CN114931189A - 一种发酵甘蔗渣粗饲料、其制备方法及在肉牛tmr饲料中的应用 - Google Patents

一种发酵甘蔗渣粗饲料、其制备方法及在肉牛tmr饲料中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种发酵甘蔗渣粗饲料、其制备方法及在肉牛TMR饲料中的应用。所述发酵甘蔗渣粗饲料的制备方法包括如下步骤：将甘蔗渣粉碎，再与豆粕混合均匀，得到发酵底物；将所述发酵底物与复合菌种、木聚糖酶和纤维素酶混合发酵，得到所述发酵甘蔗渣粗饲料；其中，所述复合菌种包括酿酒酵母菌、黑曲霉菌、米曲霉菌、乳酸菌和丁酸梭菌。所述发酵甘蔗渣粗饲料的制备方法，能够降低甘蔗渣中木质素水平，使纤维素的消化性大大提高，并且发酵甘蔗渣粗饲料含有大量有益微生物，有利于肉牛胃肠道健康，显著提高饲料的营养物质消化利用率，甚至可以全部替代干牧草、玉米青贮等粗饲料。

Description

一种发酵甘蔗渣粗饲料、其制备方法及在肉牛TMR饲料中的 应用
技术领域
本发明属于饲料领域，具体涉及一种发酵甘蔗渣粗饲料、其制备方法及在肉牛TMR饲料中的应用。
背景技术
甘蔗渣是制糖过程中，甘蔗茎秆经过破碎和榨汁后产生的副产物。据统计，中国每年甘蔗产量大约7000万吨，甘蔗渣每年的产量约2000万吨。其中甘蔗渣纤维素为40～50％，中性洗涤纤维为70～90％，酸性洗涤纤维为50～70％，即粗纤维含量高，同时木质素含量也高。据研究表明以干物质计算甘蔗渣的木质素水平为13～20％左右，因此不适宜于直接饲喂家畜，因而70～80％的甘蔗渣被直接用作糖厂锅炉燃料，使得甘蔗渣得不到有效利用，造成资源浪费，对生态环境也造成一定的污染。
通常甘蔗收获季节在每年的12月至第二年的3月或4月，恰逢南方冬春季节饲草缺乏期。利用甘蔗渣可有效缓解南方冬春肉牛饲草料供应紧张的问题。但甘蔗渣中木质素与半纤维素形成紧密结构将纤维素包裹其中，进而影响了纤维素、半纤维素的消化吸收。甘蔗渣直接饲喂肉牛时，有机物消化率只有20-25％甚至更低，此外甘蔗渣适口性较差，直接饲喂甘蔗渣会影响肉牛的采食量，从而限制了甘蔗渣作为肉牛饲料原料的应用。
TMR为全混合日粮的英文缩写，肉牛TMR饲料是根据肉牛不同生长发育特点，依据肉牛营养需要设计的饲料配方，将粗饲料和精饲料用TMR混合机进行搅拌、切割和混合生产的一种饲料。该饲料具有营养全面，减少肉牛挑食、保持瘤胃健康，促进肉牛生长的优势。
尽管有文献报到通过碱化、氨化、膨化以及发酵处理，可以一定程度上改善甘蔗渣的利用率，但这些方法主要有以下缺点：
(1)以上处理方法比较复杂成本高，且处理后的甘蔗渣储存时间较短，不利于在肉牛养殖过程中的应用与推广；
(2)发酵处理是提升甘蔗消化利用率的有效手段，但菌种的组合与添加水平对发酵效果起着非常关键的作用，现有的菌种组合和添加水平无法使得发酵达到较佳的效果。
故基于此，提出本发明技术方案。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种发酵甘蔗渣粗饲料、其制备方法及在肉牛TMR饲料中的应用。所述发酵甘蔗渣粗饲料的制备方法，能够降低甘蔗渣中木质素水平，使纤维素的消化性大大提高，并且发酵甘蔗渣粗饲料含有大量有益微生物，有利于肉牛胃肠道健康，显著提高饲料的营养物质消化利用率，甚至可以全部替代干牧草、玉米青贮等粗饲料。
本发明的方案是，提供一种发酵甘蔗渣粗饲料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将甘蔗渣粉碎，再与豆粕混合均匀，得到发酵底物；
(2)将所述发酵底物与复合菌种、木聚糖酶和纤维素酶混合发酵，得到所述发酵甘蔗渣粗饲料；其中，所述复合菌种包括酿酒酵母菌、黑曲霉菌、米曲霉菌、乳酸菌和丁酸梭菌；所述酿酒酵母菌含量≥4×108cfu/g，所述黑曲霉菌含量≥2×108cfu/g，所述米曲霉菌含量≥2×108cfu/g，所述乳酸菌含量≥1×108cfu/g，所述丁酸梭菌含量≥1×108cfu/g。
