CN115812844B

CN115812844B - 一种基于全麦糟的发酵饲料及其制备方法

Info

Publication number: CN115812844B
Application number: CN202211693065.XA
Authority: CN
Inventors: 徐楠; 尹花; 余俊红; 黄淑霞; 闫鹏; 刘佳; 秦青青; 王剑锋; 胡淑敏; 王书谦; 刘明丽
Original assignee: Tsingtao Brewery Co Ltd
Current assignee: Tsingtao Brewery Co Ltd
Priority date: 2022-12-28
Filing date: 2022-12-28
Publication date: 2024-05-24
Anticipated expiration: 2042-12-28
Also published as: CN115812844A

Abstract

本发明公开了一种基于全麦糟的发酵饲料及其制备方法，属于发酵饲料技术领域。包括保鲜处理步骤、烘制步骤、好氧发酵步骤以及厌氧发酵步骤；所述保鲜处理步骤包括：取湿麦糟后立即向所述湿麦糟中添加乳酸菌；所述好氧发酵步骤包括：向经过所述烘制步骤得到的麦糟中加入混合菌种和酶制剂，好氧发酵，所述混合菌种包括酵母菌和芽孢杆菌，所述酶制剂包括纤维素复合酶、蛋白酶以及木聚糖酶；所述厌氧发酵步骤包括：向经过所述好氧发酵步骤发酵得到的麦糟中加入乳酸菌，厌氧发酵，得到发酵饲料。本发明应用于动物喂养饲料方面，解决现有麦糟处理技术存在麦糟容易变质、麦糟营养价值得不到有效利用、发酵技术不完善的问题。

Description

一种基于全麦糟的发酵饲料及其制备方法

技术领域

本发明属于发酵饲料技术领域，尤其涉及一种基于全麦糟的发酵饲料及其制备方法。

背景技术

啤酒糟是啤酒酿造工业中的主要副产物，约占啤酒产量的8-10％(湿重，含水量80％左右)。中国的啤酒产量己连续20年位居世界第一，以2021年啤酒产量3562万千升为例计算，啤酒糟的产量约300万吨，体量非常大。啤酒糟是啤酒酿造中糖化工序的产物，大麦芽与辅料大米等在糖化锅中进行糖化，淀粉分解成麦芽糖形成液体麦汁，糖化醪液在过滤槽中进行固液分离，麦汁进入发酵罐添加酵母后发酵，最终生成啤酒，而以皮壳为主的不溶性残渣则是啤酒糟。和白酒糟不同，啤酒糟中没有酵母和酒精，因此行业内也称其为麦糟。麦糟因其含水率高，容易腐败，存在不宜长期贮藏、不便于运输的问题，目前我国大多数厂家以低价直接将麦糟出售给农户作饲料，少数厂家将其烘干作饲料原料，有的甚至直接当废物排放，浪费资源的同时严重破坏了生态环境，尤其在夏季高温季节。在发达国家由于受环境保护法的严格制约，麦糟的综合利用得到了高度重视，国外从70年代开始研究麦糟的综合利用。近年来，我国也开始重视麦糟的开发利用。

麦糟含有大量的膳食纤维和蛋白质，分别约占50％和30％，另外还含有酚类、维生素、矿物元素等物质，营养非常丰富，是优质的饲料资源。麦糟不经过加工直接出售用于饲喂动物，附加值低，且动物难以消化，利用率低。近年来，人们对肉蛋奶的需求量急剧增加，促进了养殖业与饲料工业的蓬勃发展，饲料行业市场需求量大，蛋白饲料严重短缺，而常用日粮豆粕过度依赖大豆进口，饲料价格涨幅迅猛，亟需寻找新的饲料资源。麦糟营养丰富且体量大，是很好的选择。如何变废为宝，合理利用麦糟，提高附加值，有效地解决环境污染问题和资源浪费问题，已经成为啤酒工业面临的重大课题。

目前使用麦糟制作发酵饲料的报道，一般采取两条途径：一是将湿麦糟直接加入到十几种或者几十种饲料原料如玉米粉、麸皮等中，再添加一些微生物菌剂或酶制剂进行发酵；二是将湿麦糟先烘干，再加入到十几种或者几十种饲料原料中，加水调制，再添加一些微生物菌剂或酶制剂进行发酵。但以上处理方式在制作技术上存在一些问题，同时也是饲料行业需要解决的难题。

