CN102987058A

CN102987058A - 一种采用移动式发酵和高能原料生产高效生物饲料的方法

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Publication number: CN102987058A
Application number: CN2012104955455A
Authority: CN
Inventors: 张有聪; 郝永清; 史彬林; 任国军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2032-11-28
Also published as: CN102987058B

Abstract

一种采用移动式发酵和高能原料生产高效生物饲料的方法，其是将各种发酵底物原料粉碎后加入混合机内，然后接入混合菌液和水进行混合；接种混合完毕的发酵底物通过自动计量打包***装填到硅胶呼吸膜饲料发酵袋中进行打包、封口，在发酵室内恒温发酵72～120h，即得到所述高效生物饲料成品；所述的发酵底物的组成为：油糠5～10重量份、高脂棕榈粕30～40重量份、玉米糖蛋白40～50重量份、高脂亚麻粕5～10重量份、高脂酒精粕10～20重量份；所述的混合菌液由头状丝孢酵母、解脂亚罗酵母和嗜热脂肪地芽孢杆菌的菌液混合而成。

Description

一种采用移动式发酵和高能原料生产高效生物饲料的方法

技术领域

本发明是关于一种采用移动式发酵和高能原料生产高效生物饲料的方法，属于微生物饲料添加剂领域。

背景技术

能量饲料通常所占饲粮的比例最大(大于50%)，因此其在饲粮中占有举足轻重的地位。能量饲料可分为谷实类、谷实加工副产品类、块根、块茎及其加工副产品、乳品加工副产品以及各类动植物油脂等。这些常规的能量饲料一般都存在必需脂肪酸和脂溶性维生素缺乏、粗脂肪含量较低、脂肪酸组成不平衡、成本较高、消化利用率较差等缺点。畜禽由于生产性能的不断提高，对日粮养分浓度尤其是日粮能量浓度的要求愈来愈高，用常规的饲料难以配制出高能量饲粮。鉴于这些原因，近几年来利用微生物固态发酵技术生产的能量饲料产品，由于其必需脂肪酸含量较高、蛋白能量比例均衡、消化利用率高等特点，在畜禽养殖中被广泛使用。同时微生物固态发酵技术也在不断的创新和发展，利用饲用微生物发酵生产生物饲料的例子很多，但是绝大多数都是厚层固态发酵技术，不仅设备投资大，工艺复杂，而且极易受环境温度影响，产品质量稳定差。高效呼吸膜固态发酵技术的诞生，从根本上解决了这一问题。高效呼吸膜固态发酵技术是一种能使微生物有益菌在自然状态下保持高活性生长代谢的生命呼吸装置，它可以使活菌在自然条件下能够长期保持高活性，巧妙地解决了微生物固态发酵散热、厌氧控制、包装、储运以及在整个产品生产过程中的稳定性难题。高效呼吸膜固态发酵生产技术是以各种轻工业副产物或杂粕作为发酵底物，原料不需要经过消毒灭菌，采用独创的微生物高效呼吸膜和先包装后发酵的移动式微生物固态发酵工艺，生产高能、高蛋白的有益菌微生物复合培养物。该技术生产工艺简单，成本低，投资少，可操作性强，成品使用方便，特别适合广大农村养殖场（户）的使用。该发明对解决人畜争粮及饲料安全问题，建设节约型社会具有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于，根据上述情况，提供一种采用移动式发酵和高能原料生产高效生物饲料的方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种采用移动式发酵和高能原料生产高效生物饲料的方法，其特征在于，

（1）将各种发酵底物原料粉碎后加入混合机内，然后接入混合菌液和水进行混合；

（2）接种混合完毕的发酵底物通过自动计量打包***装填到硅胶呼吸膜饲料发酵袋中进行打包、封口，在发酵室内恒温发酵72～120h，即得到所述高效生物饲料成品；

所述的发酵底物的组成为：油糠5～10重量份、高脂棕榈粕30～40重量份、玉米糖蛋白40～50重量份、高脂亚麻粕5～10重量份、高脂酒精粕10～20重量份；

所述的混合菌液由头状丝孢酵母（Trichosporon capitatum）、解脂亚罗酵母（Yarrowia lipolytica）和嗜热脂肪地芽孢杆菌（Geobacillusstearothermophilus）的菌液混合而成。