发明人在菌种的选取上进行了深入的研究，其中酿酒酵母菌为最先生长的菌种，其作用为发酵升温，产生代谢产物为其他菌种提供营养，同时可以产生少量纤维素酶、半纤维素酶、蛋白酶以及淀粉酶；而黑曲霉菌和米曲霉菌可以产生纤维素酶、甘露聚糖酶、葡聚糖酶、果胶酶、α-半乳糖苷酶、木聚糖酶、酸性蛋白酶、中性蛋白酶和木质素酶，从而降解甘蔗渣的纤维素、半纤维，也可降解一定量的降解木质素酶；丁酸梭菌可形成芽孢，可以保护肉牛肠道免受高木质素的甘蔗渣引起的损伤；乳酸菌含有植物乳杆菌、发酵乳杆菌，为最后生长的菌种，其作用为产生乳酸终止发酵、抑制霉菌的生长，从而延长发酵饲料的储存期。而目前通常发酵饲料的菌种选则一般为酵母菌、芽孢菌和乳酸菌。发明人研究发现，不同菌种的组合对甘蔗渣的发酵效果影响显著：相同菌种添加水平下，添加酵母菌、芽孢菌和乳酸菌配合纤维素酶和木聚糖酶的菌酶组合效果劣于本发明中的菌种配合纤维素酶和木聚糖酶的组合(见表1)，从结果可知本发明中的菌种组合在降解木质素、粗纤维、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维方面效果更明显。
表1不同菌种发酵后的甘蔗渣养成分对比结果(干物质基础，单位％)
Figure BDA0003677732760000031
优选地，步骤(1)中，所述粉碎至粒度≤2cm。
优选地，步骤(1)中，所述甘蔗渣与所述豆粕的重量比为99:1。发明人考虑到甘蔗渣蛋白质水平较低，为了提高发酵效果，从而将将甘蔗渣与豆粕按重量比以99:1混合。
优选地，步骤(2)中，每克甘蔗渣干重纤维素酶不低于200IU，每克甘蔗渣干重木聚糖酶不低于200IU。对于本发明而言，此处最低量可以实现在发酵过程中与发酵菌种协同降解甘蔗渣的纤维素和半纤维素，改善甘蔗渣的营养价值。
在发酵过程中，菌种发酵时适宜水分为38～50％，而刚榨出的湿甘蔗渣水分在45～50％，此时不需要外加水调节水分；风干后的甘蔗渣则需要外加水调节发酵底物水分至38～50％。
发酵装置可选用约230L的圆形发酵桶，其中，桶高约为1.2米，内径约为0.5米，并通过桶箍让密封发酵桶内形成厌氧环境，此发酵桶还留有一个通气口，保证发酵桶的气体只能出不能进，稳定发酵桶内的厌氧环境。环境温度处于0～35℃时桶内的甘蔗渣均可发酵：当温度于15～35℃时发酵72h即可；当温度于10～15℃时发酵96h即可；当温度于0～10℃时发酵120h即可。按此发酵方法制备得到的发酵甘蔗渣在不打开发酵桶时可保存45～50d，打开发酵桶开始饲喂后也可以继续保存7～10d不变质。此发酵方法操作简便，而且成本较低，发酵甘蔗渣储存时间长，可在不同规模的肉牛养殖场推广应用。
基于相同的技术构思，本发明再提供一种由上述制备方法得到的发酵甘蔗渣粗饲料。
本发明还提供一种肉牛TMR饲料，包括如下重量份的原料：发酵甘蔗渣粗饲料35～70份、玉米青贮0～35份、玉米粉20～25份、豆粕3～5份、麦麸1～3份、石粉1～1.2份、食盐0.3～0.5份、多维预混料0.05～0.1份、多矿预混料0.1～0.2份。
其中，每10g所述多维预混料含维生素A 110000IU，维生素D 20000IU，维生素E800IU；每10g所述多矿预混料含铁450mg、铜75mg、锰200mg、锌400mg、钴2mg、碘8mg、硒3mg、镁2000mg。
所述肉牛TMR饲料的制备方法为：将所有原料混合均匀即可。
本发明的有益效果为：
本发明所述发酵甘蔗渣粗饲料的制备方法，能够降低甘蔗渣中木质素水平，使纤维素的消化性大大提高，并且发酵甘蔗渣粗饲料含有大量有益微生物，有利于肉牛胃肠道健康，显著提高饲料的营养物质消化利用率，甚至可以全部替代干牧草、玉米青贮等粗饲料。另外，本发明的发酵工艺可以在牛场内进行，操作方便，有利于降低养殖成本，提高养殖效益，有效解决甘蔗渣资源浪费和环境污染的问题。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种发酵甘蔗渣粗饲料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将99kg甘蔗渣粉碎至粒度小于2cm，再与1kg豆粕混合均匀，得到发酵底物；
