CN1653936B

CN1653936B - 利用废弃菇渣生产反刍动物饲用复合微生态酶制剂的方法

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Publication number: CN1653936B
Application number: CN2005100630435A
Authority: CN
Inventors: 迟乃玉; 张庆芳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-04-05
Filing date: 2005-04-05
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2025-04-05
Also published as: CN1653936A

Abstract

将食用菌采收后产生的废弃菇渣去袋破碎，配以粉碎的农作物秸秆，用自然水润湿，接种2％～8％的产酶复合微生物菌剂，在一定温度下发酵3天～15天，物料全部转化为半固体时，检测微生物生物量(活菌总数≥3.0×10¹⁰CFU/g)和酶活力(纤维素酶FPA活力≥400U/g；蛋白酶活力≥180U/g；脂肪酶活力≥240U/g；淀粉酶活力≥200U/g)达到指标，即完成以废弃菇渣为主要原料生产反刍动物饲用复合微生态酶制剂。

Description

利用废弃菇渣生产反刍动物饲用复合微生态酶制剂的方法

技术领域

本发明涉及农业生物技术领域，具体涉及一种利用食用菌生产后产生的废弃菇渣为主要原料，经人工驯化的多种有益产酶微生物作用，转化为具有微生态效应的反刍动物饲用复合微生态酶制剂的生产方法，其应用于反刍动物的生产。

背景技术

WTO的加入，常规农产品贬值，导致农民增产不增收。而畜牧业生产已经显示出广阔的发展前景，尤其是反刍动物牛、羊等饲养的经济效益更为突出。虽然牛、羊养殖业商机和潜力巨大，但随着我国“还林、还田”计划的实施，农区放牧式的养殖方式必将受到限制，势必将导致牛、羊圈养方式的实施，这样解决牛、羊等反刍动物养殖业纤维质粗饲料的利用率和转化率是一个急待解决的现实问题。

我国农区有丰富的秸秆饲料资源。据统计，农区每年生产农作物秸秆5亿多吨，目前得到利用的为1/4，还有3/4有待开发利用。如果利用我国每年5亿吨农作物秸秆的20％生产饲料，就可获得800亿公斤的饲料，相当于我国目前年饲料粮总用量的70％，从而能极大地缓解“人畜争粮”的矛盾，并大大促进畜物业的发展。到本世纪末，我国蛋白质饲料缺口将达100万吨，利用微生态酶制剂处理农作物秸秆，提高纤维质饲料的利用率和转化率，同时提高蛋白质含量的研究具有非常重要的现实意义和社会意义。

中国是食用菌生产大国，据中国食用菌学会不完全统计，2002年产量为876万吨，占世界鲜菇总产量70％以上。食用菌生产已成为中国农业的一个重要产业，是种植业中仅次于粮、棉、油、果、菜的第六大类产品，出口量占亚洲出口总量的80％，占全球贸易的40％(龙熹等，2003，市场导航)。但食用菌采收后产生大量废弃菇渣，年产量达7800多万吨，废弃菇渣处理是一个急待解决问题。研究表明，废弃菇渣的主要成分为：纤维素、木质素、半纤维素、菌体蛋白、维生素、矿质元素等，按其营养组成看，无污染的废弃菇渣主要是由天然有机大分子组成的复合物。目前废弃菇渣常见处理方法有4种：(1)直接回田作肥料，(2)食用菌二次栽培原料，(3)焚烧，(4)作为废弃物抛弃(杨自轩等，中国食用菌，2003，23(1)，35～36；江同均，食用菌，2002(5)，41)。但主要处理方法是作为废弃物抛弃和焚烧，这样即污染了环境，又造成资源浪费。如能利用生物技术将其转化为反刍动物饲料微生态酶制剂添加剂，这样即能促进食用菌产业发展，又能促进畜物业的发展，同时还能避免抛弃的废弃物菇渣产生的环境污染。

