg厌氧复合发酵菌种液接入0.06kg胍基乙酸钠均质浆中，30℃8小时厌氧发酵后，制得2.06kg胍基乙酸钠厌氧菌种浆。
将100kg饲料原料、3kg胍基乙酸钠耗氧菌种浆、2kg胍基乙酸钠厌氧菌种浆和60kg干净水混合均匀后，32℃控温条件下自然发酵48小时，制得163kg发酵饲料湿基。
将163kg发酵饲料湿基烘干后，制得100kg固态发酵饲料(11.7％含水量)。
对比例1
一种固态发酵饲料的制备方法，包括以下步骤：
将玉米、豆粕和米糠混合饲料原料1kg，加0.05kg葡萄糖、0.05kg糖蜜、0.025kg胍基乙酸钠和15kg干净水混合，浸泡搅拌至均匀、高温灭菌后，制得16kg胍基乙酸钠非均质乳化匀浆。
将4kg耗氧复合发酵菌种液接入0.26kg胍基乙酸钠非均质乳化匀浆中，搅拌转速55r/min，通风量为每1立方米耗氧菌种浆通风0.75m3/min，30℃发酵10小时后，制得4.26kg胍基乙酸钠耗氧菌种浆。
将2kg厌氧复合发酵菌种液接入0.09kg胍基乙酸钠非均质乳化匀浆中，28℃、8小时厌氧发酵后，制得2.09kg胍基乙酸钠厌氧菌种浆。
将100kg饲料原料、2.5kg胍基乙酸钠耗氧菌种浆、1.5kg胍基乙酸钠厌氧菌种浆和50kg干净水混合均匀后，30℃控温条件下自然发酵60小时，制得152kg以胍基乙酸为非蛋白氮氮源和发酵促进剂的发酵饲料湿基。
将152kg以胍基乙酸为非蛋白氮氮源和发酵促进剂的发酵饲料湿基烘干后，制得100kg 以胍基乙酸为非蛋白氮氮源和发酵促进剂的发酵饲料(11.6％含水量)。
一、实施例1制备的固态发酵饲料中主要活性物质含量，见下表1；对比例1制备的以胍基乙酸为非蛋白氮氮源和发酵促进剂的发酵饲料中主要活性物质含量，见下表2。
表1实施例1制备的固态发酵饲料中营养物质含量
Figure DEST_PATH_IMAGE001
表2对比例1制备的固态发酵饲料产品中营养物质含量
Figure DEST_PATH_IMAGE002
Figure DEST_PATH_IMAGE003
二、实施例1制备的固态发酵饲料的营养物质和在哺乳仔猪上的饲喂效果。
选取21日龄断奶、体重6.6±0.5kg杜长大三元杂交健康断奶仔猪360头，按体重、胎次相近，性别各半的原则随机分成6组，每组6个重复，每个重复10头猪。按照“NPN 氮添加剂量一致”原则，对照组日粮中不添加使用以胍基乙酸为氮源促进剂的发酵饲料，对照组1添加以尿素为氮源促进剂的发酵饲料50kg/吨，对照组2添加以碳酸氢铵为氮源促进剂的发酵饲料50kg/吨，对照组3添加以氯化铵为氮源促进剂的发酵饲料50kg/吨，对照组4添加以赖氨酸为氮源促进剂的发酵饲料50kg/吨，对照组5添加以蛋氨酸为氮源促进剂的发酵饲料50kg/吨，试验组添加以胍基乙酸为氮源促进剂的发酵饲料50kg/吨，配制出断奶仔猪料，各组饲料蛋白质和能量相近。对照组1-5与实施例1的制备方法区别仅是采用尿素、碳酸氢铵、氯化铵、赖氨酸和蛋氨酸替代胍基乙酸。
以对照组1为例，一种固态发酵饲料的制备方法，包括以下步骤：
将玉米、豆粕和米糠混合饲料原料1kg，加0.05kg葡萄糖、0.05kg糖蜜、0.016kg尿素和15kg干净水混合,浸泡搅拌至均匀、高温灭菌后，制得16kg尿素非均质乳化匀浆(对照组2-5将尿素更换为等量含氮量的碳酸氢铵、氯化铵、蛋氨酸和赖氨酸等非蛋白氮氮源)。
将4kg耗氧复合发酵菌种液接入0.26kg尿素非均质乳化匀浆中，搅拌转速55转/分钟，通风0.75立方/分钟/立方菌种浆，30℃发酵10小时后，制得4.26kg尿素耗氧菌种浆。
将2kg厌氧复合发酵菌种液接入0.09kg尿素非均质乳化匀浆中，28℃、8小时厌氧发酵后，制得2.09kg尿素厌氧菌种浆。
以上耗氧和厌氧复合发酵菌种液均为市售产品。
将100kg饲料原料、2.5kg尿素耗氧菌种浆、1.5kg尿素厌氧菌种浆和50kg干净水混合均匀后，30℃控温条件下自然发酵60小时，制得152kg以尿素为非蛋白氮氮源和发酵促进剂的发酵饲料湿基。
将152kg以尿素为非蛋白氮氮源和发酵促进剂的发酵饲料湿基烘干后，制得100kg以尿素为非蛋白氮氮源和发酵促进剂的发酵饲料(11.6％含水量)。
表3实施例1和对照组1-5制备的固态发酵饲料中营养物质与毒抗物质含量
Figure DEST_PATH_IMAGE004
通过以上发酵结果数据对比发现，在相同时间、温度、搅拌转速和其他发酵条件下，以乳化均质胍基乙酸为非蛋白氮氮源和发酵促进剂的发酵饲料对比以非乳化均质胍基乙酸、尿素、碳酸氢铵、氯化铵、蛋氨酸和赖氨酸为非蛋白氮氮源和发酵促进剂的发酵饲料，发酵饲料中的乳酸、生物量、酸溶蛋白、游离氨基酸和粗蛋白含量显著提高，pH、黄曲霉毒素和脲酶抑制剂含量显著下降。表明以乳化均质胍基乙酸为非蛋白氮氮源和发酵促进剂的发酵饲料可有效提高饲料发酵效率，提升饲料发酵效果。
