專利名稱：一種秸稈微生物發(fā)酵飼料的生產(chǎn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及微生物發(fā)酵飼料，具體的說是一種秸桿微生物發(fā)酵飼料的生產(chǎn)方法。
背景技術：
隨著社會的發(fā)展，人民生活水平的提高，人們對肉、蛋、禽、水產(chǎn)等產(chǎn)品的需求量日益增加，國內(nèi)外消費市場巨大，相應的飼料消耗量也逐年增加。在發(fā)達國家作物秸稈及其它有機物均被充分利用，據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計，在美國有73％的肉類由草轉(zhuǎn)化而來，澳大利亞、新西蘭為90％；而我國僅為8％；我國秸桿生物資源十分豐富，各類農(nóng)作物的秸桿每年有上億噸之多，只有少部分得到利用，大多數(shù)秸桿被焚燒，不僅浪費資源，也造成嚴重環(huán)境污染；因此，今后我國飼料業(yè)要大力發(fā)展食草型和非糧耗型飼料，要秸稈化糧，過腹還田，秸桿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(chǎn)品的研究與開發(fā)中應用微生物技術，在國內(nèi)外現(xiàn)已十分普遍。20世紀初國內(nèi)外許多學者根據(jù)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(qū)系、瘤胃微生物的生物學特性進行了研究，并成功將其分離、鑒定與純培養(yǎng)，并對瘤胃微生態(tài)人工進行了模擬，取得了可喜的進展；進入九十年代，現(xiàn)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(yǎng)與深休眠及其制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(chǎn)主要有以下幾種(1)自然發(fā)酵法；(2)高溫酸處理法；(3)氨化法；(4)微貯法；(5)EM發(fā)酵法等多種方法。國內(nèi)外研究工作和生產(chǎn)應用結果表明，以EM發(fā)酵法處理效果較好，即處理方法簡單又能改善生態(tài)環(huán)境，提高產(chǎn)品品質(zhì)，但其所需菌種數(shù)目較多，操作較為復雜，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種所需菌種數(shù)目少，操作簡單，成本低的秸桿微生物發(fā)酵飼料的生產(chǎn)方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為以農(nóng)作物產(chǎn)品下腳料秸桿(麥桿、豆秸、稻桿等)為原料，采用芽孢桿菌、光合細菌、酵母菌、米曲霉和擔子菌的種子液為有益微生物菌群，對秸桿進行固體發(fā)酵，得微生物發(fā)酵飼料。
固體發(fā)酵過程中，秸桿與微生物菌群種子液的重量比例為，秸桿∶芽孢桿菌∶光合細菌∶酵母菌+米曲霉+擔子菌＝100∶10～15∶10～15∶10～25；最好為，秸桿∶芽孢桿菌∶光合細菌∶酵母菌+米曲霉+擔子菌＝100∶10∶15∶25；所述芽孢桿菌種子液中每毫升的活菌數(shù)至少為8億個，光合細菌種子液中每毫升的活菌數(shù)至少為8億個，酵母菌+米曲霉+擔子菌種子液中每毫升的活菌數(shù)至少為3億個；(發(fā)酵罐培養(yǎng)時，隨時取樣測定，采用血球計數(shù)法計算菌數(shù))所述芽孢桿菌的種子液發(fā)酵培養(yǎng)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％，余量為水，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％，余量為水，PH7.0；通氣發(fā)酵培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為26～30℃，時間為24～48小時；培養(yǎng)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(fā)酵培養(yǎng)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％，蛋白胨0.1～0.3％，余量為水，PH6.8～8.0，自然光照下培養(yǎng)，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％，蛋白胨0.1％，余量為水，PH7.8；自然光照，培養(yǎng)溫度最好為30℃，時間最好為96小時；所述酵母菌+米曲霉+擔子菌種子液是在共同液體發(fā)酵培養(yǎng)基中，通氣發(fā)酵培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為28℃，時間為72小時；發(fā)酵培養(yǎng)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％，余量為水，PH6.8。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點1.操作簡單，易于推廣。以芽孢桿菌、光合細菌、酵母菌、米曲霉、擔子菌為有益微生物菌群組合，所用菌種數(shù)目較少；采用特有的固體飼料發(fā)酵技術(大劑量接種、免蒸煮發(fā)酵)。
