公布日：2023.10.20
申请日：2022.04.18
分类号：A23K10/12(2016.01)I;A23K10/14(2016.01)I;A23K10/18(2016.01)I;A23K10/30(2016.01)I;A23K10/33(2016.01)I;A23K10/37(2016.01)I;A23K20/189(2016.01)I
摘要
本发明涉及一种麦草秸秆预处理废水在制备发酵饲料中的应用，属于生物发酵饲料技术领域。本发明所采用的麦草秸秆预处理废水提供了一种菌酶协同发酵体系，菌酶协同发酵体系中的微生物通过产生相应酶来酶解大分子物质，降低抗营养因子的抗原性；通过产生有机酸和抑菌物质以发挥抑菌活性；菌酶协同发酵饲料相较单一饲料相比营养更均衡，适口性更好，可以维持动物肠道稳态，与全价配合饲料的营养组成更接近。本发明将麦草秸秆预处理废水用于制备发酵饲料，实现了废水的进一步利用。
权利要求书
1.麦草秸秆预处理废水在制备发酵饲料中的应用，所述麦草秸秆预处理废水含有菌酶协同发酵体系，该菌酶发酵体系主要包括地衣芽孢杆菌、粪产碱杆菌、赖氨酸芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌，以及果胶酶、蛋白酶、木聚糖酶和纤维素酶。
2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述麦草秸秆预处理废水取自中国专利文献CN113151098A耐碱复合微生物预处理菌剂预处理麦草秸秆后过滤所得滤液。
3.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述发酵饲料中粗蛋白含量高于15.5％，进一步优选为15.5～20.2％，小肽含量高于6.2％，进一步优选为6.2～7.9％，有机酸含量高于3.1％，进一步优选为3.1～4.6％，总可消化养分高于85.2％，进一步优选为85.2～87.8％。
4.一种利用麦草秸秆预处理废水制备发酵饲料的方法，包括如下步骤：S1、废水预处理：将麦草秸秆预处理废水除杂后补充微生物菌群，得发酵用水；S2、原料预处理：以玉米、豆粕、麦麸和甘蔗糖蜜为发酵饲料原料，将玉米、豆粕、麦麸粉碎后混合，加入甘蔗糖蜜混合均匀，得预混料；预混料中玉米、豆粕、麦麸和甘蔗糖蜜的重量份配比为：玉米8～12份，豆粕6～9份，麦麸2～5份，甘蔗糖蜜1～2份；S3、预混料湿润：按照步骤S2预混料质量的4～7％取步骤S1的发酵用水，喷洒于预混料中，搅拌均匀，35～38℃静置保温3～12h；S4、饲料发酵：按照步骤S2预混料质量的30～35％取步骤S1的发酵用水，与步骤S3保温后的预混料混合，33～35℃厌氧发酵3～5天，得发酵饲料。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S1中所述麦草秸秆预处理废水取自中国专利文献CN113151098A耐碱复合微生物预处理菌剂预处理麦草秸秆后过滤所得滤液。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S1中所述发酵用水中的活菌数为1.0×109cfu/mL～1.0×1010cfu/mL；优选的，步骤S1中所述发酵用水中果胶酶酶活为35～40U/mL，蛋白酶酶活为35～42U/mL，木聚糖酶酶活为11～15U/mL，纤维素酶酶活为5～7U/mL。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S1中所述微生物菌群为乳酸菌与酵母菌；进一步优选的，所述微生物菌群中乳酸菌和酵母菌的比例为1：1；进一步优选的，所述乳酸菌为布氏乳杆菌、乳酸片球菌、副干酪乳杆菌中的一种或多种，所述酵母菌为产朊假丝酵母、白假丝酵母、红酵母、酿酒酵母中的一种或多种。
