CN117918456A - 一种大蒜秸秆发酵饲料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于饲料制备技术领域，涉及一种大蒜秸秆发酵饲料及其制备方法和应用。本发明通过将大蒜秸秆先经过冻融处理，再进行粉碎，然后与复合酶、复合菌和小麦麸混合均匀，进行厌氧发酵，发酵完成得到大蒜秸秆发酵饲料。能够最大程度保障大蒜秸秆中的营养成分不被破坏，提升了饲料的可消化吸收程度，在酶、菌、麸皮等原料的作用下，改善了大蒜秸秆的辛辣气味，增加了饲料的适口性和营养价值，提高了其利用率，制备过程中不添加任何化学防腐剂和人工色素等有害物质，制备得到的饲料具有环保、健康等特点。
Description
技术领域
本发明属于饲料制备技术领域，更具体的说是涉及一种大蒜秸秆发酵饲料及其制备方法和应用。
背景技术
饲料是养殖业中重要的营养来源，对于养殖动物的生长和健康具有决定性的作用。传统的饲料原料主要包括粮食、豆粕等，但由于种植面积和产量的限制，这些原料的价格不断上涨，严重影响养殖成本。因此，寻找新型、环保、可持续的饲料原料成为行业内的重要需求。
大蒜为百合科葱属植物，含有丰富的蛋白质、挥发油、多种氨基酸、维生素、糖类、矿物质及微量元素，具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤、降血脂、降血糖、解毒、提高机体免疫功能等功效量，据测定，其化学成分和有效物质含量几乎可与大蒜媲美，具有研究和开发价值，采收大蒜后的秸秆以其营养价值高、粗纤维含量低、含有丰富大蒜素而具有极高利用价值。
由于大蒜秸秆不耐长期储存、极易霉变、利用率低，常常被农户随意抛弃和焚烧，污染环境和空气。目前对于大蒜秸秆的利用一般为粉碎后秸秆还田，或干燥后用于喂食牛羊等育肥猪，这些方法对于大蒜秸秆的利用度不高，难以有效利用大蒜秸秆中的营养物质。
因此，如何以大蒜秸秆为主要原料制备一种降本增效的猪饲料，提高大蒜秸秆的利用率和经济价值是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种大蒜秸秆发酵饲料的制备方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高大蒜秸秆的利用率，实现养殖的降本增效。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明技术方案之一：提供一种大蒜秸秆发酵饲料的制备方法，步骤包括：
将大蒜秸秆冻融处理后进行粉碎得到预处理大蒜秸秆；
在所述预处理大蒜秸秆中加入复合酶、复合菌和小麦麸混合均匀后，进行厌氧发酵，发酵完成即得所述大蒜秸秆发酵饲料。
进一步的，所述大蒜秸秆为新鲜的大蒜秸秆。
进一步的，所述冻融处理的步骤包括：
将大蒜秸秆在-30～-20℃条件下冷冻24～48h，然后于室温解冻，重复冷冻-解冻工序至少两次即完成所述冻融处理。
上述进一步及优选方案的有益效果为：本发明采用冻融处理主要目的有三个：一是破坏大蒜秸秆中的纤维素结构，有利于后续发酵，提高大蒜秸秆发酵饲料的利用率；二是在冻融处理过程中能够促使大蒜秸秆细胞的破裂，使大蒜秸秆的营养在后续的步骤更加容易溶出；三是为了灭杀新鲜大蒜秸秆表面可能携带的的潜在致病菌和虫卵。进一步的，大蒜秸秆中富含大蒜素，大蒜素在高温灭菌过程中容易分解，导致大蒜秸秆营养的损失，采用本发明中的冻融处理作为灭菌方式，能够保证大蒜秸秆中大蒜素不受高温的破坏导致含量的降低。
进一步的，所述粉碎的大蒜秸秆粒径为1mm～10mm。
进一步的，所述复合酶包括果胶酶和纤维素酶，质量比为1～3:3～6。
优选的，所述复合酶为市售产品，由山东隆科特酶制剂有限公司提供，其中，果胶酶的酶活不低于4×107U/kg，纤维素酶的酶活不低于2×107U/kg。
复合酶能够使大蒜秸秆中的纤维结构得到破坏，从而提升饲料的消化率。
进一步的，所述复合菌包括乳酸菌和酵母菌，质量比为1～5:1～5。