随着人民生活水平的不断提高，我国肉食结构逐步向三三制(猪肉、牛羊肉、禽肉各占三分之一)过渡，牛、羊肉的消费数量呈现持续增长的局面；国际上“疯牛病”及“英特”病毒的影响，为中国牛、羊肉出口提供了机会。所有这些因素都促进着我国牛羊肉市场的迅速发展。近两年在增长的牛羊肉中，98％以上来自农区，只有2％来自牧区，肉牛、肉羊的生产中心也出现了由牧区向农区的重大转变。因此，提高反刍动物纤维质等粗饲料的转化和利用率研究是实现畜牧业跨越式发展的必要条件。

欧美及日本等国已将微生态酶制剂列入添加剂范畴加以研究管理。美国准许直接饲喂的微生态酶制剂已有43种，其中30种是乳酸菌，日本1989年使用的这类添加剂已达1000T以上，美国用量约为日本的5-8倍，法国1991年已有50多种此类产品在市场销售，德国、英国、荷兰、丹麦、西班牙等国家已经开始普遍使用。

我国每年生产的单一酶的微生态饲料酶制剂不足1000T(主要用于单胃动物)，且综合酶活低、酶活不稳定，价格偏高(10～12万元/吨)。如果复合微生态饲料酶制剂价格在4～6万元/吨，我国每年将需要几十万吨，目前我国正式批准用于单胃动物酶制剂生产的菌株主要有蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌、乳酸球菌等，而生产的菌种多为单一菌株，并且多数作为防治畜禽下痢的治疗剂，只有几家饲料企业在试生产，并且综合酶活不高。而反刍动物养殖领域的微生态酶制剂还未进行应用开发。由于常规农产品贬值，导致农民增产不增收，而畜牧业生产已经显示出广阔的发展前景，尤其是反刍动物牛、羊等饲养的经济效益更为显著。因此研究与开发综合酶活高、酶活稳定的反刍动物复合微生态酶制剂，提高饲料的转化率和利用率是当务之急。该项目实施后，可以带来极显著的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明的目的是为了将废弃菇渣作为资源二次利用；避免菇渣作为废弃物倒入沟渠或者焚烧造成的环境污染和资源浪费。本发明提供一种利用废弃菇渣为主要原料，配以农作物秸秆，接种人工培养的多种有益产酶微生物，生产具有微生态效应的反刍动物饲用复合微生态酶制剂的方法。

将食用菌采收后产生的废弃菇渣(无污染)去袋破碎，配以粉碎的农作物秸秆，用自然水润湿，最终使物料含水大约为67％～73％，接种2％～8％的产酶复合微生物菌剂，充分搅拌，使产酶微生物和物料充分接触，其中所述的产酶复合微生物菌剂是由纤维素酶产生菌、蛋白酶产生菌、脂肪酶产生菌、淀粉酶产生菌以及多种乳酸菌各自制备的菌剂按一定比例混合组成的。将接种后的物料置于水泥筑成的发酵池或简易的塑料围成的发酵池(发酵池大小可以根据实际生产量而定，但发酵池深度应控制在45cm～65cm以内)，塑料密封，在一定温度下发酵3天～15天，但发酵过程中每隔12小时用空气压缩机(50m³/min)换气25分钟，物料全部转化为半固体时，检测微生物生物量(活菌总数≥3.0×10¹⁰CFU/g)和酶活力(纤维素酶FPA活力≥400U/g；蛋白酶活力≥180U/g；脂肪酶活力≥240U/g；淀粉酶活力≥200U/g)达到指标，发酵结束，即以废弃菇渣为主要原料生产的反刍动物饲用复合微生态酶制剂结束。此时反刍动物饲用复合微生态酶制剂特征如下：有效活菌数≥30亿/g；pH值为5.4～6.2之间；有机质含量≥52.7％；外观为浅褐色半固体状，无霉菌块；气味为醇香和酸香。

