CN103053808B - 青贮饲料添加剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种青贮饲料添加剂及其制备方法与应用。该青贮饲料添加剂，其活性成分为下述a)或b)的组合物：由黄芪的提取物和山楂的提取物组成的组合物；其中，两种提取物混合在一起或分别独立包装。本发明制备的青贮饲料具有下述至少一种特性：1)粗蛋白含量高于对照；2)氨态氮与总氮的比值低于对照；3)中性洗涤纤维含量低于对照；4)酸性洗涤纤维含量低于对照；5)pH值低于对照；6)乳酸高于对照，丁酸低于对照。
Description
技术领域
本发明涉及一种中草药型青贮饲料生物添加剂及应用，特别涉及一种青贮饲料添加剂及其制备方法与应用。
背景技术
青贮饲料比同类青饲料直接利用或制成干草的消化率要高，并且青贮饲料干物质中的可消化粗蛋白质、总养分和能量含量也较高，经过青贮发酵后青贮饲料细胞壁成分消化率也会明显提高。但是，自然状态下青饲料的缓冲值高，可溶性碳水化合物含量低，自然状态下青贮比较困难，这种现象在豆科牧草中尤为明显。青贮添加剂能加快青贮发酵速度，提高青贮饲料品质。近年来，国内外的青贮添加剂的种类主要有铵类化合物、有机酸类、尿素和生物防腐剂等，但无机化学类添加剂有一定的腐蚀性，对人和家畜存在安全隐患，而生物类添加剂多从国外进口，成本较高。
目前，在畜禽疾病的预防与治疗中向饲料中添加抗生素、激素、化学合成药比较常见，虽然其效果明显，但常常在产品中有残留，危害消费者健康，三致(致癌、致畸、致突变)现象严重，同时易产生抗药性。为了得到高效、安全、无公害的畜产品，在畜禽饲料中添加中草药成为一种新趋势。但目前国内外生产中，多以中药粗粉和饲料混合后直接饲喂，这在集约化养殖的情况下使用非常不方便，从而大大限制了中草药在防治动物疾病方面的规模化应用，并且中草药制剂的年产量也非常有限，根本满足不了实际需要。将中草药制剂添加到青贮原料中进行发酵，在提高青贮品质的同时，也为中草药的推广应用提供了有效途径。
发明内容
本发明的目的是提供一种青贮饲料添加剂及其制备方法与应用。
本发明提供的青贮饲料添加剂，其活性成分为下述a)或b)的组合物：
由黄芪的提取物和山楂的提取物组成的组合物；其中，两种提取物混合在一起；
由黄芪的提取物和山楂的提取物组成的组合物；其中，两种提取物分别独立包装。
所述a)和b)组合物中，黄芪，又名黄耆，为豆科草本植物蒙古黄芪、膜荚黄芪的根；山楂，为蔷薇科植物山里红或野山楂的成熟果实。
所述a)和b)组合物中，黄芪的提取物和山楂的提取物的质量比为0.75-1.25∶0.75-1.25，具体为0.75∶0.75或1∶1或1.25∶1.25。
其中，所述黄芪的提取物是用水从黄芪中提取得到的水溶性物质；具体的，所述黄芪的提取物按照包括如下步骤的方法制备而得：将黄芪加水浸泡30min后煮沸，文火煎煮后进行第一次过滤，得到第一次滤液和滤渣，向所得滤渣中加水150ml后再文火煎煮后，进行第二次过滤，将所得第二次滤液和第一次滤液合并，文火煎煮浓缩至固含量为0.96-1.04g/ml，得到所述黄芪的提取物；
所述山楂的提取物是用水从山楂中提取得到的水溶性物质；具体的，所述山楂的提取物按照包括如下步骤的方法制备而得：将山楂加水浸泡30min后煮沸，文火煎煮后进行第一次过滤，得到第一次滤液和滤渣，向所得滤渣中加水150ml后再文火煎煮后，进行第二次过滤，将所得第二次滤液和第一次滤液合并，文火煎煮浓缩至固含量为0.96-1.04g/ml，得到所述山楂的提取物；
所述黄芪或山楂与浸泡水的用量比具体均为24.5-25.5g∶249-251mL，更具体为25g∶250mL；
所述煎煮步骤中，文火煮沸时间具体为25-35分钟，更具体为30分钟；
所述过滤步骤中，滤布孔径具体为0.9mm-1.1mm，更具体为1mm；
所述固含量均具体为1g/mL。
所述青贮饲料添加剂具体为青贮饲料发酵促进剂。所述青贮饲料发酵促进剂是一种在发酵前加入青贮原料中，与所述青贮原料一起进行厌氧发酵从而促进发酵的青贮饲料添加剂。
本发明提供的制备所述青贮饲料添加剂的方法，包括如下步骤：将前述黄芪的提取物和山楂的提取物进行混合或独立包装，得到所述青贮饲料添加剂的活性成分。
