CN114027404A - 一种用于玉米青贮饲料的青贮添加剂及其应用 - Google Patents
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-
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Abstract
本发明涉及一种用于玉米青贮饲料的青贮添加剂及其应用,将植物乳杆菌与塔拉单宁酸、没食子酸、中性洗涤纤维及酸性洗涤纤维进行配比,使得到的青贮添加剂具有减少蛋白质降解、增强抗氧化能力的优点,以解决玉米青贮饲料中蛋白质降解快、损失大、饲料抗氧化能力弱的问题。该青贮添加剂应用于玉米青贮饲料中效果良好,制备成本较低,可进行工业化生产,具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于饲料添加剂技术领域,尤其是一种用于玉米青贮饲料的青贮添加剂及其应用。
背景技术
青贮饲料是将含水率为65%-75%的青绿饲料经切碎后,在密闭缺氧的条件下,通过厌氧乳酸菌的发酵作用,抑制各种杂菌的繁殖而得到的一种粗饲料,主要用于喂养反刍动物。青贮饲料由于适口性好、营养丰富、利于长期保存等特性成为家畜的优良饲料来源。
青贮饲料通过将青贮原料粉碎进行青贮、氨化、揉丝微贮后饲养牲畜,既可以节省饲料成本,还可以使秸秆通过牲畜粪便实现过腹还田,促进农业良性循环,是一种效益较高的利用方式。目前常用的青贮原料有玉米、黑麦草、无芒雀麦、苜蓿、三叶草、紫云英、甘薯、南瓜、苋菜、水生植物等。
目前我国利用较多的主要是全株玉米、玉米秸秆和苜蓿青贮,其中全株玉米青贮技术较为成熟,但仍普遍存在水分含量高、养分流失严重等问题;玉米秸秆青贮水分含量合理但其营养成分相对较差且难以利用;苜蓿青贮因水溶性碳水化合物含量低缓冲度高,青贮难度较大,品质较差,尤其是蛋白损失严重。
为了解决这些问题,通常采用的方法是选择不同的青贮添加剂,以改善青贮的品质。现有技术中,青贮添加剂种类主要有化学添加剂、复合乳酸菌添加剂等。不同的青贮添加剂对青贮原料有不同的效果,制备出来的青贮饲料品质也会有差别。青贮添加剂效果如何取决于菌种的选择以及与其他物质的组合配比,如何通过添加青贮添加剂来保证饲料的营养价值是一个急切的问题。
蛋白质水解是贮存高蛋白饲料的一个很常见的问题,玉米青贮过程中提高蛋白质的保存含量是非常必要。现有技术中的饲料添加剂多是为了提高反应速率,或改善粗纤维素含量,或改善饲料适口性,或增加营养因子。如,专利号为CN201711344981.1的中国专利,公开了一种构树专用青贮添加剂,主要是解决构树自然青贮时pH值难以快速下降,以及构树蛋白被动物难以消化利用的问题。又如专利号为CN201510942041.7的中国专利,公开了一种用于青贮的复合微生物菌剂,主要是为了提高青贮物料适口性、降低青贮物料营养损失、改善发酵品质。
现有技术中很少见有专门用于缓解蛋白质降解和提高饲料抗氧化能力的青贮添加剂的研究,本发明针对这个问题,提出一种专用于玉米青贮饲料的缓解蛋白质降解和提高饲料抗氧化能力的青贮添加剂。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供一种用于玉米青贮饲料的青贮添加剂及其应用,以解决玉米青贮饲料中蛋白质降解快损失大、饲料抗氧化能力弱的问题,有效改善玉米青贮饲料的营养品质。
为实现上述目的,本发明提供的方案如下:
一种用于玉米青贮饲料的青贮添加剂,包括以下重量份数的原料:单宁酸40~50份,植物乳杆菌15~25份,没食子酸3~5份,中性洗涤纤维10~15份,酸性洗涤纤维6~8份,水5~15份。
优选地,上述用于玉米青贮饲料的青贮添加剂,由以下重量份数的原料制成:单宁酸45份,植物乳杆菌20.9份,没食子酸4份,中性洗涤纤维12.9份,酸性洗涤纤维7.2份,水10份。
