CN1145734A - 快速发酵饲料、及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

一种快速发酵饲料按如下方法来制备，即，将植物浓缩物质添加到碱性处理的农产品废度物中以将其pH值降低到10以下，在该混合物中接种能在碱性条件或高盐性条件下生长的乳酸菌，并使所得到的混合物发酵。

Description

快速发酵饲料、及其制备方法和用途
本发明涉及一种快速发酵饲料、及其制备方法和用途，具体而言，涉及按如下制备方法得到的快速发酵饲料及其制备方法和用途，所述制备方法为，将植物浓缩物质添加到碱性处理的农产品废弃物中以将其PH值降低到10以下，在该混合物中接种乳酸菌，并使所得到的混合物发酵。
富含纤维素和半纤维素的农产品废弃物如蔗渣、玉米的穗和秸杆、高梁(Koaliang)杆、稻壳、稻草、小麦和大麦杆、花生壳、树木的皮、块和屑、竹、和竹杆内膜(bamboo glasses)可用作燃料，然而无其它有益用途。每年在世界各地这种农产品废弃物的产量至少为数亿吨，这使它们的处理成了问题。
与具有单胃的人类、猪和家禽不同，食草如牛和羊的反刍动物消化植物的纤维素和半纤维素来产生能量，内在及生理上需要它们作为粗饲料。
家畜产品如牛肉和奶产品消费量的增加导改多样化家畜畜牧业的惊人发展。其结果是，出现了集约化家畜畜牧方式，在有限的小区域或在小的畜棚内饲养许多牛并迫使它们以同一方向站立，这导致难以提供足够量的饲草并急切需求可替代饲草的含纤维素和半纤维素的粗饲料。
长期以来已进行过许多偿试来利用农产品废弃物作粗饲料。但这些废弃物含较大量的木质素，它们与如纤维素的纤维牢固连接使得即使反刍动物也难以吸收它们，还具有不适的口味和较低的营养价值。
为改进这些农产品废弃物的营养价值，有许多增加它们可消化性的建议是通过分解木质素来软化其组织。对蔗渣，先用碱性试剂处理然后发酵。在这类碱性处理中，如“Biotechnology andBioengineering(生物技术和生物工程)”，Vol.26，pp.426-433(1984)中所叙述，氢氧化钠、氢氧化钙和碳酸钠公知可作为碱性试剂。在碱处理过的蔗渣的发酵中，例如，如“Animal Feed Science andTechnology(动物饲料科学和技术)”，Vol.9，pp.1-17(1983)中所述，使用氢氧化钠碱处理过的蔗渣青贮饲料是公知的。
本发明提供高质量快速发酵饲料及其用途，所述饲料由农产品废弃物及植物浓缩物质制备并克服了以上的缺陷。考虑到对这类快速发酵饲料的广泛需求，本发明提供了制备这类饲料的简易方法，它适用于以较低的费用在较短的时间内进行大规模生产。为了达到上述目的，本发明人潜心研究了乳酸菌在含碱性处理过的农产品废弃物并具有较高PH值和盐浓度的营养培养基中的生长。结果他们发现，通过将植物浓缩物质添加到碱处理过的农产品废弃物中以将其PH值降低到10以下、在该混合物中接种上述乳酸菌、并发酵所得到的混合物，可在较短的时间内容易地由碱处理过的农产品废弃物制备出具有满意的高质量的发酵饲料。由此，他们完成了本发明。
本发明人潜心研究了前述的通用方法并发现，用氢氧化钠的碱性处理较轻度地降低碱处理过蔗渣的PH值，即需要较长的时间将其PH降低到乳酸菌可生长的数值，而且结束发酵蔗渣饲料的生产需要25-90天。为缩短这一生产时间，应使用酸溶液来中和碱处理过的蔗渣以使其PH快速降低。还发现有强碱性的氢氧化钠仅需少量就可使碱处理体系维持在相当高的PH值，但作为缺点它使木质素水解、软化蔗渣组织、并使在蔗渣中作为粗饲料有用组分的纤维素和半纤维素易于分解和损失。