本发明提供的制备青贮饲料的方法，包括如下步骤：在青贮原料中添加前述青贮饲料添加剂后进行厌氧发酵，得到所述青贮饲料。
上述方法中，青贮原料为制作青贮饲料的原料，即青饲料(也叫青绿饲料、绿饲料)，是指可以用作饲料的植物新鲜茎叶，主要包括天然牧草、栽培牧草、田间杂草、菜叶类、水生植物、嫩枝树叶等。
所述青贮饲料是将青饲料在厌氧的条件下进行发酵得到的饲料。
所述青贮原料的含水量为60％-75％，具体为60％或65％或70％或60-70％或65-70％；
所述青贮饲料添加剂的添加量以所述a)或b)组合物的干重计，是所述青贮原料质量的0.75％-1.25％，具体为含水量为60％-75％(或60％或65％或70％或60-70％或65-70％)青贮原料的质量的0.75％-1.25％。
所述厌氧发酵步骤中，温度为15-30℃，时间为30-90天，具体为45天。
按照前述方法制备得到的青贮饲料，也属于本发明的保护范围。其中，所述青贮饲料具有下述至少一种特性：
1)粗蛋白含量高于对照；
2)氨态氮与总氮的比值低于对照；
3)中性洗涤纤维含量低于对照；
4)酸性洗涤纤维含量低于对照；
5)pH值低于对照；
6)乳酸高于对照，丁酸低于对照。
所述对照为经过如下方法制备的饲料：除不加所述青贮饲料添加剂外，其它条件均与前述方法相同。
所述青贮饲料均为豆科牧草青贮饲料，具体为苜蓿属青贮饲料，更具体为以紫花苜蓿为青贮原料制备的青贮饲料；
所述青贮原料为豆科牧草，具体为苜蓿属牧草，更具体为紫花苜蓿(Medicago sativa)。
本发明将由黄芪和山楂组成的混合物作为青贮饲料添加剂与青贮原料共同发酵，能够促进乳酸菌生长繁殖和提高青贮饲料的发酵品质，所制备的青贮饲料，与不加所述青贮饲料添加剂的对照相比，其粗蛋白含量升高，和/或氨态氮与总氮的比值降低，和/或中性洗涤纤维含量降低，和/或酸性洗涤纤维含量降低，和/或pH值降低。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。下面以紫花苜蓿(Medicago sativa)作为青贮原料为例，阐明本发明的技术方案。
实施例1、青贮饲料添加剂的制备
称取黄芪25g，250mL去离子水浸泡30min后煎煮，沸后文火煎煮30min，用孔径为1mm的4层纱布进行第一次过滤得到第一次滤液和药渣，在药渣中加入150ml水，文火煎煮30min后进行第二次过滤，将所得第二次滤液与第一次滤液合并后，文火煎煮浓缩至25ml，使其固含量为1g/ml，即为100％中草药原液，该100％中药原液即为黄芪的提取物。
按照与上相同的方法，将黄芪替换为山楂，得到山楂的提取物。
将上述黄芪的提取物和山楂的提取物分别以质量比0.75∶0.75、1∶1和1.25∶1.25混合在一起，依次得到青贮饲料添加剂1)-3)。
实施例2、用实施例1的青贮饲料添加剂制备紫花苜蓿青贮饲料
一、材料
青贮原料：取初花期刈割的紫花苜蓿(Medicago sativa)鲜草进行晾晒，期间进行多时间多点采样，用微波炉快速干燥法测定含水量，当其水分分别达到75％时，用铡刀切割至2-3cm，获得青贮原料。
二、实验方法
将青贮原料分为四组，包括青贮饲料添加剂1-3试验组和对照组。
其中，青贮饲料添加剂1组按1kg鲜草中添加干重计的15g的实施例1的青贮饲料添加剂1)；
青贮饲料添加剂2组按1kg鲜草中添加干重计的20g的实施例1的青贮饲料添加剂2)；
青贮饲料添加剂3组按1kg鲜草中添加干重计的25g的实施例1中的青贮饲料添加剂3)；
对照组不添加任何物质。
将按上述方法制备的药液均匀喷洒在苜蓿鲜草上，再将鲜草放到聚丙烯袋中，每袋200g左右，用真空封口机封口，在室温条件下(25-38℃)进行青贮发酵，45天后开袋。在青贮45天以及开袋后在空气中暴露第1、3、5、7天取样，进行实验室分析，主要分析pH值、干物质、粗蛋白、氨态氮、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维，开袋后发霉程度，实验结果见表1、表2和表3。
反应青贮饲料品质各指标的测定方法如下：
(1)干物质测定：
