CN106173205B

CN106173205B - 一种发酵型甘薯渣蛋白饲料及利用其进行的湖羊养殖方法

Info

Publication number: CN106173205B
Application number: CN201610600790.6A
Authority: CN
Inventors: 王翀; 汪海峰; 茅慧玲; 刘建新; 刁其玉; 屠焰; 金佩华; 杨金勇; 夏月峰; 许英蕾; 陆国权
Original assignee: Zhejiang A&F University ZAFU
Current assignee: Zhejiang A&F University ZAFU
Priority date: 2016-07-27
Filing date: 2016-07-27
Publication date: 2019-12-03
Anticipated expiration: 2036-07-27
Also published as: CN106173205A

Abstract

本发明涉及一种蛋白饲料，特别涉及一种发酵型甘薯渣蛋白饲料及利用其进行的湖羊养殖方法。本发明以甘薯渣为原料，混入混合发酵菌种（用淀粉纤维分解混菌与产朊假丝酵母混合）进行发酵制成蛋白饲料。发酵过程中，发酵菌种可将甘薯渣中含有的大量淀粉以及纤维降解成动物容易消化的短链糖类，发酵菌种在降解过程中还会产生大量菌体蛋白，进一步提高营养价值。调节发酵步骤及发酵菌种的比例，提高原料中淀粉和纤维的降解率以及发酵产物中菌体蛋白的含量，以促进甘薯的深度加工利用。

Description

一种发酵型甘薯渣蛋白饲料及利用其进行的湖羊养殖方法

技术领域

本发明涉及一种蛋白饲料，特别涉及一种发酵型甘薯渣蛋白饲料及利用其进行的湖羊养殖方法。

背景技术

甘薯全身是宝，兼有粮食作物、经济作物和药用作物的特点。其作用非常广泛,是轻工、化工、医药、食品、纺织等工业的重要原料。甘薯可以制成糖、柠檬酸、乳酸、丁酸、维生素和多种全粉衍生物产品。例如在浙江地区，已经开发成熟的产品有精白薯粉、方便面薯粉、膨化薯片、食用色素的提取、烤薯、薯脯等。鲜薯通过加工处理后，所得产值比它本身高出几倍甚至十几倍。但随着加工的规模化，甘薯淀粉产业中的副产物如何利用逐渐引起了人们的注意。在促进现有甘薯产业科技成果转化的同时，要进一步加大对产业链中副产物开发利用的科技投入与力度，开展甘薯产业链副产物的深加工研究成为研究的新着眼点。

我国是一个资源小国，特别是人畜争粮问题尤为突出。我国畜牧业的快速发展加剧了粮食供需不平衡的严重性，农业部指出要充分利用牧草、农副产品等非粮饲料资源，尤其是蛋白质或能量含量高的饲料资源，发展节粮型畜牧业，进而缓解我国粮食供求矛盾、保障畜产品有效供给。以南方地区为例，是我国典型的大城市郊区畜牧业发展区域，依靠经济发达的城市占据着庞大的畜牧产品消费量。随着经济的发展，安全优质的牛羊肉越来越占据着人们饮食中的重要位置。然而，优质牛羊肉的生产离不开优质的饲料资源。南方地区虽然有着庞大消费市场的优势，然而，在常规饲料资源如玉米、大豆以及羊草、苜蓿上却缺乏竞争力。与此同时,我国有着丰富的甘薯资源,发展潜力大。特别是对于反刍动物来说，相对于单胃动物更加适合高纤维的饲料，如果能够利用甘薯产业链的副产物生产加工生物饲料，开展甘薯产业链副产物的深度加工和综合利用，开发基于甘薯淀粉产业副产物的生物饲料，可使这一“废料”变成巨大的饲料资源。同时根据南方地区的条件结合牛羊生理特点，摸索出基于甘薯淀粉产业副产物的生物饲料利用模式，并加以推广，则对我国甘薯产业和畜牧业的可持续和协同发展有着重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发酵型甘薯渣蛋白饲料，粗蛋白含量高，生物利用率较高，解决了废弃物利用的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种发酵型甘薯渣蛋白饲料，该饲料的制备方法如下：

a、淀粉纤维降解混菌培养液的制备

产朊假丝酵母的活化，

淀粉纤维降解混菌分别活化，淀粉纤维降解混菌包括：黑曲霉，米曲霉，绿色木霉，枯草芽胞杆菌，乳酸类芽胞杆菌，解淀粉芽胞杆菌，里氏木霉，地衣芽胞杆菌和发酵乳杆菌，黑曲霉，米曲霉，绿色木霉，枯草芽胞杆菌，乳酸类芽胞杆菌，解淀粉芽胞杆菌，里氏木霉，地衣芽胞杆菌和发酵乳杆菌的活化培养液以等质量比混合，制成淀粉纤维降解混菌培养液；