首先，关于加工方式。由于湿麦糟含水量大且营养丰富，在高温夏季放置几个小时就会被空气中的有害微生物污染，非常容易腐败变质，营养物质被破坏且产生毒素。如果啤酒厂到饲料加工厂的距离较远，或者湿麦糟的量比较大，而饲料生产能力有限，就存在很大风险，损失较大，且对动物产生不良影响。第一条途径必须迅速对湿麦糟进行混料加工，第二条途径必须迅速对湿麦糟进行烘干，如果加工不及时都会导致腐败。烘干后可以延长麦糟的保存期，不受后期混料加工时间的限制，但全部烘干的成本较高，每吨会增加600-1000元甚至更高。

其次，关于营养物质。目前，麦糟用于制作饲料或者发酵饲料时，大多作为十几种或者几十种原料里的一种，添加量非常少，不算真正意义上的以麦糟为主体的饲料。由于麦糟淀粉含量低(约3-6％)，在将麦糟制备发酵饲料的过程中，常添加玉米粉等含淀粉的营养物质，给动物补充碳源，但玉米粉价格较高，导致生产成本升高。如果随意添加一些低成本的物质，虽然成本和水分有所降低，却也拉低了麦糟自身的营养价值，而且质量不稳定不容易控制。麦糟自身含有10-15％的纤维素和10-15％的半纤维素，这部分营养物质没有被很好地利用，在适当的条件下可以转化为碳源和益生元。如果以麦糟为单一原料制作发酵饲料，质量稳定，降低成本，同时还可以增加麦糟的使用量，减少环境污染。

再次，关于发酵技术。在添加微生物菌剂、酶制剂进行固态发酵的过程中，菌种的选择及其添加量，酶制剂的选择及其添加量，固态发酵工艺条件比如发酵温度、时间、好氧或厌氧等都非常重要，需要系统全面地考虑，但目前这些参数还比较粗放。

最后，关于动物实验。目前，麦糟多用于直接饲喂动物，比较粗放，缺少系统实验数据，而以麦糟尤其是全麦糟作为发酵饲料，用于动物实验的少之又少。

发明内容

针对现有技术存在的不足之处，本发明所要解决的技术问题是克服现有麦糟处理技术存在麦糟容易变质、麦糟营养价值得不到有效利用、发酵技术不完善的问题，提出一种能够避免有害菌的污染风险、充分发挥麦糟营养价值、大大提升发酵麦糟质量的基于全麦糟的发酵饲料及其制备方法。

为解决所述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明一方面提供了一种发酵饲料的制备方法，包括保鲜处理步骤、烘制步骤、好氧发酵步骤以及厌氧发酵步骤；

所述保鲜处理步骤包括：取湿麦糟后立即向所述湿麦糟中添加乳酸菌；

所述好氧发酵步骤包括：向经过所述烘制步骤得到的麦糟中加入混合菌种和酶制剂，好氧发酵，所述混合菌种包括酵母菌和芽孢杆菌，所述酶制剂包括纤维素复合酶、蛋白酶以及木聚糖酶；

所述厌氧发酵步骤包括：向经过所述好氧发酵步骤发酵得到的麦糟中加入乳酸菌，厌氧发酵，得到发酵饲料。

优选的，所述烘制步骤包括：对经过所述保鲜处理步骤得到的麦糟进行脱水处理至麦糟含水量为60-70％，然后55-60℃下烘制至麦糟含水量为40-50％。

优选的，所述保鲜处理步骤中，乳酸菌培养液的添加量为湿麦糟重量的0.5-1％，乳酸菌培养液的浓度不小于10⁸个/mL。

优选的，所述好氧发酵步骤中，所述混合菌种培养液的添加量占干糟重量的10-20％，所述混合菌种由1:1的所述酵母菌和所述芽孢杆菌组成，所述酵母菌和所述芽孢杆菌培养液的浓度不小于10⁸个/mL。

优选的，所述好氧发酵步骤中，所述酶制剂的添加量占干糟重量的1-3％，所述酶制剂由5:3:2的所述纤维素复合酶、所述蛋白酶以及所述木聚糖酶组成，所述纤维素复合酶、所述蛋白酶以及所述木聚糖酶的酶活力大于10万U/g。