发现有较低碱性的氢氧化钙和碳酸钠的用量以干固体计应为蔗渣的约12-30W/W％(术语“W/W％”和“以干固体计”就本发明而言在此后分别简称为“％”和“d.s.b.”，除非另外指明)，这增加了碱处理蔗渣的生产费用，并迫使反刍动物食用过量的碱。因而，反刍动物需要很多的水并***更多的尿。这是一种致命的缺陷因为它是反刍动物的一个生理负担。
富含蛋白质和淀粉类物质的浓缩物，更具体地说，如稻壳、脱脂大豆、和压榨玉米(pressed corn)的植物浓缩物公知具有大量的植酸钙镁，而植酸钙镁本身限制了磷的利用和吸收，并抑制对必需矿物质如钙、铁、铜、锌、和钴的吸收，降低了浓度物的营养价值。一直期待通过水解植酸钙镁来制备高质量的饲料，以改进磷的利用并促进必需矿物质的吸收。
本发明包括将植物浓缩物质添加到农产品的碱处理废弃物中以使其PH降低到10以下的数值，接种可在PH高于9.5或含有6.5％氯化钠的营养培养介质中生长的乳酸菌，优选肠球菌(Enterococcus)属的，并发酵该混合物。本发明具有以下特征：
(1)由于碱处理的农产品废弃物的PH通过在该废弃物中添加植物浓缩物质可降低到PH最高在10以下，优选PH低于9.7，更早接种可在9.5或更高PH值下生长的乳酸菌并使乳酸顺利发酵是可行的；
(2)乳酸菌可在6.5％的氯化钠溶液中生长，使得用于制备碱处理农产品废弃物的碱性试剂不局限于仅以少量就可达到本目的的氢氧化钠，可选择使用其它用量较大的氢氧化钙和碳酸钠，且所述氧化钙可单独或与氢氧化钠混合使用；
(3)植物浓缩物质中的植酸钙镁分解成磷源并加速在该物质中的必需矿物质如钙、铁、铜、锌、和钴的吸收；
(4)它适合于以工业规模由碱处理农产品废弃物生产快速发酵饲料，因为它促进发酵、缩短生产时间、并以较低费用来生产饲料。
本发明人发现，在农产品废弃物的碱性处理中，氧化钙单独或与氢氧化钠混合用作碱性试剂适合于生产碱处理的农产品废弃物并由其制备快速发酵饲料，由此本发明人完成了本发明。本发有人发现氧化钙单独或与氢氧化钠混合用作碱性试剂具有以下特性：
(1)它生产的碱处理农产品废弃物具有软化的组织，且作为有效组分的纤维素和半纤维素不显著分解；
(2)它大幅度地减少了碱性试剂的用量，并以较短的时间实现了碱性处理，因为作为一种推断，氧化钙是一种活性碱性试剂能吸附水来促进碱性反应；
(3)它促使能更早地接种乳酸菌，因为通过添加植物浓缩物质使碱处理的农产品废弃物的PH得以较快地降低并明显地减
  小；
(4)因为该技术本身相当简易并使生产时间缩短，所以它适于以工业规模生产碱处理的农产品废弃物并由其制备快速发酵饲料；
(5)碱试剂与农产品废弃物的比值较低，因而不必担心反刍动物摄入过量的碱性试剂特别是氢氧化钠。从营养角度看，它具有的一个令人满意的特征是最终产品适当地富含作为必需矿物质的钙；
(6)如此得到的快速发酵饲料具有满意的高质量，同化率(assimirability)和适口性。
在本发明中使用的碱处理农产品废弃物通常按如下所述制备：在本发明中使用的农产品废弃物包括由农场和加工厂所产生的那些，其水分为约40-90％。所述废弃物可以完整地使用，如需要，在使用前可进行干燥和贮存。在本发明碱性处理中所要求的优选最低湿度为使所述废弃物与碱性试剂能充分混合的水含量，而优选的最大值是使不从所得到的碱处理废弃物中渗出碱性溶液的水含量。推荐约40-90％、优选约45-80％的水含量。