本发明中使用的产酶复合微生物菌剂的菌种都来源于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，可以通过商业途径购买，它们的培养和生长条件按菌种保藏单位提供的说明进行。涉及的菌种主要是纤维素酶产生菌(例如，CGMCC菌种编号：3.316或3.2878等)、蛋白酶产生菌(例如，CGMCC菌种编号：1.230或1.265等)、脂肪酶产生菌(例如，CGMCC菌种编号：2.1135或2.1405等)、淀粉酶产生菌(例如，CGMCC菌种编号：1.803或1.836或1.831等)，以及乳酸菌(例如，CGMCC菌种编号：1.12或1.579或1.574或1.575或1.214或1.557或1.2030等)。将上述每一类菌种各自制备的菌剂按一定比例复合，即为本发明中使用的产酶复合微生物菌剂。

将废弃菇渣通过生物技术转化为具有微生态效应的反刍动物饲用复合微生态酶制剂，既解决了反刍动物纤维质粗饲料的利用率和转化率问题；同时使废弃菇渣得到了有效利用；避免了废弃菇渣处理不当产生环境污染。该反刍动物饲用复合微生态酶制剂不仅可以调节反刍动物肠道的微生态环境，增加反刍动物体内活性的有益生物种类和数量，增强机体免疫力，减少疾病发生率，促进反刍动物生长，减轻畜禽粪便臭味，降低粪便中磷含量，减少环境污染。对创建有机牛、羊生产条件，解决牛、羊圈养粗饲料转化和利用困难具有重要的现实意义。更重要的是将其发酵处理秸秆等纤维质粗饲料(使用量1～5‰)，使秸秆等纤维质粗饲料转化率和利用率平均提高10％以上，蛋白含量平均增加5％，牛、羊平均增产17.8％；平均缩短圈养时间47.8天，疾病发生率下降8.9％，产生了巨大的经济效益、社会效益和环境效益。

具体实施方式：

实施例一：

(1)、分别将蛋白酶产生菌、脂肪酶产生菌、纤维素酶产生菌、淀粉酶产生菌以及乳酸菌，按CGMCC提供的菌株说明进行活化、逐级扩大培养，制备成菌剂，以微生物酶活力单位(国际单位制，纤维素酶活力单位以FPA活性单位为准)为计量单位，按蛋白酶∶脂肪酶∶淀粉酶∶纤维素酶＝(0.4～0.7)∶(0.2～0.4)∶(0.4～0.8)∶(0.8～1.5)的比例，制备复合微生物液体菌剂；在上述制备的复合微生物液体菌剂的基础上，再添加3％～12％(体积比)的乳酸菌菌剂，即制备成用于本发明反刍动物饲用复合微生态酶制剂发酵生产的产酶复合微生物菌剂。

(2)、将食用菌采收后产生的菇渣(无污染的)，机械或人工破碎成0.5mm×0.5mm×0.5mm左右的碎块。

(3)、在(2)处理过的菇渣中加入25％～35％重量的、大小为1.5mm×1.5mm×1.5mm的农作物秸秆粉，用自然水润湿该菇渣和农作物秸秆粉的混合物，最终使物料含水为67％～73％。

(4)、将(1)制备的产酶复合微生物菌剂接种到润湿的菇渣和农作物秸秆粉的混合物上(按菇渣干重的2％～3.5％接种量)，充分搅拌，使微生物和物料充分接触。

(5)、将(4)的混合物料放于水泥筑成的发酵池或简易发酵池中，发酵池深为45cm～65cm，(发酵池的长度和宽度不限，根据生产量确定)，如果是简易发酵池，发酵池底面一定用塑料薄膜铺好，防止液体渗漏，并使混合物料处于疏松状态。

(6)、再用塑料薄膜密封发酵池，在25℃～32℃下保温，每间隔12小时用空气压缩机(50m³/min)换气25分钟，10～15天之后，物料全部转化为半固体，检测微生物生物量和酶活力达到上述指标，即完成以废弃菇渣为主要原料生产的具有微生态效应的反刍动物饲用复合微生态酶制剂的生产。