优选的，所述好氧发酵步骤的好氧发酵包括：将添加了所述混合菌种和所述酶制剂的麦糟加入单向阀厌氧发酵袋，28-32℃好氧发酵1-3天。

优选的，所述厌氧发酵步骤中的所述乳酸菌培养液的添加量占干糟重量的10-20％，所述乳酸菌培养液的浓度不小于10⁸个/mL。

优选的，所述厌氧发酵步骤中厌氧发酵包括35-38℃厌氧发酵4-6天。

本发明另一方面提供了一种基于全麦糟的发酵饲料，由上述任一技术方案所述的发酵饲料的制备方法制备得到。

优选的，所述发酵饲料中：活菌数≥10⁸个/mL，粗蛋白质≥30％，28％≤中性洗涤纤维≤40％，0.5％≤乙酸≤2.0％，3％≤乳酸≤5％，3.5≤pH≤4.5。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供一种发酵饲料的制备方法，通过限定保鲜处理步骤，避免了有害菌的污染风险，达到保鲜湿麦糟的目的，为后续的发酵处理过程奠定基础；通过限定好氧发酵步骤和厌氧发酵步骤，既为有益菌提供了碳源，又使得发酵饲料具有益生元的功能，将该发酵饲料用于动物喂养时能够提高动物的免疫能力，大大提升了发酵饲料的质量。

附图说明

图1为奶牛采食发酵饲料图；

图2为制备样品与反刍动物的培养液图；

图3为麦糟0#与发酵麦糟2#的单胃动物(鸭)仿生消化率图；

图4为麦糟0#与发酵麦糟2#的单胃动物(鸡)仿生消化率图；

图5为麦糟0#与发酵麦糟2#的单胃动物(猪)仿生消化率图。

具体实施方式

下面将对本发明具体实施例中的技术方案进行详细、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明总的技术方案的部分具体实施方式，而非全部的实施方式。基于本发明的总的构思，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都落于本发明保护的范围。

上述制备方法将啤酒酿造副产物麦糟加工成发酵饲料，既可以大大提高副产物的附加值，缓解我国蛋白质资源的紧缺问题，又能提高湿麦糟的保存期，防止麦糟腐败变臭，减少环境污染，还能增加动物适口性，提高营养物质的消化率和利用率，具有重要意义。具体的，针对湿麦糟的预处理和加工方式存在较大风险或成本高的问题，本发明在从酒糟站取湿麦糟的过程中或取后，迅速添加乳酸菌，有少量乳酸菌存在，就能形成优势菌群，避免了有害菌的污染风险；另外，通过烘制步骤对湿麦糟进行脱水烘干，可选的，所述烘制步骤包括：对经过所述保鲜处理步骤得到的麦糟进行脱水处理至麦糟含水量为60-70％，然后55-60℃下烘制至麦糟含水量为40-50％，与烘干全部湿麦糟相比，显著降低了成本。可选的，乳酸菌优选乳酸片球菌，乳酸片球菌产酸，产细菌素，具有较宽抑菌谱，抑制有害菌生长，调节胃肠道菌群。该技术方案具体限定了先采用脱水设备将湿麦糟脱水至含水量为60-70％，然后55-60℃烘制至麦糟含水量为40-50％，原因在于，该种技术手段相比于纯烘干的手段能够有效降低成本。针对添加其他营养物质导致成本高的问题，本发明使用麦糟作为单一原料，充分利用麦糟中10-15％的纤维素和10-15％的半纤维素，添加纤维素复合酶、木聚糖酶，降解成葡萄糖、木糖、阿拉伯糖等，既提供了碳源，又具有益生元的功能，活化肠道有益菌并促其生长，提高机体的免疫能力。与玉米粉等相比，酶制剂添加量少，操作简便，且显著降低成本。另外，本发明分别筛选了适合麦糟发酵的有益菌种和酶制剂种类，基于混料设计确定了各自的最佳配方，研究了关键发酵工艺对发酵麦糟指标的影响，基于五因子实验确定了麦糟发酵的最佳工艺参数，基于麦糟原料和动物消化机理，形成了一套涵盖菌剂配方、酶制剂配方和关键工艺参数的麦糟发酵技术体系，大大提升了发酵麦糟的质量。另外，本申请技术方案还限定了发酵过程为先好氧发酵后厌氧发酵，原因在于，酵母菌和芽孢杆菌是好氧菌或兼性厌氧菌，在好氧条件下，酵母菌和芽孢杆菌快速生长，产生蛋白酶及风味物质，且迅速消耗发酵环境中的游离氧，形成低氧或无氧环境；然后加入厌氧菌乳酸菌，正好厌氧条件下适合其生长，产生乳酸、乙酸等有机酸类以及抑菌物质，降低pH值，抑制致病菌的生长。

在一优选实施例中，所述保鲜处理步骤中，乳酸菌培养液的添加量为湿麦糟重量的0.5-1％，乳酸菌培养液的浓度不小于10⁸个/mL。该技术方案具体限定了保鲜处理步骤中乳酸菌的添加量，原因在于，既保证处理后麦糟中乳酸菌的含量不小于10⁵个/mL，又控制乳酸菌的添加成本，只要乳酸菌形成优势菌，起到暂时抑制有害菌的作用即可。可以理解的是，该乳酸菌的添加量还可以是0.6％、0.7％、0.8％、0.9％及其范围内的任意点值。

