CN114246257A - 一种提高混合青贮饲料发酵品质的生物制剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高混合青贮饲料发酵品质的生物制剂及其制备方法,属于青贮饲料添加剂领域。所述方法为:(1)将布氏乳杆菌和植物乳杆菌分别进行培养得到布氏乳杆菌种子液和植物乳杆菌种子液;(2)将布氏乳杆菌种子液和植物乳杆菌种子液分别接种到含有桑叶提取物和菊芋提取物的发酵培养基中进行培养,过滤得到布氏乳杆菌发酵液和植物乳杆菌发酵液,混合后得到高活性生物制剂。本发明将桑叶提取物和菊芋块茎提取物添加到培养基中,对发酵菌种进行培养即为高活性生物制剂。使用后发酵速度快,能够快速生成乳酸,有效抑制腐败菌生长,防止草料发霉、腐烂;增强青贮饲料的适口性,粗蛋白、有机酸、维生素、氨基酸的含量均有提高。
Description
技术领域
本发明涉及青贮饲料添加剂技术领域,具体涉及一种提高混合青贮饲料发酵品质的生物制剂及其制备方法。
背景技术
目前国内外青贮处理秸秆的方法主要三种,一是氨化处理,通过碳铵、尿素等含氮高的化学肥料添加到秸秆中进行氨化,抑制微生物的活动达到保鲜的目的,此种方法优点是能保鲜青贮,同时能提高青贮的非蛋白氮,但缺点是pH值高,暴露空气后容易感染杂菌变质腐烂,而且过高的非蛋白氮在青贮发酵过程在遇到高温容易产生三聚氰胺,造成牲畜食用后肾脏负担过重影响生育,甚至污染肉和奶源,进而影响人类食品安全;二是添加有机酸或者无机酸进行防腐处理,以抑制微生物的活动达到保鲜目的,此种方法优点是能使青贮的pH值减低到需要的程度,但是这些酸容易影响牲畜对矿物质的吸收和瘤胃中微生物的活动,同时操作要求高和适口性差;三是微生物青贮处理,通过功能微生物活动消耗氧气和产生酸来达到保鲜目的,此种方法优点是快速调节青贮中的pH值,同时营养损耗低,保存期长,但是降解率低。
混合青贮是指2种或2种以上青贮原料混合后制作的青贮饲料,混合青贮的优点是营养成分含量丰富,但混合青贮最多的一般都是禾本科植物,如牧草、甜高粱、玉米等。木本饲料是一种新型的非常规饲料,富含多种氨基酸,维生素和有机物,营养价值丰富,且大部分木本饲料植物粗蛋白质含量较高,可作为优良的蛋白质饲料资源,有效利用能够缓解蛋白质资源匮乏对畜牧业发展的严重制约。但由于抗营养因子的存在,未经处理的木本饲料直接饲喂牲畜适口性较差,消化利用率不高,所以需要进行青贮。但木本植物和草本植物混合青贮的较少,为了能有效地减少饲料营养物质的损失、提高适口性、改善其营养成分、提升饲喂效果,需要一种专门针对木本植物和草本植物混合青贮的高活性生物制剂。
发明内容
针对上述现有技术,本发明的目的是提供一种提高混合青贮饲料发酵品质的生物制剂及其制备方法。本发明将桑叶提取物和菊芋块茎提取物添加到培养基中,对发酵菌种进行培养即为高活性生物制剂。使用后发酵速度快,能够快速生成乳酸,有效抑制腐败菌生长,防止草料发霉、腐烂;增强青贮饲料的适口性,粗蛋白、有机酸、维生素、氨基酸的含量均有提高。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
本发明的第一方面,提供一种提高混合青贮饲料发酵品质的生物制剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)将布氏乳杆菌和植物乳杆菌分别进行培养得到布氏乳杆菌种子液和植物乳杆菌种子液;
(2)将布氏乳杆菌种子液和植物乳杆菌种子液分别接种到含有桑叶提取物和菊芋提取物的发酵培养基中进行培养,过滤得到布氏乳杆菌发酵液和植物乳杆菌发酵液,混合后得到生物制剂。
