CN1435113A - 利用多菌种联合厌氧发酵生产秸秆蛋白饲料的方法 - Google Patents

Abstract

利用多菌种联合厌氧发酵生产秸秆蛋白饲料的方法，属于多菌种联合厌氧发酵生产秸秆蛋白饲料领域。本发明解决了秸秆等农作物资源利用率低的问题；提供了提高秸秆饲料蛋白质含量和动物采食率、预防动物肠胃病的饲料。它选用双氮纤维单胞菌、产黄纤维单胞菌、凝结芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌、淀粉乳杆菌、复合酶菌、丙酸菌、郎可比假丝酵母、拟内孢霉为菌源，利用现代生物技术，发酵液采用真空冷冻干燥制备菌粉，再与农作物秸秆及其它农副产物厌氧发酵制得牛、羊、猪、鱼、鸡或其它家禽的高蛋白饲料。本发明为畜牧业的大力发展、解决蛋白饲料不足、缓解人畜争粮的矛盾，提供了有效途径，同时减少了环境污染，具有重大的经济效益和社会效益。

Description

利用多菌种联合厌氧发酵生产秸秆蛋白饲料的方法

技术领域

本发明属于秸秆及其它农作物副产物发酵生产蛋白饲料技术领域，特别涉及多菌种秸秆发酵剂的制备及其厌氧发酵生产秸秆及农作物副产物蛋白饲料的方法。

技术背景

随着我国畜牧业的快速发展，对饲料的需求在数量和品种上都有了更高的要求。大力发展营养价值高、生产成本低的饲料是饲料工业发展的趋势。众所周知，我国是一个农业大国，每年的农作物秸秆总产量达7亿多吨，其中稻草2.3亿吨，玉米秆2.2亿吨，豆类和秋杂粮类农作物秸秆1.0亿吨，花生和薯类藤蔓，甜菜叶等1.0亿吨，这是一项巨大的生物可利用资源。目前秸秆资源的利用率低，仅为33％，浪费现象十分严重，绝大部分被直接焚烧，造成大气污染。部分地方随意堆放，任期糜烂，既造成火灾隐患，又滋生蚊蝇，破坏环境卫生。我国的畜牧业发展与发达国家相比较为缓慢，造成差距的关键原因在于饲料和饲养方式。目前我国的畜牧业结构属于“精料型”或“耗料型”，我国人多地少，可耕种的士地仅占全世界耕地面积的1/7，却要养活全世界1/5的人口，我国的生活用粮和工业用粮一直十分紧张。随着畜牧业的快速发展，出现了“人畜争粮”的现象。饲料价格居高不下，饲养成本高，缺乏市场竞争力。畜牧养殖业的经济利润无法保证，严重阻碍了养殖业的发展。挖掘秸秆资源，发展秸秆饲料是解决这一问题的根本出路。目前，虽然开展秸秆的微生物发酵技术的研究单位有不少，归纳起来对秸秆的处理大体有四种，即物理处理方法、化学方法、混合添加剂法和发酵剂发酵法，但是严格地讲，目前的技术尚不完善，不能推向工业化生产。现有技术的主要问题在于：

(1)有些技术只采用物理处理的方法，对秸秆进行简单的物理处理，不能使秸秆的营养成分有较大的提高，秸秆利用率低，不能很好地预防动物肠胃病。

(2)有些技术只采用化学的方法处理秸秆，利用氨水，熟石膏等对秸秆进行处理，成本高，收效低，并造成一定的污染，还易引起动物食物中毒，也存在秸秆利用率低，不能很好地预防动物肠胃病的问题。

(3)有些单纯采用添加酶和多种微量元素，其成本太高，无法很好地推广。

(4)有些发酵剂中缺少提高饲料蛋白含量的菌种，生产的秸秆蛋白含量低。

(5)发酵剂产品单一，只能处理一种农作物秸秆，不能满足不同的秸秆品种与不同的饲喂对象的需要。

(6)有的采用了微生物发酵制作饲料的方法，但都在有氧条件下进行发酵，不可避免地受有害微生物的污染，被黄曲霉污染时有发生，使饲料中曲霉毒素含量过高。

所以推出处理秸秆理想的发酵剂，提高发酵秸秆蛋白饲料质量，解决秸秆资源利用率低的问题，是当务之急。

发明内容

针对上述情况，本发明利用现代生物技术，提供了处理秸秆理想的多菌种发酵剂和蛋白质含量及动物采食率高的预防动物肠胃病的秸秆蛋白饲料及其多菌种联合、厌氧发酵生产秸秆蛋白饲料的方法；并相应解决了农作物秸秆资源的有效利用率低的问题。本发明的技术方案是这样实现的：