优选的，所述复合菌为市售产品，由山东泰山生力源集团股份有限公司提供，其中，乳酸菌菌液活菌数不低于5.0×109CFU/g，酵母菌活菌数不低于2.0×1011CFU/g。
复合菌在厌氧发酵中能够使大蒜秸秆中的营养成分得到进一步分解和释放。
进一步的，所述复合酶、复合菌和小麦麸的质量比为4～9:3～5:20～30，优选为9:4:10。
进一步的，所述预处理秸秆与小麦麸的质量比为10:2～3，优选为10:2。
进一步的，所述厌氧发酵过程中环境的温度保持在20～30℃之间。
进一步的，所述厌氧发酵的时间为14～21天。
优选的，保持物料在厌氧发酵前含水量为60～70％。
优选的，所述厌氧发酵采用具有单向气阀，只出气不进气的发酵袋进行。
本发明技术方案之二：提供一种由上述方法制备得到的大蒜秸秆发酵饲料。
本发明技术方案之三：提供一种上述大蒜秸秆发酵饲料在育肥猪饲喂中的应用。
本发明公开了以下技术效果：
本发明通过冻融法处理，在达到有效灭杀病菌和虫卵等效果的情况下，还能够保证了大蒜秸秆营养的完整不受损失，提升了饲料的可消化吸收程度。
本发明在酶、菌、麸皮等原料的作用下，改善了大蒜秸秆的辛辣气味，增加了饲料的适口性和营养价值，提高了其利用率，制备过程中不添加任何化学防腐剂和人工色素等有害物质，制备得到的饲料具有环保、健康等特点。
本发明通过微生物发酵，秸秆中的纤维素和木质素被分解为易于消化的糖类和氨基酸等营养成分，提高了饲料的适口性和营养价值；在发酵过程中产生的微生物酶能够促进动物体内消化酶的分泌和活性，从而提高饲料的消化率和吸收率；微生物发酵产生的有机酸和抗菌物质能够抑制肠道内病原菌的生长繁殖，改善肠道健康状况，减少动物腹泻等肠道疾病的发生；微生物发酵产物中含有丰富的维生素和免疫多糖等营养成分，能够增强动物的免疫力，提高抗病能力；利用农作物秸秆代替部分精料喂食动物，可以减少精料的使用量，从而减少废弃物的产生和环境污染。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值，以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
小麦麸由山东泰山生力源集团股份有限公司提供。
复合酶为市售产品，由山东隆科特酶制剂有限公司提供，其中，果胶酶的酶活不低于4×107U/kg，纤维素酶的酶活不低于2×107U/kg。
复合菌为市售产品，由山东泰山生力源集团股份有限公司提供，其中，乳酸菌菌液活菌数不低于5.0×109CFU/g，酵母菌活菌数不低于2.0×1011CFU/g。
本发明具体实施方案中，大蒜秸秆粉碎后的粒径在1～10mm之间。
实施例1
大蒜秸秆发酵饲料的制备：
S1、将新鲜的大蒜秸秆在-30℃条件下冷冻24h，然后于室温解冻，重复冷冻-解冻工序三次后，将冻融处理后的大蒜秸秆粉碎得到预处理大蒜秸秆；
S2、将预处理大蒜秸秆与复合酶(果胶酶和纤维素酶质量比为1:1)、复合菌(乳酸菌和酵母菌质量比为1:1)和小麦麸混合均匀得到混合物料，其中，复合酶、复合菌和小麦麸的质量比为9:4:20，预处理秸秆与小麦麸的质量比为10:2；
S3、检测混合物料的含水量，补水至含水量为60～70％之间，再装入带有单向气阀，只出气不进气的发酵袋进行厌氧发酵，厌氧发酵环境温度控制在20～30℃，厌氧发酵21天后即得大蒜秸秆发酵饲料。
实施例2
大蒜秸秆发酵饲料的制备：
S1、将新鲜的大蒜秸秆在-30℃条件下冷冻24h，然后于室温解冻，重复冷冻-解冻工序三次后，将冻融处理后的大蒜秸秆粉碎得到预处理大蒜秸秆；
S2、将预处理大蒜秸秆与复合酶(果胶酶和纤维素酶质量比为1:1)、复合菌(乳酸菌和酵母菌质量比为1:1)和小麦麸混合均匀得到混合物料，其中，复合酶、复合菌和小麦麸的质量比为9:3:25，预处理秸秆与小麦麸的质量比为10:2.5；
S3、检测混合物料的含水量，补水至含水量为60～70％之间，再装入带有单向气阀，只出气不进气的发酵袋进行厌氧发酵，厌氧发酵环境温度控制在20～30℃，厌氧发酵14天后即得大蒜秸秆发酵饲料。