如上所述的方法，优选地，步骤（1）中，所述的发酵底物粉碎后过40～42目筛，混合菌液按发酵底物5～10%的重量百分比接种，水按料水比1:1～1.5的比例进行添加，发酵底物水分调节到45～55%之间。

如上所述的方法，优选地，步骤（2）中，所述的打包、封口的过程中，不将袋内空气排空，包装好的物料在发酵室内35～37℃恒温条件下发酵72～120h。

如上所述的方法，优选地，所述的头状丝孢酵母和解脂亚罗酵母菌液是按以下方法制成的：

制备一级种子培养基：12Brix麦芽汁1000mL，在温度115～121℃下灭菌20～30min；

其中麦芽汁的制备方法为：大麦芽若干，粉碎后，加入4倍于麦芽重量的水，搅拌均匀，在55～60℃保温箱内糖化4h，取出过滤，得麦芽汁，测量此麦芽汁的体积和浓度后，分装于已灭菌的三角瓶中，0.6kg/cm²灭菌40min备用，用时将滤液稀释至所需糖度；

制备二级种子培养基和发酵培养基：（NH₄）₂SO₄2.0kg、葡萄糖10kg、酵母浸粉5kg、MgSO₄·7H₂O0.5kg、KH₂PO₄1.0kg、10°BX糖蜜1000L，pH自然，在温度115～121℃下灭菌20～30min；

其中糖蜜的处理方法为：85°BX的糖蜜原液用水作1:1.5稀释。H₂SO₄调pH3.5，摇匀，静置8h，取滤液加石灰乳，调pH7.2，60℃加热并搅拌30min，静置12h，取滤液，调pH6.0，稀释到10°BX备用；

一级种子培养：1000mL三角瓶中装一级种子培养基500mL，将菌种斜面按环/50～100mL的比例接种入一级种子培养基中，25～28℃下以150～160r/min振荡培养24～48h；

二级种子培养：将经所述一级种子培养的菌液按照5～10%的重量比接种到二级种子罐中，在25～28℃、通风量体积比为1:1～1.5的条件下、以140～150r/min机械搅拌，培养24～48h；

液体发酵培养：将经所述二级种子培养的菌液按照5～10%的重量比接种到发酵罐中，在25～28℃、通风量体积比为1:1～1.5的条件下、以140～150r/min机械搅拌，培养24～48h。

如上所述的方法，优选地，所述的嗜热脂肪地芽孢杆菌菌液是按以下方法制成的：

制备一级种子培养基：蛋白胨5g、牛肉浸膏3g、NaCl5g、MnSO₄·H₂O0.005g，蒸馏水1000mL混合均匀，在温度115～121℃下灭菌20min～30min；

制备二级种子培养基和发酵培养基：大豆粉10kg、蛋白胨5kg、葡萄糖10kg、牛肉浸粉2kg、MnSO₄·H₂O5g，无菌纯水1000L，pH自然，在温度115～121℃下灭菌20～30min；

一级种子培养：1000mL三角瓶中装一级种子培养基500mL，将菌种斜面按环/50～100mL的比例接种入一级种子培养基中，37～40℃下以120～130r/min振荡培养24～48h；

二级种子培养：将经所述一级种子培养的菌液按照5～10%的重量比接种到二级种子罐中，在37～40℃、通风量体积比为1:0.8～1.2的条件下、以120～130r/min机械搅拌，培养24～48h；

液体发酵培养：将经所述二级种子培养的菌液按照5～10%的重量比接种到发酵罐中，在37～40℃、通风量体积比为1:0.8～1.2的条件下、以120～130r/min机械搅拌，培养24～48h；

