利用玉米秸稈發(fā)酵生產(chǎn)奶牛飼料的方法
【專利摘要】利用玉米秸稈發(fā)酵生產(chǎn)奶牛飼料的方法，將曬干的玉米秸稈粉碎后進(jìn)行預(yù)處理，然后向經(jīng)過預(yù)處理的玉米秸稈粉碎料中加入營養(yǎng)液，混合攪拌后接種發(fā)酵菌液進(jìn)行發(fā)酵后即制得成品，所述預(yù)處理依次為稀硫酸和高溫蒸汽處理。本發(fā)明的發(fā)酵玉米秸稈飼料具有營養(yǎng)全面、色澤好、酸香味濃厚、適口性好的優(yōu)點，奶牛的采食量明顯提高，而且飼料中的有益微生物可以改善瘤胃微生物的生存環(huán)境，調(diào)節(jié)微生物的生長和繁育，使整個瘤胃微生物處于一種正常快速發(fā)展的狀況，保證了瘤胃微生物的健康即保障了奶牛機(jī)體的健康，也為奶牛機(jī)體提供了免疫物質(zhì)，提高了奶?？箲?yīng)激的能力和對疾病的抵抗力。
【專利說明】利用玉米秸稈發(fā)酵生產(chǎn)奶牛飼料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到植物秸桿發(fā)酵制備飼料領(lǐng)域，具體的說是利用玉米秸桿發(fā)酵生產(chǎn)奶牛飼料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)酵玉米秸桿飼喂奶牛在國內(nèi)已有一些小規(guī)模應(yīng)用。但由于玉米秸桿中纖維素微晶結(jié)構(gòu)的存在和半纖維素-木質(zhì)素層對纖維素的包圍與粘合作用，水分難以滲入，纖維素酶不能與基質(zhì)充分接觸，作用緩慢，影響了纖維素的酶解率、奶牛消化率和菌體蛋白轉(zhuǎn)化率。同時，纖維素酶生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)技術(shù)不成熟，酶解效率低等因素也影響了纖維素的利用。發(fā)酵玉米秸桿研究中用以生產(chǎn)的單一菌種的酶系不全、活性低、降解效果不理想及易受降解產(chǎn)物阻遏的原因，使得玉米秸桿發(fā)酵技術(shù)大部分還處于研究過程之中。提高菌種酶產(chǎn)量、活力和穩(wěn)定性、改變玉米秸桿纖維材料的結(jié)構(gòu)，提高對酶的敏感性，設(shè)計合理的發(fā)酵工藝路線，是玉米秸桿發(fā)酵研究中的重點內(nèi)容 。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決玉米秸桿在制備飼料時纖維素不能很好地酶解的問題，本發(fā)明提供了一種利用玉米秸桿發(fā)酵生產(chǎn)奶牛飼料的方法。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案為:利用玉米秸桿發(fā)酵生產(chǎn)奶牛飼料的方法，將曬干的玉米秸桿粉碎至20目后進(jìn)行預(yù)處理，然后向經(jīng)過預(yù)處理的玉米秸桿粉碎料中加入營養(yǎng)液，混合攪拌后接種發(fā)酵菌液進(jìn)行發(fā)酵后即制得成品，所述預(yù)處理包括兩步，先選用濃度為7-9%的稀硫酸按照1:20的重量比加入到玉米秸桿粉碎料中反應(yīng)70-74小時，然后再使用溫度為100-120°C、壓力為6.86X KT3MPa的高溫蒸汽處理40_60min。
[0005]所述營養(yǎng)液由磷酸二氫鉀、硫酸鎂、硫酸銨和氯化鈣加入到去離子水中配制而成并經(jīng)過120-125?的高溫滅菌方可使用，其中，營養(yǎng)液中各組分的含量分別為磷酸二氫鉀
