CN117441829A - 一种生物发酵饲料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请属于养殖饲料制备技术领域，本申请公开了一种生物发酵饲料及制备方法。上述生物发酵饲料包括以下原料：动物骨、糖蜜、复合酶剂、发酵菌粉、三聚磷酸钠、大豆卵磷脂、豆粕、棉粕、米糠、玉米粉、麦麸、花生饼、胡麻饼、秸秆、瓜藤、稻壳、果渣、高粱壳、牧草和柠条。上述生物发酵饲料的制备方法包括以下步骤：（1）骨汤接种菌粉制备发酵菌液；（2）通过二次发酵制得生物发酵饲料。本申请制得的生物发酵饲料在保证低成本的同时具有较高的粗蛋白含量，同时其口味带有酵香味，适口性更好，制作方法简单，适合推广使用。
Description
技术领域
本申请涉及养殖饲料制备技术领域，尤其是涉及一种生物发酵饲料及制备方法。
背景技术
随着畜牧科技的普及，我国养殖业发展迅速。然而，我国人均肉、蛋、奶的摄入量与发达国家仍有较大的差距，特别是牛羊肉等高档畜产品的消费量远远低于发达国家。与发达国家相比，目前我国养殖业饲养设施、环境条件较差，养殖疾病相对较多，而其中最大的问题就是饲料资源短缺，我国玉米豆粕供应紧张，降低养殖效益及影响国家粮食安全。国家实施玉米豆粕减量替代方案。发酵饲料是指在人工控制条件下，微生物通过自身的代谢活动，将植物性、动物性和矿物性物质中的抗营养因子分解或转化，产生更能被牲畜采食消化、吸收的养分更高且无毒害作用的饲料原料。通过微生物发酵可改善秸秆、瓜藤、稻壳、果渣、高粱壳、牧草、柠条的营养价值，将含量高的木质纤维素转化为高质量的菌体蛋白，提高蛋白质量；同时微生物在发酵基质中生长，可以降解抗营养因子，分泌有益物质，有助于提高动物对饲料的消化利用率。目前的生物发酵中对木质纤维素到蛋白质的转化率还不够高，饲料成本仍然较高，牛羊从发酵饲料中摄取的营养成分还比不上食用玉米豆粕类饲料，造成牛羊生长较慢而达不到降低饲养成本的最终目的。
发明内容
为了解决上述至少一种技术问题，开发一种成本低、蛋白含量高、营养成分丰富的反刍动物饲料，本申请提供了一种生物发酵饲料及制备方法。
一方面，本申请提供的一种生物发酵饲料，按重量份数计，所述生物发酵饲料的原料包括动物骨30-40份、糖蜜15-30份、A料80-140份、B料300-500份、复合酶剂0.2-0.8份、发酵菌粉0.2-3份、三聚磷酸钠5-12份和大豆卵磷脂8-13份；所述A料包括豆粕、棉粕、米糠、玉米粉、麦麸、花生饼、胡麻饼中的三种及以上；所述B料包括秸秆、瓜藤、稻壳、果渣、高粱壳、牧草、柠条中的三种及以上。
可选的，所述A料和B料的重量比为2-3：7-9。
可选的，所述B料中任意两个组分之间的重量比的比值在0.4-3之间。
可选的，所述发酵菌粉的加入量为A料和B料加入量之和的0.1-0.4％；所述发酵菌粉包括乳酸菌菌粉、枯草芽孢杆菌菌粉和米曲霉菌菌粉中的一种或多种。
可选的，所述发酵菌粉中乳酸菌菌粉、枯草芽孢杆菌菌粉和米曲霉菌菌粉的重量比为3-7:2-3:1。
可选的，所述动物骨包括鸡骨、鸭骨、鹅骨、猪骨、牛骨、羊骨和鱼骨中的一种或多种。
第二方面，本申请提供了上述生物发酵饲料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将动物骨研磨成骨粉，将骨粉加入到水中进行熬制和浓缩，之后冷却，制得骨汤，调节骨汤的pH为3-4，加入复合酶剂，在搅拌的条件下进行酶解；所述骨粉与所述清水的重量比为1：5-10；所述骨汤中固含物的含量为20-30wt％；