在使用氧化钙作为碱性试剂的情况下，尽可能使用基本不含水分的活性的或新鲜的氧化钙。可使用颗粒或粉末状的。氧化钙的用量不高于所述废弃物d.s.b的5％，优选2-4％。适于与氧化钙一起使用的氢氧化钠的用量不超过氧化钙的用量，优选低于所述废弃物d.s.b的3％。
任何方法只要其能赋予农产品废弃物预定量的水分并使所述湿废弃物与碱性试剂相混合，都可在本发明中使用：例如，所述废弃物可连续与水和碱性试剂混合及以相反次序与它们混合。通常，这些混合步骤在约10-35℃的室温下进行。
如此得到的所述废弃物与碱性试剂的初始PH值通常高于约10.3，优选为约10.5-12，且仅使所述废弃物在室温下放置就可容易地得到所需的碱处理农产品废弃物。
以氧化钙作为碱性试剂制备的碱处理农产品废弃物具有满意的软化组织且纤维素和半纤维素的损失不明显，更特别的是，由氧化钙和氢氧化钠组合所得到的碱处理废弃物与仅使用氧化钙所制备的对应物比较，木质素分解的更多且具有更软化的组织同时纤维素和半纤维素的损失不明显。因而，这些碱处理废弃物适于用作制备本发明快速发酵饲料的原料。
通过向其中添加植物浓缩物质使得用于生产本发明快速发酵饲料的碱处理农产品废弃物的PH降到10以下，优选降到9.7以下。在碱处理中，前述的氧化钙可与不易降低所述废弃物PH值的一种或多种现有技术公知的碱性试剂如氢氧化钠、氢氧化钙、和碳酸钠一起使用。
可按如下方法由碱处理的农产品废弃物来制备本发明的快速发酵饲料，即，将植物浓缩物质添加到PH值不低于10、优选为10.5-12的碱处理废弃物中以将该PH值降至10以下、优选低于9.7，在该混合物中接种乳酸菌，并使所得到的混合物发酵。在这种情况下，可将植物浓缩物质预先添加到所述碱处理废弃物中以将其PH降低到预定的值，然后在该混合物中接种乳酸菌，之后使所得到的混合物发酵。可将植物浓缩物质与乳酸菌的混合物添加到所述碱处理废弃物中以降低该PH值，并引发乳酸菌发酵。
适于在本发明中使用的乳酸菌包括在PH高于7、优选高于9.5的碱性营养培养基中发酵的那些。更优选的是，肠球菌属的那些适用于本发明。特别是在本发明中公开的新分离出的肠球菌属微生物即Enterococcus faecium HL-5(FERM BP-4504)，它能在PH高于9.5的高碱性条件下或在6.5％的氯化钠溶液中生长，并产生乳酸来降低碱处理农产品废弃物和植物浓缩物质的混合物的PH值，在较短的时间内得到具有满意适口性的高质量发酵饲料。该微生物特别利于用来生产高质量快速发酵饲料，因为它具有分解植物浓缩物质中所含的植酸钙镁的肌醇六磷酸酶的活性。
如上所述，本发明的特点是通过向所述农产品废弃物中添加植物浓缩物质使所述废弃物的PH值确定地降到10以下，优选降到9.7以下，更优选降到高于7但低于9.7的PH值，使得能够更早地接种乳酸菌，促进随后的乳酸发酵，并将发酵饲料的生产时间缩短至2-4天。上述的微生物利于在用氧化钙制备的碱处理农产品废弃物中接种，氧化钙能较快地降低所述碱处理废弃物的PH值，接种该微生物可有效地缩短发酵饲料的生产时间。
对本发明人从青贮玉米中新分离出的微生物EnterococcusHL-5菌株进行鉴定试验，结果如下，鉴定研究按“Biseibutsu-no-Bunrui-to-Doutei”(微生物分类与鉴定)，Takeji Hasegawa编者，Gakujutsu-Shuppan-Center，Tokyo，Japan(1985)中所述进行：A.形态
(1)于37℃在MRS琼脂中培养时细胞的特性
   通常呈0.9-1.2μm的球菌形式；
   呈耦合式键连形存在；运动性：阴性；
