專利名稱：一種利用復合微生物發(fā)酵秸稈生產(chǎn)青儲飼料的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于微生物飼料添加劑領域中的菌種及其混合菌發(fā)酵劑，本發(fā)明還涉及利用這種混合菌發(fā)酵劑生產(chǎn)青儲飼料的方法。
背景技術：
我國的秸桿資源十分豐富，年產(chǎn)量可達到5. 79億噸。其中，玉米、小麥、和稻草秸桿三大作物秸桿產(chǎn)量達到了 4. 39億噸，占整個秸桿產(chǎn)量的75. 88%。目前，隨著畜牧業(yè)的快速發(fā)展，加劇了畜牧業(yè)對糧食的依賴性，但秸桿用作飼料數(shù)量較少，即使用作飼料也因加工利用不當，使得秸桿的利用率及飼料報酬率低。農(nóng)作物秸桿營養(yǎng)價值低、適口性差、消化率低。如果對其進行合理的加工調(diào)劑，可用于飼喂家畜。據(jù)報道，秸桿經(jīng)青貯、氨化等方法調(diào)治后，每6kg青貯秸桿或4kg氨化秸桿相當于Ikg玉米飼料的營養(yǎng)價值。因此，采用科學的方法對秸桿進行加工調(diào)劑，廣泛用于畜牧業(yè)，具有良好的生態(tài)效益社會效益和經(jīng)濟效益。近年來在我國推廣的氨化飼料，不僅成本高、能耗高，并且存在與農(nóng)業(yè)爭肥、污染環(huán)境，有些方法對于牲畜還有毒副作用。而飼料清楚技術的研究與應用已有上百年的歷史， 目前關鍵的技術在于微生物優(yōu)良菌株的選育、復合菌種的有效復配和發(fā)酵工藝的優(yōu)化。在這些方面，國內(nèi)外學者均進行了大量的研究工作，但對于綜合解決清楚飼料發(fā)酵過程中抑制腐敗菌、防治二次發(fā)酵，有效控制有機酸和降解木質(zhì)纖維素，降低成本，便于使用等方面仍然存在問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對目前存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種青儲飼料用微生物發(fā)酵劑生產(chǎn)青儲飼料的方法。微生物青儲混合菌發(fā)酵劑制作青儲飼料的工藝I)原料準備精選無腐爛的稻草、玉米桿及豆科類桿原料或其混合物，鍘至2 5 cm 長。菌種活化將IOOg復合微生物發(fā)酵劑倒入I 2° Brix麥芽汁中，混合均勻， 25°C 35°C下經(jīng)2 3小時即活化好。原料(稻草、玉米桿及豆科類桿原料或其混合物) 的水含量應控制在70% 80%，復合微生物發(fā)酵劑用量為原料的O. 1-5%。2)接種裝料原料分層堆積，堆積20 30cm厚時,噴灑一遍菌液。堆積總高不應超過2米。3)好氧培養(yǎng)空氣中放置5 30天，春、秋兩季應適當延長時間為20 30天；夏天放置5 10天。4)厭氧培養(yǎng)用塑料薄膜密封，20 90天后可以供牲畜食用，春、秋兩季時間為 60 90天。夏天20 30天。本發(fā)明生產(chǎn)用復合微生物發(fā)酵劑黑曲霉孢子、鼠李糖乳桿菌CGMCC4430和植物乳桿菌組成。復合微生物發(fā)酵劑中各菌種活細胞數(shù)量范圍如下鼠李糖乳桿菌為(O. I 60. O) *109個/克，植物乳桿菌數(shù)量為(O. 01 6. O) *109個/克，黑曲霉孢子數(shù)量為(I 50)*108 個 / 克。將發(fā)酵制得黑曲霉孢子、鼠李糖乳桿菌粉、植物乳桿菌粉以質(zhì)量比例為
