CN1663422A

CN1663422A - 植物秸秆饲料发酵菌剂及其制备方法

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Publication number: CN1663422A
Application number: CN2005100660036A
Authority: CN
Inventors: 单德章
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-04-19
Filing date: 2005-04-19
Publication date: 2005-09-07
Anticipated expiration: 2025-04-19
Also published as: CN1313017C

Abstract

本发明公开了一种植物秸秆饲料发酵菌剂，极其适合干黄秸秆的发酵，包括植物乳杆菌、酵母菌、里氏木霉、枯草芽孢杆菌，各菌种经过固体试管、液体三角瓶、液体麦芽汁三级常规培养后，按比例混合菌液并进行固体发酵培养成熟制得。本发明使用的各菌种分别独立进行培养，在液体生产菌种阶段才混合，可以更加适合不同菌种的不同培养条件，使每个菌种都具有最强的活性。

Description

植物秸秆饲料发酵菌剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种秸秆饲料发酵菌剂，特别涉及一种多种有益菌株混合使用的植物秸秆饲料发酵菌剂，具有多菌株同时发酵的效果。本发明还涉及上述发酵菌剂的制备加工过程。

背景技术

随着粮食作物的种植量的增加和产量提高，植物秸秆作为粮食作物的副产品也在大量的产生着，这些秸秆最原始的用途就是用作燃料，生火煮饭取暖等。但随着人们生活水平的提高，电、煤、天然气的利用，这种原始的用途慢慢将被人们所淘汰。植物秸秆的处理也就成了一个严重的污染问题，现有的处理方法中如将秸秆粉碎埋藏进行所谓的秸秆还田，这种做法使用效果很差，不能很好的将植物秸秆充分利用，实际应用甚少。更有甚者将收割后的作物秸秆点燃烧毁，不仅严重影响环境，造成大气污染，还会对公路民航等交通带来较大的负面影响，也极大浪费了资源，这种做法也是国家明令禁止的处理方法。

植物秸秆作为饲料来喂养牛羊等家畜也有相当的历史，但这种喂养方式也仅仅是粗放喂养，使用的秸秆有很大的局限性，仅限于地瓜秧、花生秧等营养价值比较高的秸秆。使用时一般是将秸秆直接粉碎后进行喂食，但这种喂养方法秸秆利用率太低，采食效果不好，用铡成段的秸秆喂牛，剩余不能采食的秸秆量在三分之一以上，造成严重秸秆浪费。而且动物直接食用秸秆的这种喂养方法生物利用度是极低。后来开发的青贮秸秆饲料是将青的秸秆粉碎后直接打捆堆放并进行自然发酵，这种秸秆饲料的缺陷是：自然界的天然微生物品种太多太杂，致使在储存发酵过程中经常腐败变质而不能使用，且存储时间短。即使是青贮饲料和发酵饲料，也都停留在地窖加工和小规模应用上，还不能形成工业化生产、运输和商品化销售的秸秆饲料产品。

在秸秆饲料的青贮与发酵过程中，最重要的因素是发酵用的微生物菌种，现有的秸秆饲料发酵饲料，大部分是不加菌种而直接利用植物秸秆表面的菌类和空气中的微生物菌类，这些菌类的特点是菌种多样，结构复杂，在青贮时，过程难以控制，秸秆在发酵过程中容易腐败变质，当然更谈不上什么干黄秸秆的黄贮了。有些是在干黄贮或青贮时加入经过专门培养的发酵菌种，但现有的菌种只停留在单一菌种上，如单独使用乳酸菌、枯草芽孢杆菌等菌类，这些菌类直接常规培养成生产菌种进行接种。这种发酵剂的特点是培养制备容易，但发酵过程单一，秸秆的转化效果不能很好的实现，适口性也不很好。而且难以在秸秆饲料上实现产业化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以产业化生产的秸秆饲料发酵菌剂，其可以实现秸秆发酵饲料的商品化，延长贮存期，增加秸秆饲料的营养价值，提高秸秆饲料利用率，减少腐败变质。

本发明的植物秸秆饲料发酵菌剂极其适合干黄秸秆的发酵，包括植物乳杆菌、酵母菌、里氏木霉、枯草芽孢杆菌，各菌种经过固体试管、液体三角瓶、液体麦芽汁三级常规培养后，按比例混合菌液并进行固体发酵培养成熟制得。