用烘箱烘干法测定：取青贮原料或青贮饲料鲜样称重记下重量，在烘箱中65℃干燥48h直到恒重，并记录所称的重量以计算干物质(DM)含量。
(2)pH值测定：
准确称取剪碎的青贮10.0g，加入90mL蒸馏水搅拌均匀后用组织搅碎机搅拌1分钟。定性滤纸和四层纱布过滤，用pH测定仪测定滤液的pH值。
(3)氨态氮/总氮值的测定(Broderick和Kang，1980)采用苯酚-次氯酸钠比色法测定：
苯酚试剂：将0.05g亚硝基铁***(Na2Fe(CN)5·NO·2H2O，297.95，化学纯(25g))溶解在0.5L蒸馏水中，再加入11mL苯酚溶液或9.9g结晶苯酚(C6H5O，94.11，PhenolA.R.，500g，分析纯)，定容到1L后贮存在棕色的玻璃试剂瓶中。
次氯酸钠试剂：将5gNaOH溶解在2/3L的蒸馏水中，再加入20.1gNa2HPO4加热至溶解。冷却后加入14.7ml含8.5％活性氯的次氯酸钠溶液(74.44，分析纯，活性氯不低7％)并混匀，定容到1L。
标准氨溶液：称取0.6607g经100℃24小时烘干的(NH4)2SO4(132.14，化学纯)溶于蒸馏水中，并定容至100ml，配制成100mmol/L的氨储备液，将上述储备液稀释配制成1.0，2.0，3.0，4.0，5.0mmol/L五种不同浓度梯度的标准液。
简要操作步骤：向每只试管中加入50ul经适当倍数稀释的样本液或标准液，空白为50ul蒸馏水；向每支试管中加入2.5ml的苯酚试剂，摇匀；再向每只试管中加入2ml次氯酸钠试剂，并混匀；将混合液在95℃水浴中加热显色反应5分钟；冷却后，630nm波长下比色。
(4)酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)测定采用范氏洗涤纤维法测定；
NDF药品的配制(一个纤维袋0.5g样品)：称取1.86g乙二胺四乙酸二钠(EDTA，372.24)，0.68g硼酸钠(Na2B4O7·10H2O，化学纯381.37)，3g十二烷基硫酸钠(化学纯288.38)，1ml乙二醇***(化学纯90.12)；0.456g无水磷酸氢二钠(化学纯141.96)，0.5g无水亚硫酸钠。溶入100ml蒸馏水中。
简要操作步骤：称量滤袋的重量去皮后，称量0.4500-0.5500g样品放入滤袋，用封口机在距离袋口4mm处封口。准确称量一个空白滤袋，将滤袋放置在滤袋架上，放入纤维分析仪中，放入重锤确保最上层滤袋可以浸没在液面下，在开始前要向纤维仪内加入4.0ml的Alpha-淀粉酶，在B口处放入淀粉酶加液(8.0ml的Alpha-淀粉酶稀释至250ml)。纤维仪洗涤过，将滤袋取出，在105℃完全干燥2-4小时，冷却称重。
ADF药品的配制：称取20g十六烷三甲基溴化氨(CTAB，化学纯364.47)溶于1000ml0.5mol/L硫酸溶液中(0.5mol/L硫酸：取55.74ml浓硫酸加入蒸馏水定容至1L)。
简要操作步骤：称量滤袋的重量去皮后，称量0.4500-0.5500g样品放入滤袋，用封口机在距离袋口4mm处封口。准确称量一个空白滤袋，将滤袋放置在滤袋架上，放入纤维分析仪中，放入重锤确保最上层滤袋可以浸没在液面下。纤维仪洗涤过，将滤袋取出，在105℃完全干燥2-4小时，冷却称重。
(5)粗蛋白质的测定：采用凯式定氮法
含溴甲酚绿和甲基红指示剂的1％的硼酸溶液：将100g硼酸(Boric cid，61.83，H3BO3，分析纯，(500g))溶于10升蒸馏水配成1％硼酸溶液。添加100ml溴甲酚绿(Bromo cresolgreen，C21H14O5Br4S，698.02，(5g))溶液(100mg溴甲酚绿溶于100ml乙醇)。添加70ml甲基红溶液(100mg溶于100ml乙醇)。0.1N HCl：16.6ml盐酸加入1000ml蒸馏水中。再加入40％NaOH；催化剂为K2SO4∶CuSO4＝15∶1。
简要的操作步骤：将草样烘干草样粉碎过1mm筛，称量草样5.0g左右，将其放入消煮管中加5.0g的催化剂和10.0ml的浓硫酸，放在消煮炉上，于410℃下消煮1小时左右，消煮好后冷却，用凯式定氮仪测定。
(6)有机酸的测定：