如上所述的方法，优选地，步骤（1）中所述的混合菌液中各菌种的混合比例和混合菌液的接种量分别为：

头状丝孢酵母、解脂亚罗酵母、嗜热脂肪地芽孢杆菌的混合比例为3～4：3～4：2～4，接种量为发酵底物重量百分比的5～10%。

如上所述方法制备得到的高效生物饲料。

如上所述方法制备得到的高效生物饲料，其中粗脂肪（DM）≥22.00%、粗蛋白（DM）≥20.12%、脂肪酶活≥13.70U/g、亚麻酸≥1.20%、亚油酸≥8.50%、油酸≥9.30%、头状丝孢酵母（CFU/g）≥3.50×10⁸、解脂亚罗酵母（CFU/g）≥5.00×10⁸、嗜热脂肪地芽孢杆菌（CFU/g）≥8.0×10⁸。

本发明的有益效果在于：

本发明是选用油糠、高脂棕榈粕、玉米糖蛋白、高脂亚麻粕和高脂酒精粕为原料，经粉碎、加水混合后接种由头状丝孢酵母（Trichosporoncapitatum）、解脂亚罗酵母（Yarrowialipolytica）、嗜热脂肪地芽孢杆菌（Geobacillus stearothermophilus）组成的混合菌液后，通过高效呼吸膜固态发酵方法制得的微生物发酵饲料产品。采用本发明方法生产得到的生物饲料粗脂肪含量高，必需脂肪酸含量较丰富。同时，本发明采用高效呼吸膜固态发酵技术，能使微生物有益菌在自然状态下保持高活性生长代谢，巧妙地解决了微生物固态发酵散热、厌氧控制、包装、储运以及在整个产品生产过程中的稳定性难题。

更具体地说，本发明提供的采用移动式发酵方法和高能原料生产高效生物饲料的方法具有以下优点：

1、本发明方法采用先包装后发酵的移动式固态发酵技术，工艺设计具有创新性，操作简便。

2、本发明方法使用的高效呼吸膜平衡装置创造性地解决了发酵生产过程中气体控制和杂菌污染等技术难题，操作简便可控。在发酵过程中，微生物会产生二氧化碳等气体，使得袋内的气压大于外界常压。当袋内气压达到某一临界值时，气体通过这个高效呼吸膜排到外界。但是外界的气体始终没有机会进入发酵体系，从而也就排除了外界的杂菌干扰。

3、本发明方法研发的特定的微生物菌种组合能使有益菌占据数量优势，巧妙综合了厌氧菌和好氧菌发酵的优点，原料不需要消毒就可以直接用于接种培养。

4、本发明方法可以广泛利用豆渣、果渣、玉米浆和糖渣等高水分含量的农业和轻工副产物作为生产原料，生产技术实用，产品附加值高，保质期长，符合我国国情，特别适合在我国广大农村推广使用。

5、采用本发明方法，制得的粗脂肪含量较高的植物性能量饲料，经微生物固态发酵产生的脂肪酶降解后，有效地提高了饲料中粗脂肪的含量和必需脂肪酸的含量，使饲料的使用价值大幅提高。

6、采用本发明方法生产的高效生物饲料中，粗脂肪（DM）≥22.00%、粗蛋白（DM）≥20.12%、脂肪酶活≥13.70U/g、亚麻酸≥1.20%、亚油酸≥8.50%、油酸≥9.30%、头状丝孢酵母（CFU/g）≥3.50×10⁸、解脂亚罗酵母（CFU/g）≥5.00×10⁸、嗜热脂肪地芽孢杆菌（CFU/g）≥8.0×10⁸。

附图说明

图1为本发明方法的流程示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施例详细说明本发明的技术及特点，但这些实施例并非用以限定本发明的保护范围。