I (O. 5-2) (O. 5-2)混合，以干重計。復合微生物發(fā)酵劑用量為原料的O. 1_1%。5)黑曲霉孢子的制備工藝為A.斜面培養(yǎng)方法試管，12rC,20min滅菌后，擺斜面，冷卻，接種。30°C培養(yǎng)到黑色孢子鋪滿斜面。B. K式培養(yǎng)瓶孢子取10° fcix麥芽汁加入2%瓊脂，裝入500mL K式培養(yǎng)瓶，121°C，20min滅菌后， 鋪斜面冷卻。接入孢子懸浮液lmL，保證懸浮液接種于整個培養(yǎng)基表面；側放入恒溫箱， 30°C培養(yǎng)到黑色孢子鋪滿斜面。C.固態(tài)放大培養(yǎng)將K式瓶孢子制成孢子懸浮液，孢子濃度大于I. OX IO8個/mL。取200kg固態(tài)培養(yǎng)基(麩皮140kg、10° Brix麥芽汁60L)，充分混勻后放入淺盤，在121°C下滅菌I小時。 待放涼后，接入孢子懸浮液。培養(yǎng)溫度控制在30°C，濕度80-90%，每隔10小時翻料一次， 培養(yǎng)時間3天；待培養(yǎng)料長滿孢子即可結束培養(yǎng)干燥粉碎發(fā)酵結束后，將淺盤放在流化床干燥，干燥溫度控制在60°C，待物料水分含量將低于10%以下時，用粉碎機將固體培養(yǎng)料進行粉碎，物料粉碎孔徑在100目以上。6)鼠李糖乳桿菌和植物乳桿菌菌粉的制備工藝為植物乳桿菌、鼠李糖乳桿菌粉狀菌粉生產(chǎn)步驟如下將斜面菌種轉接到液體培養(yǎng)基并逐級擴培到要求的體積；將擴培得到的菌液進行離心分離，收集沉淀菌體；向沉淀菌體中加入保護劑并進行稀釋；利用干燥設備制備粉狀菌劑，復合菌粉混合時可以加入淀粉和糊精實現(xiàn)各菌活菌數(shù)的合適比例。最終菌粉產(chǎn)品中各菌種活細胞數(shù)量范圍如下鼠李糖乳桿菌為(O. I 60. O) *109個/克，植物乳桿菌數(shù)量為(0.01 ~ 6. O) *109個/克，黑曲霉孢子數(shù)量為(I 50)*108個/克。鼠李糖乳桿菌所用培養(yǎng)基如下斜面培養(yǎng)基(g/L) 20葡萄糖，5酵母粉，10大豆蛋白胨，10 牛肉膏，5NaCl，10 乙酸鈉，2 檸檬酸銨，O. 2MgS04 · 7Η20，0· 05MnS04 · 7H20，15 瓊脂，pH 6.5。發(fā)酵培養(yǎng)基(g/L) :40葡萄糖，10酵母粉，10大豆蛋白胨，無機鹽(O. OlNaCl, O. 5 乙酸鈉，O. 2 檸檬酸銨，O. 2ΚΗ2Ρ04，0· 2MgS04 · 7Η20，0· 05MnS04 · 7H20)，pH 6. 5。本發(fā)明中各種菌種組成比例也是經(jīng)過精心試驗研究得到，上述菌種的選擇和配比保障了產(chǎn)品的良好質(zhì)量。復合菌粉混合時可以加入淀粉和糊精實現(xiàn)各菌活菌數(shù)的合適比例。復合菌粉中各菌種活細胞數(shù)量較好范圍如下鼠李糖乳桿菌為(I 60.0)*109個 /克，植物乳桿菌數(shù)量為(O. I 6. 0)*109個/克，黑曲霉孢子數(shù)量為(I 30)*108個/克。鼠李糖乳桿菌菌粉的具體生產(chǎn)方法已有較多報道，報道文章有黃良昌的碩士學位論文“真空冷凍干燥法生產(chǎn)干酸奶發(fā)酵劑工藝的研究”(2002年)，劉宇峰等在中國乳品工業(yè)雜志發(fā)表的“直接使用型酸奶發(fā)酵劑的研制”發(fā)表于1995年第5期。