优选的,步骤(1)中,所述布氏乳杆菌(Lactobacillus buchneri)的保藏号为CICC20293,购自中国工业微生物菌种保藏管理中心;所述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)的保藏号为CICC 20765,购自中国工业微生物菌种保藏管理中心。
优选的,步骤(2)中,所述布氏乳杆菌种子液和植物乳杆菌种子液的菌浓度均为1.0×109CFU/mL;所述布氏乳杆菌种子液和植物乳杆菌种子液的接种量位发酵培养基体积的3%~7%。
优选的,步骤(2)中,所述桑叶提取物由以下方法制备:
a.将桑叶粉碎后与水混合蒸煮得到桑叶液,桑叶液冷却后加入纤维素酶和果胶酶进行酶解,过滤得到酶解液;
b.将酶解液浓缩得到浸膏,将浸膏过聚酰胺柱层析,以体积比为4:1的乙醇-乙酸乙酯为洗脱剂进行洗脱,收集洗脱液浓缩、喷雾干燥后得到桑叶提取物。
优选的,步骤a中,所述桑叶与水的质量比为1:(5~10);所述纤维素酶和果胶酶的质量比为1:1,所述纤维素酶的加入量占桑叶液总质量的3%~5%;所述酶解的温度为45~55℃,酶解时间为12~24h。
优选的,步骤(2)中,所述菊芋提取物由以下方法制备:
a.将菊芋块茎粉碎、烘干,得到菊芋颗粒;
b.将菊芋颗粒用乙醇回流提取,过滤后浓缩干燥得到菊芋提取物。
优选的,步骤b中,所述乙醇的体积浓度为70%~80%,回流温度为65~75℃,回流时间为0.3~1h;所述菊芋颗粒与乙醇的质量比为1:(10~15)。
优选的,步骤(2)中,所述发酵培养基为MRS培养基;每升MRS培养基中添加60~10g桑叶提取物;每升MRS培养基中添加100~200g菊芋提取物。
优选的,步骤(2)中,所述布氏乳杆菌发酵液和植物乳杆菌发酵液的质量比为(1~3):1;所述发酵的温度为35~37℃,发酵时间为1~2d。
本发明的第二方面,提供上述制备方法制得的提高混合青贮饲料发酵品质的生物制剂。
本发明的第三方面,提供提高混合青贮饲料发酵品质的生物制剂在木本植物和草本植物混合青贮中的应用。
本发明的有益效果:
本发明制备的微生物菌剂,在木本和草本植物混合青贮使用后,能够快速生成乳酸,有效抑制腐败菌生长;抑制青贮料发热消耗营养,减少营养物质损失;缩短发酵时间,提高发酵效率,提升青贮料品质;提高干物质和粗纤维的消化率;抑制青贮料中蛋白质降解,减少氨含量,改善粗蛋白品质,提高有机酸、氨基酸、维生素的含量;改善饲草风味,增强适口性,提高牲畜采食量;有效抑制二次发酵,利于长久贮存;改善牲畜肠道内益生菌菌群平衡,提高免疫力,增强抗病和抗应激能力;提高产奶量,改善肉、蛋、奶品质。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
正如背景技术部分介绍的,混合青贮一般使用草本植物或草本、禾本植物混合,由于木本植物营养价值丰富,已成为一种新型非常规饲料。如果草本植物能与木本植物混合青贮,则可以进一步提高青贮饲料的粗蛋白、氨基酸、维生素和有机物的含量。而混合青贮发酵时间长,发酵原料易发霉、腐烂,即便青贮成功由于适口性等问题牲畜也往往不吃。
基于此,本发明的目的是提供一种提高混合青贮饲料发酵品质的生物制剂的制备方法。桑叶中含有黄酮类化合物、生物碱、植物甾醇、γ-氨基丁酸、桑叶多糖等。菊芋块茎中富含氨基酸、糖、维生素等多种微量元素的,同时菊芋中还含有丰富的菊糖、多缩戊糖还有淀粉等物质。采用本发明的方法进行提取后,将桑叶提取物和菊芋提取物添加到发酵培养基中,可有效提高菌种的生物活性。本发明首先以饲料桑和苜蓿分别作为木本植物和草本植物,进行混合青贮。通过选用不同的对混合物料进行发酵,来筛选能够发酵木本植物和草本植物的发酵菌:
(1)分别将短乳杆菌(Lactobacillus brevis)CICC 20299(购自中国工业微生物菌种保藏管理中心)、布氏乳杆菌(Lactobacillus buchneri)CICC 20293(购自中国工业微生物菌种保藏管理中心)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)CICC 20765(购自中国工业微生物菌种保藏管理中心)、粪肠球菌(Enterococcus faecalis)CICC 20440(购自中国工业微生物菌种保藏管理中心)、鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)CGMCCNo.18233(购自中国普通微生物菌种保藏管理中心)先用MRS固体培养基培养,挑取菌落接种至MRS液体培养基,药瓶培养得到种子液,种子液均调整菌浓度至1.0×109CFU/mL,再进行扩繁培养,得到各发酵菌剂。
注:除培养温度均按照各菌种的发酵温度设置,其他培养条件和接种量均相同。
(2)将上述发酵菌剂(每个序号组的用量均相同)分别单独使用或按照比例混合使用,对按1:2的质量比混合的饲料桑和苜蓿进行发酵,发酵30天后,对发酵原料进行感官评价,对青贮饲料中粗蛋白的含量进行检测(粗蛋白含量参照ISO5983-1979《动物饲料-氮含量的测定和粗蛋白含量计算》)。所得结果见表1。
表1
序号 | 菌剂种类 | 感官评价 | 粗蛋白含量 % |
1 | 短乳杆菌 | 轻微酸味 | 8.0 |
2 | 布氏乳杆菌 | 略带水果香味 | 8.8 |
3 | 植物乳杆菌 | 略带水果香味 | 8.6 |
4 | 粪肠球菌 | 刺鼻酸味 | 7.6 |
5 | 鼠李糖乳杆菌 | 刺鼻酸味 | 7.0 |
6 | 布氏乳杆菌:植物乳杆菌=1:1 | 水果香味 | 10.0 |
7 | 短乳杆菌:植物乳杆菌=1:1 | 轻微酸味 | 8.8 |
8 | 短乳杆菌:布氏乳杆菌=1:1 | 轻微酸味 | 9.0 |
通过上述研究发现,当布氏乳杆菌和植物乳杆菌共同作为发酵菌剂对饲料桑和苜蓿进行青贮,其发酵效果最优。
进一步,发明人通过在发酵培养基中加入桑叶提取物和菊芋提取物,大大提高了发酵菌剂的活性,使混合青贮后的饲料更加适口,粗蛋白、氨基酸、维生素和有机物的含量更高,同时还缩短了发酵时间。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案,以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。
本发明实施例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料,均可通过商业渠道购买得到。
实施例1:桑叶提取物的制备
a.将100g桑叶粉碎过20目筛,与750mL水混合蒸煮0.5h得到桑叶液,取200g桑叶液冷却后加入4g纤维素酶和4g果胶酶50℃下酶解18h,过滤得到酶解液;
b.将酶解液在65℃下真空浓缩,真空度为80 kpa,冷却后得到浸膏。将浸膏过聚酰胺柱(径高比1:10)层析,以体积比为4:1的乙醇-乙酸乙酯为洗脱剂进行洗脱,洗脱剂用量为柱体积的3倍,收集洗脱液浓缩、喷雾干燥后得到桑叶提取物。
实施例2:菊芋提取物的制备
a.将菊芋块茎粉碎、烘干至含水量为8wt%得到菊芋颗粒;
b.向100g菊芋颗粒中加入1.5L 体积分数为80%的乙醇,加热至70℃回流提取40min,冷却后过滤得到的液体,浓缩、喷雾干燥后即为菊芋提取物。
