CN1460423A - 一种秸秆微生物发酵饲料的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及微生物发酵饲料，具体的说是一种秸秆微生物发酵饲料的生产方法；以农作物产品下脚料秸秆为原料，采用芽孢杆菌、光合细菌、酵母菌、米曲霉和担子菌的种子液为有益微生物菌群，室温条件下接种，对秸秆进行固体发酵，得微生物发酵饲料。本发明具有如下优点：操作简单，易于推广，成本低，生产周期短，产品质量好。

Description

一种秸秆微生物发酵饲料的生产方法

技术领域

本发明涉及微生物发酵饲料，具体的说是一种秸杆微生物发酵饲料的生产方法。

背景技术

随着社会的发展，人民生活水平的提高，人们对肉、蛋、禽、水产等产品的需求量日益增加，国内外消费市场巨大，相应的饲料消耗量也逐年增加。在发达国家作物秸秆及其它有机物均被充分利用，据联合国粮农组织统计，在美国有73％的肉类由草转化而来，澳大利亚、新西兰为90％；而我国仅为8％；我国秸杆生物资源十分丰富，各类农作物的秸杆每年有上亿吨之多，只有少部分得到利用，大多数秸杆被焚烧，不仅浪费资源，也造成严重环境污染；因此，今后我国饲料业要大力发展食草型和非粮耗型饲料，要秸秆化粮，过腹还田，秸杆利用的比例要大幅度提高。

生物技术是一门应用极为广泛的学科，在饲料类产品的研究与开发中应用微生物技术，在国内外现已十分普遍。20世纪初国内外许多学者根据仿生学原理，对牛、马、羊等反刍类动物的消化机制及其肠胃微生物区系、瘤胃微生物的生物学特性进行了研究，并成功将其分离、鉴定与纯培养，并对瘤胃微生态人工进行了模拟，取得了可喜的进展；进入九十年代，现代生物工程技术日新月异，各种高新技术手段层出不穷，在微生物菌种的筛选与诱变、杂交与选育、纯培养与深休眠及其制剂化等方面的研究上均取得了很大的进展。

目前生物饲料生产主要有以下几种：(1)自然发酵法；(2)高温酸处理法；(3)氨化法；(4)微贮法；(5)EM发酵法等多种方法。国内外研究工作和生产应用结果表明，以EM发酵法处理效果较好，即处理方法简单又能改善生态环境，提高产品品质，但其所需菌种数目较多，操作较为复杂，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种所需菌种数目少，操作简单，成本低的秸杆微生物发酵饲料的生产方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

以农作物产品下脚料秸杆(麦杆、豆秸、稻杆等)为原料，采用芽孢杆菌、光合细菌、酵母菌、米曲霉和担子菌的种子液为有益微生物菌群，对秸杆进行固体发酵，得微生物发酵饲料。

固体发酵过程中，秸杆与微生物菌群种子液的重量比例为，秸杆∶芽孢杆菌∶光合细菌∶酵母菌+米曲霉+担子菌＝100∶10～15∶10～15∶10～25；最好为，秸杆∶芽孢杆菌∶光合细菌∶酵母菌+米曲霉+担子菌＝100∶10∶15∶25；所述芽孢杆菌种子液中每毫升的活菌数至少为8亿个，光合细菌种子液中每毫升的活菌数至少为8亿个，酵母菌+米曲霉+担子菌种子液中每毫升的活菌数至少为3亿个；(发酵罐培养时，随时取样测定，采用血球计数法计算菌数)

所述芽孢杆菌的种子液发酵培养基以重量百分比计为：玉米面0.5～1.0％，豆饼粉0.5～1.0％，葡萄糖0.3～0.8％，磷酸二氢钾0.01～0.06％，余量为水，PH7.0～7.2；最好为：玉米面0.5％，豆饼粉0.5％，葡萄糖0.8％，磷酸二氢钾0.06％，余量为水，PH7.0；通气发酵培养，培养温度为26～30℃，时间为24～48小时；培养温度最好为28℃，时间最好为24小时；

