一種木本飼料的發酵與酶解聯合製備方法
2023-12-02 02:13:01 2
專利名稱：一種木本飼料的發酵與酶解聯合製備方法
技術領域：
本發明涉及飼料製備技術，具體說是一種木本飼料的發酵與酶解聯合製備方法。
背景技術：
庫布齊沙漠位於鄂爾多斯北部，這一地區乾旱多風，多年來受自然因素和濫墾、放牧等人類活動影響，植被破壞十分嚴重，屬典型生態脆弱地區。2001年國家計委啟動西部開發高新技術產業項目「庫布齊沙地植被快速建設產業化示範工程」，在庫布齊沙地七裡明沙地區啟動植被快速建設產業化示範工程。由於降水量小，蒸發量大，水資源短缺是本地區植被恢復的主要限制因素，篩選適生耐旱植物品種、對羊實施圈養等成為本項目的重要措施。庫布其沙漠現種植檸條134.9萬公頃，成活率為60.40％。目前這種耐旱植物還在擴繁中。檸條有極強的生命力和抗逆性。該樹種不但抗旱性強而且抗熱性極強，它根深葉茂，在當地沙漠地區主要用來治沙造林。種植檸條不僅可以防沙固沙，而且能夠改良土壤的物理性質。檸條枝葉富含N、P、K，作為飼用原料更具開發和推廣的重要意義。
檸條是錦雞兒屬植物栽培種的統稱，本區錦雞兒屬(Caragana)約7種。鄂爾多斯的庫布其沙漠主要有3種，即小葉錦雞兒(Caraganamicrophylla)、中間錦雞兒(C.intermedia)和檸條錦雞兒(C.korshinskii)。小葉錦雞兒、中間錦雞兒和檸條錦雞兒這3種檸條的營養品質都很好(見表1)。
表1 3種檸條花期營養成分比較種類 粗蛋白質 粗脂肪 鈣 磷 胺基酸總量 胺基酸％ ％ ％ ％ ％ 種小葉錦雞兒19.50 2.61 1.270.43 11.156 17中間錦雞兒18.48 2.60 1.370.31 11.205 17檸條錦雞兒15.13 2.63 2.310.32 11.065 17木本飼用植物還有巖黃芪屬(Hedysarum)5種，胡枝子屬(Lespedeza)8種，紫穗槐屬(Amorpha)1種等。都很有營養價值。其中巖黃芪屬的塔落巖黃芪(Hedysarum fruticosum Pall.var leave)營養期粗蛋白質含量為16.3％，粗脂肪3.34％，鈣1.18％，磷0.35％；花期胺基酸總量為8.398％，含有17種胺基酸。胡枝子屬的達烏裡胡枝子(Lespedeza davurica)營養期粗蛋白質含量為21.98％，粗脂肪2.48％，鈣0.79％，磷0.67％；花期胺基酸總量為14.149％，含有17種胺基酸。紫穗槐屬的紫穗槐(Amorpha fruticosa)鮮細枝葉含粗蛋白質23.70％，粗脂防3.1％，鈣1.6％，磷0.2％。還有很多品質很好的木本飼用植物。
牛羊等反芻動物有一個能供微生物繁殖的高效、連續接種的活體發酵罐-瘤胃。瘤胃內共生著複雜的生物、微生物群體，能夠把食入的一部分粗纖維轉化為揮發性脂肪酸，把粗蛋白質轉化為胺基酸併合成菌體蛋白供畜體利用。關於農作物的秸杆、皮、殼、渣作為飼料，國內已有很多報導，且有成熟的加工方法，如物理加工法、化學處理法和微生物發酵法。但目前對於木本飼料的開發還不多見。木本植物的特點是粗纖維素、半纖維素和木質素含量高，難消化。為了解決這一限制飼用和開發難題，我們研究和開發了用於木本植物的發酵、酶解聯合製備方法。
發明內容