以上所述的麦芽汁菌液的混合比例为：植物乳杆菌4-5份、酵母菌1-2份、里氏木霉2-3份、枯草芽孢杆菌3-4份。

上述所述一级常规固体试管培养的条件为：植物乳杆菌是在厌氧环境下进行，温度在30-37摄氏度之间，培养48-60小时；酵母菌在30摄氏度下培养30-48小时；里氏木霉在28-32摄氏度下培养60小时，枯草芽孢杆菌在38摄氏度下培养36小时。

上述所述二级常规液体三角瓶培养的条件为：植物乳杆菌是在厌氧环境下进行，温度在30-37摄氏度之间；酵母菌在30摄氏度下培养；里氏木霉在28-32摄氏度下培养；枯草芽孢杆菌在38摄氏度下培养。

上述所述三级麦芽汁菌液的培养条件是：植物乳杆菌培养罐中加入1-2％的碳酸钙；在枯草芽孢杆菌培养罐中加入2％的牛肉浸膏、1％的酵母浸膏；里氏木霉培养罐中加入0.5-1％的纤维素；酵母菌培养罐中不添加物质，接种后培养48-72小时备用，其中植物乳杆菌静止培养，其它各菌种通入无菌压缩空气。

上述所述固体发酵培养基是用豆粕、麸皮、玉米粉、尿素按比例混合均匀，装入高温灭菌器内进行高温灭菌，冷却制得。所述固体发酵培养基中，豆粕、麸皮、玉米粉、尿素的比例分别为40％、20％、38％、2％。

上述所述固体发酵培养的培养条件是：菌种的接种量按固体原料的15-30％，接种好的固体物料装入到固体发酵容器中，在30-45度下发酵培养36-60小时。

本发明的植物秸秆饲料发酵菌剂的制备方法，包括以下步骤：

a：制备固体培养基和固体斜面培养：分别按植物乳杆菌、酵母菌、里氏木霉、枯草芽孢杆菌的最适培养条件制备固体试管培养基，做成固体斜面；然后分别接种上述菌种后，按最适条件进行培养，其中植物乳杆菌厌氧培养；

b：制备液体三角瓶培养基并进行液体培养：分别按植物乳杆菌、酵母菌、里氏木霉、枯草芽孢杆菌的最适培养条件制备液体三角瓶培养基；然后分别接种上述步骤a培养后的斜面菌种，按最适条件进行培养，其中植物乳杆菌厌氧培养；

c：制备液体生产菌种：制备麦芽汁液体培养基加入培养罐中，植物乳杆菌培养罐中加入1-2％的碳酸钙；在枯草芽孢杆菌培养罐中加入2％的牛肉浸膏、1％的酵母浸膏；里氏木霉培养罐中加入0.5-1％的纤维素；酵母菌培养罐中不添加物质，接种后培养48-72小时备用，其中植物乳杆菌静止培养，其它各菌种通入无菌压缩空气；

d：混合液体菌种：将上述制得的液体生产菌种按下的比例混合：植物乳杆菌4～5、枯草芽孢杆菌1～2、里氏木霉2～3、酵母菌3～4，搅拌均匀；

e：固体制剂制备：用豆粕、麸皮、玉米粉、尿素混合均匀，高温灭菌后作为固体制剂培养基，接入培养好的混合液体菌种，按固体原料量的15-30％接入，接种好的固体物料装入到固体发酵容器中，在30-45度下发酵培养36-60小时即得到成熟的植物秸秆发酵剂；

f：固体制剂的烘干：采用低温脉冲式烘干技术，物料和热空气的混合温度不超过45度，烘干时间小于40秒，最大限度的保证发酵剂产品的活性不受损失。

上述所述步骤e中的固体制剂培养基的配制比例为豆粕40％、麸皮20％、玉米粉38％、尿素2％。

由于本发明的秸秆饲料发酵菌剂采用多菌种混合复合作用，可以弥补单菌种发酵的不足，同时还可以克服自然发酵菌种过于复杂、发酵过程定向性差、可控制性差的问题。实践证明这种多菌种复合作用产生了意想不到的效果。