2.成本低。本發(fā)明吸取了EM發(fā)酵處理方法的優(yōu)點，種子液體接種固體發(fā)酵，以農(nóng)作物產(chǎn)品下腳料秸桿為原料，經(jīng)過有益微生物菌群的發(fā)酵，變低值的秸稈為高質(zhì)量的秸桿微生物發(fā)酵飼料，原料來源廣泛，價格低廉，可廣泛用于農(nóng)業(yè)的畜牧(雞、豬、牛、羊、鵝、兔等的養(yǎng)殖)、水產(chǎn)養(yǎng)殖等諸多方面，促進了畜禽業(yè)的發(fā)展。
3.產(chǎn)品質(zhì)量好。本發(fā)明采用有益微生物菌群及其菌體代謝產(chǎn)物(它們的營養(yǎng)成份豐富)，隨著飼料一起喂養(yǎng)畜禽動物，能在其腸胃微生態(tài)環(huán)境中促進動物的代謝功能，提高動物體的免疫力。
4.生產(chǎn)周期短。本發(fā)明采用微生物液體與固體相結合的發(fā)酵技術，采用大劑量加入有益微生物菌群和適合于微生物繁殖的生長培養(yǎng)基技術，使秸稈發(fā)酵速度快、產(chǎn)品菌數(shù)高，避免雜菌污染(安全性能好，無污染、對生態(tài)環(huán)境友好)，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，是一種高質(zhì)量微生物菌群快速繁殖生長的秸桿微生物發(fā)酵飼料的生產(chǎn)方法。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
實施例11.芽孢桿菌(產(chǎn)生蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶、肽抗生素等)菌群液體種子發(fā)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，分別移至新配制的PDA培養(yǎng)基的克氏瓶斜面上，活化培養(yǎng)24--48小時，溫度28℃，活化成熟后的克氏瓶中的菌體稱為種子；種母活化培養(yǎng)采用馬鈴薯--蔗糖瓊脂培養(yǎng)基(簡稱PDA培養(yǎng)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(fā)酵培養(yǎng)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(yǎng)，通氣量為1∶1，溫度為28～30℃，培養(yǎng)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，無污染，可供種子的發(fā)酵罐進一步擴大繁殖用；3)發(fā)酵罐接種與發(fā)酵培養(yǎng)(確定培養(yǎng)基和發(fā)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(fā)酵罐(或1000立升的發(fā)酵罐)中，裝液量不超過70％，通氣攪拌培養(yǎng)，通氣量為1∶0.4(可為1∶0.3～0.5)，溫度為28～30℃，培養(yǎng)時間為30小時(可為24～36小時)，出現(xiàn)芽孢時為放罐標志，鏡檢菌體整齊，健壯，無污染，芽孢量占5％～10％，含活菌達到8億/ml，(采用血球計數(shù)法計算菌數(shù))培養(yǎng)液呈乳白色無異味，即可供擴大發(fā)酵培養(yǎng)用或留作固體發(fā)酵用的液體種子液A；本實施例采用培養(yǎng)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％、余量為水、PH7.0(培養(yǎng)基的組成配方范圍可為玉米面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％、余量為水、PH7.0～7.2)。
2.光合細菌菌群液體種子發(fā)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(zhuǎn)接到新鮮液體培養(yǎng)基中活化5天)，活化后的菌體稱種子；種母活化培養(yǎng)用斜面培養(yǎng)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、蛋白胨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(fā)酵培養(yǎng)(選擇培養(yǎng)基和發(fā)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(nèi)液量不超過1500毫升的種子發(fā)酵培養(yǎng)基)，放在自然太陽光下照射培養(yǎng)(溫度20～30℃)，5天種子培養(yǎng)基本成熟，含活菌量達到8億/mL，培養(yǎng)液呈鮮紅或深紅色，顯微鏡下檢查光合細菌運動活潑，整齊，無污染，即可供擴大發(fā)酵培養(yǎng)用；種子發(fā)酵培養(yǎng)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、蛋白胨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(fā)酵培養(yǎng)(確定培養(yǎng)基和發(fā)酵條件試驗)將光合細菌種子發(fā)酵培養(yǎng)液以30％劑量接種到5000毫升透明的玻璃瓶內(nèi)(裝液體發(fā)酵培養(yǎng)基量不超過70％)，放在自然太陽光下照射培養(yǎng)(溫度為30℃)，7天擴大發(fā)酵培養(yǎng)成熟，含活菌量達到10億/mL以上，PH值為8.0，培養(yǎng)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，無污染等異?，F(xiàn)象，即可留作為固體混合發(fā)酵用種子液B；光合細菌發(fā)酵培養(yǎng)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％，蛋白胨0.1％，余量為水，PH7.8；3.酵母菌+米曲霉+擔子菌菌群液體種子發(fā)酵操作步驟如下(1)種母活化分別將酵母菌Saccharomyces cerevisiae)、米曲霉(Aspergillus oryzae)、擔子菌(Lentinus adodus)等3個菌群的種母分別移接到新配制的斜面培養(yǎng)基中，培養(yǎng)72小時，溫度28℃；種母活化培養(yǎng)用斜面培養(yǎng)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(fā)酵培養(yǎng)(選擇培養(yǎng)基和發(fā)酵條件試驗)采取深層發(fā)酵法生產(chǎn)液體種子，將分別活化好的酵母菌、米曲霉、擔子菌的種母(克氏瓶)接到種子發(fā)酵培養(yǎng)基中共同發(fā)酵，發(fā)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(fā)酵培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為28℃(可為26～30℃)，時間為72小時(可為48～96小時)，培養(yǎng)成熟，無異味，顯微鏡下檢查菌絲體健壯，無雜菌污染等異?，F(xiàn)象，菌絲體成網(wǎng)狀、或小球狀，或小米粒狀，即可供擴大發(fā)酵培養(yǎng)用或作為固體混合發(fā)酵用種子液C；
本實施例采用酵母菌、米曲霉、擔子菌菌群用發(fā)酵培養(yǎng)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％、余量為水、PH6.8(培養(yǎng)基的組成配方范圍可為玉米面0.5～1％、豆餅粉0.5～1％、麥麩0.1～0.5％、葡萄糖0.6～0.8％、余量為水、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+米曲霉+擔子菌混合發(fā)酵種子液產(chǎn)品固體發(fā)酵操作步驟如下1)以農(nóng)作物產(chǎn)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，而后放置在溫度為25～30℃基本無菌的干凈房間內(nèi)備用；2)在室溫條件下，接入上述1～3步驟所得高質(zhì)量微生物菌群(A+B+C)混拌到秸桿基質(zhì)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(huán)境中自然固體發(fā)酵，每天測定固體發(fā)酵溫度2次，溫度控制在28℃(可為26～32℃)，固體發(fā)酵溫度從室溫升至45-65℃時，每天需要翻動1--2次，發(fā)酵培養(yǎng)時間96小時(可為3～6天)，PH保持5.8--8.0范圍內(nèi)，發(fā)酵終點的微生物物料基質(zhì)的含水量控制在16-20％，注意及時通氣翻倒；3)待固體發(fā)酵溫度回落到室溫時，飼料有清香味，把發(fā)酵后的秸桿微生物飼料，風干或者烘干(烘干溫度必須小于50℃)，水份不能超過15％，秸桿微生物發(fā)酵飼料含活菌總數(shù)2億/克以上，經(jīng)過粉碎、過篩、質(zhì)檢、包裝制成秸桿微生物發(fā)酵飼料產(chǎn)品；本實施例培養(yǎng)物料組成為秸桿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+米曲霉+擔子菌25公斤(培養(yǎng)物料組成范圍可為秸桿∶芽孢桿菌種子液∶光合細菌種子液∶酵母菌+米曲霉+擔子菌＝100∶10～15∶10～15∶10～25)。