本發明的目的在於提供一種營養豐富，易消化吸收、飼用安全、成本低的木本飼料發酵與酶解聯合製備方法，從而解決庫布其沙漠地區羊圈養引起的飼料短缺的問題，同時保護當地植被、使植被快速恢復。
為實現上述目的，本發明採取的技術方案如下
將原料檸條粉碎，以檸條乾重計，加入其重量20～25％的濃縮料、經活化的3％～4％的複合酶製劑和0.1％～0.2％的生態寶或EM菌劑，將其混勻，根據粗料乾濕程度適當補充水分，使含水量達到50-60％，密封發酵，當發酵物pH為4.0-5.0時，發酵結束，即製得木本飼料；所述濃縮料含有粗蛋白≥18.0％、鈣＞1.0％、磷＞0.8％、食鹽＞1.0％、粗纖維＜5.0％、水分≤12.0％；所述活化是用5～15L、重量百分濃度為0.5～1.0％的糖水將複合酶製劑、生態寶或EM菌劑分別活化1～2小時；所述糖水中的糖為食用糖，可以是白砂糖或者紅糖。
所述檸條粉碎，是將其粉碎為細度1～2mm，長度1～2.5cm的絮狀物；所述密封發酵，是將混勻的物料裝入塑膠袋或其它容器中，密閉，於15～30℃，放置5～15天；所述濃縮料為組合物，其組分和含量為玉米粉35～43％、麥麩12～22％、豆粕12～22％、菜籽粕11～23％、CaHPO42～6％、魚粉2.5～6.5％、NaCl 1.0～2.5％；所述生態寶為粉狀製劑，其益生菌活細胞≥200億個/克，北京天地大公司產品；所述EM菌劑(即有效生物系製劑)，其生產廠家很多，如北京伊埃姆生物技術有限公司；所述複合酶製劑是我們研製出的一種高活力的複合酶製劑，已申報專利，申請號為200310119061.1，其製備方法為採用黑麴黴，通過雙溫度培養法進行固體產酶發酵，經斜面培養、搖瓶擴大培養及採用新型固體培養基產酶固體發酵階段，製得高活力的複合酶製劑；其製備實例如下(1)斜面培養在裝有PDY培養基的試管中接入黑麴黴A2.26，28℃靜置培養5天；(2)孢子懸浮液製備將斜面培養基上的黑麴黴孢子用無菌水洗下，製成孢子懸浮液；(3)搖瓶培養在裝有PDY培養基100ml的500ml搖瓶中接入一個斜面黑麴黴孢子懸浮液，在28℃、130r/min條件下培養3天；
(4)固體培養基製備固體培養基配方如下；葡萄糖8.5％；麥麩24.5％；(NH4)2SO45.7％；水分61.3％(克)(5)產酶固體發酵取上述固體培養基50g進行高壓滅菌後，接種2ml搖瓶孢子懸浮液，而後採用雙溫度培養法，發酵102小時；前36小時恆溫30℃，後66小時25℃，自然補給氧氣，環境溼度控制在60-70％。
經過上述步驟，可製得高活力的複合固體酶製劑，其濾紙酶、果膠酶活活力經實測分別達15mg葡萄糖/(gDM·h)，392mg半乳糖醛酸/(gDM·h)。
飼料在發酵的過程中因產生有機酸，使飼料呈酸性(pH4.0-5.0)，如果飼料過酸(pH＜4.5)在飼餵時可與常規粗飼料間混飼餵(隔頓或者隔日餵)。
本發明具有如下優點1.本發明採用以木本植物檸條為主原料，將檸條粉碎成絮狀，這種形狀可使微生物充分與原料各種組分接觸，使酶解和轉化成為可能；2.易消化、吸收率高。本發明在使木本植物進行微生物發酵的同時，還伴有酶解作用。因此，只要滿足微生物生長繁殖的適宜環境如溫度、水分、厭氧等條件，就可以起到有效增加檸條柔軟性和膨鬆度的作用，使難消化的粗纖維素、半纖維素和木質素轉化、分解，使澱粉、蛋白質等複雜的大分子有機物在一定程度上降解為牛、羊容易消化吸收的單糖、雙糖和胺基酸等小分子物質，從而提高飼料的消化吸收率。