一、改善秸秆饲料的适口性，提高了采食速度和采食量。在本发明的秸秆发酵剂中木霉所产生的纤维素酶作用下，纤维素中木聚糖链和木质素聚合物的酯键被酶解，长链分子变成短链、支链分子变成了直链，增加了产品的柔软性和膨胀度，适口性得到了很好的改善。由于秸秆发酵剂中酵母菌的作用产生了酸香、醇香、果香味，也极大的改善了适口性。由于秸秆发酵剂中枯草芽孢杆菌的作用，秸秆饲料中谷氨酸(味精)的含量可增加数倍，很大程度上增加了动物食欲。

二、显著增加秸秆饲料的营养成分。秸秆发酵剂中的木霉所产的纤维素酶、酵母菌在起作用，使秸秆中的五碳糖转化成为菌体蛋白，可消化粗蛋白大量增加，粗蛋白的利用率可以提高到90％以上。秸秆中的纤维素、半纤维素等多糖类物质在木霉所产的纤维素酶的作用下被降解成为单糖，由于单糖在有益微生物发酵下进一步合成挥发性脂肪酸，挥发性脂肪酸的含量可大大提高。秸秆发酵剂中的酵母菌、芽孢杆菌在发酵过程中产生大量B族维生素，B族维生素最大增加量为10倍以上。

三、对本发明使用的各菌种分别独立进行培养，可以更加适合不同菌种的不同培养条件，使每个菌种都具有最强的活性，在固体制剂生产前才将各菌种按比例混合接种。

四、使用本发明产品进行植物秸秆饲料的发酵，可使整个秸秆发酵过程大大地缩短，青、黄秸秆发酵在7-10天即可成熟，节约了由于微生物活动带来的营养消耗，从而保护了更多营养不损失。又由于外置了乳酸菌，整个秸秆发酵过程都显得比较均匀，因此整体完好的保存时间会更长。

五、使用本发明产品进行植物秸秆饲料的发酵，秸秆饲料中的大量有益微生物在动物肠道中形成优势菌群，抑制了有害菌的繁殖，形成健康的菌系平衡，产生免疫因子，增强机体抵抗力，减少动物用药，降低药物残留，可以改善牛奶品质，生产无抗奶。

具体实施方式

实施例1：

本实施例的植物秸秆发酵菌剂是用植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)、酵母菌(Saccharomyces chevalieri)、里氏木霉(Trichoderma reesei)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis subsp.Subtilis)组成的混合菌剂，经过下述培养制得。

一、按下述的配比分别制备固体斜面试管培养基。

(1)植物乳杆菌培养基：

酪蛋白胨10.0克，牛肉提取物15.0克，酵母提取物10.0克，葡萄糖5.0克，乙酸钠5.0克，柠檬酸二胺2.0克，Tween 80 1.0克，K2HPO4 2.0克，MgSO4.7H2O 0.2克，MnSO4.H2O 0.05克，CaCO320.0克，琼脂15.0克，蒸馏水定容1.0L，pH6.8。

(2)酵母菌培养基：

12 Brix.麦芽汁1.0L，加琼脂1.5-2.0％。麦芽汁制备：称大米500g，洗净，加水4000ml，煮成米粥，冷却至60-65℃。将1500g麦芽粉掺入米粥中搅拌均匀，置于55-60℃保温箱内糖化4小时，即可取出过滤。将滤液装瓶灭菌备用，用时将滤液稀释至所需糖度。

(3)里氏木霉培养基：

Casein peptone，tryptic digest 5.0g，Peptone 5.0g，Tween 80 1.0，Yeast extract 10.0g，Cellulose 10.0g，滤纸条，滤纸浆，Distilled water1.0L，pH7.5。

(4)枯草芽孢杆菌培养基：

蛋白胨10.0克，牛肉提取物3.0克，酵母提取物10.0克，NaCl5.0克，琼脂15.0克，蒸馏水1.0L，pH7.0。

二、接种进行固体斜面试管培养。按照各菌种的最适培养条件，分别接入试管原种，植物乳杆菌放入厌氧培养箱中，在30-37度的温度下培养48-60小时；酵母菌在30度温度下培养30-48小时；里氏木霉在28-32度温度下培养60小时；枯草芽孢杆菌在38度温度下培养36小时；培养成熟的试管放入4度冰箱保藏备用。