所述光合细菌的种子液发酵培养基以重量百分比计为：氯化铵0.1％，醋酸钠0.1％，硫酸镁0.02％，碳酸氢钠0.1％，磷酸氢二钾0.02％，氯化钠0.05％，硫酸亚铁0.001％，丙酸钠0.1～0.5％，酵母膏0.1～0.3％，蛋白胨0.1～0.3％，余量为水，PH6.8～8.0，自然光照下培养，温度为22～30℃，时间为3～7天；最好为：氯化铵0.1％，醋酸钠0.1％，硫酸镁0.02％，碳酸氢钠0.1％，磷酸氢二钾0.02％，氯化钠0.05％，硫酸亚铁0.001％，丙酸钠0.1％，酵母膏0.1％，蛋白胨0.1％，余量为水，PH7.8；自然光照，培养温度最好为30℃，时间最好为96小时；

所述酵母菌+米曲霉+担子菌种子液是在共同液体发酵培养基中，通气发酵培养，培养温度为28℃，时间为72小时；发酵培养基组成以重量百分比计为：玉米面0.5％，豆饼粉0.5％，麦麸0.2％，葡萄糖0.6％，余量为水，PH6.8。

本发明具有如下优点：

1.操作简单，易于推广。以芽孢杆菌、光合细菌、酵母菌、米曲霉、担子菌为有益微生物菌群组合，所用菌种数目较少；采用特有的固体饲料发酵技术(大剂量接种、免蒸煮发酵)。

2.成本低。本发明吸取了EM发酵处理方法的优点，种子液体接种固体发酵，以农作物产品下脚料秸杆为原料，经过有益微生物菌群的发酵，变低值的秸秆为高质量的秸杆微生物发酵饲料，原料来源广泛，价格低廉，可广泛用于农业的畜牧(鸡、猪、牛、羊、鹅、兔等的养殖)、水产养殖等诸多方面，促进了畜禽业的发展。

3.产品质量好。本发明采用有益微生物菌群及其菌体代谢产物(它们的营养成份丰富)，随着饲料一起喂养畜禽动物，能在其肠胃微生态环境中促进动物的代谢功能，提高动物体的免疫力。

4.生产周期短。本发明采用微生物液体与固体相结合的发酵技术，采用大剂量加入有益微生物菌群和适合于微生物繁殖的生长培养基技术，使秸秆发酵速度快、产品菌数高，避免杂菌污染(安全性能好，无污染、对生态环境友好)，保证了产品质量，是一种高质量微生物菌群快速繁殖生长的秸杆微生物发酵饲料的生产方法。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

1.芽孢杆菌(产生蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、肽抗生素等)菌群液体种子发酵步骤如下：

1)种母活化：将芽孢杆菌(例如：Bacillus pumilus、Bacillussubtilis、Bacillus sp.、Paenibacillus amyloliguefaciens)种母，分别移至新配制的PDA培养基的克氏瓶斜面上，活化培养24--48小时，温度28℃，活化成熟后的克氏瓶中的菌体称为种子；

种母活化培养采用马铃薯--蔗糖琼脂培养基(简称PDA培养基)组成按重量百分比计算：20％马铃薯(土豆)浸出液1000mL；蔗糖20g、琼脂18g、PH7.0～7.2；

2)种子罐接种与发酵培养：将活化好的克氏瓶中的芽孢杆菌的种子1瓶，用200mL无菌水洗入至500mL无菌的三角瓶中，用火焰接种法或压差接种到50立升的种子罐(或100立升的种子罐)中，装液量不超过70％，通气搅拌培养，通气量为1∶1，温度为28～30℃，培养时间为24小时(可为24～48小时)，显微镜镜检芽孢杆菌菌体运动活泼，整齐，无污染，可供种子的发酵罐进一步扩大繁殖用；