本发明以下实施例中所用头状丝孢酵母（Trichosporon capitatum）、解脂亚罗酵母（Yarrowia lipolytica）和嗜热脂肪地芽孢杆菌（Geobacillusstearothermophilus）菌种是分别购买于中国工业微生物菌种保藏管理中心（CICC）和中国普通微生物菌种保藏管理中心（CGMCC）的野生菌种。保藏号分别为：CGMCC2.1385、CICC1444、CICC21077。

实施例1

参见图1，按照以下方法制备本实施例的高效生物饲料：

1.准确称取油糠50kg、高脂棕榈粕300kg、玉米糖蛋白500kg、高脂亚麻粕50kg、高脂酒精粕100kg，倒入混合机内，然后将混合菌液按发酵底物10%的重量百分比进行接种，水按料水比1:1.2的比例进行添加，连续混合3min，发酵底物水分调节到50%左右。

2.接种混合好的发酵底物通过自动计量打包***装填到高效呼吸膜饲料发酵袋中进行打包、封口，包装过程中不需将袋内空气排空，包装好的物料在发酵室内35℃条件下发酵96h即为成品。

3.所述的混合菌液是将头状丝孢酵母（Trichosporon capitatum）、解脂亚罗酵母（Yarrowia lipolytica）和嗜热脂肪地芽孢杆菌（Geobacillusstearothermophilus）分别按以下方法进行增菌培养和液态发酵后混合而成，具体来说：

（1）头状丝孢酵母（Trichosporon capitatum）和解脂亚罗酵母（Yarrowialipolytica）：

A.制备一级种子培养基：12Brix麦芽汁1000mL，在温度115℃下灭菌20min。

麦芽汁的制备：大麦芽若干，粉碎后，加入4倍于麦芽重量的水，搅拌均匀，在55～60℃保温箱内糖化4h，取出过滤，得麦芽汁，测量此麦芽汁的体积和浓度后，分装于已灭菌的三角瓶中，0.6kg/cm²灭菌40min备用，用时将滤液稀释至所需糖度。

B.制备二级种子培养基和发酵培养基：（NH₄）₂SO₄2.0kg、葡萄糖10kg、酵母浸粉5kg、MgSO₄·7H₂O0.5kg、KH₂PO₄1.0kg、10°BX糖蜜1000L，pH自然，在温度115℃下灭菌30min。

糖蜜的处理：糖蜜原液（85°BX）用水作1:1.5稀释。H₂SO₄调pH3.5，摇匀，静置8h，取滤液加石灰乳，调pH7.2，60℃加热并搅拌30min，静置12h，取滤液，调pH6.0。稀释到10°BX备用。

C.培养条件：

一级种子培养：1000mL三角瓶中装一级种子培养基500mL，将菌种斜面按环/100mL的比例接种入一级种子培养基中，28℃、150r/min、振荡培养24h。

二级种子培养：10L自动种子发酵罐装二级种子培养基5L，将经所述一级种子培养的菌液按照10%的重量比接种到二级种子罐中，28℃、通风量体积比为1:1.2、机械搅拌150r/min、培养24h。

液体发酵培养：100L自动种子发酵罐装发酵培养基50L，将经所述二级种子培养的菌液按照10%的重量比接种到发酵罐中，28℃、通风量体积比为1:1.2、机械搅拌150r/min、培养24h。

（2）嗜热脂肪地芽孢杆菌

A.制备一级种子培养基：蛋白胨5g、牛肉浸膏3g、NaCl5g、MnSO₄·H₂O0.005g，蒸馏水1000mL混合均匀，在温度115～121℃下灭菌20～30min。

B.制备二级种子培养基和发酵培养基：大豆粉10kg、蛋白胨5kg、葡萄糖10kg、牛肉浸粉2kg、MnSO₄·H₂O5g，无菌纯水1000L，pH自然，在温度115～121℃下灭菌20～30min。

C.培养条件：

一级种子培养：1000mL三角瓶中装一级种子培养基500mL，将菌种斜面按环/50mL的比例接种入一级种子培养基中，37℃下以130r/min振荡培养24h。

二级种子培养：10L自动种子发酵罐装二级种子培养基5L，将经所述一级种子培养的菌液按照10%的重量比接种到二级种子罐中，37℃、通风量体积比为1:1、机械搅拌130r/min、培养24。