為提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，申請人還試用了中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所分離、純化并鑒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
1.一種秸桿微生物發(fā)酵飼料的生產(chǎn)方法，以農(nóng)作物產(chǎn)品下腳料秸桿為原料，其特征在于采用芽孢桿菌、光合細菌、酵母菌、米曲霉和擔子菌的種子液為有益微生物菌群，室溫條件下接種，對秸桿進行固體發(fā)酵，得微生物發(fā)酵飼料。
2.按照權利要求1所述的秸桿微生物發(fā)酵飼料的生產(chǎn)方法，其特征在于固體發(fā)酵過程中，秸桿與微生物菌群種子液的重量比例為，秸桿∶芽孢桿菌∶光合細菌∶酵母菌+米曲霉+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(shù)至少為8億個，光合細菌種子液中每毫升的活菌數(shù)至少為8億個，酵母菌+米曲霉+擔子菌種子液中每毫升的活菌數(shù)至少為3億個。
3.按照權利要求2所述的秸桿微生物發(fā)酵飼料的生產(chǎn)方法，其特征在于所述秸桿與微生物菌群種子液的重量比例為，秸桿∶芽孢桿菌∶光合細菌∶酵母菌+米曲霉+擔子菌＝100∶10∶15∶25。
4.按照權利要求1所述的秸桿微生物發(fā)酵飼料的生產(chǎn)方法，其特征在于所述芽孢桿菌的種子液液體發(fā)酵培養(yǎng)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％，余量為水，PH7.0～7.2；通氣發(fā)酵培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為26～30℃，時間為24～48小時。
5.按照權利要求1所述的秸桿微生物發(fā)酵飼料的生產(chǎn)方法，其特征在于所述芽孢桿菌的種子液液體發(fā)酵培養(yǎng)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％，余量為水，PH7.0；通氣發(fā)酵培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為28℃，時間為24小時。
6.按照權利要求1所述的秸桿微生物發(fā)酵飼料的生產(chǎn)方法，其特征在于所述光合細菌的種子液液體發(fā)酵培養(yǎng)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％，蛋白胨0.1～0.3％，余量為水，PH6.8～8.0，自然光照下培養(yǎng)，溫度為22～30℃，時間為3～7天。
7.按照權利要求1所述的秸桿微生物發(fā)酵飼料的生產(chǎn)方法，其特征在于所述光合細菌的種子液液體發(fā)酵培養(yǎng)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％，蛋白胨0.1％，余量為水，PH7.8；自然光照，培養(yǎng)溫度最好為30℃，時間最好為96小時；
8.按照權利要求1所述的秸桿微生物發(fā)酵飼料的生產(chǎn)方法，其特征在于所述酵母菌+米曲霉+擔子菌種子液是在共同液體發(fā)酵培養(yǎng)基中，通氣發(fā)酵培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為26～30℃，時間為48～96小時；發(fā)酵培養(yǎng)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％、余量為水、PH6.0～6.8。
9.按照權利要求1所述的秸桿微生物發(fā)酵飼料的生產(chǎn)方法，其特征在于所述酵母菌+米曲霉+擔子菌種子液是在共同液體發(fā)酵培養(yǎng)基中，通氣發(fā)酵培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為28℃，時間為72小時；發(fā)酵培養(yǎng)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％，余量為水，PH6.8。
全文摘要
本發(fā)明涉及微生物發(fā)酵飼料，具體的說是一種秸稈微生物發(fā)酵飼料的生產(chǎn)方法；以農(nóng)作物產(chǎn)品下腳料秸稈為原料，采用芽孢桿菌、光合細菌、酵母菌、米曲霉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(fā)酵，得微生物發(fā)酵飼料。本發(fā)明具有如下優(yōu)點操作簡單，易于推廣，成本低，生產(chǎn)周期短，產(chǎn)品質(zhì)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(yōu)先權日2003年6月18日
發(fā)明者薛德林, 胡江春, 馬成新, 劉軍, 王偉, 佟振軒, 王書錦 申請人:中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所