3)发酵罐接种与发酵培养(确定培养基和发酵条件试验)：将成熟的种子罐中的种液，用压差法接种到500立升的发酵罐(或1000立升的发酵罐)中，装液量不超过70％，通气搅拌培养，通气量为1∶0.4(可为1∶0.3～0.5)，温度为28～30℃，培养时间为30小时(可为24～36小时)，出现芽孢时为放罐标志，镜检菌体整齐，健壮，无污染，芽孢量占5％～10％，含活菌达到8亿/ml，(采用血球计数法计算菌数)培养液呈乳白色无异味，即可供扩大发酵培养用或留作固体发酵用的液体种子液A；

本实施例采用培养基的组成配方按重量百分比计如下：玉米面0.5％、豆饼粉0.5％、葡萄糖0.8％、磷酸二氢钾0.06％、余量为水、PH7.0(培养基的组成配方范围可为：玉米面0.5～1.0％、豆饼粉0.5～1.0％、葡萄糖0.3～0.8％、磷酸二氢钾0.01～0.06％、余量为水、PH7.0～7.2)。

2.光合细菌菌群液体种子发酵步骤如下：

1)种母活化：对光合细菌(Rhodopseudomonas sphaeroides)种母进行活化(移接新斜面，或转接到新鲜液体培养基中活化5天)，活化后的菌体称种子；种母活化培养用斜面培养基组成为：氯化铵1.0g、醋酸钠1.0g、硫酸镁0.2g、碳酸氢钠1.0g、氯化钠0.5g、磷酸氢二钾0.2g、硫酸亚铁0.01g、丙酸钠1.0g、酵母膏1.0g、蛋白胨1.0g、无机盐类溶液10mL、生长辅助因子0.01g、蒸馏水1000mL、琼脂20克、PH7.0；

2)种子发酵培养(选择培养基和发酵条件试验)：将上述活化好的光合细菌种子液200毫升接入到容积为2000毫升透明的玻璃瓶中(瓶内液量不超过1500毫升的种子发酵培养基)，放在自然太阳光下照射培养(温度：20～30℃)，5天种子培养基本成熟，含活菌量达到8亿/mL，培养液呈鲜红或深红色，显微镜下检查光合细菌运动活泼，整齐，无污染，即可供扩大发酵培养用；

种子发酵培养基组成为：氯化铵1.0g、醋酸钠1.0g、硫酸镁0.2g、碳酸氢钠1.0g、磷酸氢二钾0.2g、氯化钠0.5g、硫酸亚铁0.01g、丙酸钠1～5g、酵母膏1～3g、蛋白胨1～3g、生长辅助因子(维生素B1∶氨基苯甲醇∶生物素＝1∶1∶1)0.01g、无机盐类溶液10mL、蒸馏水1000mL、PH7.0；

(3)扩大发酵培养(确定培养基和发酵条件试验)：将光合细菌种子发酵培养液以30％剂量接种到5000毫升透明的玻璃瓶内(装液体发酵培养基量不超过70％)，放在自然太阳光下照射培养(温度为30℃)，7天扩大发酵培养成熟，含活菌量达到10亿/mL以上，PH值为8.0，培养液呈鲜红或深红色，显微镜下检查光合细菌运动活泼，菌体健壮，无污染等异常现象，即可留作为固体混合发酵用种子液B；

光合细菌发酵培养基的组成配方如下：氯化铵0.1％，醋酸钠0.1％，硫酸镁0.02％，碳酸氢钠0.1％，磷酸氢二钾0.02％，氯化钠0.05％，硫酸亚铁0.001％，丙酸钠0.1％，酵母膏0.1％，蛋白胨0.1％，余量为水，PH7.8；