3.營養豐富，適口性好。本發明在發酵和酶解前加入濃縮料，一方面為飼料提供營養，另一方面在發酵的過程為微生物提供大量營養，隨著微生物的大量繁殖可產生營養豐富的微生物菌體及其有用的代謝產物，使飼料變軟變酸，增加飼料的營養質量和適口性。
4.飼用安全，飼料口感好、營養豐富。生態寶被稱為綠色多功能微生態製劑，益生菌活細胞≥200億個/克；果膠複合酶也具有很高的酶活，果膠酶活392mg半乳糖醛酸/gDM.h，濾紙酶活15mg葡萄糖/gDM.h，對牲畜具有安全性和營養補充價值。
5.本發明貯存和使用方便，成本低。作為主原料的檸條和其他木本植物在當地容易獲得，價格便宜，發酵過程簡單，易於掌握，農戶和工廠均可製備。
6.應用範圍廣。用本方法製得的飼料在低溫厭氧條件下可長期保存，不僅適用於羊的餵養，也適用於牛的餵養，是一種有發展前途且受當地農牧民歡迎的木本飼料發酵方法。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步詳細說明。
實施例1本發明各種原料按照100kg檸條乾物質計算，其中檸條原料在10月份收割、3年生的檸條錦雞兒，野外自然條件下涼幹，不含葉；具體製備步驟如下(1)粉碎先將檸條粉碎，粉碎細度為1～2mm，長度為1～2.5cm，呈絮狀；(2)用10L、30℃1％的糖水將生態寶500g和複合酶製劑3.0kg活化1h；所述糖水是在10L水中加入100g白砂糖；所述生態寶為粉狀製劑，益生菌活細胞≥200億個/克，北京天地大公司產品；所述複合酶製劑為高活力果膠複合酶，專利(申請)號200310119061.1。
(3)稱取濃縮料25kg，同上述活化好的菌液和複合酶液一起與檸條粗料混合均勻，根據混合物料乾濕程度適當補充水分，使含水量達到55％；將上述混勻的物料裝入塑膠袋中，壓實封口，在室溫20℃條件下，發酵6天，即製得木本飼料。
所述濃縮料由玉米面、小麥麩、豆粕、菜籽粕、魚粉、磷酸氫鈣、氯化鈉組成，其組分含量和營養成分含量見表2。
表2 實施例1濃縮料營養成分及其組分含量名稱 含量粗蛋白％ 鈣％磷％玉米面 40 8.60 0.040.21小麥麩 17 14.400.180.78豆粕 15 43.000.300.50菜籽粕 18 34.300.620.96磷酸氫鈣 4.0 21.00 16.00魚粉 4.5 60.503.192.90氯化鈉 1.5飼料在發酵的過程中產生有機酸，第6天測定飼料pH為4.5，與常規粗飼料間混飼喂，每天上午飼餵檸條發酵飼料，下午按照相同的比例飼餵加入了濃縮料的玉米秸杆飼料(其中玉米秸杆∶濃縮料＝1∶0.25)。
用上述方法製備的木本飼料作如下飼餵試驗飼餵試驗供試羊為1歲多的阿爾巴斯山羊，4隻山羊平均體重為32.13kg，飼餵量為每隻羊1.25kg/天，每日分2次飼喂。40天後早上餵前稱重，試驗結果見表3。此季節(4-5月份)羊不是快速生長時間，常規養法屬於維持飼養期。表觀觀察結果羊食慾正常，糞便正常，羊毛和羊絨長勢和色澤也正常。比照例是只加入複合酶(黑曲酶)進行酶解，不加入生態寶，不進行微生物發酵過程，CK為當地養羊專業戶的常規飼養方法。
表3 實施例1阿爾巴斯絨山羊飼餵實驗結果