(2)将所述发酵底物与复合菌种、木聚糖酶和纤维素酶混合发酵，得到所述发酵甘蔗渣粗饲料；其中：
所述复合菌种包括酿酒酵母菌、黑曲霉菌、米曲霉菌、乳酸菌和丁酸梭菌；所述酿酒酵母菌含量为4×108cfu/g，所述黑曲霉菌含量为2×108cfu/g，所述米曲霉菌含量为2×108cfu/g，所述乳酸菌含量为1×108cfu/g，所述丁酸梭菌含量为1×108cfu/g；并且，以甘蔗渣干重为基准，所述木聚糖酶和纤维素酶的用量均为200IU/g；
所述发酵温度控制在15～35℃，发酵时间为72h，发酵的水分调节为38wt.％。
本实施例再提供一种肉牛TMR饲料的制备方法，具体为：
将35kg发酵甘蔗渣粗饲料、20kg玉米粉、3kg豆粕、1kg麦麸、1kg石粉、0.3kg食盐、0.05kg多维预混料、0.1kg多矿预混料投入TMR混合机，均匀搅拌混合2分钟即可。
实施例2
本实施例提供一种发酵甘蔗渣粗饲料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将99kg甘蔗渣粉碎至粒度小于2cm，再与1kg豆粕混合均匀，得到发酵底物；
(2)将所述发酵底物与复合菌种、木聚糖酶和纤维素酶混合发酵，得到所述发酵甘蔗渣粗饲料；其中：
所述复合菌种包括酿酒酵母菌、黑曲霉菌、米曲霉菌、乳酸菌和丁酸梭菌；所述酿酒酵母菌含量为4.2×108cfu/g，所述黑曲霉菌含量为2.2×108cfu/g，所述米曲霉菌含量为2.2×108cfu/g，所述乳酸菌含量为1.2×108cfu/g，所述丁酸梭菌含量为1.2×108cfu/g；并且，以甘蔗渣干重为基准，所述木聚糖酶和纤维素酶的用量均为240IU/g；
所述发酵温度控制在10～15℃，发酵时间为96h，发酵的水分调节为45wt.％。
本实施例再提供一种肉牛TMR饲料的制备方法，具体为：
将55kg发酵甘蔗渣粗饲料、20kg玉米青贮、22kg玉米粉、4kg豆粕、2kg麦麸、1.1kg石粉、0.4kg食盐、0.075kg多维预混料、0.15kg多矿预混料投入TMR混合机，均匀搅拌混合2分钟即可。
实施例3
本实施例提供一种发酵甘蔗渣粗饲料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将99kg甘蔗渣粉碎至粒度小于2cm，再与1kg豆粕混合均匀，得到发酵底物；
(2)将所述发酵底物与复合菌种、木聚糖酶和纤维素酶混合发酵，得到所述发酵甘蔗渣粗饲料；其中：
所述复合菌种包括酿酒酵母菌、黑曲霉菌、米曲霉菌、乳酸菌和丁酸梭菌；所述酿酒酵母菌含量为4.5×108cfu/g，所述黑曲霉菌含量为2.5×108cfu/g，所述米曲霉菌含量为2.5×108cfu/g，所述乳酸菌含量为1.5×108cfu/g，所述丁酸梭菌含量为1.5×108cfu/g；并且，以甘蔗渣干重为基准，所述木聚糖酶和纤维素酶的用量均为260IU/g；
所述发酵温度控制在0～10℃，发酵时间为120h，发酵的水分调节为50wt.％。
本实施例再提供一种肉牛TMR饲料的制备方法，具体为：
将70kg发酵甘蔗渣粗饲料、35kg玉米青贮、25kg玉米粉、5kg豆粕、3kg麦麸、1.2kg石粉、0.5kg食盐、0.1kg多维预混料、0.2kg多矿预混料投入TMR混合机，均匀搅拌混合2分钟即可。
为表明甘蔗渣的发酵效果，选取实施例1得到的发酵甘蔗渣粗饲料与未发酵的甘蔗渣进行对比，结果如表2所示。
表2发酵甘蔗渣和未发酵甘蔗渣营养成分对比结果(干物质基础，单位％)
Figure BDA0003677732760000071
Figure BDA0003677732760000081
由表2可知，发酵后的甘蔗渣粗纤维降低了11.58％、中性洗涤纤维降低了23.87％，酸性洗涤纤维降低了12.27％，木质素降低了2.68％，发酵后的气味为酒香味、颜色也呈淡黄亮色。即表明发酵操作可以使木质纤维素结构松散、改善甘蔗渣的营养价值，提供易消化的粗纤维，也能改善甘蔗渣的适口性。
试验例1