多菌种联合厌氧发酵农作物秸秆的蛋白饲料的生产方法的特点是：提供了一种新型发酵剂，其制备工艺采用五类菌，共10株菌，分别培养；发酵液离心后采用真空冷冻干燥来制备混合菌粉粉剂；对农作物秸秆及部分副产物在厌氧条件下进行联合发酵，生产蛋白饲料；本发明具体包括以下步骤：

(一)制备新型秸秆发酵剂：

1).选用如下的微生物菌种作为菌源：双氮纤维单胞菌A1；产黄纤维单胞菌A2；凝结芽孢杆菌B1；嗜酸乳杆菌B2；枯草芽孢杆菌C1；淀粉乳杆菌C2；复合酶菌D1；丙酸菌D2；郎可比假丝酵母E1；拟内孢霉E2。

2).秸秆发酵剂的制备工艺如下：斜面菌种→液体菌种→一级液体培养→二级液体培养→三级液体培养→发酵罐发酵→离心→真空冷冻干燥→粉碎→将：双氮纤维单胞菌A1；产黄纤维单胞菌A2；凝结芽孢杆菌B1；嗜酸乳杆菌B2；枯草芽孢杆菌C1；淀粉乳杆菌C2；复合酶菌D1；丙酸菌D2；郎可比假丝酵母E1；拟内孢霉E2十种菌粉混合均匀→制成多菌种秸秆发酵剂。其具体的制备工艺如下：

(1)斜面菌种：双氮纤维单胞菌A1；产黄纤维单胞菌A2；斜面保存使用稻草粉琼脂培养基，液体培养与发酵使用蛋白胨1％，葡萄糖1％，酵母膏0.5％，pH值7.0的培养基；凝结芽孢杆菌B1斜面保存和液体培养与发酵使用酵母膏1％，蛋白胨1％，葡萄糖0.6％，磷酸氢二钾0.2％，硫酸镁0.1％的培养基；嗜酸乳杆菌B2菌种保存使用10％奶粉培养基，液体培养与发酵使用牛肉膏1％，蛋白胨1％，葡萄糖2％，酵母膏0.5％，奶粉1％的培养基；枯草芽孢杆菌C1；淀粉乳杆菌C2；复合酶菌D1斜面保存和液体培养与发酵都使用肉汤培养基；丙酸菌D2斜面保存和液体培养与发酵都使用蛋白胨1％，酵母膏1％，蔗糖2％，磷酸铵0.5％的培养基；郎可比假丝酵母E1；拟内孢霉E2斜面保存使用10％麦芽汁培养基，液体培养与发酵使用蛋白胨2％，酵母膏，葡萄糖2％；所有的斜面菌种在28～30℃条件下静止培养20～24小时后，放入4℃冰箱中保存。

(2)液体菌种和一级液体培养：挑取2环于相应的培养基中，在28～30℃条件下摇床培养20～24小时；再于相应的培养基中进行接种量为5～10％的接种，在28～30℃条件下摇床培养20～24小时，进行一级液体培养。

(3)二级液体培养：于相应的培养基中进行接种量为5～10％的接种，在28～30℃条件下摇床培养20～24小时，进行二级液体培养。

(4)三级液体培养：于相应的培养基中进行接种量为5～10％的接种，在28～30℃条件下摇床培养20～24小时，进行三级液体培养。

(5)发酵罐发酵：于相应的培养基中进行接种量为5～10％的接种，在28～30℃条件下摇床培养20～24小时，进行液体培养发酵。

(6)离心、真空冷冻干燥及粉碎：将发酵液直接导入离心机进行离心后在进真空冷冻干燥机中进行处理，至最终含水量在3％。然后进行粉碎。

(7)混合：将上述十种菌粉混合，即为发酵剂。

(二)利用多菌种联合厌氧发酵生产秸秆及其它农副产物蛋白饲料：

将农作物秸秆及其它农副产物铡锻成3～5cm或粉碎成20筛目的秸秆粉，每一吨添加一包混合好的发酵剂3g，农作物秸秆与水的混合比例为1∶0.5～1，混合均匀后，在7～40℃厌氧条件下进行发酵，35～7天即可制得蛋白质含量为10～30％的适用于牛、羊、猪、鱼、鸡、或其它家禽的蛋白饲料，其中鱼蛋白饲料为颗粒状。