3.酵母菌+米曲霉+担子菌菌群液体种子发酵操作步骤如下：

(1)种母活化：分别将酵母菌Saccharomyces cerevisiae)、米曲霉(Aspergillus oryzae)、担子菌(Lentinus adodus)等3个菌群的种母分别移接到新配制的斜面培养基中，培养72小时，温度28℃；

种母活化培养用斜面培养基组成为：蔗糖20g、硝酸钠3.0g、硫酸镁0.5g、氯化钾0.5g、磷酸氢二钾1.0g、硫酸亚铁0.01g、氯化钾0.5g、蒸馏水1000mL、琼脂20g、PH6.0～6.7；

(2)种子发酵培养(选择培养基和发酵条件试验)：采取深层发酵法生产液体种子，将分别活化好的酵母菌、米曲霉、担子菌的种母(克氏瓶)接到种子发酵培养基中共同发酵，发酵罐可以是50立升罐(也可以是100立升、500立升、1吨罐)，装液量不超过70％，通气发酵培养，培养温度为28℃(可为26～30℃)，时间为72小时(可为48～96小时)，培养成熟，无异味，显微镜下检查菌丝体健壮，无杂菌污染等异常现象，菌丝体成网状、或小球状，或小米粒状，即可供扩大发酵培养用或作为固体混合发酵用种子液C；

本实施例采用酵母菌、米曲霉、担子菌菌群用发酵培养基组成如下(按重量百分比计算)：玉米面0.5％、豆饼粉0.5％、麦麸0.2％、葡萄糖0.6％、余量为水、PH6.8(培养基的组成配方范围可为：玉米面0.5～1％、豆饼粉0.5～1％、麦麸0.1～0.5％、葡萄糖0.6～0.8％、余量为水、PH6.0～6.8)；

4.有益微生物菌群A芽孢杆菌、B光合细菌、C酵母菌+米曲霉+担子菌混合发酵种子液产品固体发酵操作步骤如下：

1)以农作物产品下脚料豆秸、麦秸、稻草(最好是新鲜的)等为原料，将其粉碎成长为2～6毫米的物料，而后放置在温度为25～30℃基本无菌的干净房间内备用；

2)在室温条件下，接入上述1～3步骤所得高质量微生物菌群(A+B+C)混拌到秸杆基质中，含水量为30--55％(以“手握成团，落地就散”无游离水渗出为适度)翻拌均匀在清洁环境中自然固体发酵，每天测定固体发酵温度2次，温度控制在28℃(可为26～32℃)，固体发酵温度从室温升至45-65℃时，每天需要翻动1--2次，发酵培养时间96小时(可为3～6天)，PH保持5.8--8.0范围内，发酵终点的微生物物料基质的含水量控制在16-20％，注意及时通气翻倒；

3)待固体发酵温度回落到室温时，饲料有清香味，把发酵后的秸杆微生物饲料，风干或者烘干(烘干温度必须小于50℃)，水份不能超过15％，秸杆微生物发酵饲料含活菌总数2亿/克以上，经过粉碎、过筛、质检、包装制成秸杆微生物发酵饲料产品；

本实施例培养物料组成为：秸杆100公斤，芽孢杆菌种子液10公斤，光合细菌种子液15公斤，酵母菌+米曲霉+担子菌25公斤(培养物料组成范围可为：秸杆∶芽孢杆菌种子液∶光合细菌种子液∶酵母菌+米曲霉+担子菌＝100∶10～15∶10～15∶10～25)。

为提高产品质量，缩短生产周期，申请人还试用了中国科学院沈阳应用生态研究所分离、纯化并鉴定的高活性微生物菌株(如∶芽孢杆菌Bacilluspumilus 289、Bacillus subtilis 2110、Bacillus sp.B408、Paenibacillusamyloliguefaciens B25，光合细菌Rhodopseudomonas sphaeroides N9281等)，其应用效果更佳。

Claims (9)