在一优选实施例中，所述好氧发酵步骤中，所述混合菌种培养液的添加量占干糟重量的10-20％，所述混合菌种由1:1的所述酵母菌和所述芽孢杆菌组成，所述酵母菌和所述芽孢杆菌培养液的浓度不小于10⁸个/mL。该技术方案具体限定了好氧发酵步骤中混合菌种的添加量，原因在于，保证麦糟发酵后混合菌的活菌数不小于10⁸个/mL，产生足够的发酵产物，又控制成本。可以理解的是，该混合菌种的添加量还可以是12％、14％、16％、18％及其范围内的任意点值；该技术方案还具体限定了混合菌种由酵母菌和芽孢杆菌组成，所述酵母菌优选酿酒酵母，所述芽孢杆菌优选枯草芽孢杆菌，其中，酵母菌产香，增加适口性，消耗游离氧，促进有益菌生长，合成多种酶类；枯草芽孢杆菌产芽孢，抗逆性强，消耗游离氧，促进有益菌生长，合成多种酶类。合成的多种酶类又可以分解麦糟中的大分子物质，为有益菌提供营养和益生元。

在一优选实施例中，所述好氧发酵步骤中，所述酶制剂的添加量占干糟重量的1-3％，所述酶制剂由5:3:2的所述纤维素复合酶、所述蛋白酶以及所述木聚糖酶组成，所述纤维素复合酶、所述蛋白酶以及所述木聚糖酶的酶活力大于10万U/g。该技术方案具体限定了酶制剂的添加量，原因在于，所加酶量既能降解麦糟中的纤维素、半纤维素和蛋白质生成足够的葡萄糖、蛋白肽、木寡糖等，为微生物提供碳源氮源营养和益生元，又控制成本。可以理解的是该酶制剂的添加量还可以是2％。该技术方案还进一步限定了酶制剂由纤维素复合酶、蛋白酶以及木聚糖酶组成，蛋白酶优选酸性蛋白酶，其中，添加酶制剂是为了将阿拉伯木聚糖分解，获得可提取的阿拉伯木聚糖，有一定益生作用，具体的，利用纤维素复合酶降解大分子纤维素，生成葡萄糖，为有益菌提供可利用的碳源；利用酸性蛋白酶降解大分子蛋白质，生成多肽和氨基酸，为有益菌提供可利用的氮源，之所以选择酸性蛋白酶是因为在对麦糟前处理时为了防止有害微生物污染导致酸败，添加了少量乳酸菌进行保鲜，乳酸菌产酸，麦糟为酸性；利用木聚糖酶降解阿拉伯木聚糖，生成一定量的具有益生作用的木寡糖和木糖；上述酶在好氧发酵步骤中加入后，在好氧发酵阶段(28-32℃好氧发酵1-3天)进行酶反应，同时也在接下来的厌氧发酵阶段(35-38℃厌氧发酵4-6天)进行酶反应。

在一优选实施例中，所述好氧发酵步骤的好氧发酵包括：将添加了所述混合菌种和所述酶制剂的麦糟加入单向阀厌氧发酵袋，28-32℃好氧发酵1-3天。需要说明的是，本技术方案的好氧发酵是将麦糟先脱水再烘制，得到含水量40-50％的麦糟后再进行的固态发酵，本技术方案采用固态发酵，与液态发酵相比，固态发酵成本较低，机械化程度要求低，发酵产物浓度高，压力低，能耗小。

在一优选实施例中，所述厌氧发酵步骤中的所述乳酸菌培养液的添加量占干糟重量的10-20％，所述乳酸菌培养液的浓度不小于10⁸个/mL。该技术方案进一步限定了厌氧发酵步骤中的乳酸菌的添加量，原因在于，保证麦糟发酵后乳酸菌的活菌数不小于10⁸个/mL，产生足够的发酵产物，又控制成本。可以理解的是，该乳酸菌的添加量还可以是12％、14％、16％、18％及其范围内的任意点值。

在一优选实施例中，所述厌氧发酵步骤中厌氧发酵包括35-38℃厌氧发酵4-6天。该技术方案进一步限定了厌氧发酵的发酵条件，原因在于，使乳酸菌在适宜的温度下生长繁殖，在合适的时间内产生足够的发酵产物，尽量减少发酵周期，降低成本。