需要说明的是：多菌种联合厌氧发酵农作物秸秆的蛋白饲料的生产方法，根据不同的饲喂对象，不同的原材料及其农副产物，可以适当改变各菌种的比例来制备符合生产要求的不同的发酵剂。秸秆发酵剂中双氮纤维单胞菌A1；产黄纤维单胞菌A2；凝结芽孢杆菌B1；嗜酸乳杆菌B2；枯草芽孢杆菌C1；淀粉乳杆菌C2；复合酶菌D1；丙酸菌D2；郎可比假丝酵母E1；拟内孢霉E2的混合比例最好为：1.5～2∶1.5～2∶0.5～1.5∶0.5～1.5∶0.5～1.5∶0.5～1.5∶0.5～1.5∶0.5～1.5∶1.5～2∶1.5～2。

本发明原理是利用多菌种联合厌氧发酵生产秸秆蛋白饲料的方法，该发酵剂的制备工艺采用五类菌，共10株菌，分别培养，发酵液离心后采用真空冷冻干燥来制备混合菌粉粉剂。由于本发酵剂中特别组配了产酸菌，在厌氧发酵过程中，产生的乳酸、丙酸等使饲料的pH值降到足够低，有效地抑制了有害菌群的滋长，保证了饲料的安全性和易于保存性。

有益效果：

本发明产品为农作物秸秆及其它农副产物在厌氧条件下进行联合发酵生产的系列高蛋白饲料。其方法充分利用微生物发酵技术，依据不同菌种的生理生化特性，进行菌种的优化组合，适当改变发酵剂里的菌种配比，可得到符合生产要求的系列发酵剂。该发酵剂可有效作用于各种农作物秸秆及部分农副产物。本发明工艺根据不同的饲喂对象，不同的秸秆与农副产物，可制成牛蛋白饲料、羊蛋白饲料、猪蛋白饲料、鱼蛋白饲料(制成颗粒)、鸡蛋白饲料或其它家禽蛋白饲料。本发明依靠微生物繁殖快、易培养、代谢能力强的特性，利用多菌种联合厌氧发酵的技术，生产各种秸秆蛋白饲料，克服了现有技术的弊端，达到提高秸秆饲料的蛋白质含量、提高动物采食率、预防动物肠胃病、提高秸秆的有效利用率的目的。由于本发酵剂中特别组配了产酸菌，在厌氧发酵过程中，产生的乳酸、丙酸等使饲料的pH值降到足够低，有效地抑制了有害菌群的滋长，保证了饲料的安全性和易于保存性。本发明的主要优点归纳如下：

1.生产成本低、投资少、见效快、效益高；

2.本发明采用真空冷冻干燥技术进行发酵液的处理，能很好地保持菌源的活性与数目。

3.实用性强，操作方便，易推广；

4.发酵条件粗放，周期短，生产效率高；

5.无二次污染，利于环保；

6.用此发酵剂发酵制得的秸秆蛋白饲料，其蛋白含量高，L-乳酸含量高，富含有益菌群，食用后能明显提高奶牛的产奶量与乳脂率，有利于动物预防肠胃病。

7.克服了现有产品单一、不能满足不同的秸秆品种与不同的饲喂对象的弊病，提供了系列符合生产要求的发酵剂和满足多方面的需求的系列高蛋白饲料，其中鱼蛋白饲料制成颗粒状；广泛地适用于牛、羊、猪、鱼、鸡、或其它家禽的喂养。

8.本发酵剂中特别组配了产酸菌，在厌氧发酵过程中，产生的乳酸、丙酸等使饲料的pH值降到足够低，有效地抑制了有害菌群的滋长，保证了饲料的安全性和易于保存性。

本发明为畜牧业的大力发展、解决蛋白饲料的不足、缓解人畜争粮的矛盾、改善农业生态环境、减少环境污染、促进农业产业结构调整的作用，提供了有效途径，并实现资源的充分利用。具有重大的经济效益和社会效益。