三、按下述配比分别制备液体三角瓶培养基。

(1)植物乳杆菌培养基：

酪蛋白胨10.0克，牛肉提取物15.0克，酵母提取物10.0克，葡萄糖5.0克，乙酸钠5.0克，柠檬酸二胺2.0克，Tween 80 1.0克，K2HPO4 2.0克，MgSO4.7H2O 0.2克，MnSO4.H2O 0.05克，CaCO320.0克，蒸馏水定容1.0L，pH6.8。

(2)酵母菌培养基：

12 Brix.麦芽汁1.0L。麦芽汁制备：称大米500g，洗净，加水4000ml，煮成米粥，冷却至60-65℃。将1500g麦芽粉掺入米粥中搅拌均匀，置于55-60℃保温箱内糖化4小时，即可取出过滤。将滤液装瓶灭菌备用，用时将滤液稀释至所需糖度。

(3)里氏木霉培养基：

(4)枯草芽孢杆菌培养基：

蛋白胨10.0克，牛肉提取物3.0克，酵母提取物10.0克，NaCl5.0克，蒸馏水1.0L，pH7.0。

四、接种进行液体三角瓶培养。按照各菌种的最适培养条件，分别接入固体斜面试管菌种，植物乳杆菌放入厌氧培养箱中，在30-37度的温度下培养48-60小时；酵母菌在30度温度下培养30-48小时；里氏木霉在28-32度温度下培养60小时；枯草芽孢杆菌在38度温度下培养36小时，经检测活菌数达到每毫升1亿个视为成熟；培养成熟的三角瓶放入4度冰箱保藏备用。

五、生产用菌种制备。

制备麦芽汁液体培养基，经过高温灭菌后分别打入到一、二、三、四号培菌罐中，并在一号罐中加入1-2％的碳酸钙，在二号罐中加入2％的牛肉浸膏、1％的酵母浸膏，3号罐中加入0.5-1％的纤维素，冷却到30度，对应一、二、三、四号罐分别接入植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌、里氏木霉、酵母菌，分别在上述(1)的培养温度下培养48-72小时备用。其中：一号菌种静止培养，二、三、四号菌种要通入无菌压缩空气，经检测活菌数达到每毫升2亿个视为成熟。

六、混合菌液的制备。

本实施例所使用的秸秆发酵剂是采用多菌株单独培养制种，然后按一定比例进行复合后，接种到固体原料上进行发酵培养生产而成的。上述四个菌种的混合比例为：植物乳杆菌4份、枯草芽孢杆菌1份、里氏木霉2份、酵母菌3份。在容器中充分混合均匀后，低温保藏备用。

七、固体发酵培养基的制备。

将豆粕、麸皮、玉米粉、尿素分别按40％、20％、38％、2％的量混合均匀，装入高温灭菌器内进行高温灭菌，然后冷却到30度，制成固体发酵培养基。接入培养好的混合液体菌种，接种量按固体原料的15-30％，接种好的固体物料装入到固体发酵容器中，在30-45度下发酵培养36-60小时即可得到成熟的植物秸秆发酵菌剂，经检测活总菌数达到每克10亿个视为成熟。

八、烘干和包装。

本实施例的产品在干燥时采用低温脉冲式烘干技术，物料和热空气的混合温度不超过45度，烘干时间小于40秒，这样可以最大限度的保证发酵剂产品的活性不受损失，烘干后的产品经化验室检测合格后包装，每个小包装500克。

实施例2：

本实施例的整个过程与实施例相同，所不同的是在制备混合菌液时使用的各菌液的比例略有不同，如植物乳杆菌5份、枯草芽孢杆菌2份、里氏木霉3份、酵母菌4份。

上述本发明的植物秸秆发酵菌剂，由于是多菌种的复合作用，可以达到多菌种的复合发酵效果。这种接入的发酵剂会起主导作用，抑制秸秆中的有害菌种的繁殖发酵，所以发酵过程容易控制，不会产生腐败变质的现象，特别适合干黄植物秸秆的发酵。

本发明的发酵菌剂即可以作为常规的植物秸秆发酵菌剂，进行地窖式的秸秆饲料发酵，也可以对打包密封的秸秆进行厌氧发酵，从而可以实现秸秆饲料的产业化生产和商品化销售。

以打包发酵为例进行简单说明。

下面以玉米秸秆为初始原料，使用本发明产品，制备奶牛秸秆产业化饲料为例进行说明。

一、首先将收集来的干黄玉米秸秆进行揉搓。经过揉搓后形成秸秆丝，秸秆丝的长度控制在3～5厘米之间为宜。

二、加水湿润。将步骤一中制得的秸秆丝均匀摊平放置，并向秸秆丝喷洒清水，使之充分湿润，使物料总含水量达到60％～80％之间。且秸秆丝加水后，重量达到干重的2-3倍。