将产朊假丝酵母与淀粉纤维降解混菌的活化培养液按2-3：1质量的比例混合得到混合菌液待用；

b、固体发酵

固体发酵培养基：甘薯渣40-50％，磷酸二氢钾0.5-0.8％，硫酸镁0.3-0.5％，尿素1-3％，pH值自然，余量为水；

采用所述固体发酵培养基对步骤a得到的混合菌液进行发酵培养，混合菌液的接种量为8-12％，置于恒温30±2℃下，湿度80-90％的房间发酵时间36h-48h，铺料厚度5-8cm，发酵完成后得到发酵型甘薯渣蛋白饲料。

本发明模拟瘤胃功能制作淀粉纤维降解混菌以提高对底物中淀粉及纤维的消化率，瘤胃液中含有多种可消化利用淀粉和纤维素的细菌、真菌等，发明人模拟瘤胃液中天然的混菌得到了适合工业化规模生产的淀粉纤维降解混菌。

产朊假丝酵母菌又叫产朊圆酵母或食用圆酵母。其蛋白质和维生素B的含量都比啤酒酵母高，它能以尿素和硝酸作为氮源，在培养基中不需要加入任何生长因子即可生长。它能利用五碳糖和六碳糖，既能利用造纸工业的亚硫酸废液，还能利用糖蜜、木材水解液等生产出人畜可食用的蛋白质。最佳发酵温度为25℃～28℃。

本发明的发酵甘薯渣饲料粗蛋白含量高于常规发酵饲料，尤其是发酵饲料的真蛋白含量非常高，占总氮的92.8％，因此该发酵饲料的生物利用率较高。发酵饲料中粗脂肪EE含量也接近反刍动物的营养需要。

作为优选，产朊假丝酵母和淀粉纤维降解混菌的活化方法是：5-10°Bé麦芽汁，培养温度28-30℃，120rpm摇床培养12h。

一种发酵型甘薯渣蛋白饲料的制备方法，该方法包括如下步骤：

a、淀粉纤维降解混菌培养液的制备

产朊假丝酵母的活化，

b、固体发酵

一种利用所述的发酵型甘薯渣蛋白饲料进行的湖羊养殖方法，该方法是：在湖羊日粮中用甘薯渣蛋白饲料替代30％-60％的蛋白饲料进行养殖。经试验验证，相比单独使用菜粕作为蛋白饲料来源，在湖羊日粮中用甘薯渣蛋白饲料替代30％-60％的蛋白饲料可得到理想的饲养效果，有利于湖羊健康，而不影响湖羊的生产。

一种湖羊养殖日粮配方，所述湖羊日粮配方中含有质量分数3％-10％的所述的发酵型甘薯渣蛋白饲料。

本发明的有益效果是：本发明以甘薯渣为原料，混入混合发酵菌种(用淀粉纤维分解混菌与产朊假丝酵母混合)进行发酵制成蛋白饲料。发酵过程中，发酵菌种可将甘薯渣中含有的大量淀粉以及纤维降解成动物容易消化的短链糖类，发酵菌种在降解过程中还会产生大量菌体蛋白，进一步提高营养价值。调节发酵步骤及发酵菌种的比例，提高原料中淀粉和纤维的降解率以及发酵产物中菌体蛋白的含量，以促进甘薯的深度加工利用。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。

在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

甘薯渣：来自某甘薯加工厂。

中国工业微生物菌种保藏管理中心的产朊假丝酵母，保藏编号：CICC 1314；

淀粉纤维降解混菌包括：黑曲霉，保藏编号：CICC 2316；米曲霉，保藏编号：CICC2011；绿色木霉，保藏编号：CICC 13038；枯草芽胞杆菌，保藏编号：CICC 10089，乳酸类芽胞杆菌，保藏编号CICC 20133，解淀粉芽胞杆菌，保藏编号：CICC 21746，里氏木霉，保藏编号：CICC 41027，地衣芽胞杆菌，保藏编号：CICC 10182，发酵乳杆菌，保藏编号:CICC 22821。