采用高效液相色谱SHIMADZE-10A测定乳酸和挥发性脂肪酸(乙酸、丙酸和丁酸)。色谱柱：Shodex Rspak KC-811S-DVB gel Column30×8mm；检测器：SPD-M10AVp；流动相：3mmol/L高氯酸；流速：1ml/min；柱温：50℃；检测波长：210nm；进样量：5μl。
简要的操作步骤：准确称取剪碎的青贮10.0g，加入90mL蒸馏水搅拌均匀后用组织搅碎机搅拌1分钟。定性滤纸和四层纱布过滤，再用滤器将滤液过滤，可放在-20℃的条件下备用，用液相色谱仪测定。
(7)发霉程度的观察：
青贮45天开袋后，观察各组的发霉情况，按发霉程度分为0(未见霉斑)、1(轻度发霉)、2(严重发霉)。
试验所得数据用Excel软件处理，并用SPSS17.0软件中的单因素方差分析程序对数据进行方差分析和多重比较。
三、实验结果
表1、青贮饲料添加剂对苜蓿青贮发酵品质的影响(表中所得百分含量均以干物质为基础)
| 组别 | pH值 | 氨态氮/总氮(％) | 乳酸(％) | 丁酸(％) |
| 对照 | 5.71±0.06a | 18.90±1.61a | 3.66±0.28b | 1.33±0.18a |
| 1 | 4.93±0.02b | 13.40±1.33b | 5.91±0.94a | 0.00±0.00b |
| 2 | 4.85±0.01c | 12.22±0.36b | 5.93±0.50a | 0.00±0.00b |
| 3 | 4.82±0.02c | 11.48±0.58b | 6.24±0.29a | 0.00±0.00b |
注：各列数值后面的英文字母表示差异显著程度，具有至少一个相同字母的处理间在0.05水平无显著差异，没有相同字母的处理间在0.05水平有显著差异。
表2、青贮饲料添加剂对苜蓿青贮营养成分的影响
| 组别 | 干物质(％) | 中性洗涤纤维(％) | 酸性洗涤纤维(％) | 粗蛋白(％) |
| 对照 | 23.94±0.09b | 41.56±0.63a | 31.08±0.28a | 21.70±0.34b |
| 1 | 23.60±0.43b | 41.03±0.78a | 30.26±0.41ab | 23.26±0.75a |
| 2 | 24.93±0.67a | 40.27±0.18a | 28.82±0.31b | 24.16±0.45a |
| 3 | 24.87±0.49a | 40.95±0.30a | 29.98±0.44ab | 23.67±0.21a |
注：各列数值后面的英文字母表示差异显著程度，具有至少一个相同字母的处理间在0.05水平无显著差异，没有相同字母的处理间在0.05水平有显著差异。
表3、青贮饲料添加剂对苜蓿青贮有氧稳定性的影响
注：各列数值后面的英文字母表示差异显著程度，具有至少一个相同字母的处理间在0.05水平无显著差异，没有相同字母的处理间在0.05水平有显著差异。
表1中，试验组1-3的pH显著低于对照组，试验组1-3的氨态氮显著低于对照组，试验组1-3的乳酸含量显著高于对照组，试验组1-3的丁酸含量均为0，显著低于对照组。青贮过程中，梭菌、芽孢杆菌、大肠杆菌等有害菌的繁殖使得蛋白质和氨基酸分解为氨态氮，从而导致青贮饲料的营养成分大量流失，大大降低了青贮饲料的饲喂价值。梭菌发酵的同时产生丁酸，使青贮饲料散发恶臭，影响其适口性。乳酸菌是青贮中的主要优势菌群，它能发酵产生乳酸，快速降低青贮饲料的pH，抑制有害菌的生长，从而减少蛋白质、氨基酸、干物质等的损失。因此，氨态氮、丁酸含量越高，青贮品质越差。乳酸含量高，pH值低说明青贮品质良好。由此可知，上述青贮饲料添加剂能有效改善苜蓿青贮的发酵品质，提高蛋白质利用率。
表2中，试验组2、3的干物质含量显著高于对照组；试验组1-3的中性洗涤纤维低于对照组，但差异不显著；试验组1-3的酸性洗涤纤维低于对照组，其中试验组2显著低于对照组；试验组1-3的粗蛋白显著高于对照组。植物饲料经中性洗涤剂煮沸处理，不溶解的残渣为中性洗涤纤维，包括半纤维素、纤维素、木质素和硅酸盐。中性洗涤纤维茎酸性洗涤剂处理后，剩余残渣为酸性洗涤纤维，包括纤维素、木质素和硅酸盐。中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维在动物体内消化缓慢或不消化，其含量过高会影响动物的采食量和消化率。由此可知，上述青贮饲料添加剂能有效保存青贮原料的营养成分，降解植物细胞壁中的纤维素，提高消化率。