S2、将酶解后的骨汤pH值调至6-7，向骨汤中加入糖蜜和发酵菌粉，搅拌混合后，在33-37℃下保温2-5h，制得发酵菌液；
S3、将发酵菌液和A料搅拌混合，并调节含水量，之后进行第一次发酵，制得第一次发酵产物；所述第一次发酵为有氧发酵，发酵时间为4-8天，发酵温度20-30℃；
S4、将第一次发酵产物、三聚磷酸钠和大豆卵磷脂加入到B料中，进行第二次发酵，制得生物发酵饲料；所述第二次发酵为厌氧发酵，发酵时间为10-17天，发酵温度35-43℃。
通过采用上述技术方案，发酵饲料粗蛋白提高主要依赖于微生物菌体蛋白，微生物生长情况直接影响到发酵体系中粗蛋白含量的变化，从而影响到整体粗蛋白含量的变化。合适的发酵菌接种量可以使发酵料中益生菌生长繁殖处于一个快速增长状态，菌体蛋白积累较快；接种量小，发酵速
度较慢，菌体蛋白积累较慢；接种量过大，益生菌生长密度过大，提前进入衰亡期，不利于菌体蛋白积累，同时也增加了成本。因此，前期通过骨汤和糖蜜提供发酵菌繁殖所需的营养物质和能量使其快速生长，发酵菌也能将骨汤中的大分子营养成分转化为小分子物质便于吸收。A料为精饲料，B料为粗饲料，精粗分级发酵方式相较于一次性的混合发酵对能量利用更合理，最终得到的发酵饲料中的粗蛋白含量更高，粗纤维含量更低，发酵饲料的风味和适口性牛羊等反刍动物更倾向于食用，因此，精粗分级固态发酵对提高由秸秆、瓜藤、稻壳、果渣、高粱壳为主原料而制得的发酵饲料的营养品质更有效。
通过添加精饲料的方式在提高发酵饲料整体营养水平的同时促进发酵，益生菌可利用精料中的豆粕、玉米等营养物质进行繁殖，同时降解抗营养成分，改善饲料品质。当精料比例过小，有益微生物繁殖缓慢，如果不能快速形成优势菌群就会导致饲料品质下降；当精料比例过大，有益微生物繁殖过快，温度过高，会造成菌体死亡不利于发酵的进行。
可选的，所述步骤S1中，熬制温度在90-100℃，熬制时间为15-22h；浓缩温度为83-92℃。
可选的，所述步骤S1中，酶解过程中，保持温度26-38℃，同时进行搅拌，搅拌速率2-4r/min，搅拌酶解6-8h。
可选的，所述步骤S3中，调节含水量为41-47％。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请通过生物发酵，将粗饲料中的粗纤维、木质素通过生物生化的作用，把畜禽不能吸收的高分子碳水化合物转化成可吸收利用的低分碳水化合物，发酵菌种里的有益菌群能大量吸取畜、禽难以利用的有机氮、无机氮，使之转化成营养成份较高的菌体蛋白质；通过精饲料和粗饲料的合理搭配和有氧发酵和无氧发酵的结合，使主原料的粗饲料中粗纤维含量比不发酵成倍降低，粗蛋白含量比不发酵成倍提高，同时发酵饲料带有酵香味，适口性更好。
2.本申请提供的生物发酵饲料原材料价格低廉，多为废弃物，合理利用有助于节约资源。
3.本申请提供的生物发酵饲料的制备方法简单易操作，对机器及环境设施的依赖性较低，流程也较为简单，有利于大范围推广。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请设计了一种生物发酵饲料，按重量份数计，所述生物发酵饲料的原料包括动物骨30-40份、糖蜜15-30份、A料80-140份、B料300-500份、复合酶剂0.2-0.8份、发酵菌粉0.2-3份、三聚磷酸钠5-12份和大豆卵磷脂8-13份；所述A料包括豆粕、棉粕、米糠、玉米粉、麦麸、花生饼、蓖麻饼中的三种及以上；所述B料包括秸秆、瓜藤、稻壳、果渣、高粱壳、牧草、柠条中的三种及以上。
本申请的生物发酵饲料采用以下方法制备，包括以下步骤：