测定指标

1、真蛋白：试验采用考马斯亮蓝G250法测定发酵后甘薯渣蛋白含量。具体步骤如下：

1)称取样品约1g左右于50ml离心管中，加入15ml0.9％生理盐水，振荡后静置浸提1h；

2)浸提完成后离心，2000min^-1,5min,移取上清置15ml离心管；

3)加适量活性炭于盛有浸提液的15ml离心管中，静置30min以上；

4)3000min^-1,离心5min；

5)取上清液0.2ml入试管待测，加入6ml考马斯亮蓝染剂，静置5min以上，1h以内，可见光分光光度计波长595nm测定OD值；

6)计算真蛋白含量。

2、粗蛋白：凯氏定氮法测定样品中粗蛋白含量。

3、粗脂肪：利用索氏脂肪提取器，溶解试样中的脂肪及脂溶性物质于***中，差值计算得粗脂肪含量。

4、NDF、ADF：采用范氏(Van Soest)的洗涤纤维分析法测定中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)。

实施例1：

1混菌菌种制备

淀粉纤维降解混菌培养液制备：

淀粉纤维降解混菌组成为：黑曲霉，米曲霉，绿色木霉，枯草芽胞杆菌，乳酸类芽胞杆菌，解淀粉芽胞杆菌，里氏木霉，地衣芽胞杆菌和发酵乳杆菌。将以5°Bé麦芽汁，自然pH，在28-30℃，120rpm摇床培养12h活化的菌种以1：1：1：1：1：1：1：1：1的质量比例混合，制成淀粉纤维降解混菌培养液。

产朊假丝酵母的活化：5°Bé麦芽汁，121℃灭菌20分钟，接入菌种，自然pH，培养温度28-30℃，120rpm摇床培养12h待用。

2淀粉纤维降解混菌与酵母菌混合发酵发酵参数评测

2.1试验设计

试验采用L9(3⁴)正交表，考察发酵时间、接种量、尿素添加量、菌种比例(C：产朊假丝酵母；R：淀粉纤维降解混菌)四个因素对发酵产物真蛋白含量的影响。按表1的因素水平组合进行3次重复试验。

表1混合菌种发酵参数

2.2混合菌种发酵甘薯渣结果

对比原甘薯渣样品，蛋白含量仅为3.5％，粗脂肪2.3％，14.2％的NDF和10.7％的ADF，淀粉纤维降解混菌混合酵母共同发酵甘薯渣后营养成分如表2所示，真蛋白的含量有明显的增多，甘薯渣中纤维物质的分解量约在30％左右。其中处理组6和8的真蛋白含量最高可达28.52％和28.07％，显著地高于其他处理组，而粗蛋白的含量是处理组6和8的28.79％和28.98％较显著地大于其他处理组。而粗脂肪的增加量比较平均，没有显著大于其他处理组的粗脂肪含量。

表2混合菌种甘薯渣发酵营养成分变化指标

A是发酵时间。一般情况下，发酵前期中底物蛋白质含量随时间延长而增长，到一定时间后，达到充分发酵饱和值，之后会因菌体自溶而呈现蛋白含量减少。因此，掌握合理的发酵时间是影响发酵程度的重要因素。

B是淀粉纤维降解混菌的接种量。一般来说，适宜的淀粉纤维降解混菌比例可，为酵母的增殖提供更好的营养基础。

C是尿素添加量。尿素作为N源添加成分，在前期细菌增殖过程中，为微生物繁殖提供了物质基础。

D是菌种比例。C为酵母，R为淀粉纤维降解混菌，根据不同的比例添加，在发酵前期可能产生不同中间产物。

正交分析表3中可知，按照极差R的大小，影响发酵产物真蛋白含量的因素主次顺序为发酵时间>接种量>尿素添加量>菌种比例，根据K值的大小，四因素最适合发酵甘薯渣的配比应为A3B3C1D2，即发酵时间36h，接种量12％，尿素添加量为1％，菌种比例为2:1。

表3混合菌种甘薯渣发酵真蛋白(TP)含量正交分析

正交分析表4中可知，按照极差R的大小，影响发酵产物粗蛋白含量的因素主次顺序为发酵时间>接种量>菌种比例>尿素添加量，根据K值的大小，四因素最适合发酵甘薯渣的配比应为A3B2C1D2，即发酵时间36h，接种量8％，尿素添加量为1％，菌种比例为2:1。