具体实施方式

实施例1：

一种通过多菌种联合厌氧发酵利用农作物秸秆生产蛋白饲料的方法，它包括以下步骤：

(一)制备秸秆发酵剂：

1)选用如下微生物菌种作为菌源：双氮纤维单胞菌A1；产黄纤维单胞菌A2；凝结芽孢杆菌B1；嗜酸乳杆菌B2；枯草芽孢杆菌C1；淀粉乳杆菌C2；复合酶菌D1；丙酸菌D2；郎可比假丝酵母E1；拟内孢霉E2；

2)秸秆发酵剂的制备工艺如下：

斜面菌种→液体菌种→一级液体培养→二级液体培养→三级液体

培养→发酵罐发酵→离心→真空冷冻干燥→粉碎→将

A1、A2、B1、B2、C1、C2、D1、D2、E1、E2等十种菌种的发酵产

物按不同的比例混合均匀→制得不同的秸秆发酵剂；

下面对制备工艺进行详细的说明：

(1)斜面菌种：A1、A2斜面保存使用稻草粉琼脂培养基，液体培养与发酵使用蛋白胨1％，葡萄糖1％，酵母膏0.5％，pH值7.0的培养基；B1斜面保存和液体培养与发酵同：使用酵母膏1％，蛋白胨1％，葡萄糖0.6％，磷酸氢二钾0.2％，硫酸镁0.1％的培养基；B2菌种保存使用10％奶粉培养基，液体培养与发酵使用牛肉膏1％，蛋白胨1％，葡萄糖2％，酵母膏0.5％，奶粉1％的培养基；C1、C2、D1斜面保存和液体培养与发酵都使用肉汤培养基；D2斜面保存和液体培养与发酵都使用蛋白胨1％，酵母膏1％，蔗糖2％，磷酸铵0.5％的培养基；E1、E2斜面保存使用10％麦芽汁培养基，液体培养与发酵使用蛋白胨2％，酵母膏，葡萄糖2％；所有的斜面菌种在28～30℃条件下静止培养24小时后，放入4℃冰箱中保存；

(2)液体菌种和一级液体培养：挑取2环于相应的培养基中，在28～30℃条件下培养24小时；再于相应的培养基中进行接种量为5～10％的接种，在28～30℃条件下培养24小时，进行一级液体培养；

(3)二级液体培养：于相应的培养基中进行接种量为5～10％的接种，在28～30℃条件下培养24小时，进行二级液体培养；

(4)三级液体培养：于相应的培养基中进行接种量为5～10％的接种，在28～30℃条件下培养24小时，进行三级液体培养；

(5)发酵罐发酵：于相应的培养基中进行接种量为5～10％的接种，在28～30℃条件下培养24小时，进行液体培养发酵；

(6)离心、真空冷冻干燥及粉碎：将发酵液直接导入离心机离心后再到真空冷冻干燥机中进行处理，至最终含水量在3％。然后进行粉碎；

(7)混合：将上述十种菌粉混合。将双氮纤维单胞菌A1、产黄纤维单胞菌A2、凝结芽孢杆菌B 1、嗜酸乳杆菌B2、枯草芽孢杆菌C1、淀粉乳杆菌C2、复合酶菌D1、丙酸菌D2、郎可比假丝酵母E1、拟内孢霉E2按以下比例2∶2∶1∶1∶1∶1.5∶1.5∶1∶2∶2混合制得秸秆发酵剂产品。

(二)利用多菌种联合厌氧发酵生产秸秆蛋白饲料：

农作物秸秆取玉米秆，铡锻成3～5cm，每一吨添加一包混合好的发酵剂3g，农作物玉米秆与水的混合比例为1∶0.5～1，混合均匀后，在厌氧条件下进行发酵。在10℃条件下，30天可制得蛋白质含量为15～20％的秸秆蛋白饲料。该玉米秆蛋白饲料可供给牛羊等反刍动物饲用。