液体发酵培养：100L自动种子发酵罐装发酵培养基50L，将经所述二级种子培养的菌液按照10%的重量比接种到发酵罐中，37℃、通风量体积比为1:1、机械搅拌130r/min、培养24h。

4.所述的混合菌液中菌种的接种混合比例和混合菌液的接种量分别为：

头状丝孢酵母、解脂亚罗酵母、嗜热脂肪地芽孢杆菌的混合比例为4：4：2，混合菌液的接种量为发酵底物重量的10%。

5.按照以上方法制备得到的高效生物饲料，测得粗脂肪（DM）≥24.73%、粗蛋白（DM）≥22.56%、脂肪酶活≥15.00U/g、亚麻酸≥1.20%、亚油酸≥10.00%、油酸≥10.00%、头状丝孢酵母（CFU/g）≥5.00×10⁸、解脂亚罗酵母（CFU/g）≥6.00×10⁸、嗜热脂肪地芽孢杆菌（CFU/g）≥8.00×10⁸。

实施例2

参见图1，按照以下方法制备本实施例的高效生物饲料：

1.准确称取油糠100kg、高脂棕榈粕300kg、玉米糖蛋白400kg、高脂亚麻粕100kg、高脂酒精粕100kg，倒入混合机内，然后将混合菌液按发酵底物10%的重量百分比进行接种，水按料水比1:1.2的比例进行添加，连续混合3min，发酵底物水分调节到50%左右。

3.所述的混合菌液是将头状丝孢酵母（Trichosporon capitatum）、解脂亚罗酵母（Yarrowia lipolytica）和嗜热脂肪地芽孢杆菌（Geobacillusstearothermophilus）分别按如实施例1所述的方法进行增菌培养和液态发酵后混合而成。

头状丝孢酵母、解脂亚罗酵母、嗜热脂肪地芽孢杆菌的混合比例为3：3：4，混合菌液的接种量为发酵底物重量的10%。

5.按照以上方法制备得到的高效生物饲料，测得粗脂肪（DM）≥22.00%、粗蛋白（DM）≥20.12%、脂肪酶活≥13.70U/g、亚麻酸≥1.60%、亚油酸≥8.50%、油酸≥9.30%、头状丝孢酵母（CFU/g）≥3.50×10⁸、解脂亚罗酵母（CFU/g）≥5.00×10⁸、嗜热脂肪地芽孢杆菌（CFU/g）≥9.50×10⁸。

Claims

1.一种采用移动式发酵和高能原料生产高效生物饲料的方法，其特征在于，

所述的混合菌液由头状丝孢酵母、解脂亚罗酵母和嗜热脂肪地芽孢杆菌的菌液混合而成。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的发酵底物粉碎后过40～42目筛，混合菌液按发酵底物5～10%的重量百分比接种，水按料水比1:1～1.5的比例进行添加，发酵底物水分调节到45～55%之间。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述的打包、封口的过程中，不将袋内空气排空，包装好的物料在发酵室内35～37℃恒温条件下发酵72～120h。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的头状丝孢酵母和解脂亚罗酵母菌液是按以下方法制成的：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的嗜热脂肪地芽孢杆菌菌液是按以下方法制成的：

液体发酵培养：将经所述二级种子培养的菌液按照5～10%的重量比接种到发酵罐中，在37～40℃、通风量体积比为1:0.8～1.2的条件下、以120～130r/min机械搅拌，培养24～48h。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的混合菌液中各菌种的混合比例和混合菌液的接种量分别为：

头状丝孢酵母、解脂亚罗酵母、嗜热脂肪地芽孢杆菌的混合比例为3～4： 3～4：2～4，接种量为发酵底物重量百分比的5～10%。

7.按照权利要求1～6中任一项所述方法制备得到的高效生物饲料。