表3中，有氧暴露1、3、5、7天试验组2、3的干物质含量显著高于对照组；有氧暴露1、3、5、7天试验组1-3的酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维的含量均低于对照组，且在第3、5、7天与对照组有显著差异；有氧暴露1、3、5、7天试验组1-3的粗蛋白含量显著高于对照组。由此可知，上述青贮饲料添加剂能提高苜蓿青贮的有氧稳定性，延长其开封后的保存时间。
Claims (10)
1.一种青贮饲料添加剂，其活性成分为下述a）或b）的组合物：
a）由黄芪的提取物和山楂的提取物组成的组合物；其中，两种提取物混合在一起；
b）由黄芪的提取物和山楂的提取物组成的组合物；其中，两种提取物分别独立包装；
所述a）和b）组合物中，黄芪的提取物和山楂的提取物的质量比为0.75-1.25：0.75-1.25；
所述黄芪的提取物是用水从黄芪中提取得到的水溶性物质；所述黄芪的提取物按照包括如下步骤的方法制备而得：将黄芪加水浸泡后煮沸，文火煎煮后进行第一次过滤，得到第一次滤液和滤渣，向所得滤渣中加水后再文火煎煮后，进行第二次过滤，将所得第二次滤液和第一次滤液合并，文火煎煮浓缩至固含量为0.96-1.04g/ml，得到所述黄芪的提取物；
所述山楂的提取物是用水从山楂中提取得到的水溶性物质；所述山楂的提取物按照包括如下步骤的方法制备而得：将山楂加水浸泡后煮沸，文火煎煮后进行第一次过滤，得到第一次滤液和滤渣，向所得滤渣中加水后再文火煎煮后，进行第二次过滤，将所得第二次滤液和第一次滤液合并，文火煎煮浓缩至固含量为0.96-1.04g/ml，得到所述山楂的提取物；
所述青贮饲料为苜蓿属青贮饲料。
2.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于：所述a）和b）组合物中，黄芪的提取物和山楂的提取物的质量比为1:1。
3.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于：所述青贮饲料为以紫花苜蓿为青贮原料制备的青贮饲料。
4.根据权利要求1-3任一所述的添加剂，其特征在于：所述青贮饲料添加剂为青贮饲料发酵促进剂。
5.一种制备权利要求1-4任一所述青贮饲料添加剂的方法，包括如下步骤：将权利要求1-4任一所述黄芪的提取物和山楂的提取物进行混合或独立包装，得到所述青贮饲料添加剂的活性成分。
6.一种制备青贮饲料的方法，包括如下步骤：在青贮原料中添加权利要求1-4任一所述青贮饲料添加剂后进行厌氧发酵，得到所述青贮饲料；
所述青贮原料的含水量为60%-75%；
所述青贮饲料添加剂的添加量以所述a）或b）组合物的干重计，是所述青贮原料质量的0.75%-1.25%；
所述厌氧发酵步骤中，温度为15-30℃，时间为30-90天；
所述青贮饲料为苜蓿属青贮饲料；
所述青贮原料为苜蓿属牧草。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述厌氧发酵步骤中，温度为15-30℃，时间为45天。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述青贮饲料为以紫花苜蓿为青贮原料制备的青贮饲料；
所述青贮原料为紫花苜蓿。
9.权利要求6-8任一所述方法制备得到的青贮饲料。
10.根据权利要求9所述的青贮饲料，其特征在于：所述青贮饲料具有下述至少一种特性：
1）粗蛋白含量高于对照；
2）氨态氮与总氮的比值低于对照；
3）中性洗涤纤维含量低于对照；
4）酸性洗涤纤维含量低于对照；
5）pH值低于对照；
6）乳酸高于对照，丁酸低于对照；
所述对照为经过如下方法制备的饲料：除不加所述青贮饲料添加剂外，其它条件均与权利要求6-8任一所述的方法相同。
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