本发明另一方面提供了一种基于全麦糟的发酵饲料，由上述任一技术方案所述的发酵饲料的制备方法制备得到。该发酵饲料基于全麦糟发酵得到，不需要额外添加任何物质即可用于动物喂养，且具有功能性，有利于提高动物免疫力。通过对该基于全麦糟的发酵饲料进行系统多维度动物实验，包括奶牛的采食饲喂试验、反刍和单胃动物体外仿生试验、瘘管牛瘤胃消化试验等，结果显示本发明的发酵麦糟饲料显著增加了动物的采食量，提高了饲料适口性和营养物质的消化率，基于麦糟营养和动物消化或产奶机理，证实了全麦糟发酵饲料的营养价值及有效性。进一步的，通过上述制备方法制备得到的发酵饲料具有明显的、愉悦的发酵酸香味，无霉味和其它异味，比发酵前的麦糟松软松散，皮壳变软，适口性明显增加，具体的：活菌数≥10⁸个/mL，粗蛋白质≥30％，28％≤中性洗涤纤维≤40％，0.5％≤乙酸≤2.0％，3％≤乳酸≤5％，3.5≤pH≤4.5。

为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的基于全麦糟的发酵饲料及其制备方法，下面将结合具体实施例进行描述。

实施例1

1、菌种

对实验室筛选出的抑菌能力和产蛋白酶能力俱佳的乳酸片球菌、酿酒酵母和枯草芽孢杆菌分别进行逐级活化和扩培。根据湿麦糟的重量扩培菌液。从啤酒厂酒糟站取5kg湿麦糟，按照菌液总添加量为湿糟重量的10％以及三种菌液约占1/3粗算，三种菌液大约需要扩培出200mL。

(1)第一次活化。从-80℃冰箱取出菌种的甘油冷冻保存管，冷冻管融化后分别取100μL到5mL液体试管培养基中，进行活化(乳酸片球菌用MRS液体培养基，于37℃恒温箱中静置培养24h；酿酒酵母用YPD液体培养基，于30℃恒温箱中静置培养24h；枯草芽孢杆菌用LB液体培养基，于37℃摇床中振荡培养24h)

(2)第二次活化。从一级活化液体试管中各取200μL到20mL三角瓶液体培养基中，进行二次活化(乳酸片球菌用MRS液体培养基，于37℃恒温箱中静置培养24h；酿酒酵母用YPD液体培养基，于30℃恒温箱中静置培养24h；枯草芽孢杆菌用LB液体培养基，于37℃摇床中振荡培养24h)

(3)扩培。从二级活化液体试管中各取10mL到200mL三角瓶液体培养基中，进行扩培(乳酸片球菌用MRS液体培养基，于37℃恒温箱中静置培养24-48h；酿酒酵母用YPD液体培养基，于30℃恒温箱中静置培养24-48h；枯草芽孢杆菌用LB液体培养基，于37℃摇床中振荡培养24-48h)

(4)扩培菌悬液的活菌数测定。

有三种常用方法测定活菌数：

1)浊度法。取混匀的菌液200μL于酶标板中，以相应的空白液体培养基分别作为对照，在600nm下测定光密度，当光密度大于2.0时才能满足要求。

2)稀释平板计数法。从菌悬液中取100μL，加900μL无菌水，振荡混匀，为1#管，稀释倍数为10；从1#管中取100μL加900μL无菌水，振荡混匀，为2#管，稀释倍数为100；依次稀释到10⁶，共稀释6个梯度。准备MRS、YPD、LB固体平板培养基，挑选10⁴、10⁵、10⁶三个稀释度涂布平板。将涂布后的MRS和LB平板置于37℃培养48h，YPD平板置于30℃培养48h。记录稀释倍数和平板上相应的菌落数量。计算两个平行平板菌落数的平均值，再将平均值乘以相应稀释倍数，作为每mL中菌落总数结果。浊度法与稀释平板法的结果具有高度相关性。浊度法简便快捷，但相对粗一些，稀释平板法精确，但方法繁琐、滞后。两个方法相辅相成，一般测定扩培菌悬液的活菌数用浊度法，测定发酵麦糟中活菌数用稀释平板法。

3)自动计数仪法。目前有酵母自动计数仪，测定酵母菌数的方法比较成熟，已经广泛应用。但细菌尺寸较小，还没有成熟的仪器。

用浊度法测定三种菌悬液在600nm的OD值，如表1所示。

表1三种扩培菌悬液的活菌数(浊度法)

2、麦糟的前处理

(1)从啤酒厂的酒糟站取5kg湿麦糟，立即加入25mL扩培的乳酸片球菌，搅拌均匀。

(2)将湿麦糟运到实验室后，测量湿麦糟的水分：准确称取5g于称量瓶中，称量空瓶和带麦糟的总重，于105℃烘箱中3.5h，测量烘干后的总重，计算得出麦糟的水分为81％，干重为19％。