本發(fā)明采用的菌種如下鼠李糖乳桿菌(Lactob8cillus rhamnosus)CGMCC No. 4430菌株特點如下在顯微鏡下觀察，該菌株為桿狀，寬度小于I μ m，2到3個桿菌易于連成連接在一起；在固體培養(yǎng)基上，該菌菌落為乳白色，表面光滑，濕潤，粘稠，邊緣較整齊。與原始菌相比，該誘變菌株在形態(tài)上明顯小于出發(fā)菌株。出發(fā)菌株鼠李糖乳桿菌CGMCC No. I. 2134購于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心。本發(fā)明鼠李糖乳桿菌采用下述流程進行選育原始出發(fā)菌種一試管活化一高溫馴化一硫酸二乙酯(DES)誘變一高糖平板篩選一亞硝基胍(NTG)誘變篩選一高溫菌篩選一搖瓶復篩一傳代穩(wěn)定性試驗一5L發(fā)酵罐試驗。將目的菌株CGMCC No. 4430做5L乳酸發(fā)酵罐實驗，結果表明與出發(fā)菌株相比，CGMCC No. 4430葡萄糖耐受濃度可以達到270g/L，與原始菌相比提高了 95% ;發(fā)酵結束后，乳酸含量為60g/L，與原始菌相比提高了 158%。鼠李糖乳桿菌(Lactobacillus rhamnosus)CGMCC No. 4430保藏單位是中國普通微生物菌種保藏管理中心。地址北京市朝陽區(qū)北辰西路I號院3號，中國科學院微生物研究所，郵編100101。保藏日期2010年12月8日。黑曲霉(Aspergillusniger) CGMCC No. 3. 5269、植物乳桿菌(Lactobacillus PI ant arum CGMCC. No. 1.2158)購于中國普通微生物菌種保藏管理中心。有益效果通過將黑曲霉、鼠李糖乳桿菌、植物乳桿菌組成高活性復合微生物發(fā)酵劑。并特異的將青儲飼料發(fā)酵分為好氧和厭氧兩個階段。這樣在好氧階段促進了菌體的快速生長，厭氧階段利于代謝物的快速積累，本發(fā)明有效的解決了青儲飼料發(fā)酵中的技術難題，使用簡單，便于農(nóng)民大規(guī)模使用。
具體實施例方式下面通過具體的實施方案敘述本發(fā)明中利用復合微生物發(fā)酵秸桿生產(chǎn)青儲飼料的方法。除非特別說明，本發(fā)明中所用的技術手段均為本領域技術人員所公知的方法。另外，實施方案應理解為說明性的，而非限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的實質(zhì)和范圍僅由權利要求書所限定。對于本領域技術人員而言，在不背離本發(fā)明實質(zhì)和范圍的前提下，對這些實施方案中的培養(yǎng)劑組分、含量、培養(yǎng)條件進行的各種改變或改動也屬于本發(fā)明的保護范圍。實施例I :混合發(fā)酵劑的制備方法I)黑曲霉的制備工藝為A.斜面培養(yǎng)方法試管，12rC,20min滅菌后，擺斜面，冷卻，接種。30°C培養(yǎng)到黑色孢子鋪滿斜面。B. K式培養(yǎng)瓶孢子取10° fcix麥芽汁加入2%瓊脂，裝入500mL K式培養(yǎng)瓶，121°C，20min滅菌后， 鋪斜面冷卻。接入孢子懸浮液lmL，保證懸浮液接種于整個培養(yǎng)基表面；側放入恒溫箱， 30 V培養(yǎng)到黑色孢子鋪滿斜面。C.固態(tài)放大培養(yǎng)將K式瓶孢子制成孢子懸浮液，孢子濃度大于I. OX IO8個/mL。取200kg固態(tài)培養(yǎng)基(麩皮140kg、10° Brix麥芽汁60L)，充分混勻后放入淺盤，在121°C下滅菌I小時。 待放涼后，接入孢子懸浮液。培養(yǎng)溫度控制在30°C，濕度80-90%，每隔10小時翻料一次，培養(yǎng)時間3天；待培養(yǎng)料長滿孢子即可結束培養(yǎng)干燥粉碎發(fā)酵結束后，將淺盤放在流化床干燥，干燥溫度控制在60°C，待物料水分含量將低于10%以下時，用粉碎機將固體培養(yǎng)料進行粉碎，物料粉碎孔徑在100目以上。