S1、将动物骨研磨成骨粉，将骨粉加入到清水中进行熬制和浓缩，之后冷却，制得骨汤，调节骨汤的pH为3-4，加入复合酶剂，在搅拌的条件下进行酶解；所述骨粉与所述清水的重量比为1：5-10；所述骨汤中固含物的含量为20-30wt％；
S2、将酶解后的骨汤pH值调至6-7，向骨汤中加入糖蜜和发酵菌粉，搅拌混合后，在33-37℃下保温2-5h，制得发酵菌液；
S3、将发酵菌液和A料搅拌混合，调节水分，之后进行第一次发酵，制得第一次发酵产物；所述第一次发酵为有氧发酵，发酵时间为4-8天，发酵温度20-30℃；
S4、将第一次发酵产物、三聚磷酸钠和大豆卵磷脂加入到B料中，进行第二次发酵，制得生物发酵饲料；所述第二次发酵为厌氧发酵，发酵时间为10-17天，发酵温度35-43℃。
本申请主要解决的技术问题是目前的生物发酵中对木质纤维素到蛋白质的转化率还不够高，饲料成本仍然较高，牛羊从发酵饲料中摄取的营养成分还比不上食用玉米豆粕类饲料，造成牛羊生长较慢而达不到降低饲养成本的最终目的。本申请中的生物发酵饲料生物发酵，将粗饲料中的粗纤维、木质素通过生物生化的作用，把畜禽不能吸收的高分子碳水化合物转化成可吸收利用的低分碳水化合物，发酵菌种里的有益菌群能大量吸取畜、禽难以利用的有机氮、无机氮，使之转化成营养成份较高的菌体蛋白质；通过精饲料和粗饲料的合理搭配和有氧发酵和无氧发酵的结合，使主原料的粗饲料中粗纤维含量比不发酵成倍降低，粗蛋白含量比不发酵成倍提高。
本申请提供的生物发酵饲料原材料价格低廉，多为废弃物，合理利用有助于节约资源。本申请提供的生物发酵饲料的制备方法简单易操作，对机器及环境设施的依赖性较低，流程也较为简单，有利于大范围推广。
本申请实施例中所用的各组分原料来源如下：
豆粕、米糠、玉米粉、麦麸，石家庄绿湾农副产品有限公司；
棉粕、花生饼、胡麻饼，临朐县华懋饲料有限公司；
秸秆，河南翱翔草业有限公司；
稻壳，湖北可口香米业有限公司；
果渣、高粱壳，曹县蓝昆生物饲料厂；
牧草，儋州牧春绿色生态农业开发有限公司；
枯草芽孢杆菌粉，青岛根源生物技术集团有限公司，CT-10；
乳酸菌菌粉，江西瑞威尔生物科技有限公司；
米曲霉菌菌粉，河南沃咖斯生物科技有限公司；
动物骨(鸡骨、鸭骨、鹅骨、猪骨、牛骨、羊骨、鱼骨)，临沂市数江食品销售部；
酸性蛋白酶和脂肪酶，桦特昇生物科技(武汉)有限公司；
糖蜜，河北顺通百科商贸有限公司；
三聚磷酸钠，上海易恩化学技术有限公司；
大豆卵磷脂，孝感深远化工有限公司。
制备例1-3
制备例1-3对应不同配比的A料，具体配比如表1所示。
表1
制备例1-3中A料的制备过程为：
将选定的物料混合后打碎为粒径为2-8mm的纤维即制得A料。
制备例4-9
制备例4-9对应不同配比的B料，具体配比如表2所示。
表2
制备例4-9中B料的制备过程为：
将选定的物料混合后打碎为粒径为2-8mm的纤维即制得B料。
实施例
实施例1-17
实施例1-17分别对应不同原料配比所制得的生物发酵饲料，实施例1-17对应的原料配比如表3所示。
其中，实施例1-5和实施例8-17中的A料选用制备例1，实施例6中的A料选用制备例2，实施例7中的A料选用制备例3。
其中，实施例1-7和实施例11-17中的B料选用制备例5，实施例8中的B料选用制备例6，实施例9中的B料选用制备例7，实施例10中的B料选用制备例8。
其中，实施例1中的动物骨为10kg牛骨、10kg羊骨和10kg猪骨，实施例3中的动物骨为10kg鸡骨、10kg鸭骨、10kg鹅骨和10kg鱼骨，实施例2和实施例4-17的动物骨为10kg鸡骨、10kg猪骨、10kg牛骨和5kg羊骨。