实施例二：

(4)、将(1)制备的产酶复合微生物菌剂接种到润湿的菇渣和农作物秸秆粉的混合物上(按菇渣干重的3.5％～5.5％接种量)，充分搅拌，使微生物和物料充分接触。

(6)、再用塑料薄膜密封发酵池，在25℃～32℃下保温，每间隔12小时用空气压缩机(50m³/min)换气25分钟，6～10天之后，物料全部转化为半固体，检测微生物生物量和酶活力达到上述指标，即完成以废弃菇渣为主要原料生产的具有微生态效应的反刍动物饲用复合微生态酶制剂的生产。

实施例三：

(4)、将(1)制备的产酶复合微生物菌剂接种到润湿的菇渣和农作物秸秆粉的混合物上(按菇渣干重的5.5％～8.0％接种量)，充分搅拌，使微生物和物料充分接触。

(6)、再用塑料薄膜密封发酵池，在25℃～32℃下保温，每间隔12小时用空气压缩机(50m³/min)换气25分钟，3～6天之后，物料全部转化为半固体，检测微生物生物量和酶活力达到上述指标，即完成以废弃菇渣为主要原料生产的具有微生态效应的反刍动物饲用复合微生态酶制剂的生产。

实施例四：

对实施例一、二和三方法生产的反刍动物饲用复合微生态酶制剂，进行了主要理化指标检测，结果如下：

有效活菌数	pH值	有机质含量	气味	颜色和状态
					≥3.0×10¹⁰CFU/g	5.4～6.2	≥52.6％	醇香和酸香	浅褐色半固体状

Claims

1.一种利用废弃菇渣生产反刍动物饲用复合微生态酶制剂的方法，其包含以下步骤：

(1)分别将蛋白酶产生菌、脂肪酶产生菌、纤维素酶产生菌、淀粉酶产生菌以及乳酸菌各自进行活化、逐级扩大培养，制备成菌剂，以国际单位制的微生物酶活力单位为计量单位，其中纤维素酶活力单位以FPA活性单位为准，按蛋白酶∶脂肪酶∶淀粉酶∶纤维素酶＝(0.4～0.7)∶(0.2～0.4)∶(0.4～0.8)∶(0.8～1.5)的比例，制备成复合微生物液体菌剂，再添加体积比为3％～12％的乳酸菌菌剂，即制备成用于反刍动物饲用复合微生态酶制剂发酵生产的产酶复合微生物菌剂；

(2)将食用菌采收后产生的无污染的菇渣，机械或人工破碎成0.5mm×0.5mm×0.5mm的碎块；

(3)在(2)处理过的菇渣中加入25％～35％重量的、大小为1.5mm×1.5mm×1.5mm的农作物秸秆粉，用自然水润湿该菇渣和农作物秸秆粉的混合物，最终使物料含水为67％～73％；

(4)将(1)制备的产酶复合微生物菌剂接种到润湿的菇渣和农作物秸秆粉的混合物上，接种量为菇渣干重的2％～8％，充分搅拌，使微生物和物料充分接触；

(5)将(4)获得的混合物料放于水泥筑成的发酵池或简易发酵池中，发酵池深为45cm～65cm；

(6)再用塑料薄膜密封发酵池，在25℃～32℃下保温，每间隔12小时用空气压缩机以50m³/min换气25分钟，3～15天之后，即可获得具有微生态效应的反刍动物饲用复合微生态酶制剂。

2.根据权利要求1的方法，其中步骤(5)中所述的简易发酵池，其底部铺有塑料薄膜。

3.根据权利要求1的方法，其中步骤(6)中获得的反刍动物饲用复合微生态酶制剂，其为半固体，且微生物生物量达到活菌总数≥3.0×10¹⁰CFU/g，酶活力达到纤维素酶FPA活力≥400U/g、蛋白酶活力≥180U/g、脂肪酶活力≥240U/g和淀粉酶活力≥200U/g。

4.一种根据权利要求1-3任一的方法生产的反刍动物饲用复合微生态酶制剂，其特征在于：有效活菌数≥30亿/g，pH值为5.4～6.2，有机质含量≥52.7％，外观为浅褐色半固体状，无霉菌块，气味为醇香和酸香。