一種秸稈微生物發酵飼料的生產方法
2023-04-30 21:34:46
專利名稱：一種秸稈微生物發酵飼料的生產方法
技術領域：
本發明涉及微生物發酵飼料，具體的說是一種秸杆微生物發酵飼料的生產方法。
背景技術：
隨著社會的發展，人民生活水平的提高，人們對肉、蛋、禽、水產等產品的需求量日益增加，國內外消費市場巨大，相應的飼料消耗量也逐年增加。在發達國家作物秸稈及其它有機物均被充分利用，據聯合國糧農組織統計，在美國有73％的肉類由草轉化而來，澳大利亞、紐西蘭為90％；而我國僅為8％；我國秸杆生物資源十分豐富，各類農作物的秸杆每年有上億噸之多，只有少部分得到利用，大多數秸杆被焚燒，不僅浪費資源，也造成嚴重環境汙染；因此，今後我國飼料業要大力發展食草型和非糧耗型飼料，要秸稈化糧，過腹還田，秸杆利用的比例要大幅度提高。
生物技術是一門應用極為廣泛的學科，在飼料類產品的研究與開發中應用微生物技術，在國內外現已十分普遍。20世紀初國內外許多學者根據仿生學原理，對牛、馬、羊等反芻類動物的消化機制及其腸胃微生物區系、瘤胃微生物的生物學特性進行了研究，並成功將其分離、鑑定與純培養，並對瘤胃微生態人工進行了模擬，取得了可喜的進展；進入九十年代，現代生物工程技術日新月異，各種高新技術手段層出不窮，在微生物菌種的篩選與誘變、雜交與選育、純培養與深休眠及其製劑化等方面的研究上均取得了很大的進展。
目前生物飼料生產主要有以下幾種(1)自然發酵法；(2)高溫酸處理法；(3)氨化法；(4)微貯法；(5)EM發酵法等多種方法。國內外研究工作和生產應用結果表明，以EM發酵法處理效果較好，即處理方法簡單又能改善生態環境，提高產品品質，但其所需菌種數目較多，操作較為複雜，成本較高。
發明內容
本發明的目的在於提供一種所需菌種數目少，操作簡單，成本低的秸杆微生物發酵飼料的生產方法。
為實現上述目的，本發明採用的技術方案為以農作物產品下腳料秸杆(麥杆、豆秸、稻杆等)為原料，採用芽孢桿菌、光合細菌、酵母菌、米麴黴和擔子菌的種子液為有益微生物菌群，對秸杆進行固體發酵，得微生物發酵飼料。
固體發酵過程中，秸杆與微生物菌群種子液的重量比例為，秸杆∶芽孢桿菌∶光合細菌∶酵母菌+米麴黴+擔子菌＝100∶10～15∶10～15∶10～25；最好為，秸杆∶芽孢桿菌∶光合細菌∶酵母菌+米麴黴+擔子菌＝100∶10∶15∶25；所述芽孢桿菌種子液中每毫升的活菌數至少為8億個，光合細菌種子液中每毫升的活菌數至少為8億個，酵母菌+米麴黴+擔子菌種子液中每毫升的活菌數至少為3億個；(發酵罐培養時，隨時取樣測定，採用血球計數法計算菌數)所述芽孢桿菌的種子液發酵培養基以重量百分比計為玉米面0.5～1.0％，豆餅粉0.5～1.0％，葡萄糖0.3～0.8％，磷酸二氫鉀0.01～0.06％，餘量為水，PH7.0～7.2；最好為玉米面0.5％，豆餅粉0.5％，葡萄糖0.8％，磷酸二氫鉀0.06％，餘量為水，PH7.0；通氣發酵培養，培養溫度為26～30℃，時間為24～48小時；培養溫度最好為28℃，時間最好為24小時；所述光合細菌的種子液發酵培養基以重量百分比計為氯化銨0.1％，醋酸鈉0.1％，硫酸鎂0.02％，碳酸氫鈉0.1％，磷酸氫二鉀0.02％，氯化鈉0.05％，硫酸亞鐵0.001％，丙酸鈉0.1～0.5％，酵母膏0.1～0.3％，蛋