其中，实施例1-17中复合酶剂选用酸性蛋白酶和脂肪酶，其中，酸性蛋白酶和脂肪酶的重量比为1：1。
其中，实施例1-17中发酵菌粉中乳酸菌菌粉、枯草芽孢杆菌菌粉和米曲霉菌菌粉的重量比为2：2：1。
其中，实施例1-17中步骤S3中调节水分是含水量控制在43-47％。
表3
实施例18-19
实施例18-19以实施例2为基础，区别在于B料的组分不同，实施例18中的B料选用制备例9，实施例19中的B料选用制备例10。
实施例20-21
实施例20-21以实施例2为基础，区别在于发酵菌粉的配比不同，实施例20中的发酵菌粉包括0.6kg乳酸菌菌粉、0.4kg枯草芽孢杆菌菌粉和0.2kg米曲霉菌菌粉，实施例21中的发酵菌粉包括0.6kg乳酸菌菌粉、0.45kg枯草芽孢杆菌菌粉和0.15kg米曲霉菌菌粉。
实施例22-24
实施例22-24以实施例2为基础，区别在于：步骤S3中第一次发酵前对发酵菌液和A料的混合物的含水量不同，实施例22调节含水量至48-53％，实施例23调节含水量至54-58％，实施例24调节含水量至37-40％。
实施例25
实施例25以实施例2为基础，区别在于：实施例25中的A料选用制备例4，实施例25中的B料选用制备例11。
实施例1的制备过程为：
S1、将10kg牛骨、10kg羊骨和10kg猪骨研磨成粒径约为0.5-1mm的骨粉，加入到盛有200kg清水的锅中进行熬制，熬制温度100℃，熬制18h，之后进行浓缩，浓缩温度90℃，待固含量为25％时停止浓缩，冷却后即制得骨汤；调节骨汤的pH为3-4，加入0.2kg酸性蛋白酶和0.2kg脂肪酶并进行搅拌，搅拌速率3r/min，在26-28℃下遮光酶解6h；
S2、将酶解完成后的骨汤调节pH为6-7，向骨汤中加入20kg糖蜜，然后加入0.6kg乳酸菌菌粉、0.3kg枯草芽孢杆菌菌粉和0.3kg米曲霉菌菌粉，在35-37℃下保温3h，制得发酵菌液；
S3、将发酵菌液和A料搅拌混合，通过在太阳下晾晒调节含水量至43-47％，进行有氧发酵，发酵时间4天，发酵温度控制为23-25℃，发酵完成后制得第一次发酵产物；
S4、将第一次发酵产物、三聚磷酸钠和大豆卵磷脂和B料进行混合，密封进行厌氧发酵，发酵时间15天，发酵温度控制为40-42℃，发酵完成后制得生物发酵饲料。
实施例2-24的生物发酵饲料的制备过程与实施例1中的相同，区别在于原料的种类、用量或者制备过程不同。
对比例
对比例1
对比例1以实施例2为基础，区别在于：对比例1中的B料组成为：280kg秸秆和280kg高粱壳。
对比例2-4
对比例2以实施例2为基础，区别在于：对比例2采用一次发酵，即步骤S3和S4变为：将发酵菌液、A料和B料搅拌混合，通过在太阳下晾晒调节含水量至43-47％，密封进行厌氧发酵，发酵时间15天，发酵温度控制为40-42℃，发酵完成后制得生物发酵饲料。
对比例3以实施例2为基础，区别在于：对比例3中步骤S4中的无氧发酵变为有氧发酵。
对比例4以实施例2为基础，区别在于：对比例4中步骤S3中的有氧发酵变为无氧发酵。
对比例5-6
对比例5以实施例2为基础，区别在于：对比例5中在步骤S2中不加入糖蜜。
对比例6以实施例2为基础，区别在于：对比例6中步骤S1中不加入复合酶剂，即不进行酶解这一步。
对比例7
对比例7以实施例2为基础，区别在于：对比例7中步骤S3中调节水分为含水量在60-65％。
性能检测：
1.参照GB/T 12456-2008测定实施例1-24和对比例1-6中制得的生物发酵饲料的总酸含量；