实施例2：

制备秸秆发酵剂和秸秆处理同实施例1；需要说明的是，利用多菌种联合厌氧发酵生产秸秆蛋白饲料的温度，是在35℃的条件下，7天可制得蛋白质含量为15～20％的秸秆蛋白饲料。该秸秆蛋白饲料可供给牛羊等反刍动物饲用。

实施例3：

制备秸秆发酵剂和秸秆处理同实施例1；需要说明的是，利用多菌种联合厌氧发酵生产秸秆蛋白饲料的温度，是在20℃的条件下，20天可制得蛋白质含量为20～30％的秸秆蛋白饲料。该秸秆蛋白饲料可供给牛羊等反刍动物饲用。

实施例4：

秸秆发酵剂是将双氮纤维单胞菌A1、产黄纤维单胞菌A2、凝结芽孢杆菌B1、嗜酸乳杆菌B2、枯草芽孢杆菌C1、淀粉乳杆菌C2、复合酶菌D1、丙酸菌D2、郎可比假丝酵母E1、拟内孢霉E2按以下比例1.5∶1.5∶1.5∶1.5∶1.5∶1∶0.5∶0.5∶1.5∶1.5混均，制得秸秆混合发酵剂。农作物秸秆取稻草，粉碎成20筛目的秸秆粉。稻草秸秆粉与水的混合比例及其它工艺、方法同实施例1。该稻草秸秆蛋白饲料可供给猪鸡等非反刍动物饲用。

实施例5：

制备秸秆发酵剂和秸秆处理同实施例4；其它工艺、方法同实施例2。该稻草秸秆蛋白饲料可供给猪鸡等非反刍动物饲用。

实施例6：

制备秸秆发酵剂和秸秆处理同实施例4；其它工艺、方法同实施例3。该稻草秸秆蛋白饲料可供给猪鸡等非反刍动物饲用。

实施例7：

秸秆发酵剂是将双氮纤维单胞菌A1、产黄纤维单胞菌A2、凝结芽孢杆菌B1、嗜酸乳杆菌B2、枯草芽孢杆菌C1、淀粉乳杆菌C2、复合酶菌D1、丙酸菌D2、郎可比假丝酵母E1、拟内孢霉E2按以下比例1.8∶1.8∶0.5∶0.5∶0.5∶0.5∶1∶1.5∶1.8∶1.8混均，制得混合发酵剂。农作物副产物取甘蔗渣，粉碎成20筛目的渣粉。甘蔗渣粉与水的混合比例及其它工艺、方法同实施例1。该甘蔗渣粉蛋白饲料，可供给猪鸡等非反刍动物饲用。

实施例8：

秸秆发酵剂是将双氮纤维单胞菌A1、产黄纤维单胞菌A2、凝结芽孢杆菌B1、嗜酸乳杆菌B2、枯草芽孢杆菌C1、淀粉乳杆菌C2、复合酶菌D1、丙酸菌D2、郎可比假丝酵母E1、拟内孢霉E2菌粉按以下比例1.5∶1.5∶1.5∶1.5∶1.5∶1∶0.5∶0.5∶2∶2混匀，制得秸秆混合发酵剂。农作物秸秆取稻草，粉碎成20筛目的秸秆粉。稻草秸秆粉与水的混合比例及其它工艺、方法同实施例1。发酵完饲料后经过膨化制成颗粒。该蛋白饲料可供给鱼饲用。

Claims (2)

1.利用多菌种联合厌氧发酵生产秸秆蛋白饲料的方法，其特征在于：采用新型多菌种发酵剂，该发酵剂的制备工艺采用五类菌，共10株菌，分别培养；发酵液离心后采用真空冷冻干燥来制备菌粉粉剂；对农作物秸秆及部分副产物在厌氧条件下进行联合发酵，生产蛋白饲料；具体包括以下步骤：