白腖0.1～0.3％，餘量為水，PH6.8～8.0，自然光照下培養，溫度為22～30℃，時間為3～7天；最好為氯化銨0.1％，醋酸鈉0.1％，硫酸鎂0.02％，碳酸氫鈉0.1％，磷酸氫二鉀0.02％，氯化鈉0.05％，硫酸亞鐵0.001％，丙酸鈉0.1％，酵母膏0.1％，蛋白腖0.1％，餘量為水，PH7.8；自然光照，培養溫度最好為30℃，時間最好為96小時；所述酵母菌+米麴黴+擔子菌種子液是在共同液體發酵培養基中，通氣發酵培養，培養溫度為28℃，時間為72小時；發酵培養基組成以重量百分比計為玉米面0.5％，豆餅粉0.5％，麥麩0.2％，葡萄糖0.6％，餘量為水，PH6.8。
本發明具有如下優點1.操作簡單，易於推廣。以芽孢桿菌、光合細菌、酵母菌、米麴黴、擔子菌為有益微生物菌群組合，所用菌種數目較少；採用特有的固體飼料發酵技術(大劑量接種、免蒸煮發酵)。
2.成本低。本發明吸取了EM發酵處理方法的優點，種子液體接種固體發酵，以農作物產品下腳料秸杆為原料，經過有益微生物菌群的發酵，變低值的秸稈為高質量的秸杆微生物發酵飼料，原料來源廣泛，價格低廉，可廣泛用於農業的畜牧(雞、豬、牛、羊、鵝、兔等的養殖)、水產養殖等諸多方面，促進了畜禽業的發展。
3.產品質量好。本發明採用有益微生物菌群及其菌體代謝產物(它們的營養成份豐富)，隨著飼料一起餵養畜禽動物，能在其腸胃微生態環境中促進動物的代謝功能，提高動物體的免疫力。
4.生產周期短。本發明採用微生物液體與固體相結合的發酵技術，採用大劑量加入有益微生物菌群和適合於微生物繁殖的生長培養基技術，使秸稈發酵速度快、產品菌數高，避免雜菌汙染(安全性能好，無汙染、對生態環境友好)，保證了產品質量，是一種高質量微生物菌群快速繁殖生長的秸杆微生物發酵飼料的生產方法。
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11.芽孢桿菌(產生蛋白酶、澱粉酶、纖維素酶、肽抗生素等)菌群液體種子發酵步驟如下1)種母活化將芽孢桿菌(例如Bacillus pumilus、Bacillussubtilis、Bacillus sp.、Paenibacillus amyloliguefaciens)種母，分別移至新配製的PDA培養基的克氏瓶斜面上，活化培養24--48小時，溫度28℃，活化成熟後的克氏瓶中的菌體稱為種子；種母活化培養採用馬鈴薯--蔗糖瓊脂培養基(簡稱PDA培養基)組成按重量百分比計算20％馬鈴薯(土豆)浸出液1000mL；蔗糖20g、瓊脂18g、PH7.0～7.2；2)種子罐接種與發酵培養將活化好的克氏瓶中的芽孢桿菌的種子1瓶，用200mL無菌水洗入至500mL無菌的三角瓶中，用火焰接種法或壓差接種到50立升的種子罐(或100立升的種子罐)中，裝液量不超過70％，通氣攪拌培養，通氣量為1∶1，溫度為28～30℃，培養時間為24小時(可為24～48小時)，顯微鏡鏡檢芽孢桿菌菌體運動活潑，整齊，無汙染，可供種子的發酵罐進一步擴大繁殖用；3)發酵罐接種與發酵培養(確定培養基和發酵條件試驗)將成熟的種子罐中的種液，用壓差法接種到500立升的發酵罐(或1000立升的發酵罐)中，裝液量不超過70％，通氣攪拌培養，通氣量為1∶0.4(可為1∶0.3～0.5)，溫度為28～30℃，培養時間為30小時