2.参照GB/T 4789.35-2016测定实施例1-24和对比例1-6中制得的生物发酵饲料的乳酸菌含量；
3.参照GB/T 26428-2010测定实施例1-24和对比例1-6中制得的生物发酵饲料的芽孢杆菌含量；
4.参照GB/T 13092-2006测定实施例1-24和对比例1-6中制得的生物发酵饲料的霉菌含量；5.参照GB6435-86测定实施例1-24和对比例1-6中制得的生物发酵饲料的水分含量；
6.感官评定：参考我国农业部发布的《青贮饲料质量评定标准》，对实施例1-24和对比例1-6中制得的生物发酵饲料的气味、色泽和质地三个方面进行评价；
7.参照《饲料中粗蛋白的测定凯氏定氮法》(GB/T6434-2018)测定实施例1-24和对比例1-6中制得的生物发酵饲料的粗蛋白含量；
8.参照《饲料中粗纤维的含量测定过滤法》(GB/T6434-2006)测定实施例1-24和对比例1-6中制得的生物发酵饲料的粗纤维含量；
以上各项的测量结果分别记录在表4-9中。
表4
通过将对比例1-6和表4中的实施例的检测结果进行对比可以得出，当B料即粗饲料加入量过多时，由于发酵菌繁殖的数量不够或可供发酵菌吸收的能量较少时，是不易于对粗饲料中的纤维素、木质素等无法直接吸收的物质进行分解的，此时对比例的生物发酵饲料中的菌落数量是明显少于实施例中的，反刍动物食用这些饲料时需要消耗较多能量去消化这些饲料，不利于其肉和奶产量的增加；当将两次发酵合为一次时，由于都是厌氧发酵，不利于菌的繁殖，制得的饲料酸度也会增加，可供反刍动物吸收的营养物质等含量则会降低；当将第一次有氧发酵变为无氧发酵时，不利于菌的繁殖，导致对粗饲料的发酵程度不够，同时也会导致产生的酒精含量过多，饲料的品质就会变差。
表5
/>
通过将对比例1-6和表5中的实施例的检测结果进行对比可以得出，当B料即粗饲料加入量过多时，粗饲料发酵程度不足，发酵菌的数量也较低，易产生腐败和结块，饲料中粗蛋白含量也较低，反刍动物食用则无法从中获取充足的营养；当将两次发酵合为一次时，厌氧发酵不利于菌的繁殖，对粗饲料的分解程度也不够，无法产生酵香味，饲料就只剩下酸味，易结块，也易被腐殖菌感染导致腐败变质；当不添加复合酶剂时，骨汤中的营养物质无法直接吸收，发酵菌前期繁殖速度会大大降低，影响对A料即精饲料的分解和吸收能量，减缓其繁殖速度，最终影响其对B料即精饲料的分解。
表6
/>
通过对实施例2、8、9、10的检测结果的比较，可以得出，粗饲料和精饲料的用量比在2-3：7-9时，生物发酵饲料的酸度和含水量在一个适宜的范围，气味、色泽和质地更佳，粗蛋白含量也更高，更适合反刍动物食用。
表7
/>
通过对实施例2、15和实施例13、14的检测结果的比较，可以得出，菌粉的加入量对发酵饲料的品质有较大影响，菌粉的总加入量咱精饲料和粗饲料加入量之和的0.1-0.4％时，发酵饲料的品质更好；通过对实施例2和实施例20、21的检测结果的比较，可以得出，菌粉的对发酵饲料的品质也有较大影响，乳酸菌菌粉、枯草芽孢杆菌菌粉和米曲霉菌菌粉的重量比在3-7:2-3:1的范围内时，发酵饲料的品质更好。
表8
/>
通过对实施例2、10、18、19的检测结果的比较，可以得出，用量最多的粗饲料只有在各组分配比合理时，发酵效果才会更好，最终得到的发酵饲料的营养物质的含量才能更高。当粗饲料中的组分加入的比例相近时，且加入的组分种类更多时，发酵得到的粗蛋白含量更高，发酵饲料的气味、色泽更佳，饲料的含水量和酸度更为适宜反刍动物的食用。
表9
/>