实施例3
大蒜秸秆发酵饲料的制备：
S1、将新鲜的大蒜秸秆在-30℃条件下冷冻24h，然后于室温解冻，重复冷冻-解冻工序三次后，将冻融处理后的大蒜秸秆粉碎得到预处理大蒜秸秆；
S2、将预处理大蒜秸秆与复合酶(果胶酶和纤维素酶质量比为1:1)、复合菌(乳酸菌和酵母菌质量比为1:1)和小麦麸混合均匀得到混合物料，其中，复合酶、复合菌和小麦麸的质量比为9:5:30，预处理秸秆与小麦麸的质量比为10:3；
S3、检测混合物料的含水量，补水至含水量为60～70％之间，再装入带有单向气阀，只出气不进气的发酵袋进行厌氧发酵，厌氧发酵环境温度控制在20～30℃，厌氧发酵14天后即得大蒜秸秆发酵饲料。
实施例4
大蒜秸秆发酵饲料的制备：
S1、将新鲜的大蒜秸秆在-30℃条件下冷冻24h，然后于室温解冻，重复冷冻-解冻工序三次后，将冻融处理后的大蒜秸秆粉碎得到预处理大蒜秸秆；
S2、将预处理大蒜秸秆与复合酶(果胶酶和纤维素酶质量比为1:1)、复合菌(乳酸菌和酵母菌质量比为1:1)和小麦麸混合均匀得到混合物料，其中，复合酶、复合菌和小麦麸的质量比为7:3:30，预处理秸秆与小麦麸的质量比为10:3；
S3、检测混合物料的含水量，补水至含水量为60～70％之间，再装入带有单向气阀，只出气不进气的发酵袋进行厌氧发酵，厌氧发酵环境温度控制在20～30℃，厌氧发酵21天后即得大蒜秸秆发酵饲料。
实施例5
大蒜秸秆发酵饲料的制备：
S1、将新鲜的大蒜秸秆在-30℃条件下冷冻24h，然后于室温解冻，重复冷冻-解冻工序三次后，将冻融处理后的大蒜秸秆粉碎得到预处理大蒜秸秆；
S2、将预处理大蒜秸秆与复合酶(果胶酶和纤维素酶质量比为1:1)、复合菌(乳酸菌和酵母菌质量比为1:1)和小麦麸混合均匀得到混合物料，其中，复合酶、复合菌和小麦麸的质量比为7:4:20，预处理秸秆与小麦麸的质量比为10:2；
S3、检测混合物料的含水量，补水至含水量为60～70％之间，再装入带有单向气阀，只出气不进气的发酵袋进行厌氧发酵，厌氧发酵环境温度控制在20～30℃，厌氧发酵21天后即得大蒜秸秆发酵饲料。
对比例1
大蒜秸秆发酵饲料的制备：
与实施例1相比，不同之处仅在于复合酶、复合菌和小麦麸的质量比为9:2:20。
对比例2
大蒜秸秆发酵饲料的制备：
与实施例2相比不同之处仅在于预处理秸秆、复合酶、复合菌和小麦麸的质量比为100:5:1:10。
对比例3
大蒜秸秆发酵饲料的制备：
与实施例2相比不同之处仅在于预处理秸秆、复合酶、复合菌和小麦麸的质量比为100:4:2:30。
对比例4
大蒜秸秆发酵饲料的制备：
与实施例4相比，不同之处仅在于，厌氧发酵天数为7天。
对比例5
大蒜秸秆发酵饲料的制备：
与实施例1相比，不同之处仅在于，将冻融处理更换为蒸汽灭菌。
对比例6
大蒜秸秆发酵饲料的制备：
与实施例1相比，不同之处仅在于，大蒜秸秆未经冻融处理，步骤为：
S1、将新鲜的大蒜秸秆粉碎后与复合酶(果胶酶和纤维素酶质量比为1:1)、复合菌(乳酸菌和酵母菌质量比为1:1)和小麦麸混合均匀得到混合物料，其中，复合酶、复合菌和小麦麸的质量比为9:4:20，粉碎处理的秸秆与小麦麸的质量比为10:2；
S2、检测混合物料的含水量，补水至含水量为60～70％之间，再装入带有单向气阀，只出气不进气的发酵袋进行厌氧发酵，厌氧发酵环境温度控制在20～30℃，厌氧发酵21天后即得大蒜秸秆发酵饲料。
试验例1
采用烘干法(103±2℃)测定其干物质(DM)含量(GB/T 6435-2014)；采用滤袋法测定其粗纤维(CF)含量(GB/T 6434-2022)，通过对比混合物料和饲料之间的数据，得出DM降解率和CF降解率，结果如表1所示：
表1
| 样品 | DM降解率(％) | CF降解率(％) |
| 实施例1 | 6.33 | 54.95 |
| 实施例2 | 7.52 | 48.35 |
| 实施例3 | 8.99 | 43.85 |
| 实施例4 | 10.35 | 39.97 |
| 实施例5 | 11.25 | 35.66 |