(可為24～36小時)，出現芽孢時為放罐標誌，鏡檢菌體整齊，健壯，無汙染，芽孢量佔5％～10％，含活菌達到8億/ml，(採用血球計數法計算菌數)培養液呈乳白色無異味，即可供擴大發酵培養用或留作固體發酵用的液體種子液A；本實施例採用培養基的組成配方按重量百分比計如下玉米面0.5％、豆餅粉0.5％、葡萄糖0.8％、磷酸二氫鉀0.06％、餘量為水、PH7.0(培養基的組成配方範圍可為玉米面0.5～1.0％、豆餅粉0.5～1.0％、葡萄糖0.3～0.8％、磷酸二氫鉀0.01～0.06％、餘量為水、PH7.0～7.2)。
2.光合細菌菌群液體種子發酵步驟如下1)種母活化對光合細菌(Rhodopseudomonas sphaeroides)種母進行活化(移接新斜面，或轉接到新鮮液體培養基中活化5天)，活化後的菌體稱種子；種母活化培養用斜面培養基組成為氯化銨1.0g、醋酸鈉1.0g、硫酸鎂0.2g、碳酸氫鈉1.0g、氯化鈉0.5g、磷酸氫二鉀0.2g、硫酸亞鐵0.01g、丙酸鈉1.0g、酵母膏1.0g、蛋白腖1.0g、無機鹽類溶液10mL、生長輔助因子0.01g、蒸餾水1000mL、瓊脂20克、PH7.0；2)種子發酵培養(選擇培養基和發酵條件試驗)將上述活化好的光合細菌種子液200毫升接入到容積為2000毫升透明的玻璃瓶中(瓶內液量不超過1500毫升的種子發酵培養基)，放在自然太陽光下照射培養(溫度20～30℃)，5天種子培養基本成熟，含活菌量達到8億/mL，培養液呈鮮紅或深紅色，顯微鏡下檢查光合細菌運動活潑，整齊，無汙染，即可供擴大發酵培養用；種子發酵培養基組成為氯化銨1.0g、醋酸鈉1.0g、硫酸鎂0.2g、碳酸氫鈉1.0g、磷酸氫二鉀0.2g、氯化鈉0.5g、硫酸亞鐵0.01g、丙酸鈉1～5g、酵母膏1～3g、蛋白腖1～3g、生長輔助因子(維生素B1∶氨基苯甲醇∶生物素＝1∶1∶1)0.01g、無機鹽類溶液10mL、蒸餾水1000mL、PH7.0；(3)擴大發酵培養(確定培養基和發酵條件試驗)將光合細菌種子發酵培養液以30％劑量接種到5000毫升透明的玻璃瓶內(裝液體發酵培養基量不超過70％)，放在自然太陽光下照射培養(溫度為30℃)，7天擴大發酵培養成熟，含活菌量達到10億/mL以上，PH值為8.0，培養液呈鮮紅或深紅色，顯微鏡下檢查光合細菌運動活潑，菌體健壯，無汙染等異常現象，即可留作為固體混合發酵用種子液B；光合細菌發酵培養基的組成配方如下氯化銨0.1％，醋酸鈉0.1％，硫酸鎂0.02％，碳酸氫鈉0.1％，磷酸氫二鉀0.02％，氯化鈉0.05％，硫酸亞鐵0.001％，丙酸鈉0.1％，酵母膏0.1％，蛋白腖0.1％，餘量為水，PH7.8；3.酵母菌+米麴黴+擔子菌菌群液體種子發酵操作步驟如下(1)種母活化分別將酵母菌Saccharomyces cerevisiae)、米麴黴(Aspergillus oryzae)、擔子菌(Lentinus