8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S1废水预处理的具体步骤为：s1、调节pH：取麦草秸秆预处理废水，将pH值调节至7.3～7.8；s2、搅拌：将pH7.3～7.8的麦草秸秆预处理废水进行搅拌，搅拌时间为20～40min；s3、静置：将搅拌后的麦草秸秆预处理废水在20～30℃下静置2～3h，取上层清液；s4、补充微生物：在上层清液中补充加入上层清液质量1.2～1.8％微生物菌群后，得到发酵用水；优选的，步骤S2原料预处理的具体步骤为：a、将玉米、豆粕、麦麸干燥粉碎，粉碎粒度为1.0～2.5mm；b、将粉碎后的玉米、豆粕、麦麸在50～70℃下搅拌均匀；c、再加入甘蔗糖蜜，混合均匀得预混料，预混料中玉米、豆粕、麦麸和甘蔗糖蜜的重量份配比为：玉米8～12份，豆粕6～9份，麦麸2～5份，甘蔗糖蜜1～2份。
9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S2所述预混料中还包括微量元素、甘氨酸、辛癸酸甘油酯、碳酸氢钠、柠檬酸钠、柠檬酸钾、大豆异黄酮中的一种或多种；进一步优选的，所述微量元素为铁、锰、锌。
10.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S4所述发酵饲料中粗蛋白含量高于15.5％，进一步优选为15.5～20.2％，小肽含量高于6.2％，进一步优选为6.2～7.9％，有机酸含量高于3.1％，进一步优选为3.1～4.6％，总可消化养分高于85.2％，进一步优选为85.2～87.8％。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了麦草秸秆预处理废水在制备发酵饲料中的应用。
本发明的技术方案如下：
麦草秸秆预处理废水在制备发酵饲料中的应用，所述麦草秸秆预处理废水含有菌酶协同发酵体系，该菌酶发酵体系主要包括地衣芽孢杆菌、粪产碱杆菌、赖氨酸芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌，以及果胶酶、蛋白酶、木聚糖酶和纤维素酶。
根据本发明优选的，所述麦草秸秆预处理废水取自中国专利文献CN113151098A耐碱复合微生物预处理菌剂预处理麦草秸秆后过滤所得滤液。
根据本发明优选的，所述发酵饲料中粗蛋白含量高于15.5％，进一步优选为15.5～20.2％，小肽含量高于6.2％，进一步优选为6.2～7.9％，有机酸含量高于3.1％，进一步优选为3.1～4.6％，总可消化养分高于85.2％，进一步优选为85.2～87.8％。
一种利用麦草秸秆预处理废水制备发酵饲料的方法，包括如下步骤：
S1、废水预处理：将麦草秸秆预处理废水除杂后补充微生物菌群，得发酵用水；
S2、原料预处理：以玉米、豆粕、麦麸和甘蔗糖蜜为发酵饲料原料，将玉米、豆粕、麦麸粉碎后混合，加入甘蔗糖蜜混合均匀，得预混料；预混料中玉米、豆粕、麦麸和甘蔗糖蜜的重量份配比为：玉米8～12份，豆粕6～9份，麦麸2～5份，甘蔗糖蜜1～2份；
S3、预混料湿润：按照步骤S2预混料质量的4～7％取步骤S1的发酵用水，喷洒于预混料中，搅拌均匀，35～38℃静置保温3～12h；
S4、饲料发酵：按照步骤S2预混料质量的30～35％取步骤S1的发酵用水，与步骤S3保温后的预混料混合，33～35℃厌氧发酵3～5天，得发酵饲料。
根据本发明优选的，步骤S1中所述麦草秸秆预处理废水取自中国专利文献CN113151098A耐碱复合微生物预处理菌剂预处理麦草秸秆后过滤所得滤液。
根据本发明优选的，步骤S1中所述发酵用水中的活菌数为1.0×109cfu/mL～1.0×1010cfu/mL。
根据本发明优选的，步骤S1中所述发酵用水中果胶酶酶活为35～40U/mL，蛋白酶酶活为35～42U/mL，木聚糖酶酶活为11～15U/mL，纤维素酶酶活为5～7U/mL。
根据本发明优选的，步骤S1中所述微生物菌群为乳酸菌与酵母菌。
进一步优选的，所述微生物菌群中乳酸菌和酵母菌的比例为1：1。
进一步优选的，所述乳酸菌为布氏乳杆菌、乳酸片球菌、副干酪乳杆菌中的一种或多种，所述酵母菌为产朊假丝酵母、白假丝酵母、红酵母、酿酒酵母中的一种或多种。
根据本发明优选的，步骤S1废水预处理的具体步骤为：
s1、调节pH：取麦草秸秆预处理废水，将pH值调节至7.3～7.8；
s2、搅拌：将pH7.3～7.8的麦草秸秆预处理废水进行搅拌，搅拌时间为20～40min；
s3、静置：将搅拌后的麦草秸秆预处理废水在20～30℃下静置2～3h，取上层清液；
s4、补充微生物：在上层清液中补充加入上层清液质量1.2～1.8％微生物菌群后，得到发酵用水。
根据本发明优选的，步骤S2原料预处理的具体步骤为：
a、将玉米、豆粕、麦麸干燥粉碎，粉碎粒度为1.0～2.5mm；
b、将粉碎后的玉米、豆粕、麦麸在50～70℃下搅拌均匀；
c、再加入甘蔗糖蜜，混合均匀得预混料，预混料中玉米、豆粕、麦麸和甘蔗糖蜜的重量份配比为：玉米8～12份，豆粕6～9份，麦麸2～5份，甘蔗糖蜜1～2份。
根据本发明优选的，步骤S2所述预混料中还包括微量元素、甘氨酸、辛癸酸甘油酯、碳酸氢钠、柠檬酸钠、柠檬酸钾、大豆异黄酮中的一种或多种。
进一步优选的，所述微量元素为铁、锰、锌。
根据本发明优选的，步骤S4所述发酵饲料中粗蛋白含量高于15.5％，进一步优选为15.5～20.2％，小肽含量高于6.2％，进一步优选为6.2～7.9％，有机酸含量高于3.1％，进一步优选为3.1～4.6％，总可消化养分高于85.2％，进一步优选为85.2～87.8％。
本发明在33～35℃厌氧发酵3～5天得发酵饲料，该发酵温度及时间可以更好的保证饲料的发酵效果。
本发明在麦草秸秆预处理废水中补充加入的乳酸菌与酵母菌可以起到产酸的作用，酵母菌发酵时产生的乳酸、乙酸、丙酸等可以降低饲料pH值，抑制病原菌的生长，乳酸菌代谢产生的乳酸等可抑制吲哚等有害物质积累，降低饲料pH值。二者还可以赋予发酵饲料动物喜食的香味，改善饲料色泽和质地，提高饲料营养价值与饲料适口性。
本发明提供了鸡、猪两种常见动物的发酵饲料制备方法，并针对动物的不同阶段对本发明的配方进行补充，以达到更好的饲喂效果。