0.1-0.3mg/mL、硫酸鎂 0.1-0.3mg/mL、硫酸銨 150_250mg/mL 和氯化鈣 0.5-0.7 mg/mL ；
所述發(fā)酵菌液為康寧木霉菌液、熱帶假絲酵母菌液、產(chǎn)阮假絲酵母菌液和枯草芽孢桿菌菌液。
[0006]所述營養(yǎng)液按照1:37-43的重量比加入到玉米秸桿粉碎料，然后調(diào)節(jié)pH值至6.3 ；
所述發(fā)酵菌液接種到加入營養(yǎng)液的玉米秸桿粉碎料中的次序為:先接種10%的康寧木霉菌液，在37°C的條件下發(fā)酵4天后，高溫滅活，調(diào)節(jié)pH值為5，然后再向其中依次接種10%的產(chǎn)阮假絲酵母菌液、10%的熱帶假絲酵母菌液和10%的枯草芽孢桿菌菌液，并在37°C的條件下發(fā)酵6天后，采用低溫管束烘干至水分含量10%即制得產(chǎn)品。
[0007]本發(fā)明中，采用稀硫酸處理的主要目的是轉(zhuǎn)化半纖維素，使纖維素更易被酶解，酸處理有稀酸處理和濃酸處理兩種，濃酸處理可以在室溫下進(jìn)行，可以得到較高的糖產(chǎn)量，但是濃縮處理過程產(chǎn)生抑制因子，影響后續(xù)反應(yīng)，加上樣品中較高濃度的酸和設(shè)備腐蝕等問題，極大地限制了其在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用；
采用高溫水蒸汽處理過程中，原料中的半纖維素首先釋放出來，接著部分木質(zhì)素也開始溶解，秸桿中的木質(zhì)素軟化或部分水解，在處理過程中，部分纖維素水解會形成酸，這些酸的形成進(jìn)一步促進(jìn)了半纖維素的水解。
[0008]本發(fā)明先接種康寧木霉、發(fā)酵一段時間后再接種其它的菌種，其主要目的是康寧木霉的發(fā)酵分解木質(zhì)素和纖維素，從而為后續(xù)的發(fā)酵提供碳源，從而優(yōu)化發(fā)酵工藝、提高了發(fā)酵效率和發(fā)酵效果。
[0009]本發(fā)明所用到的菌種均采用市場上購得的菌種，本發(fā)明的技術(shù)方案不依賴菌種的特定菌株，經(jīng)多次試驗，從不同保藏機(jī)構(gòu)和生物制品企業(yè)購得菌種均能達(dá)到預(yù)定效果。
[0010]有益效果:通過本發(fā)明制成的發(fā)酵玉米秸桿飼料配合少量精料飼喂奶牛，在水分含量較高情況下，飼料沒有霉變并產(chǎn)生一定的酸香氣味，成為奶牛喜食的原料。被奶牛采食后，可使胃內(nèi)PH值下降，從而激活胃蛋白酶原轉(zhuǎn)化為胃蛋白酶，促進(jìn)蛋白質(zhì)的分解，降低胃腸蠕動，減緩排空時間，從而提高消化吸收率。發(fā)酵玉米秸桿的益生菌總數(shù)很大。發(fā)酵時飼料呈中性，飼料顆粒間殘存有氧氣，很適合霉菌、酵母菌和部分好氧細(xì)菌的生長。隨著氧氣的消耗和部分好氧細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)酸，降低了飼料的PH值，霉菌的生長受到了嚴(yán)重的抑制，隨著厭氧程度的加強(qiáng)，產(chǎn)酸菌大量增殖，在數(shù)量上逐漸形成絕對優(yōu)勢，其它微生物的生長受到抑制，當(dāng)PH值下降到一定程度以后，產(chǎn)酸菌的活動也受到了抑制，延長了飼料保存時間。發(fā)酵玉米秸桿中的大分子物質(zhì)如纖維素、木質(zhì)素等降解為動物易于消化吸收的糖，有效地促進(jìn)奶牛對各種營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和利用；