表4混合菌种甘薯渣发酵粗蛋白(CP)含量正交分析

备注：因素A、B、C、D分别指发酵时间，菌种接种量，尿素添加量及菌种比例。

对生成脂肪的效应的正交分析表5中,可以看到按极差的大小，影响因素的主次顺序应为接种量>发酵时间>菌种比例>尿素添加量，最适组合应为A2B2C3D3，即发酵时间24h，淀粉纤维降解混菌接种量为8％，尿素添加6％，菌种比例为1:2。说明淀粉纤维降解混菌在EE的生产方面可能起的作用更大。

表5混合菌种甘薯渣发酵粗脂肪(EE)含量正交分析

对分解纤维的效应的正交分析表6和表7中，按分析表6可以看到按极差的大小，影响因素的主次顺序应为接种量>发酵时间>尿素添加量>菌种比例，而按表7中极差R排列则为菌种比例>尿素添加量>发酵时间>接种量。相比于原样14.2％的NDF和10.7％的ADF，分解率在30％左右。

表6混合菌种甘薯渣发酵中性洗涤纤维(NDF)含量正交分析

表7混合菌种甘薯渣发酵酸性洗涤纤维(ADF)含量正交分析

本实验模拟牛发酵器官瘤胃，提供能在有氧条件下分解甘薯渣的复合菌种，制成液体种子，用于与产朊假丝酵母的联合发酵甘薯渣生产蛋白饲料，考察了发酵时间、接种量、尿素添加量及菌种添加比例4个因素对发酵效应的影响，生产蛋白饲料的最适条件发酵时间36h，接种量12％，尿素添加量为1％，酵母培养液与淀粉纤维降解混菌培养液比值为2:1。

实施例2

一种发酵型甘薯渣蛋白饲料，制备方法如下：

1淀粉纤维降解混菌培养液的制备

淀粉纤维降解混菌包括：黑曲霉，米曲霉，绿色木霉，枯草芽胞杆菌，乳酸类芽胞杆菌，解淀粉芽胞杆菌，里氏木霉，地衣芽胞杆菌，发酵乳杆菌。将以5°Bé麦芽汁，自然pH，在28-30℃，120rpm摇床培养12h活化的菌种以1：1：1：1：1：1：1：1：1的质量比例混合，制成淀粉纤维降解混菌培养液。

将活化好的产朊假丝酵母与淀粉纤维降解混菌培养液按2：1质量的比例混合得到混合菌液待用。

2固体发酵

固体发酵培养基：甘薯渣40％，磷酸二氢钾0.5％，硫酸镁0.3％，尿素1％，pH值自然，余量为水。

采用固体发酵培养基对步骤1得到的混合菌液进行发酵培养，混合菌液的接种量为12％，置于恒温30℃下，湿度90％的房间发酵时间36h，铺料厚度5-8cm。发酵完成后得到发酵型甘薯渣蛋白饲料。

3饲料营养成分

在此发酵条件下进行中试，甘薯渣蛋白饲料营养成分为真蛋白29.7％，粗蛋白32.0％，粗脂肪4.5％，NDF9.7％，ADF8.5％，pH 4.5，乳酸89.0mmol/L。该发酵甘薯渣饲料粗蛋白含量高于常规发酵饲料，尤其是发酵饲料的真蛋白含量非常高，占总氮的92.8％，因此该发酵饲料的生物利用率较高。发酵饲料中粗脂肪EE含量也接近反刍动物的营养需要。在工厂化生产时可以直接使用湿甘薯渣(甘薯加工副产物甘薯渣的水分就接近本发明的60％)，整个制作过程简单快速，不必像其他发酵饲料需要经过原料的烘干过程，并且混菌发酵饲料中乳酸含量高，有利于抑制沙门氏菌、大肠杆菌等不良菌的繁殖和提高动物的健康状况。

实施例3

一种发酵型甘薯渣蛋白饲料，制备方法同实施例2，不同之处为：固体发酵培养基：甘薯渣45％，磷酸二氢钾0.8％，硫酸镁0.5％，尿素2％，pH值自然，余量为水。

实施例4

一种发酵型甘薯渣蛋白饲料，制备方法同实施例2，不同之处为：固体发酵培养基：甘薯渣50％，磷酸二氢钾0.8％，硫酸镁0.5％，尿素2.5％，pH值自然，余量为水。

实施例甘薯渣蛋白饲料的应用

原料采用上述方法中试得到的甘薯渣蛋白饲料。

试验设4个处理日粮：即对照组(C)，饲喂普通日粮(包括羊草和精料)；试验1、2、3组，分别用甘薯渣蛋白饲料替代33％，66％和100％的菜粕。试验基础日粮及试验日粮见表8。