本发明根据不同的需求在发酵饲料的预混料中另外添加微量元素、甘氨酸、辛癸酸甘油酯、碳酸氢钠、柠檬酸钠、柠檬酸钾和/或大豆异黄酮，其中，添加适量微量元素可以提高雏鸡的存活率，铁参与形成血红蛋白，锰促进钙、磷的吸收，骨骼的形成，锌具有促进生长、预防皮肤病的作用；甘氨酸是幼禽的必需氨基酸，可以参与合成机体蛋白质，有抗炎与提高免疫的作用，同时与上述添加的微量元素配合、可以有效促进微量元素的吸收；辛癸酸甘油酯、碳酸氢钠可以减小饲料粘性，在肠胃中的酸性条件下，促进饲料的分解与吸收，可以提高产蛋率；柠檬酸钠、柠檬酸钾，可以降低胃内pH，促进仔猪消化本方法制得的发酵仔猪饲料，提高对于摄入营养成分的吸收；大豆异黄酮可以提高母猪的免疫能力与母乳中蛋白量，可以降低仔猪对患常见疾病的几率，同时可降低仔猪的腹泻率。
本发明的技术特点：
针对麦草秸秆预处理废水的再利用，本发明提供了一种麦草秸秆预处理废水在制备发酵饲料中的应用，所述麦草秸秆预处理废水可提供一种丰富的复合菌酶体系，其含有的菌种主要包括地衣芽孢杆菌、粪产碱杆菌、赖氨酸芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌，由麦草秸秆预处理废水预处理后得到的发酵用水中，活菌数为1.0×109cfu/mL～1.0×1010cfu/mL，各菌株的具体产酶作用如下：
地衣芽孢杆菌：可以产碱性纤维素酶、碱性半纤维素酶、碱性蛋白酶和碱性果胶酶，并产生抗菌活性物质抑制致病菌的生长；
粪产碱杆菌：可以产碱性纤维素酶和半纤维素酶；
赖氨酸芽孢杆菌：可以产碱性半纤维素酶；
枯草芽孢杆菌：可以产淀粉酶和蛋白酶，可抑制其它致病菌的生长；
蜡样芽孢杆菌：可以产碱性纤维素酶；
本发明中的所利用的麦草秸秆预处理废水为饲料发酵提供了丰富的复合菌酶体系，其他次级代谢产物可以有效抑制致病菌的生长，防止杂菌污染。
本发明的麦草秸秆预处理废水还含有丰富的生物酶，包括果胶酶酶活为35～40U/mL，蛋白酶酶活为35～42U/mL，木聚糖酶酶活为11～15U/mL，纤维素酶酶活为5～7U/mL。
本发明的有益效果：
1、本发明将麦草秸秆预处理废水用于制备发酵饲料，实现了废水的进一步利用，并提供了一种利用麦草秸秆预处理废水制备发酵饲料的方法。饲料发酵过程中，蛋白酶可以分解蛋白质基质中的大分子蛋白质，提高其消化率与特定功能肽的含量；纤维素酶可降解饲料原料，将饲料中难降解组分转化为容易被吸收的小分子物质，从而提高饲料的吸收利用率；纤维素酶与木聚糖酶可酶解木质纤维素，提高酶解率与木聚糖产量；枯草芽孢杆菌具有清除植物饲料中抗营养因子的重要作用；地衣芽孢杆菌可去除木质素，使纤维组织松散，利于发酵。
2、本发明所采用的麦草秸秆预处理废水提供了一种菌酶协同发酵体系，菌酶协同发酵体系中的微生物通过产生相应酶来酶解大分子物质，降低抗营养因子的抗原性；通过产生有机酸和抑菌物质以发挥抑菌活性；菌酶协同发酵饲料相较单一饲料相比营养更均衡，适口性更好，可以维持动物肠道稳态，与全价配合饲料的营养组成更接近。
3、本发明生产的发酵饲料具有良好的性能。地衣芽孢杆菌的加入可以改善饲养动物的生长性能与营养物质表观消化率，降低消化道pH值。地衣芽孢杆菌与低聚木糖合用可有效提高动物免疫器官指数，提高血液中超氧化物歧化酶含量。
4、麦草秸秆预处理废水的残糖分析检测中，检出含有L-古罗糖醛酸、D-甘露糖醛酸，将其用于发酵饲料的制备，可有效提高饲料转化率，提高发酵饲料的性能，其他低聚木糖的加入可改善肠道健康，提高生长性能。此外，葡萄糖等发酵基础糖类，可为微生物发酵补充营养源，有利于提高发酵效率。
（发明人：王腾飞;黄迪;吴东振;齐圣;刘洪玲;袁海波;蒋艺;武玉康）