本發(fā)明的發(fā)酵玉米秸桿飼料具有營養(yǎng)全面、色澤好、酸香味濃厚、適口性好的優(yōu)點，奶牛的采食量明顯提高，而且飼料中的有益微生物可以改善瘤胃微生物的生存環(huán)境，調(diào)節(jié)微生物的生長和繁育，使整個瘤胃微生物處于一種正?？焖侔l(fā)展的狀況，保證了瘤胃微生物的健康即保障了奶牛機(jī)體的健康，也為奶牛機(jī)體提供了免疫物質(zhì)，提高了奶?？箲?yīng)激的能力和對疾病的抵抗力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為采用本發(fā)明制得產(chǎn)品進(jìn)行實驗所得數(shù)據(jù)；
圖2為采用常規(guī)產(chǎn)品進(jìn)行實驗所得數(shù)據(jù)。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。
[0013]利用玉米秸桿發(fā)酵生產(chǎn)奶牛飼料的方法，包括以下步驟:
1)將曬干的玉米秸桿粉碎至20目或者20目以下形成玉米秸桿粉碎料；
2)向玉米秸桿粉碎料中按重量比1:20的比例加入質(zhì)量濃度7-9%的稀硫酸并混合反應(yīng)70-74小時，然后再使用溫度為100-120°C、壓力為6.86 X KT3MPa的高溫蒸汽處理40_60min即完成預(yù)處理過程；
3)配制營養(yǎng)液，該營養(yǎng)液由磷酸二氫鉀、硫酸鎂、硫酸銨和氯化鈣加入到去離子水中配制而成并經(jīng)過120-125°C的高溫滅菌方可使用，其中，各組分的含量分別為磷酸二氫鉀0.1-0.3mg/mL、硫酸鎂 0.1-0.3mg/mL、硫酸銨 150_250mg/mL 和氯化鈣 0.5-0.7 mg/mL ； 4)將步驟3)中配制的營養(yǎng)液和步驟2)中預(yù)處理過的玉米秸桿粉碎料按照1:37-43的重量比混合并調(diào)節(jié)PH值至6.3，然后向其中接種10%的康寧木霉菌液，在37°C的條件下發(fā)酵4天后，高溫滅活，調(diào)節(jié)pH值為5，再向其中依次接種10%的產(chǎn)阮假絲酵母菌液、10%的熱帶假絲酵母菌液和10%的枯草芽孢桿菌菌液，并在37°C的條件下發(fā)酵6天后，采用低溫管束烘干至水分含量10%即制得產(chǎn)品。
[0014]采用本發(fā)明制得的飼料與常規(guī)方式制得的飼料進(jìn)行飼養(yǎng)奶牛對比實驗，實驗結(jié)果如附圖1和附圖2所示:
由附圖可知，試驗期間試驗組比對照組頭均日產(chǎn)奶量增加2.33kg，差異顯著(P< 0.05)，產(chǎn)奶量提高4.7%，試驗組比對照組在30d的試驗期內(nèi)總產(chǎn)奶量增加10485kg (按每組都為151只計算)，經(jīng)濟(jì)效益顯著提高。試驗期間，由于天氣逐漸變熱，產(chǎn)奶量較低，且正在逐漸下降，而飼喂發(fā)酵飼料的奶牛產(chǎn)奶量下降幅度較小，甚至出現(xiàn)繼續(xù)增加的現(xiàn)象，說明發(fā)酵玉米秸桿具有抗熱應(yīng)激的作用，而且可以看出試驗組的產(chǎn)奶水平比對照組高，表現(xiàn)出較高的增加水平。
[0015]同時，試驗組牛奶的乳脂率、乳蛋白和全乳固體含量均有所提高，乳蛋白含量提高4.1 %，差異顯著(P < 0.05 );全乳固體含量提高率較低，只有0.4 %，但經(jīng)t檢驗進(jìn)行分析差異顯著(P < 0.05);試驗組和對照組乳脂率分別為4.01%和3.63%，差異不顯著(P >
0.05)?？梢姡曃拱l(fā)酵玉米秸桿對牛奶的乳蛋白含量影響最為顯著。