三、加水活化本发明产品。按干秸秆重量千分之一至千分之三的比例取本发明的固体制剂产品，将本发明的固体制剂产品放置在干净容器内，加入温度不超过45摄氏度的温清水三到五倍，并充分搅拌均匀。

四、喷洒接种。将上述已经活化的本发明的制剂水溶液均匀的喷洒在步骤二得到的湿润秸秆丝上，对秸秆丝打捆压实，密封包膜，进行厌氧发酵。

五、堆放发酵。将包膜完毕的秸秆丝堆放进行发酵，发酵场所气温应保持在10摄氏度以上，发酵时间在7天左右便可以使用，发酵过程也可以在装车运输过程中完成。发酵完成后，由于在密封的塑料薄膜内进行厌氧发酵，最终秸秆饲料中的酸度会达到一个平衡，抑制了所有的微生物的活动，发酵过程会自然终止，所以发酵后的秸秆丝捆在包膜内可以长期保存而不会变质腐败。

经过上述本发明产品的处理，每一千千克的玉米秸秆可以得到两千至三千千克的包膜秸秆丝捆。这种秸秆丝可以随时打开包膜喂养。

Claims

1.一种植物秸秆饲料发酵菌剂，其特征在于：包括植物乳杆菌、酵母菌、里氏木霉、枯草芽孢杆菌，各菌种经过固体试管、液体三角瓶、液体麦芽汁三级常规培养后，按比例混合菌液并进行固体发酵培养成熟制得。

2.根据权利要求1所述的植物秸秆饲料发酵菌剂，其特征在于：所述麦芽汁菌液的混合比例为：植物乳杆菌4-5份、酵母菌1-2份、里氏木霉2-3份、枯草芽孢杆菌3-4份。

3.根据权利要求1所述的植物秸秆饲料发酵菌剂，其特征在于：所述一级常规固体试管培养的条件为：植物乳杆菌是在厌氧环境下进行，温度在30-37摄氏度之间，培养48-60小时；酵母菌在30摄氏度下培养30-48小时；里氏木霉在28-32摄氏度下培养60小时，枯草芽孢杆菌在38摄氏度下培养36小时。

4.根据权利要求1所述的植物秸秆饲料发酵菌剂，其特征在于：所述二级常规液体三角瓶培养的条件为：植物乳杆菌是在厌氧环境下进行，温度在30-37摄氏度之间；酵母菌在30摄氏度下培养；里氏木霉在28-32摄氏度下培养；枯草芽孢杆菌在38摄氏度下培养。

5.根据权利要求1所述的植物秸秆饲料发酵菌剂，其特征在于：所述三级麦芽汁培养的条件是：植物乳杆菌培养罐中加入1-2％的碳酸钙；在枯草芽孢杆菌培养罐中加入2％的牛肉浸膏、1％的酵母浸膏；里氏木霉培养罐中加入0.5-1％的纤维素；酵母菌培养罐中不添加物质，接种后培养48-72小时备用，其中植物乳杆菌静止培养，其它各菌种通入无菌压缩空气。

6.根据权利要求1所述的植物秸秆饲料发酵菌剂，其特征在于：所述固体发酵培养基是用豆粕、麸皮、玉米粉、尿素按比例混合混合均匀，装入高温灭菌器内进行高温灭菌，冷却制得。

7.根据权利要求6所述的植物秸秆饲料发酵菌剂，其特征在于：所述固体发酵培养基中，豆粕、麸皮、玉米粉、尿素的比例分别为40％、20％、38％、2％。

8.根据权利要求6所述的植物秸秆饲料发酵菌剂，其特征在于：所述固体发酵培养的培养条件是：接种量按固体原料的15-30％，接种好的固体物料装入到固体发酵容器中，在30-45度下发酵培养36-60小时。

9.一种如权利要求1所述的植物秸秆饲料发酵菌剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的植物秸秆饲料发酵菌剂的制备方法，其特征在于：所述步骤e中的固体制剂培养基的配制比例为豆粕40％、麸皮20％、玉米粉38％、尿素2％。