(一)制备新型秸秆发酵剂：

1)选用如下的微生物菌种作为菌源：双氮纤维单胞菌A1；产黄纤维单胞菌A2；凝结芽孢杆菌B1；嗜酸乳杆菌B2；枯草芽孢杆菌C1；淀粉乳杆菌

C2；复合酶菌D1；丙酸菌D2；郎可比假丝酵母E1；拟内孢霉E2；

2)秸秆发酵剂的制备工艺如下：斜面菌种→液体菌种→一级液体培养→二级液体培养→三级液体培养→发酵罐发酵→离心→真空冷冻干燥→粉碎→将：双氮纤维单胞菌A1；产黄纤维单胞菌A2；凝结芽孢杆菌B1；嗜酸乳杆菌B2；枯草芽孢杆菌C1；淀粉乳杆菌C2；复合酶菌D1；丙酸菌D2；郎可比假丝酵母E1；拟内孢霉E2十种菌粉混合均匀→制成多菌种秸秆发酵剂；其具体的制备工艺如下：

(1)斜面菌种：双氮纤维单胞菌A1；产黄纤维单胞菌A2；斜面保存使用稻草粉琼脂培养基，液体培养与发酵使用蛋白胨1％，葡萄糖1％，酵母膏0.5％，pH值7.0的培养基；凝结芽孢杆菌B1斜面保存和液体培养与发酵使用酵母膏1％，蛋白胨1％，葡萄糖0.6％，磷酸氢二钾0.2％，硫酸镁0.1％的培养基；嗜酸乳杆菌B2菌种保存使用10％奶粉培养基，液体培养与发酵使用牛肉膏1％，蛋白胨1％，葡萄糖2％，酵母膏0.5％，奶粉1％的培养基；枯草芽孢杆菌C1；淀粉乳杆菌C2；复合酶菌D1斜面保存和液体培养与发酵都使用肉汤培养基；丙酸菌D2斜面保存和液体培养与发酵都使用蛋白胨1％，酵母膏1％，蔗糖2％，磷酸铵0.5％的培养基；郎可比假丝酵母E1；拟内孢霉E2斜面保存使用10％麦芽汁培养基，液体培养与发酵使用蛋白胨2％，酵母膏，葡萄糖2％；所有的斜面菌种在28～30℃条件下静止培养20～24小时后，放入4℃冰箱中保存。

(2)液体菌种和一级液体培养：挑取2环于相应的培养基中，在28～30℃条件下摇床培养20～24小时；再于相应的培养基中进行接种量为5～10％的接种，在28～30℃条件下摇床培养20～24小时，进行一级液体培养；

(3)二级液体培养：于相应的培养基中进行接种量为5～10％的接种，在28～30℃条件下摇床培养20～24小时，进行二级液体培养；

(4)三级液体培养：于相应的培养基中进行接种量为5～10％的接种，在28～30℃条件下摇床培养20～24小时，进行三级液体培养；

(5)发酵罐发酵：于相应的培养基中进行接种量为5～10％的接种，在28～30℃条件下摇床培养20～24小时，进行液体培养发酵；

(6)离心、真空冷冻干燥及粉碎：将发酵液直接导入离心机进行离心后在进真空冷冻干燥机中进行处理，至最终含水量在3％。然后进行粉碎；

(7)混合：将上述十种菌粉混合，即为发酵剂；

(二)利用多菌种联合厌氧发酵生产秸秆及其它农副产物蛋白饲料：将农作物秸秆及其它农副产物铡锻成3～5cm或粉碎成20筛目的秸秆粉，每一吨添加一包混合好的发酵剂3g，农作物秸秆与水的混合比例为1∶0.5～1，混合均匀后，在7～40℃厌氧条件下进行发酵，35～7天即可制得蛋白质含量为10～30％的适用于牛、羊、猪、鱼、鸡、或其它家禽的蛋白饲料，其中鱼蛋白饲料为颗粒状。

2.按照权利要求1所述的利用多菌种联合厌氧发酵生产秸秆蛋白饲料的方法，其特征在于：根据不同的饲喂对象，不同的原材料及其农副产物，改变各菌种的比例来制备符合生产要求的不同的发酵剂，秸秆发酵剂中双氮纤维单胞菌A1；产黄纤维单胞菌A2；凝结芽孢杆菌B1；嗜酸乳杆菌B2；枯草芽孢杆菌C1；淀粉乳杆菌C2；复合酶菌D1；丙酸菌D2；郎可比假丝酵母E1；拟内孢霉E2的混合比例最好为：1.5～2∶1.5～2∶0.5～1.5∶0.5～1.5∶0.5～1.5∶0.5～1.5∶0.5～1.5∶0.5～1.5∶1.5～2；1.5～2。