[0016]鮮奶中的乳脂、乳蛋白、全乳固體含量受控于遺傳因素和環(huán)境因素。正常情況下，奶產(chǎn)量提高伴隨著乳成分含量的下降，本試驗中試驗?zāi)膛Ｒ蝻曃拱l(fā)酵玉米秸桿，奶產(chǎn)量明顯提高，同時乳脂、乳蛋白及全乳固體含量有升高的趨勢。究其原因，發(fā)酵玉米秸桿中的大分子物質(zhì)如淀粉、蛋白質(zhì)等降解為動物易于消化吸收的糖、氨基酸等，有效地促進(jìn)奶牛對各種營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和利用。
[0017]發(fā)酵玉米秸桿，具有營養(yǎng)全面、色澤好、酸香味濃厚、適口性好的優(yōu)點，奶牛的采食量明顯提高，而且飼料中的有益微生物可以改善瘤胃微生物的生存環(huán)境，調(diào)節(jié)微生物的生長和繁育，使整個瘤胃微生物處于一種正?？焖侔l(fā)展的狀況，保證了瘤胃微生物的健康即保障了奶牛機(jī)體的健康,也為奶牛機(jī)體提供了免疫物質(zhì)，提高了奶?？箲?yīng)激的能力和對疾病的抵抗力。
[0018]發(fā)酵玉米秸桿的生產(chǎn)成本僅2274.69元/噸，適合高、中、低端各類型奶牛養(yǎng)殖客戶。
【權(quán)利要求】
1.利用玉米秸桿發(fā)酵生產(chǎn)奶牛飼料的方法，將曬干的玉米秸桿粉碎至20目后進(jìn)行預(yù)處理，然后向經(jīng)過預(yù)處理的玉米秸桿粉碎料中加入營養(yǎng)液，混合攪拌后接種發(fā)酵菌液進(jìn)行發(fā)酵后即制得成品，其特征在于:所述預(yù)處理包括兩步，先選用濃度為7-9%的稀硫酸按照1:20的重量比加入到玉米秸桿粉碎料中反應(yīng)70-74小時，然后再使用溫度為100-120°C、壓力為6.86 X ICT3MPa的高溫蒸汽處理40_60min。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用玉米秸桿發(fā)酵生產(chǎn)奶牛飼料的方法，其特征在于:所述營養(yǎng)液由磷酸二氫鉀、硫酸鎂、硫酸銨和氯化鈣加入到去離子水中配制而成并經(jīng)過120-125 °C的高溫滅菌方可使用，其中，營養(yǎng)液中各組分的含量分別為磷酸二氫鉀0.1-0.3mg/mL、硫酸鎂 0.1-0.3mg/mL、硫酸銨 150_250mg/mL 和氯化鈣 0.5-0.7 mg/mL ； 所述發(fā)酵菌液為康寧木霉菌液、熱帶假絲酵母菌液、產(chǎn)阮假絲酵母菌液和枯草芽孢桿菌菌液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用玉米秸桿發(fā)酵生產(chǎn)奶牛飼料的方法，其特征在于:所述營養(yǎng)液按照1:37-43的重量比加入到玉米秸桿粉碎料，然后調(diào)節(jié)pH值至6.3 ； 所述發(fā)酵菌液接種到加入營養(yǎng)液的玉米秸桿粉碎料中的次序為:先接種10%的康寧木霉菌液，在37°C的條件下發(fā)酵4天后，高溫滅活，調(diào)節(jié)pH值為5，然后再向其中依次接種10%的產(chǎn)阮假絲酵母菌液、10%的熱帶假絲酵母菌液和10%的枯草芽孢桿菌菌液，并在37°C的條件下發(fā)酵6天后，采用低溫管束烘干至水分含量10%即制得產(chǎn)品。
【文檔編號】A23K1/14GK103652458SQ201310657353
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】程傳紅, 劉永壘, 孫二剛, 程傳偉, 申向科 申請人:平頂山中宏華龍飼料有限公司