| 对比例1 | 21.54 | 27.28 |
| 对比例2 | 16.33 | 30.77 |
| 对比例3 | 16.56 | 20.95 |
| 对比例4 | 18.52 | 25.49 |
由表1数据可以看出，本发明实施例的方案中，粗纤维降解率高于对比例，干物质降解率低于对比例，可以表明，本发明饲料降解粗纤维保存干物质，提升了饲料的适口性和营养价值。
试验例2
将预处理大蒜秸秆(CK)和预处理大蒜秸秆与小麦麸按照5:1的质量比混合(CK1)作为对照组，对比与实施例1制备得到的饲料进行体外消化率测试，方法为：
猪体外消化率测定采用中国农业科学院北京畜牧兽医研究所研发的“SDS-Ⅱ单胃动物仿生消化系统”的方法，其中消化前后样品的能量依据ISO9831：1998，采用PARR 1281全自动氧弹式能量测定仪进行分析(美国)，氮含量采用DUMAS法(AOAC,990.03)使用RapidNⅢ燃烧法快速定氮仪(德国)进行测定，结果如表2所示。
表2
由表2可以看出，实施例1干物质的消化率显著高于CK组和CK1组，实施例1的酶水解物能值显著高于CK组，表明本发明制备得到的饲料消化吸收利用率更高。
试验例3
选取200头健康状态良好、平均体重为(14±0.15)kg断奶后的仔猪进行试验，随机分为四组，其中三组分别喂食实施例1和对比例5～6制备的饲料，剩余一组喂食市售的猪饲料，喂食时间为45天，所有仔猪自由采食、自由饮水，猪舍采用相同的管理方式，记录生长数据，日增重、日采食量和腹泻率，计算平均值，结果如表3所示：
表3
由表3可以看出，经过蒸汽灭菌后的对比例5，日采食量高于实施例1，但是平均日增重却低于实施例1，表明冻融处理对于秸秆微观层次的结构破坏，有利于后续饲料的营养吸收，以及冻融处理不会破坏秸秆的有效成分。由对比例6与对比例5和实施例1的腹泻率可以看出，未经灭菌的秸秆，在制备为饲料后腹泻率显著提升。本发明实施例1的平均日采食量最低，但是平均日增重却是最高，表明本发明实施例1制备得到的饲料的消化吸收利用率高于对比例5～6和市售猪饲料。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种大蒜秸秆发酵饲料的制备方法，其特征在于，步骤包括：
将大蒜秸秆冻融处理后进行粉碎得到预处理大蒜秸秆；
在所述预处理大蒜秸秆中加入复合酶、复合菌和小麦麸混合均匀后，进行厌氧发酵，发酵完成即得所述大蒜秸秆发酵饲料；
所述复合酶包括果胶酶和纤维素酶；
所述复合菌包括乳酸菌和酵母菌。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述冻融处理的步骤包括：
将大蒜秸秆在-30～-20℃条件下冷冻24～48h，然后于室温解冻，重复冷冻-解冻工序至少两次即完成所述冻融处理。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粉碎的大蒜秸秆粒径为1～10mm。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述复合酶、复合菌和小麦麸的质量比为4～9:3～5:20～30；所述预处理大蒜秸秆与小麦麸的质量比为10:2～3。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述复合酶中果胶酶和纤维素酶的质量比为1～3:3～6；所述复合菌中乳酸菌和酵母菌的质量比为1～5:1～5。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述厌氧发酵过程中环境的温度保持在20～30℃之间；所述厌氧发酵的时间为14～21天。
7.一种如权利要求1～6任一项所述的制备方法制备得到的大蒜秸秆发酵饲料。
8.一种如权利要求7所述的大蒜秸秆发酵饲料在育肥猪饲喂中的应用。
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