试验采用单因素随机试验，试验选择12～14月龄健康、体格发育基本一致，体重在335kg左右的西门塔尔杂交肉牛30头，随机分成3处理，每个处理组10个重复，每个重复1头肉牛。3个处理分别为处理组1、处理组2和处理组3，试验期60天。三个处理组的精粗饲料比均为3:7，每天饲喂等量的精饲料和粗饲料。处理组1的粗饲料为重量比为1:1的玉米青贮和干牧草；处理组2的粗饲料为重量比为1:1的以玉米青贮和未发酵甘蔗渣；处理组3的粗饲料为重量比为1:1的发酵甘蔗渣和玉米青贮。精料配方的配制参照中国农业行业标准NY/T815-2004《肉牛饲养标准》中的营养需要标准配制。三个处理组的精料配方为：玉米粉70～75份，豆粕12～15份、麦麸6～9份、石粉2～2.5份、食盐1～1.5份、多维预混料0.1～0.2份和多矿预混料0.2～0.4份。将肉牛的精饲料和粗饲料投入TMR混合机，搅拌、混合后得到各处理组肉牛TMR饲料。
生产性能：分别于试验第0天和第60天对处理组进行称重，计算各组肉牛平均日增重；每天测定肉牛采食量，试验结束时统计各组肉牛耗料量，并计算平均日采食量和料肉比；同时测定各处理组饲料的有机物消化率，同时计算肉牛的增重成本。
数据处理：采用SAS 9.4(2010)中ANOVA分析试验数据，并用DUNCAN氏方法进行多重比较，显著水平P<0.05，极显著水平P<0.01。
试验结果如表3所示。
表3不同处理组对肉牛生产性能和增重成本影响
项目 处理组1 处理组2 处理组3
始重/kg 337.07±7.71 336.15±7.55 335.02±6.68
末重/kg 406.08±10.12<sup>Aa</sup> 390.16±9.26<sup>Bb</sup> 403.42±8.16<sup>Aa</sup>
平均日增重kg/d 1.15±0.78<sup>Aa</sup> 0.90±0.67<sup>Bb</sup> 1.14±0.54<sup>Aa</sup>
平均日采食量kg/d 8.77±1.27<sup>Aa</sup> 7.36±1.04<sup>Bb</sup> 8.71±1.15<sup>Aa</sup>
料重比 7.63±1.14<sup>Bb</sup> 8.18±1.86<sup>Aa</sup> 7.64±1.19<sup>Bb</sup>
有机物消化率(％) 58.25±0.89<sup>a</sup> 53.18±1.29<sup>b</sup> 57.18±1.29<sup>b</sup>
平均增重成本(元/kg) 14.95 13.75 12.61
注：不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)。
结果分析：由表3中数据可知，处理组3与处理组2相比，处理组2肉牛的平均日采食量、平均日增重极显著提高(P<0.01)，料重比极显著降低(P<0.01)，有机物消化率显著提高(P<0.05)，同时增重成本也低1.14/kg元，即肉牛的生产性能显著改善，同时增重成本更低；处理组3与处理组1相比，肉牛的平均日采食量、平均日增重、料重比和有机物消化率上差异不显著(P>0.05)，说明发酵甘蔗渣通过发酵以后在改善肉牛性能上与干牧草接近，但因为甘蔗渣成本具有优势，因而增重成本比使用干牧草低2.34元/kg，这对于提高肉牛养殖效益，有显著效果。
试验例2
试验采用单因素随机试验，试验选择14～16月龄健康、体格发育基本一致，体重在400kg左右的西门塔尔杂交肉牛20头，随机分成2处理，每个处理组10个重复，每个重复1头肉牛。2个处理分别为处理组1和处理组2，试验期60天。两个处理组的精粗饲料比均为3:7，每天饲喂等量的精饲料和粗饲料。处理组1的粗饲料为重量比为1:1的玉米青贮和干牧草；处理组2的粗饲料为发酵甘蔗渣。精料配方的配制参照中国农业行业标准NY/T815-2004《肉牛饲养标准》中的营养需要标准配制。两个处理的精料配方为：玉米粉70～75份，豆粕12～15份、麦麸6～9份、石粉2～2.5份、食盐1～1.5份、多维预混料0.1～0.2份和多矿预混料0.2～0.4份。将肉牛的精饲料和粗饲料投入TMR混合机，搅拌、混合后得到各处理组肉牛TMR饲料。