实施例3
(1)将布氏乳杆菌CICC 20293和植物乳杆菌CICC 20765分别在MRS固体斜面上划线,布氏乳杆菌在37℃下、植物乳杆菌在35℃下培养出菌落,活化2次后挑取单菌落接种于MRS液体培养基中,摇瓶过夜(100rpm/min),得到布氏乳杆菌种子液和植物乳杆菌种子液,将布氏乳杆菌种子液和植物乳杆菌种子液的菌浓度调整至1.0×109CFU/mL。
(2)取1L MRS液体培养基,添加80g实施例1制备的桑叶提取物、150g实施例2制备的菊芋提取物,混合均匀得到发酵培养基,将发酵培养基均分成2份。将50mL布氏乳杆菌种子液和50mL植物乳杆菌种子液分别接种发酵培养基中,36℃发酵36h,过滤后分别得到布氏乳杆菌发酵液和植物乳杆菌发酵液。
取30mL布氏乳杆菌发酵液和10mL植物乳杆菌发酵液混合,得到生物制剂。
MRS液体培养基的组成:酪蛋白胨 10.0g,牛肉膏10.0g,酵母粉5.0g,葡萄糖5.0g,乙酸钠 5.0g,柠檬酸二铵2.0g,Tween80 1.0g,K2HPO4 2.0g,MgSO4·7H2O 0.2g,MnSO4·H2O0.05g,CaCO3 20.0g,琼脂15.0g,蒸馏水1.0L,pH6.8。
对比例1
(1)按照实施例3步骤(1)的方法制备布氏乳杆菌种子液和植物乳杆菌种子液,调整菌浓度至1.0×109CFU/mL。
(2)取1L MRS液体培养基,添加80g实施例1制备的桑叶提取物,混合均匀得到发酵培养基,将发酵培养基均分成2份。将50mL布氏乳杆菌种子液和50mL植物乳杆菌种子液分别接种发酵培养基中,36℃发酵36h,过滤后分别得到布氏乳杆菌发酵液和植物乳杆菌发酵液。取30mL布氏乳杆菌发酵液和10mL植物乳杆菌发酵液混合,得到生物制剂。
对比例2
(1)按照实施例3步骤(1)的方法制备布氏乳杆菌种子液和植物乳杆菌种子液,调整菌浓度至1.0×109CFU/mL。
(2)取1L MRS液体培养基,添加150g实施例2制备的菊芋提取物,混合均匀得到发酵培养基,将发酵培养基均分成2份。将50mL布氏乳杆菌种子液和50mL植物乳杆菌种子液分别接种发酵培养基中,36℃发酵36h,过滤后分别得到布氏乳杆菌发酵液和植物乳杆菌发酵液。取30mL布氏乳杆菌发酵液和10mL植物乳杆菌发酵液混合,得到生物制剂。
对比例3
同实施例3,区别在于:取1L MRS液体培养基,添加80g桑叶粉(购自扶风斯诺特生物科技有限公司)、150g菊芋粉(购自扶风斯诺特生物科技有限公司),混合均匀得到发酵培养基。
取30mL布氏乳杆菌发酵液和10mL植物乳杆菌发酵液混合,得到性生物制剂。
对比例4
同实施例3,区别在于:取10mL布氏乳杆菌发酵液和10mL植物乳杆菌发酵液混合,得到生物制剂。
对比例5
同实施例3,区别在于:以MRS液体培养基为发酵培养基,不额外添加其他原料。
试验例
将饲料桑的枝叶以及刈割后的苜蓿晾晒24h,用铡草机将其切割成3~5cm左右的小段,饲料桑和苜蓿按1:2的质量混合得到待青贮饲料。将其分成7组,每组10kg,分别将实施例3和对比例1~5制备的生物制剂喷洒到每组的待青贮饲料上,每组喷洒20mL;并以不进行任何处理作为对照组。35℃下进行发酵,以青贮后为绿色、带有轻微酸味或水果香味、拿起时松散柔软、不粘手为青贮标准,统计各组的青贮时间(对照组不发酵);并检测青贮饲料的粗蛋白和有机酸的含量(采用滴定法测定总酸含量,以有机酸计)。所得结果见表2。
表2
项目 | 青贮时间 天 | 粗蛋白含量 % | 有机酸 % |
对照组 | — | 6.6 | 5.12 |
实施例1 | 16 | 14.32 | 7.01 |