adodus)等3個菌群的種母分別移接到新配製的斜面培養基中，培養72小時，溫度28℃；種母活化培養用斜面培養基組成為蔗糖20g、硝酸鈉3.0g、硫酸鎂0.5g、氯化鉀0.5g、磷酸氫二鉀1.0g、硫酸亞鐵0.01g、氯化鉀0.5g、蒸餾水1000mL、瓊脂20g、PH6.0～6.7；(2)種子發酵培養(選擇培養基和發酵條件試驗)採取深層發酵法生產液體種子，將分別活化好的酵母菌、米麴黴、擔子菌的種母(克氏瓶)接到種子發酵培養基中共同發酵，發酵罐可以是50立升罐(也可以是100立升、500立升、1噸罐)，裝液量不超過70％，通氣發酵培養，培養溫度為28℃(可為26～30℃)，時間為72小時(可為48～96小時)，培養成熟，無異味，顯微鏡下檢查菌絲體健壯，無雜菌汙染等異常現象，菌絲體成網狀、或小球狀，或小米粒狀，即可供擴大發酵培養用或作為固體混合發酵用種子液C；
本實施例採用酵母菌、米麴黴、擔子菌菌群用發酵培養基組成如下(按重量百分比計算)玉米面0.5％、豆餅粉0.5％、麥麩0.2％、葡萄糖0.6％、餘量為水、PH6.8(培養基的組成配方範圍可為玉米面0.5～1％、豆餅粉0.5～1％、麥麩0.1～0.5％、葡萄糖0.6～0.8％、餘量為水、PH6.0～6.8)；4.有益微生物菌群A芽孢桿菌、B光合細菌、C酵母菌+米麴黴+擔子菌混合發酵種子液產品固體發酵操作步驟如下1)以農作物產品下腳料豆秸、麥秸、稻草(最好是新鮮的)等為原料，將其粉碎成長為2～6毫米的物料，而後放置在溫度為25～30℃基本無菌的乾淨房間內備用；2)在室溫條件下，接入上述1～3步驟所得高質量微生物菌群(A+B+C)混拌到秸杆基質中，含水量為30--55％(以「手握成團，落地就散」無游離水滲出為適度)翻拌均勻在清潔環境中自然固體發酵，每天測定固體發酵溫度2次，溫度控制在28℃(可為26～32℃)，固體發酵溫度從室溫升至45-65℃時，每天需要翻動1--2次，發酵培養時間96小時(可為3～6天)，PH保持5.8--8.0範圍內，發酵終點的微生物物料基質的含水量控制在16-20％，注意及時通氣翻倒；3)待固體發酵溫度回落到室溫時，飼料有清香味，把發酵後的秸杆微生物飼料，風乾或者烘乾(烘乾溫度必須小於50℃)，水份不能超過15％，秸杆微生物發酵飼料含活菌總數2億/克以上，經過粉碎、過篩、質檢、包裝製成秸杆微生物發酵飼料產品；本實施例培養物料組成為秸杆100公斤，芽孢桿菌種子液10公斤，光合細菌種子液15公斤，酵母菌+米麴黴+擔子菌25公斤(培養物料組成範圍可為秸杆∶芽孢桿菌種子液∶光合細菌種子液∶酵母菌+米麴黴+擔子菌＝100∶10～15∶10～15∶10～25)。
為提高產品質量，縮短生產周期，申請人還試用了中國科學院瀋陽應用生態研究所分離、純化並鑑定的高活性微生物菌株(如∶芽孢桿菌Bacilluspumilus 289、Bacillus subtilis 2110、Bacillus sp.B408、Paenibacillusamyloliguefaciens B25，光合細菌Rhodopseudomonas sphaeroides N9281等)，其應用效果更佳。
權利要求
1.一種秸杆微生物發酵飼料的生產方法，以農作物產品下腳料秸杆為原料，其特徵在於採用芽孢桿菌、光合細菌、酵母菌、米麴黴和擔子菌的種子液為有益微生物菌群，室溫條件下接種，對秸杆進行固體發酵，得微生物發酵飼料。
2.按照權利要求1所述的秸杆微生物發酵飼料的生產方法，其特徵在於固體發酵過程中，秸杆與微生物菌群種子液的重量比例為，秸杆∶芽孢桿菌∶光合細菌∶酵母菌+米麴黴+擔子菌＝100∶10～15∶10～15∶10～25；所述芽孢桿菌種子液中每毫升的活菌數至少為8億個，光合細菌種子液中每毫升的活菌數至少為8億個，酵母菌+米麴黴+擔子菌種子液中每毫升的活菌數至少為3億個。