(3)将湿麦糟使用脱水机进行脱水，按照上述方法测定脱水麦糟的实际水分，显示水分从81％降低到了65％；将脱水麦糟置于55℃烘箱烘制4h，按照上述方法测定烘制麦糟的实际水分，计算出水分从65％降低到了45％，除去损失和中间取样，获得1.5kg的烘制麦糟。

3、发酵麦糟的制备

(1)计算烘制麦糟的干重为825g，向烘制麦糟中加入10％(82mL)的酿酒酵母和枯草芽孢杆菌扩培菌液，比例为1:1，根据菌液OD值计算出实际添加量，酿酒酵母40mL，枯草芽孢杆菌42mL，搅拌均匀。

(2)向加菌后的麦糟中加入2％的酶制剂，同样以干重计，共16.5g，包括纤维素复合酶、酸性蛋白酶、木聚糖酶，比例为5:3:2，三种酶的实际添加量依次为8.25g、4.95g和3.3g。

(3)将加菌加酶后的麦糟盛入带有单向阀的厌氧发酵袋，搅拌均匀，不封口，30℃好氧发酵2天。

(4)向麦糟中加入10％的乳酸菌，同样以干重计，共82mL，搅拌均匀，将发酵袋封口，37℃厌氧发酵5天，即得到以麦糟为单一原料的发酵麦糟饲料。

实施例2

将制备的全麦糟发酵饲料，与起始的未经发酵的麦糟以及市售发酵饲料进行比较。如表2所示。所有指标都是以干重计。

表2全麦糟发酵饲料与未发酵麦糟、市售发酵饲料的对比

乳酸菌产生脂肪酸，pH值下降，可有效抑制有害菌。短链挥发性脂肪酸参与采食调控，其中乙酸是乳脂合成的前体物质。蛋白是动物需要的主要营养物质。中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维用于评估日粮纤维营养，太高了不利于动物消化，影响适口性。

首先对比麦糟发酵前后的差异。发酵后，各项指标都有明显改善。短链脂肪酸(乙酸、乳酸)升高，粗蛋白含量升高，中性与酸性洗涤纤维明显下降。发酵后有愉悦的酸香味。

与两款市售发酵饲料相比，全麦糟发酵饲料的乙酸、乳酸和粗蛋白含量都较高，中性与酸性洗涤纤维较低。

本发明的全麦糟发酵饲料各项指标都优于未发酵麦糟和两款市售发酵饲料。

实施例3

将本发明制备的全麦糟发酵饲料，与未发酵麦糟，以及3款市售发酵饲料，开展奶牛采食饲喂试验，如图1所示，评价发酵麦糟在动物上的应用效果，考察适口性。5个样品依次是未发酵麦糟1#、全麦糟发酵饲料2#、及市售发酵饲料3-5#，分别约1公斤。

在奶牛养殖场，选择多头奶牛分别饲喂5款样品，观察奶牛对5款样品的喜好度，以及对单个奶牛进行多次饲喂，观察重复性。最终也可以通过样品的剩余量进行评判。

结果显示：5款饲料的采食优先级依次是2#>3#>1#>4#>5#。本发明的全麦糟发酵饲料有愉悦的酸香味，是奶牛吃得速度最快的，表明奶牛最喜欢，适口性最好。3#是发酵豆粕，豆粕本身就是奶牛的日粮之一，发酵后增加了香味，适口性增加。未发酵的麦糟本身也是奶牛的饲料，但有些酸馊味，且含水量高，奶牛不是太喜欢。4#是含有麦糟的发酵饲料，但麦糟占比非常少，主要是青贮类物质。5#发酵饲料不含麦糟，有麸皮、玉米秸秆等，有轻微的氨臭味。