通过对实施例2、22、23、24的检测结果的比较，可以得出，第一次发酵前对含水量进行调节是必要的，这一步对发酵饲料的最终品质是有较多影响的。当第一次发酵前含水量在41％-47％时，得到的发酵饲料的酸度和粗蛋白含量才会在一个适宜的范围内；含水量过高或过低，粗蛋白含量都会显著降低，因此对含水量的控制十分有必要。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种生物发酵饲料，其特征在于，按重量份数计，所述生物发酵饲料的原料包括动物骨30-40份、糖蜜15-30份、A料80-140份、B料300-500份、复合酶剂0.2-0.8份、发酵菌粉0.2-3份、三聚磷酸钠5-12份和大豆卵磷脂8-13份；所述A料包括豆粕、棉粕、米糠、玉米粉、麦麸、花生饼、胡麻饼中的三种及以上；所述B料包括秸秆、瓜藤、稻壳、果渣、高粱壳、牧草、柠条中的三种及以上。
2.根据权利要求1所述的生物发酵饲料，其特征在于，所述A料和B料的重量比为2-3：7-9。
3.根据权利要求1所述的生物发酵饲料，其特征在于，所述B料中任意两个组分之间的重量比的比值在0.4-3之间。
4.根据权利要求1所述的生物发酵饲料，其特征在于，所述发酵菌粉的加入量为A料和B料加入量之和的0.1-0.4%；所述发酵菌粉包括乳酸菌菌粉、枯草芽孢杆菌菌粉和米曲霉菌菌粉中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的生物发酵饲料，其特征在于，所述发酵菌粉中乳酸菌菌粉、枯草芽孢杆菌菌粉和米曲霉菌菌粉的重量比为3-7：2-3：1。
6.根据权利要求1所述的生物发酵饲料，其特征在于，所述动物骨包括鸡骨、鸭骨、鹅骨、猪骨、牛骨、羊骨和鱼骨中的一种或多种。
7.一种权利要求1-6任一项所述的生物发酵饲料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将动物骨研磨成骨粉，将骨粉加入到水中进行熬制和浓缩，之后冷却，制得骨汤，调节骨汤的pH为3-4，加入复合酶剂，在搅拌的条件下进行酶解；所述骨粉与所述清水的重量比为1：5-10；所述骨汤中固含物的含量为20-30wt%；
S2、将酶解后的骨汤pH值调至6-7，向骨汤中加入糖蜜和发酵菌粉，搅拌混合后，在33-37℃下保温2-5h，制得发酵菌液；
S3、将发酵菌液和A料搅拌混合，并调节含水量，之后进行第一次发酵，制得第一次发酵产物；所述第一次发酵为有氧发酵，发酵时间为4-8天，发酵温度20-30℃；
S4、将第一次发酵产物、三聚磷酸钠和大豆卵磷脂加入到B料中，进行第二次发酵，制得生物发酵饲料；所述第二次发酵为厌氧发酵，发酵时间为10-17天，发酵温度35-43℃。
8.根据权利要求7所述的生物发酵饲料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，熬制温度在90-100℃，熬制时间为15-22h；浓缩温度为83-92℃。
9.根据权利要求7所述的生物发酵饲料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，酶解过程中，保持温度26-38℃，搅拌速率为2-4 r/min，搅拌时间为6-8h。
10.根据权利要求7所述的生物发酵饲料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，调节含水量为41-47%。
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