3.按照權利要求2所述的秸杆微生物發酵飼料的生產方法，其特徵在於所述秸杆與微生物菌群種子液的重量比例為，秸杆∶芽孢桿菌∶光合細菌∶酵母菌+米麴黴+擔子菌＝100∶10∶15∶25。
4.按照權利要求1所述的秸杆微生物發酵飼料的生產方法，其特徵在於所述芽孢桿菌的種子液液體發酵培養基以重量百分比計為玉米面0.5～1.0％，豆餅粉0.5～1.0％，葡萄糖0.3～0.8％，磷酸二氫鉀0.01～0.06％，餘量為水，PH7.0～7.2；通氣發酵培養，培養溫度為26～30℃，時間為24～48小時。
5.按照權利要求1所述的秸杆微生物發酵飼料的生產方法，其特徵在於所述芽孢桿菌的種子液液體發酵培養基以重量百分比計為玉米面0.5％，豆餅粉0.5％，葡萄糖0.8％，磷酸二氫鉀0.06％，餘量為水，PH7.0；通氣發酵培養，培養溫度為28℃，時間為24小時。
6.按照權利要求1所述的秸杆微生物發酵飼料的生產方法，其特徵在於所述光合細菌的種子液液體發酵培養基以重量百分比計為氯化銨0.1％，醋酸鈉0.1％，硫酸鎂0.02％，碳酸氫鈉0.1％，磷酸氫二鉀0.02％，氯化鈉0.05％，硫酸亞鐵0.001％，丙酸鈉0.1～0.5％，酵母膏0.1～0.3％，蛋白腖0.1～0.3％，餘量為水，PH6.8～8.0，自然光照下培養，溫度為22～30℃，時間為3～7天。
7.按照權利要求1所述的秸杆微生物發酵飼料的生產方法，其特徵在於所述光合細菌的種子液液體發酵培養基以重量百分比計為氯化銨0.1％，醋酸鈉0.1％，硫酸鎂0.02％，碳酸氫鈉0.1％，磷酸氫二鉀0.02％，氯化鈉0.05％，硫酸亞鐵0.001％，丙酸鈉0.1％，酵母膏0.1％，蛋白腖0.1％，餘量為水，PH7.8；自然光照，培養溫度最好為30℃，時間最好為96小時；
8.按照權利要求1所述的秸杆微生物發酵飼料的生產方法，其特徵在於所述酵母菌+米麴黴+擔子菌種子液是在共同液體發酵培養基中，通氣發酵培養，培養溫度為26～30℃，時間為48～96小時；發酵培養基組成以重量百分比計為玉米面0.5～1％、豆餅粉0.5～1％、麥麩0.1～0.5％、葡萄糖0.6～0.8％、餘量為水、PH6.0～6.8。
9.按照權利要求1所述的秸杆微生物發酵飼料的生產方法，其特徵在於所述酵母菌+米麴黴+擔子菌種子液是在共同液體發酵培養基中，通氣發酵培養，培養溫度為28℃，時間為72小時；發酵培養基組成以重量百分比計為玉米面0.5％，豆餅粉0.5％，麥麩0.2％，葡萄糖0.6％，餘量為水，PH6.8。
全文摘要
本發明涉及微生物發酵飼料，具體的說是一種秸稈微生物發酵飼料的生產方法；以農作物產品下腳料秸稈為原料，採用芽孢桿菌、光合細菌、酵母菌、米麴黴和擔子菌的種子液為有益微生物菌群，室溫條件下接種，對秸稈進行固體發酵，得微生物發酵飼料。本發明具有如下優點操作簡單，易於推廣，成本低，生產周期短，產品質量好。
文檔編號A23K1/14GK1460423SQ0313347
公開日2003年12月10日 申請日期2003年6月18日 優先權日2003年6月18日
發明者薛德林, 胡江春, 馬成新, 劉軍, 王偉, 佟振軒, 王書錦 申請人:中國科學院瀋陽應用生態研究所