鼠李糖乳桿菌CGMCC4430 和植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum CGMCC. No. 1.2158)菌粉的制備工藝為植物乳桿菌、鼠李糖乳桿菌粉狀菌粉生產(chǎn)步驟如下將斜面菌種轉接到液體培養(yǎng)基并逐級擴培到要求的體積；將擴培得到的菌液進行離心分離，收集沉淀菌體；向沉淀菌體中加入保護劑并進行稀釋；利用干燥設備制備粉狀菌劑，上述方法制得鼠李糖乳桿菌菌粉中活細胞數(shù)為(O. I 6. O)*(101°)個/克，植物乳桿菌菌粉中活細胞數(shù)為(O. I 6. O) IO9個/克，復合菌粉混合時可以加入淀粉和糊精實現(xiàn)各菌活菌數(shù)的合適比例。最終菌粉產(chǎn)品中各菌種活細胞數(shù)量范圍如下鼠李糖乳桿菌為(O. I 60. O) *109個/克，植物乳桿菌數(shù)量為(O. 01 6. O) *109個/克，黑曲霉孢子數(shù)量為(I 50)*108 個 / 克。鼠李糖乳桿菌所用培養(yǎng)基如下斜面培養(yǎng)基(g/L) 20葡萄糖，5酵母粉，10大豆蛋白胨，10 牛肉膏，5NaCl，10 乙酸鈉，2 檸檬酸銨，O. 2MgS04 · 7Η20，0· 05MnS04 · 7H20，15 瓊脂，pH 6.5。發(fā)酵培養(yǎng)基(g/L) :40葡萄糖，10酵母粉，10大豆蛋白胨，無機鹽(O. OlNaCl, O. 5 乙酸鈉，O. 2 檸檬酸銨，O. 2ΚΗ2Ρ04，0· 2MgS04 · 7Η20，0· 05MnS04 · 7H20)，pH 6. 5。實施例2 將發(fā)酵制得的200g黑曲霉孢子、IOOg鼠李糖乳桿菌和IOOg植物乳桿菌混合組成復合微生物發(fā)酵劑。用上述復合微生物發(fā)酵劑以如下方法制備青儲飼料I)原料準備分別精選I噸無腐爛的稻草、玉米桿、豆科類桿的混合物，鍘至2 5 cm 長。2)菌種活化將以上配置好的混合微生物菌劑500g倒入100升1° Brix麥芽汁中，充分攪拌混合均勻，35 °C下經(jīng)2小時即活化好。3)接種裝料原料分層堆積，堆積20cm厚時,噴灑一遍菌液。堆積總高不應超過2 米。4)好氧培養(yǎng)夏天空氣中放置10天。5)厭氧培養(yǎng)用塑料薄膜密封，夏天30天后可以供牲畜食用。復合微生物發(fā)酵劑用量為原料的O. 5%。發(fā)酵制備的青儲飼料，pH為4.0，酒精濃度為3g/L。具有酸味、酒香味、呈黃綠色； 纖維素含量降低、蛋白質(zhì)含量增加。牛食用后，產(chǎn)奶量提高8 %，羊犢日增重提高8 %。實施例3 將發(fā)酵制的IOOg黑曲霉孢子、IOOg鼠李糖乳桿菌和IOOg植物乳桿菌混合組成，鼠李糖乳桿菌為30. 0*109個/克，植物乳桿菌數(shù)量為5*109個/克，黑曲霉孢子數(shù)量為20*108
個/克。用上述混合菌發(fā)酵劑以如下方法制備青儲飼料I)原料準備分別精選I噸無腐爛的稻草，鍘至2 5cm長。2)菌種活化將以上配置好的混合微生物菌劑700g倒入100升2° Brix麥芽汁中，充分攪拌混合均勻，25 °C下經(jīng)3小時即活化好。
3)接種裝料原料分層堆積，堆積30cm厚時,噴灑一遍菌液。堆積總高不應超過2 米。4)好氧培養(yǎng)夏天空氣中放置5天。5)厭氧培養(yǎng)用塑料薄膜密封，夏天20天后可以供牲畜食用。復合微生物發(fā)酵劑用量為原料的I %。發(fā)酵制備的青儲飼料，pH為3. 8，酒精濃度為5g/L。具有酸味、酒香味、呈黃綠色； 纖維素含量降低、蛋白質(zhì)含量增加。牛食用后，產(chǎn)奶量提高10%，羊犢日增重提高10%。實施例4 將發(fā)酵制的IOOg黑曲霉孢子、200g鼠李糖乳桿菌和200g植物乳桿菌混合組成，鼠李糖乳桿菌為10. 0*109個/克，植物乳桿菌數(shù)量為1*109個/克，黑曲霉孢子數(shù)量為10*108