试验动物选用60头装健康的湖羊，进行随机区组设计，按日龄、体重相接近原则分成4组，每组15只。试验羊供应日粮每日两次，自由饮水。试验正试期30天，预饲期7天。初始体重为20公斤左右。

表8日粮组成及其化学成分表

试验管理预试前进行羊舍修补、消毒，对所有羊进行体内外驱虫，以减少羊舍环境卫生和寄生虫对湖羊营养代谢的影响。随机分组后统一编号，采用按组分栏饲养。饲养(每天上午9点和下午4点)固定专人饲喂，并在羊舍内提供充足洁净的饮水。并保证栏舍良好的卫生防疫条件和环境条件。试验期间注意观察采食、疾病情况。

取样分析各处理组饲料测定干物质、粗蛋白、NDF、ADF等常规营养成分含量。

试验由专人负责，负责试验动物饲养、程重、记录。采食量每周测定。在早上6:30空腹称重，测定采食量，分别计算各处理组日平均采食量(ADFI)、日增重(ADG)和增重饲料比(G/F)。

数据采用软件中的MIXED程序分析(SAS Institute,2000)。试验结果用平均数和SEM表示。

由表9看出，各组羊在试验开始时体重差异不显著(P>0.05)。当日粮中用甘薯渣蛋白饲料替代菜粕时可提高采食量最高达到3.8％，但是过多的甘薯渣蛋白饲料的添加可能会影响采食量，有降低采食量的趋势。使用甘薯渣蛋白饲料可以提高湖羊的日增重达2.6％。但是各组的增重饲料比差异不显著。

采食含有发酵饲料的湖羊健康状况明显好于对照组。当日粮中添加6％-9％的甘薯渣蛋白饲料时没有发生腹泻情况。

表9甘薯渣蛋白饲料替代菜粕对湖羊生长性能的影响

相比单独使用菜粕作为蛋白饲料来源，在湖羊日粮中用甘薯渣蛋白饲料替代30％-60％的蛋白饲料可得到理想的饲养效果，有利于湖羊健康，而不影响湖羊的生产。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims

1. 一种发酵型甘薯渣蛋白饲料，其特征在于该饲料的制备方法如下：

a、淀粉纤维降解混菌培养液的制备

产朊假丝酵母的活化，

淀粉纤维降解混菌分别活化，淀粉纤维降解混菌包括：黑曲霉，米曲霉，绿色木霉，枯草芽胞杆菌，乳酸类芽胞杆菌，解淀粉芽胞杆菌，里氏木霉，地衣芽胞杆菌和发酵乳杆菌；黑曲霉，米曲霉，绿色木霉，枯草芽胞杆菌，乳酸类芽胞杆菌，解淀粉芽胞杆菌，里氏木霉，地衣芽胞杆菌和发酵乳杆菌的活化培养液以等质量比混合，制成淀粉纤维降解混菌培养液；

b、固体发酵

固体发酵培养基：甘薯渣40-50%，磷酸二氢钾0.5-0.8%，硫酸镁0.3-0.5%，尿素1-3%，pH值自然，余量为水；

采用所述固体发酵培养基对步骤a得到的混合菌液进行发酵培养，混合菌液的接种量为8-12%，置于恒温30±2℃下，湿度80-90%的房间发酵时间36h-48h，铺料厚度5-8cm，发酵完成后得到发酵型甘薯渣蛋白饲料。

2.根据权利要求1所述的发酵型甘薯渣蛋白饲料，其特征在于：产朊假丝酵母和淀粉纤维降解混菌的活化方法是：5-10°Bé麦芽汁，培养温度28-30℃，120rpm摇床培养12h。

3. 一种发酵型甘薯渣蛋白饲料的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

a、淀粉纤维降解混菌培养液的制备

产朊假丝酵母的活化，

b、固体发酵

4.一种利用权利要求1所述的发酵型甘薯渣蛋白饲料进行的湖羊养殖方法，其特征在于：在湖羊日粮中用甘薯渣蛋白饲料替代30%-60%的蛋白饲料进行养殖。

5.一种湖羊养殖日粮配方，其特征在于：所述湖羊日粮配方中含有质量分数3%-10%的权利要求1所述的发酵型甘薯渣蛋白饲料。