对比例1 | 27 | 10.03 | 6.23 |
对比例2 | 32 | 9.57 | 6.09 |
对比例3 | 36 | 10.11 | 6.33 |
对比例4 | 20 | 12.14 | 6.61 |
对比例5 | 47 | 8.0 | 5.69 |
由表2可以看出,实施例3的青贮时间远少与对比例1~5,并且青贮后粗蛋白含量、有机酸含量都远高于对比例1~5。可见,采用本发明的高活性生物制剂,不但可以缩短发酵时间,并且青贮后饲料的粗蛋白含量和有机酸含量均有较大提升。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种提高混合青贮饲料发酵品质的生物制剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将布氏乳杆菌和植物乳杆菌分别进行培养得到布氏乳杆菌种子液和植物乳杆菌种子液;
(2)将布氏乳杆菌种子液和植物乳杆菌种子液分别接种到含有桑叶提取物和菊芋提取物的发酵培养基中进行培养,过滤得到布氏乳杆菌发酵液和植物乳杆菌发酵液,混合后得到生物制剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述布氏乳杆菌种子液和植物乳杆菌种子液的菌浓度均为1.0×109CFU/mL;所述布氏乳杆菌种子液和植物乳杆菌种子液的接种量位发酵培养基体积的3%~7%。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述桑叶提取物由以下方法制备:
a.将桑叶粉碎后与水混合蒸煮得到桑叶液,桑叶液冷却后加入纤维素酶和果胶酶进行酶解,过滤得到酶解液;
b.将酶解液浓缩得到浸膏,将浸膏过聚酰胺柱层析,以体积比为4:1的乙醇-乙酸乙酯为洗脱剂进行洗脱,收集洗脱液浓缩、喷雾干燥后得到桑叶提取物。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤a中,所述桑叶与水的质量比为1:(5~10);所述纤维素酶和果胶酶的质量比为1:1,所述纤维素酶的加入量占桑叶液总质量的3%~5%;所述酶解的温度为45~55℃,酶解时间为12~24h。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述菊芋提取物由以下方法制备:
a.将菊芋块茎粉碎、烘干,得到菊芋颗粒;
b.将菊芋颗粒用乙醇回流提取,过滤后浓缩干燥得到菊芋提取物。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤b中,所述乙醇的体积浓度为70%~80%,回流温度为65~75℃,回流时间为0.3~1h;所述菊芋颗粒与乙醇的质量比为1:(10~15)。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述发酵培养基为MRS培养基;每升MRS培养基中添加60~10g桑叶提取物;每升MRS培养基中添加100~200g菊芋提取物。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述布氏乳杆菌发酵液和植物乳杆菌发酵液的质量比为(1~3):1;所述发酵的温度为35~37℃,发酵时间为1~2d。
9.权利要求1~8任一项所述的制备方法制得的提高混合青贮饲料发酵品质的生物制剂。
10.权利要求9所述的提高混合青贮饲料发酵品质的生物制剂在木本植物和草本植物混合青贮中的应用。
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