個/克。用上述混合菌發(fā)酵劑以如下方法制備青儲飼料I)原料準備分別精選I噸無腐爛的玉米桿，鍘至2 5cm長。2)菌種活化將以上配置好的混合微生物菌劑400g倒入100升2° Brix麥芽汁中，充分攪拌混合均勻，25 °C下經(jīng)3小時即活化好。3)接種裝料原料分層堆積，堆積30cm厚時,噴灑一遍菌液。堆積總高不應超過2 米。4)好氧培養(yǎng)春天空氣中放置30天。5)厭氧培養(yǎng)用塑料薄膜密封，春天90天后可以供牲畜食用。復合微生物發(fā)酵劑用量為原料的O. I %。6)發(fā)酵制備的青儲飼料，pH為4. 0，酒精濃度為lg/L。具有酸味、酒香味、呈黃綠色； 纖維素含量降低、蛋白質(zhì)含量增加。牛食用后，產(chǎn)奶量提高5 %，羊犢日增重提高6 %。
權利要求
1.一種利用復合微生物發(fā)酵秸桿生產(chǎn)青儲飼料的方法，原料準備精選無腐爛的稻草、玉米桿及豆科類桿原料或其混合物，鍘至2 5cm長；菌種活化將復合微生物發(fā)酵劑倒入I 2。Brix麥芽汁中，混合均勻，25°C 35°C處理2 3小時；原料水含量應控制在70% 80% ;接種裝料原料分層堆積，堆積20 30cm厚時，噴灑一遍菌液；好氧培養(yǎng) 空氣中放置5 30天；厭氧培養(yǎng)用塑料薄膜密封20 90天；復合微生物發(fā)酵劑由黑曲霉孢子、鼠李糖乳桿菌CGMCC4430和植物乳桿菌組成，復合微生物發(fā)酵劑用量為原料的O.1-5%。
2.如權I所述一種利用復合微生物發(fā)酵秸桿生產(chǎn)青儲飼料的方法，其特征在于所述復合微生物發(fā)酵劑中各菌種活細胞數(shù)量范圍如下鼠李糖乳桿菌為(O. I 60. O) *109個/ 克，植物乳桿菌數(shù)量為(O. 01 6. O) *109個/克，黑曲霉孢子數(shù)量為(I 50) *108個/克。
3.如權1-2所述一種利用復合微生物發(fā)酵秸桿生產(chǎn)青儲飼料的方法，其特征在于所述復合微生物發(fā)酵劑中鼠李糖乳桿菌為(I 60. O) *109個/克，植物乳桿菌數(shù)量為(O. I 6.O) *109個/克，黑曲霉孢子數(shù)量為(I 30) *108個/克。
4.如權1-3所述一種利用復合微生物發(fā)酵秸桿生產(chǎn)青儲飼料的方法，其特征在于所述復合微生物發(fā)酵劑中鼠李糖乳桿菌為30. 0*109個/克，植物乳桿菌數(shù)量為5*109個/克， 黑曲霉孢子數(shù)量為20*108個/克。
5.如權I所述一種利用復合微生物發(fā)酵秸桿生產(chǎn)青儲飼料的方法，其特征在于所述復合微生物發(fā)酵劑中黑曲霉孢子、鼠李糖乳桿菌粉、植物乳桿菌粉以質(zhì)量比例為 I (O. 5-2) (O. 5-2)混合，以干重計。
6.如權I所述一種利用復合微生物發(fā)酵秸桿生產(chǎn)青儲飼料的方法，其特征在于所述復合微生物發(fā)酵劑用量為原料的0.1-1%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用復合微生物發(fā)酵秸稈生產(chǎn)青儲飼料的方法。通過向青儲原料中加入此發(fā)酵劑劑，在好氧、厭氧條件下，微生物快速生長，分泌大量的纖維素酶來分解纖維素，蛋白酶分解蛋白產(chǎn)生游離氨基酸，同時產(chǎn)生大量代謝產(chǎn)物乳酸等。處理后的青儲飼料pH值降低，基本無雜菌生長，是一種營養(yǎng)價值高、易消化的家畜用青儲飼料。
文檔編號A23K3/03GK102578441SQ201110421969
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權日2011年12月15日
發(fā)明者李政, 李績, 王玉, 蘇俊 申請人:李績