實施例2 與實施例1不同之處在於用15L、35℃1％的糖水將生態寶200g和複合酶製劑4.0kg活化2h，所述糖水為15L水中加入白砂糖80g；稱取濃縮料30kg，同上述活化好的菌液和複合酶液一起與檸條粗料混合均勻，根據粗料乾濕程度適當補充水分，使含水量達到60％，將上述混勻的物料裝入塑膠袋中，壓實封口，在溫度25℃條件下，發酵8天，即製得木本飼料。
飼料在發酵的過程中產生有機酸，第8天測定飼料pH為4.3，與常規粗飼料間混飼喂，每天上午飼餵檸條發酵飼料，下午按照相同的比例飼餵加入了濃縮料的玉米秸杆飼料(玉米秸杆∶濃縮料＝1∶0.25)。
用上述方法製備的木本飼料作如下飼餵試驗飼餵試驗供試羊為1歲多的阿爾巴斯絨山羊，4隻山羊平均體重為39.50kg，飼餵量為每隻羊1.25kg/天，每日分2次飼喂。40天後早上餵前稱重，試驗結果見表4。此季節(4-5月份)羊不是快速生長時間，常規養法屬於維持飼養期。表觀觀察結果羊食慾正常，糞便正常，羊毛和羊絨長勢和色澤也正常。比照例是只加入生態寶進行微生物發酵，不加入複合酶，不進行酶解過程，CK為當地養羊專業戶的常規飼養方法。
表4 實施例2阿爾巴斯絨山羊飼餵實驗結果
權利要求
1.一種木本飼料的發酵與酶解聯合製備方法，其特徵在於將原料檸條粉碎，以檸條乾重計，加入其重量20～25％的濃縮料、經活化的3％～4％的複合酶製劑和0.1％～0.2％生態寶或EM菌劑，物料混勻後，密封發酵，當發酵物pH為4.0-5.0時，發酵結束，即製得木本飼料；所述濃縮料含有粗蛋白≥18.0％、鈣＞1.0％、磷＞0.8％、食鹽＞1.0％、粗纖維＜5.0％、水分≤12.0％。
2.根據權利要求1所述木本飼料的發酵與酶解聯合製備方法，其特徵在於所述活化是用5～15L、重量濃度為0.5～1.0％的糖水將複合酶製劑、生態寶或EM菌劑分別活化1～2小時。
3.根據權利要求2所述木本飼料的發酵與酶解聯合製備方法，其特徵在於所述糖水中的糖為食用糖。
4.根據權利要求1所述木本飼料的發酵與酶解聯合製備方法，其特徵在於所述檸條粉碎，是將其粉碎為細度1～2mm，長度1～2.5cm的絮狀物。
5.根據權利要求1所述木本飼料的發酵與酶解聯合製備方法，其特徵在於所述密封發酵，其溫度為15～30℃，時間為5～15天。
6.根據權利要求1所述木本飼料的發酵與酶解聯合製備方法，其特徵在於所述混勻物料，其含水量為50～60％。
7.根據權利要求1所述木本飼料的發酵與酶解聯合製備方法，其特徵在於所述濃縮料為組合物，其組分和含量為玉米粉35～43％、麥麩12～22％、豆粕12～22％、菜籽粕11～23％、CaHPO42～6％、魚粉2.5～6.5％、NaCl 1.5～2.5％。
全文摘要
本發明涉及飼料製備技術，具體說是一種木本飼料的發酵與酶解聯合製備方法，其特徵在於將原料檸條粉碎，以檸條乾重計，加入其重量20～25％的濃縮料、經活化的3％～4％的複合酶製劑和0.1％～0.2％生態寶或EM菌劑，物料混勻後，密封發酵，當發酵物pH為4.0－5.0時，發酵結束，即製得木本飼料；採用本發明生產的木本飼料具有營養豐富，易消化吸收、飼用安全、成本低等優點。
文檔編號A23K1/16GK1739373SQ20041005032
公開日2006年3月1日 申請日期2004年8月27日 優先權日2004年8月27日
發明者李培軍, 李穎梅, 張春桂, 許華夏, 丁建國, 張海榮, 寇振武 申請人:中國科學院瀋陽應用生態研究所