表明饲料原料、合适的菌酶协同、合适的发酵工艺条件都是制备发酵饲料的关键因素。

实施例4

将本发明制备的全麦糟发酵饲料，与未发酵麦糟，以及2款市售发酵饲料，开展动物体外仿生评价试验。

1、反刍动物体外消化率的评价方法

(1)将各物料分别于65℃烘箱干燥12h，至恒重为止，置于封口袋中备用。

(2)将各物料分别用植物粉碎机过40目筛。

(3)测定原料的干物质(DM)含量和粗蛋白质(CP)含量，参考国标。

(4)配制发酵培养液，参考Menke氏的方法。

(5)晨饲前屠宰奶牛，收集瘤胃液。使用4层医用纱布过滤瘤胃液到通有CO₂的家用暖瓶中。

(6)调节发酵培养液的pH为7.0-7.3，将发酵培养液与瘤胃液按照2：1的比例混合均匀倒入2L的烧杯内，置于39℃水浴锅内，匀速搅拌。制备出人工培养液。

(7)称取1.0000g±0.0010g样品于一次性样品瓶中，加入60mL人工培养液，密封，置于39℃水浴摇床，转速为180rpm，反应24h。如图2所示。

(8)反应结束后测定反应液的pH，收集沉淀，测定其DM和CP含量。

(9)计算

养分的消化率＝(反应前养分的含量-反应后养分的含量)÷反应前养分的含量×100％

4款发酵饲料的反刍动物瘤胃体外消化率，如表3所示。

表3不同发酵饲料的反刍动物瘤胃体外消化率

动物消化率高，采食量增加，吸收好，就会合成更多的营养，生产性能得以提升。与未发酵麦糟相比，全麦糟发酵饲料的干物质(DM)和中性洗涤纤维(NDF)消化率都明显升高，表明发酵后提高了反刍动物的瘤胃消化率。麦糟发酵后，大分子物质被降解，更容易被奶牛消化。同时也优于两款市售发酵饲料。

市售发酵饲料1中没有添加枯草芽孢杆菌，可能分泌的纤维素酶较少，降低了纤维素类物质的降解，影响了消化率。

市售发酵饲料2的消化率较低，其纤维较高，降低了其消化率，推测制备过程中添加了高纤维的原料，不利于动物的消化利用。

2、单胃动物(鸭、鸡、猪)的仿生体外消化率评价

采用SDS-III单胃动物仿生消化系统，全自动模拟猪禽胃肠道消化过程，分析不发酵麦糟0#和发酵麦糟2#的消化指标差异。结果如图3-5所示。

SDS-III单胃动物仿生消化系统由模拟消化器和控制系统组成。模拟消化器中透析袋内视为胃、小肠、大肠的内环境(消化环境)，透析袋外视为毛细血管体液环境(吸收环境)。采用组态软件技术通过电脑程控进入模拟消化器内的缓冲液自动输入-排空-切换系统、消化液自动分泌系统、水解产物自动清洗系统、恒温控制系统、混合强度自动控制系统、电子元件信号检测系统等模块，实现对猪禽胃肠道消化过程的全自动模拟。

结果显示：与未发酵麦糟相比，发酵麦糟的干物质(DM)消化率、能量消化率和酶水解物能值都明显升高。表明发酵麦糟同样也适用于单胃动物鸭、鸡、猪。三种单胃动物对发酵麦糟的仿生消化率从高到低依次为：鸭＞鸡＞猪。

实施例5

(1)发酵麦糟和未发酵麦糟的瘘管牛瘤胃降解效果评价

选用3头健康、安装永久性瘘管的荷斯坦奶牛，称取样品(发酵麦糟和未发酵麦糟)于特制尼龙袋内，每头牛每个时间点设3个平行，早晨饲喂前投入瘤胃中，分别在2h、4h、8h、12h、24h、36h、48h培养后取出。置于55℃烘箱烘48h至恒量，测定样品在不同时间点DM、NDF和CP的瘤胃降解率。计算快速降解部分a、慢速降解部分b、瘤胃有效降解率ED。

麦糟和发酵麦糟的干物质瘤胃降解率及降解参数如表4所示。

表4麦糟和发酵麦糟的干物质瘤胃降解率及降解参数

干物质(DM)瘤胃降解率可以反映出饲料在瘤胃中消化的难易程度，同时也是影响奶牛DM采食量的重要因素。结果表明，发酵麦糟的DM瘤胃降解率和有效降解率(ED)值随时间变化明显增加，且明显高于麦糟。其DM主要在36h之内降解，且48h的降解率均在70％左右。

粗蛋白瘤胃降解率及降解参数如表5所示。粗蛋白(CP)在瘤胃中的降解主要由其在瘤胃内的滞留时间和降解的难易程度决定。此外，CP在瘤胃中的降解与其内部结构组成、非蛋白氮(NPN)和真蛋白质含量以及真蛋白的理化特性、细胞壁惰性屏障的存在和抗营养因子等也有直接关系。本试验结果表明，发酵麦糟的CP瘤胃降解率、a值和ED值明显增加，可能是DM含量的降低相对提高了瘤胃中蛋白质分解酶的浓度，导致CP降解率提高。也可能是因为通过发酵处理能够提高NPN和可溶性蛋白含量，提高了饲料中CP的a值，从而提高了CP的降解率。