优选地,所述的植物乳杆菌的活菌数为1.3×109~1.6×109CFU/mL。
优选地,所述的单宁酸为质量分数为0.5~1.2%的塔拉单宁酸。
优选地,所述单宁酸的制备方法为:将塔拉豆荚脱粒后通过干燥、粉碎,制成塔拉粉,加入去离子水,置于恒温水浴锅中搅拌提取,过滤得滤液,滤液减压浓缩,再置于真空干燥箱烘干得到塔拉单宁酸。
优选地,所述的植物乳杆菌为广西兽医研究所细菌室的从牛的瘤胃中分离得到的植物乳杆菌,其保藏编号为:GDMCC No:62071。
优选地,所述的用于玉米青贮饲料的青贮添加剂,其制备方法为:将植物乳杆菌扩大培养,并调整浓度1.3×109~1.6×109CFU/mL,然后与其他各组分按照比例混合,经固体发酵、风干、粉碎,即可得到用于玉米青贮饲料的青贮添加剂。
优选地,所述的青贮添加剂在玉米青贮饲料中的添加量为:每立方米青贮原料加入青贮添加剂0.2~0.3g。
上述用于玉米青贮饲料的青贮添加剂主要应用于青贮饲料中,特别是玉米青贮饲料。
本发明所用原料介绍如下:
植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum):厌氧或兼性厌氧菌,是乳酸菌的一种,属于同型发酵乳杆菌,具有抑制致病菌、促进营养物质吸收、维持肠道内菌群平衡等作用,在植物发酵、益生菌制剂的制备等方面应用广泛。本发明的植物乳杆菌是从牛的瘤胃中分离得到的植物乳杆菌,制备的青贮饲料尤其适用于饲养牛羊。
单宁酸是一种植物提取物,属多酚类物质,单宁是一种较强的蛋白质保护剂,可以保护蛋白质不被蛋白酶和微生物降解。本发明加入单宁酸是为了减缓蛋白质在青贮饲料中的降解。将单宁酸结合没食子酸作为饲料添加剂用于畜禽养殖方面,能够有效减少畜禽常见疫病的发生,提高机体免疫,对畜禽类养殖发展质量不断加强以及保障公共卫生安全具有十分重要的意义。
没食子酸,化学名称为3,4,5-三羟基苯甲酸,分子式C7H6O5,是一种多酚类有机化合物,广泛存在于掌叶大黄、大叶桉、山茱萸等植物中。添加剂中加入没食子酸可以使饲料具有抗氧化、抗自由基等生物学活性。
中性洗涤纤维是植物材料或含植物材料的饲料中不溶于中性洗涤剂的那部分物质,包括纤维素、半纤维素、木质素、硅酸盐。酸性洗涤纤维是植物材料或含植物材料的饲料中不溶于酸性洗涤剂的那部分物质,包括纤维素和酸性纤维素两部分。
本发明的青贮添加剂中加入的中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF),由联科华技术有限公司提供。中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维是评定饲料营养价值的重要指标,是饲料中的纤维成分,NDF和ADF的含量测定还可以进一步准确地测定出饲料中半纤维素、纤维素和木质素成分的含量,准确测定饲料中的各种纤维成分对评定饲料营养价值具有重要意义。
本发明具有以下有益效果:
1、本发明的青贮添加剂将植物乳杆菌与塔拉单宁酸、没食子酸、中性洗涤纤维及酸性洗涤纤维进行科学配比,使得到的青贮添加剂能够有效减少玉米青贮饲料蛋白质降解,增强其抗氧化能力,以解决玉米青贮饲料中蛋白质降解快、损失大、饲料抗氧化能力弱的问题,有效改善玉米青贮饲料的营养品质。
2、本发明的青贮添加剂搭配合理,为玉米青贮过程的微生物发酵提供了能量,同时加入的单宁酸和没食子酸可以降低青贮的pH值,使植物乳杆菌成为优势菌群,缩短进入稳定阶段的时间和青贮饲料的生产周期,减少氨态氮含量,增加有机酸含量,提高秸秆青贮饲料的发酵品质。
3、本发明中添加的单宁酸是可以保护蛋白质不被蛋白酶和微生物降解,单宁酸还具有很强的自由基清除活性,可以提高饲料的抗氧化能力。同时添加的植物乳杆菌可以促进青贮饲料快速发酵,并抑制致病菌等菌群生长,减少了对蛋白质的破坏,增强饲料的抗氧化活性。
4、本发明的青贮添加剂应用于玉米青贮饲料中效果良好,尤其适用于制备牛羊饲料,其制备成本较低,可进行工业化生产,具有广泛的应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述:
实施例1
一种用于玉米青贮饲料的青贮添加剂,包括以下重量份数的原料:质量分数为1.2%的塔拉单宁酸40份,活菌数为1.3×109CFU/mL的植物乳杆菌20份,没食子酸5份,中性洗涤纤维10份,酸性洗涤纤维6份,水5份。
该青贮添加剂的制备方法为:将植物乳杆菌扩大培养,并调整浓度1.3×109CFU/mL,然后与其他各组分按照比例混合,在35℃条件下,经固体发酵42h、风干、常温条件下超微粉碎,即可得到用于玉米青贮饲料的青贮添加剂。
实施例2
一种用于玉米青贮饲料的青贮添加剂,包括以下重量份数的原料:质量分数为0.5%的塔拉单宁酸50份,活菌数为1.6×109CFU/mL的植物乳杆菌15份,没食子酸3份,中性洗涤纤维15份,酸性洗涤纤维7.2份,水15份。
该青贮添加剂的制备方法为:将植物乳杆菌扩大培养,并调整浓度1.6×109CFU/mL,然后与其他各组分按照比例混合,在37℃条件下,经固体发酵50h、风干、常温条件下超微粉碎,即可得到用于玉米青贮饲料的青贮添加剂。
实施例3
一种用于玉米青贮饲料的青贮添加剂,包括以下重量份数的原料:质量分数为1.0%的塔拉单宁酸45份,活菌数为1.5×109CFU/mL的植物乳杆菌20.9份,没食子酸4份,中性洗涤纤维12.9份,酸性洗涤纤维7.2份,水10份。
该青贮添加剂的制备方法为:将植物乳杆菌扩大培养,并调整浓度1.5×109CFU/mL,然后与其他各组分按照比例混合,在36℃条件下,经固体发酵48h、风干、常温条件下超微粉碎,即可得到用于玉米青贮饲料的青贮添加剂。
应用实施例
将实施例1~3的青贮添加剂用于制备全株玉米青贮饲料,添加量为:每立方米青贮原料加入青贮添加剂0.2g。设置对照组1:对照组1只加入与实施例1等量的植物乳杆菌,不添加其他组分;设置对照组2:作为空白对照组,在青贮过程中不使用青贮添加剂。
在制备青贮饲料过程中,分别在第3、7、14和30天开封取样,每次取样在不同的部位,分别进行抗氧化能力测定和蛋白酶活性测定,每次测定3次取其平均值。
(1)蛋白酶活性测定
将20g青贮样品用预冷的100mL 0.1M磷酸钠缓冲液(含5mM次亚硫酸盐)均质化1分钟,通过4层纱布过滤,8000×g、4℃离心10分钟后,上清液用于测定羧肽酶和氨肽酶的活性。酶活性以干物质为基础,表示为单位/小时。
检测结果如下表1~2所示:
表1羧肽酶活性测定结果
表2氨肽酶活性测定结果
羧肽酶和氨肽酶是青贮过程中负责蛋白质降解的第一阶段的主要酶,在青贮过程中降低羧肽酶和氨肽酶的活性可以有效缓解蛋白质的降解。
从表1可见,在青贮3天时,本发明实施例1-3中的羧肽酶活性在13.1-13.54之间,而对照组2的羧肽酶活性为24.68,本发明比对照组降低了46%左右。在青贮30天时,本发明实施例1-3中的羧肽酶活性约为28,最低可低至27.56,而对照组2的羧肽酶活性升至56.48,本发明比对照组降低了51%左右。
从表2可见,在青贮3天时,本发明的氨肽酶活性最低为15.05,而对照组2的氨肽酶活性为23.98,本发明比对照组2降低了37%。在青贮30天时,本发明的氨肽酶活性最低为10.06,而对照组2的氨肽酶活性为12.03,本发明比对照组2降低了16%。
从表1-2可见,添加本发明的青贮添加剂可以降低玉米青贮中的羧肽酶活性和氨肽酶活性,缓解玉米青贮中蛋白质的降解。
(2)抗氧化能力测定
取0.2g冻干样品用10mL甲醇避光萃取24h,然后上清液用于分析自由基DPPH清除活性、自由基二铵盐自由基阳离子(ABTS)清除活性和铁离子还原抗氧化能力(FRAP)。用微孔板读数器分别在517、734和593nm处读取吸光值。所有分析均重复三次。检测结果如下表3~5所示,单位:mg DM/g。
表3自由基DPPH清除活性测定结果
表4自由基ABTS清除活性测定结果