将仔猪21天断奶，进行饲喂实施例1和对照组1-5制备的固态发酵饲料，预试期为5天、正验期30天。由表4结果可知，仔猪断奶后25日龄饲喂以胍基乙酸为氮源促进剂的发酵饲料之后，与添加以尿素为氮源促进剂的发酵饲料、以碳酸氢铵为氮源促进剂的发酵饲料、以氯化铵为氮源促进剂的发酵饲料、以赖氨酸为氮源促进剂的发酵饲料、以蛋氨酸为氮源促进剂的发酵饲料相比，哺乳仔猪的日增重分别提高11.66％、10.69％、9.86％、8.04％和6.36％，采食量分别提高7.01％、6.71％、5.91％、5.42％和4.41％，腹泻率分别降低78.58％、 75.29％、72.36％、63.23％和53.24％，料肉比分别降低4.17％、3.59％、3.59％、2.42％和1.83％。
结果表明：以胍基乙酸为氮源促进剂的发酵饲料能够明显提高哺乳仔猪的生产性能，饲喂效果要显著好于以尿素为氮源促进剂的发酵饲料、以碳酸氢铵为氮源促进剂的发酵饲料、以氯化铵为氮源促进剂的发酵饲料、以赖氨酸为氮源促进剂的发酵饲料和以蛋氨酸为氮源促进剂的发酵饲料。结果表明：以胍基乙酸为氮源促进剂的发酵饲料能够明显提高断奶仔猪的生产性能。
表4实施例1与对照组1-5制备得到的固态发酵饲料对断奶仔猪生产性能的影响
项目 日增重(g) 日采食量(g) 腹泻率/％ 料肉比
对照组1 508.45 854.20 17.83 1.68
对照组2 512.93 856.59 15.46 1.67
对照组3 516.79 863.04 13.82 1.67
对照组4 525.49 867.06 10.39 1.65
对照组5 533.81 875.45 8.17 1.64
实施例1 567.75 914.08 3.82 1.61
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种固态发酵饲料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)胍基乙酸及其盐类均质浆的制备
将饲料去杂后，加葡萄糖、糖蜜、胍基乙酸及其盐类和干净水混合浸泡调浆，然后胶体磨研磨成液体浆，再经均质机均质、高温灭菌后，制得胍基乙酸及其盐类均质浆；
(2)胍基乙酸及其盐类菌种浆的制备
将耗氧复合发酵菌种液接入胍基乙酸及其盐类均质浆中，搅拌耗氧控温发酵后，制得胍基乙酸及其盐类耗氧菌种浆；
将厌氧复合发酵菌种液接入胍基乙酸及其盐类均质浆中，搅拌厌氧控温发酵后，制得胍基乙酸及其盐类厌氧菌种浆；
(3)发酵饲料湿基的制备
将饲料原料、胍基乙酸及其盐类耗氧菌种浆、胍基乙酸及其盐类厌氧菌种浆和干净水混合均匀后，控温条件下自然发酵，制得发酵饲料湿基；
(4)发酵饲料的制备
将发酵饲料湿基烘干后，制得所述固态发酵饲料。
2.根据权利要求1所述的一种固态发酵饲料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，饲料、葡萄糖、糖蜜、胍基乙酸及其盐类和干净水的重量比为100：1～10：1～10：0.0001～5：30～3000。
3.根据权利要求1所述的一种固态发酵饲料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，耗氧复合发酵菌种液和胍基乙酸及其盐类均质浆的重量比为100：1～30，所述厌氧复合发酵菌种液和胍基乙酸及其盐类均质浆的重量比为100：0.5～20。
4.根据权利要求1所述的一种固态发酵饲料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，耗氧控温发酵的通风量为每1立方米耗氧菌种浆通风0.05～5.0m3/min，搅拌5～500r/min，耗氧发酵温度为10～60℃，发酵时间为2～108h。
5.根据权利要求1所述的一种固态发酵饲料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，厌氧控温发酵的发酵温度为15～45℃，发酵时间为6～72h。
6.根据权利要求1所述的一种固态发酵饲料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，饲料原料、胍基乙酸及其盐类耗氧菌种浆、胍基乙酸及其盐类厌氧菌种浆和干净水的重量比为100：0.1～20：0.1～20：20～2000。
7.根据权利要求1所述的一种固态发酵饲料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，自然发酵的发酵温度为10～50℃，发酵时间为6～72h。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种固态发酵饲料的制备方法，其特征在于：胍基乙酸盐类包括胍基乙酸钠、胍基乙酸钾、胍基乙酸柠檬酸盐、胍基乙酸富马酸盐、胍基乙酸乳酸盐、胍基乙酸苹果酸盐、胍基乙酸琥珀盐、胍基乙酸甲酸盐、胍基乙酸乙酸盐、胍基乙酸天门冬氨酸盐、胍基乙酸赖氨酸盐、胍基乙酸蛋氨酸盐、胍基乙酸抗坏血酸盐、胍基乙酸牛磺酸盐，优先选择胍基乙酸钠、胍基乙酸钾、胍基乙酸柠檬酸盐、胍基乙酸富马酸盐和胍基乙酸乳酸盐中的一种或者两种以上的组合。
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