生产性能：分别于试验第0天和第60天对处理组进行称重，计算各组肉牛平均日增重；每天测定肉牛采食量，试验结束时统计各组肉牛耗料量，计算平均日采食量和料肉比，同时测定各处理组饲料的有机物消化率，同时计算肉牛的增重成本。
数据处理：采用SAS 9.4(2010)中ANOVA分析试验数据，并用DUNCAN氏方法进行多重比较，显著水平P<0.05，极显著水平P<0.01。
试验结果如表4所示。
表4不同处理组对肉牛生产性能和增重成本影响
Figure BDA0003677732760000101
Figure BDA0003677732760000111
注：不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)，无字母标记表明差异不显著(P>0.05)。
结果分析：由表4中数据可知，处理组1与处理组2相比，肉牛平均日采食量、平均日增重和料重比差异都不显著(P>0.05)，同时增重成本也低2.36/kg元。说明肉牛TMR饲料中全部发酵甘蔗渣作为粗饲料不会对肉牛生产性能产生显著影响，但因为甘蔗渣成本具有优势，因而增重成本比使用玉米青贮和干牧草更低，有助于提高肉牛养殖效益。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种发酵甘蔗渣粗饲料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将甘蔗渣粉碎，再与豆粕混合均匀，得到发酵底物；
(2)将所述发酵底物与复合菌种、木聚糖酶和纤维素酶混合发酵，得到所述发酵甘蔗渣粗饲料；其中，所述复合菌种包括酿酒酵母菌、黑曲霉菌、米曲霉菌、乳酸菌和丁酸梭菌；所述酿酒酵母菌含量≥4×108cfu/g，所述黑曲霉菌含量≥2×108cfu/g，所述米曲霉菌含量≥2×108cfu/g，所述乳酸菌含量≥1×108cfu/g，所述丁酸梭菌含量≥1×108cfu/g。
2.根据权利要求1所述发酵甘蔗渣粗饲料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述粉碎至粒度≤2cm。
3.根据权利要求1所述发酵甘蔗渣粗饲料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述甘蔗渣与所述豆粕的重量比为99:1。
4.根据权利要求1所述发酵甘蔗渣粗饲料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，以甘蔗渣干重为基准，所述木聚糖酶和纤维素酶的用量均≥200IU/g。
5.根据权利要求1所述发酵甘蔗渣粗饲料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述发酵的温度为0～35℃，发酵的时间为72～120h，发酵的水分为38～50wt.％。
6.权利要求1～5任一所述制备方法得到的发酵甘蔗渣粗饲料。
7.一种肉牛TMR饲料，其特征在于，包括如下重量份的原料：发酵甘蔗渣粗饲料35～70份、玉米青贮0～35份、玉米粉20～25份、豆粕3～5份、麦麸1～3份、石粉1～1.2份、食盐0.3～0.5份、多维预混料0.05～0.1份、多矿预混料0.1～0.2份。
8.权利要求7所述肉牛TMR饲料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将所有原料混合均匀即可。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115736090A (zh) * 2022-11-17 2023-03-07 清镇市农业农村局 一种发酵刺梨渣粗饲料制备方法及在肉用水牛tmr饲料中的应用
CN116058444A (zh) * 2023-02-06 2023-05-05 赣州市畜牧水产研究所 一种甜叶菊副产物微生物发酵制备肉牛混合粗粮的方法

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