表5 FRAP测定结果
从表3可见,在青贮3天时,本发明的自由基DPPH清除活性最高可达到151.56,而对照组2中仅为9.65,本发明的自由基DPPH清除活性比对照组2增大了14.7倍。在青贮30天时,本发明的自由基DPPH清除活性最高可达到167.86,而对照组2中仅为18.85,本发明的自由基DPPH清除活性比对照组2增大了7.9倍。
从表4可见,在青贮3天时,本发明ABTS清除活性最高可达到136.25,而对照组2中仅为14.06,本发明的ABTS清除活性比对照组2增大了8.7倍。在青贮30天时,本发明的ABTS清除活性最高可达到117.88,而对照组2中仅为2.55,本发明的ABTS清除活性比对照组2增大了45.2倍。
从表5可见,在青贮3天时,本发明铁离子还原抗氧化能力最高可达到86.45,而对照组2中仅为11.58,本发明的铁离子还原抗氧化能力比对照组2增大了6.5倍。在青贮30天时,本发明铁离子还原抗氧化能力最高可达到123.45,而对照组2中仅为28.89,本发明的铁离子还原抗氧化能力比对照组2增大了3.3倍。
综上,从表3-5可见,对照组的DPPH和ABTS的自由基清除活性以及还原力FRAP均比本发明实施例中的低,说明添加本发明的青贮添加剂显著增强了玉米青贮的抗氧化能力。
(3)玉米青贮饲料品质分析
用实施例1-3制备的玉米青贮饲料,以及对照组1-2制备的玉米青贮饲料,在放置6个月和12个月后,分别进行饲料品质分析,测定其pH和粗蛋白含量。结果如下表6所示。
表6玉米青贮饲料品质分析
从表6可见,本发明实施例制备的玉米青贮饲料在放置较长时间(一年)后,仍能保持较高的蛋白质含量和较低的pH。
上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种用于玉米青贮饲料的青贮添加剂,其特征在于:包括以下重量份数的原料:单宁酸40~50份,植物乳杆菌15~25份,没食子酸3~5份,中性洗涤纤维10~15份,酸性洗涤纤维6~8份,水5~15份。
2.根据权利要求1所述的用于玉米青贮饲料的青贮添加剂,其特征在于:由以下重量份数的原料制成:单宁酸45份,植物乳杆菌20.9份,没食子酸4份,中性洗涤纤维12.9份,酸性洗涤纤维7.2份,水10份。
3.根据权利要求1所述的用于玉米青贮饲料的青贮添加剂,其特征在于:所述的植物乳杆菌的活菌数为1.3×109~1.6×109CFU/mL。
4.根据权利要求1所述的用于玉米青贮饲料的青贮添加剂,其特征在于:所述的单宁酸为质量分数为0.5~1.2%的塔拉单宁酸。
5.根据权利要求1所述的用于玉米青贮饲料的青贮添加剂,其特征在于:所述单宁酸的制备方法为:将塔拉豆荚脱粒后通过干燥、粉碎,制成塔拉粉,加入塔拉粉质量25~30倍的去离子水,置于于25~35℃的恒温水浴锅中搅拌提取2.5~3.5h,过滤得滤液,滤液减压浓缩,再置于真空干燥箱过夜烘干,得到塔拉单宁酸。
6.根据权利要求1所述的用于玉米青贮饲料的青贮添加剂,其特征在于:所述的植物乳杆菌为广西兽医研究所细菌室的从牛的瘤胃中分离得到的植物乳杆菌,其保藏编号为:GDMCC No:62071。
7.根据权利要求1~6任一项所述的用于玉米青贮饲料的青贮添加剂,其特征在于:其制备方法为:将植物乳杆菌扩大培养,并调整浓度1.3×109~1.6×109CFU/mL,然后与其他各组分按照比例混合,在35~37℃条件下,经固体发酵40~50h、风干、常温条件下超微粉碎,即可得到用于玉米青贮饲料的青贮添加剂。
8.根据权利要求7所述的用于玉米青贮饲料的青贮添加剂,其特征在于:所述的青贮添加剂在玉米青贮饲料中的添加量为:每立方米青贮原料加入青贮添加剂0.2~0.3g。
9.如权利要求7所述的用于玉米青贮饲料的青贮添加剂在青贮饲料中的应用。
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