1.一种秸杆微生物发酵饲料的生产方法，以农作物产品下脚料秸杆为原料，其特征在于：采用芽孢杆菌、光合细菌、酵母菌、米曲霉和担子菌的种子液为有益微生物菌群，室温条件下接种，对秸杆进行固体发酵，得微生物发酵饲料。

2.按照权利要求1所述的秸杆微生物发酵饲料的生产方法，其特征在于：固体发酵过程中，秸杆与微生物菌群种子液的重量比例为，秸杆∶芽孢杆菌∶光合细菌∶酵母菌+米曲霉+担子菌＝100∶10～15∶10～15∶10～25；所述芽孢杆菌种子液中每毫升的活菌数至少为8亿个，光合细菌种子液中每毫升的活菌数至少为8亿个，酵母菌+米曲霉+担子菌种子液中每毫升的活菌数至少为3亿个。

3.按照权利要求2所述的秸杆微生物发酵饲料的生产方法，其特征在于：所述秸杆与微生物菌群种子液的重量比例为，秸杆∶芽孢杆菌∶光合细菌∶酵母菌+米曲霉+担子菌＝100∶10∶15∶25。

4.按照权利要求1所述的秸杆微生物发酵饲料的生产方法，其特征在于：所述芽孢杆菌的种子液液体发酵培养基以重量百分比计为：玉米面0.5～1.0％，豆饼粉0.5～1.0％，葡萄糖0.3～0.8％，磷酸二氢钾0.01～0.06％，余量为水，PH7.0～7.2；通气发酵培养，培养温度为26～30℃，时间为24～48小时。

5.按照权利要求1所述的秸杆微生物发酵饲料的生产方法，其特征在于：所述芽孢杆菌的种子液液体发酵培养基以重量百分比计为：玉米面0.5％，豆饼粉0.5％，葡萄糖0.8％，磷酸二氢钾0.06％，余量为水，PH7.0；通气发酵培养，培养温度为28℃，时间为24小时。

6.按照权利要求1所述的秸杆微生物发酵饲料的生产方法，其特征在于：所述光合细菌的种子液液体发酵培养基以重量百分比计为：氯化铵0.1％，醋酸钠0.1％，硫酸镁0.02％，碳酸氢钠0.1％，磷酸氢二钾0.02％，氯化钠0.05％，硫酸亚铁0.001％，丙酸钠0.1～0.5％，酵母膏0.1～0.3％，蛋白胨0.1～0.3％，余量为水，PH6.8～8.0，自然光照下培养，温度为22～30℃，时间为3～7天。

7.按照权利要求1所述的秸杆微生物发酵饲料的生产方法，其特征在于：所述光合细菌的种子液液体发酵培养基以重量百分比计为：氯化铵0.1％，醋酸钠0.1％，硫酸镁0.02％，碳酸氢钠0.1％，磷酸氢二钾0.02％，氯化钠0.05％，硫酸亚铁0.001％，丙酸钠0.1％，酵母膏0.1％，蛋白胨0.1％，余量为水，PH7.8；自然光照，培养温度最好为30℃，时间最好为96小时；

8.按照权利要求1所述的秸杆微生物发酵饲料的生产方法，其特征在于：所述酵母菌+米曲霉+担子菌种子液是在共同液体发酵培养基中，通气发酵培养，培养温度为26～30℃，时间为48～96小时；发酵培养基组成以重量百分比计为：玉米面0.5～1％、豆饼粉0.5～1％、麦麸0.1～0.5％、葡萄糖0.6～0.8％、余量为水、PH6.0～6.8。

9.按照权利要求1所述的秸杆微生物发酵饲料的生产方法，其特征在于：所述酵母菌+米曲霉+担子菌种子液是在共同液体发酵培养基中，通气发酵培养，培养温度为28℃，时间为72小时；发酵培养基组成以重量百分比计为：玉米面0.5％，豆饼粉0.5％，麦麸0.2％，葡萄糖0.6％，余量为水，PH6.8。