表5麦糟和发酵麦糟的粗蛋白瘤胃降解率及降解参数

麦糟和发酵麦糟的中性洗涤纤维瘤胃降解率及降解参数如表6所示。NDF瘤胃降解率是反映饲料营养价值的一个重要指标，NDF的组成会影响到NDF瘤胃降解率。经发酵后，发酵麦糟其各个时间点的NDF瘤胃降解率显著提高，可能是麦糟的NDF和DM含量经微生物发酵后降低，造成分解NDF的纤维素酶和半纤维素酶浓度升高，从而提高了NDF的瘤胃降解率和ED值。

表6麦糟和发酵麦糟的中性洗涤纤维瘤胃降解率及降解参数

(2)常规日粮和发酵麦糟的瘘管牛瘤胃降解效果评价

在日粮中添加发酵麦糟4.35公斤，占日粮干物质的14.41％，替代0.52公斤日粮(包括豆粕和其他发酵饲料等)。替代方案是根据CPM奶牛配方软件计算出来的，代替前后蛋白含量、干物质含量、纤维含量基本不变。将常规日粮和添加发酵麦糟的日粮做瘘管牛实验，分析蛋白、纤维的瘤胃降解率和有效降解率，如表7和表8所示。结果显示：与常规日粮相比，发酵酒糟提高了粗蛋白的瘤胃降解率，中性洗涤纤维的瘤胃降解率基本不变。

表7粗蛋白瘤胃降解率及降解参数

表8中性洗涤纤维瘤胃降解率及降解参数

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Claims

1.一种基于全麦糟的发酵饲料的制备方法，其特征在于，包括保鲜处理步骤、烘制步骤、好氧发酵步骤以及厌氧发酵步骤；

所述保鲜处理步骤包括：取湿麦糟后立即向所述湿麦糟中添加乳酸片球菌；

所述好氧发酵步骤包括：向经过所述烘制步骤得到的麦糟中加入混合菌种和酶制剂，好氧发酵，所述混合菌种包括酿酒酵母和枯草芽孢杆菌，所述酶制剂包括纤维素复合酶、蛋白酶以及木聚糖酶；

所述厌氧发酵步骤包括：向经过所述好氧发酵步骤发酵得到的麦糟中加入乳酸片球菌，厌氧发酵，得到发酵饲料；

所述烘制步骤包括：对经过所述保鲜处理步骤得到的麦糟进行脱水处理至麦糟含水量为60-70%，然后55-60℃下烘制至麦糟含水量为40-50%；

所述保鲜处理步骤中，乳酸片球菌培养液的添加量为湿麦糟重量的0.5-1%，乳酸片球菌培养液的浓度不小于10⁸个/mL；

所述好氧发酵步骤中，所述混合菌种培养液的添加量占干糟重量的10-20%，所述混合菌种由1:1的所述酿酒酵母和所述枯草芽孢杆菌组成，所述酿酒酵母和所述枯草芽孢杆菌培养液的浓度不小于10⁸个/mL；

所述厌氧发酵步骤中的所述乳酸片球菌培养液的添加量占干糟重量的10-20%，所述乳酸片球菌培养液的浓度不小于10⁸个/mL。

2.根据权利要求1所述的基于全麦糟的发酵饲料的制备方法，其特征在于，所述好氧发酵步骤中，所述酶制剂的添加量占干糟重量的1-3%，所述酶制剂由5:3:2的所述纤维素复合酶、所述蛋白酶以及所述木聚糖酶组成，所述纤维素复合酶、所述蛋白酶以及所述木聚糖酶的酶活力大于10万U/g。

3.根据权利要求1所述的基于全麦糟的发酵饲料的制备方法，其特征在于，所述好氧发酵步骤的好氧发酵包括：将添加了所述混合菌种和所述酶制剂的麦糟加入单向阀厌氧发酵袋，28-32℃好氧发酵1-3天。

4.根据权利要求1所述的基于全麦糟的发酵饲料的制备方法，其特征在于，所述厌氧发酵步骤中厌氧发酵包括35-38℃厌氧发酵4-6天。

5.一种基于全麦糟的发酵饲料，其特征在于，由权利要求1-4任一项所述的发酵饲料的制备方法制备得到。

6.根据权利要求5所述的基于全麦糟的发酵饲料，其特征在于，所述发酵饲料中：活菌数≥10⁸个/mL，粗蛋白质≥30%，28%≤中性洗涤纤维≤40%，0.5%≤乙酸≤2.0%，3%≤乳酸≤5%，3.5≤pH≤4.5。