   无孢性(Asporogenicity)；无；
   革兰氏染色：阳性。
(2)于37℃下在PG琼脂中培养时细胞的特性
   通常呈0.9-1.2μm的球菌形式；
   呈耦合或键连形存在；
   运动性：阴性；
   无孢性(Asporogenicity)：无；
   革兰氏染色液：阳性。B.培养性能
(1)于37℃下在MRS琼脂板中培养时形成的菌落特性
   形状：在培养三天后为具有约1-2mm直径的环形菌落；
   边缘：完整；
   突出部分：半球形；
   光泽：湿润的光泽；
   表面：光滑；
   颜色：奶白且半透明。
(2)于37℃下穿刺培养时不液化MRS明胶。
(3)于37℃下培养时产酸并使石蕊牛乳胶凝。C.生理性能
(1)过氧化氢酶：阴性
(2)氧化酶：阴性
(3)明胶液化：阴性
(4)酪蛋白水解：阴性
(5)精氨酸水解：阳性(6)对40％胆汁耐受性：阳性
(7)溶血作用：阴性(8)马尿酸盐水解：阳性(9)七叶灵水解：阳性(10)10°至45℃下生长：阳性(11)在PH9.6下生长：阳性(12)在6.5％
NaCl中生长：阳性(13)氧需求：兼性厌氧(14)由碳源生成酸
扁桃苷：阳性
***糖：阳性
纤维二糖：阳性
七叶灵：阳性
果糖：阳性
半乳糖：阳性
葡萄糖：阳性
葡萄糖酸：阳性
乳糖：阳性
麦芽糖：阳性
甘露糖醇：阳性
甘露糖：阳性
松三糖：阴性
蜜二糖：阳性
棉白糖：阳性
    鼠李糖：阳性
    核糖：阳性
    水杨甙：阳性
    山梨糖醇：阴性
    蔗糖：阳性
    海藻糖：阳性
    木糖：阴性
    熊果苷：阳性
    山梨糖：阴性
(15)细胞壁的主二氨基酸：赖氨酸
(16)甘氨酸(G)加胞嘧啶(C)的Mol％：38.6％
参照“Bergey′s Manual of Systematic Bacteriology(Bergey***细菌学手册)”，Vol.2(1986)将上述细菌学性能与已知微生物进行对比。根据以上性能其结果发现该微生物与Enterococcus faecium种相一致，只是由山梨糖的阴性生成酸的能力性能有区别。
由以上结果，本发明人将这一新微生物命名为Enterococcusfaecium HL-5并于1993年12月17日在位于1-3，Higashi 1-chome，Tsukuba-Shi，Ibaraki，IbaraleiJapan的NationalInstituteof Bioscience and Human-TechnelogyAgency of Industrial Science and Technology保藏，保藏号为FERM BP-4504。除该微生物以外，在PH不低于9.5并含有碱处理农产品废弃物的碱性介质或在含有6.5％氧化钠的碱性介质中增殖的其它肠球菌属微生物及它们的变体可在本发明中选择使用。在本发明中适用的其它肠球菌属微生物包括例如Enterococcuscasseliflavus IFO 3531、Enterococcus durans IFO 13131、Enterococcus faecalis IFO 3791、Enterococcus faeciumIFO 3535和Enterococcus hirae IFO 3181T。
发现与本发明人分离出的Enterococcus faecium HL-5菌株相似，肠球菌属乳酸菌适用于缩短发酵时间，因为在碱处理农产品废弃物PH降低的较早的阶段或在PH不低于9、优选不低于9.5的碱性条件下它们可增殖，可于更早的阶段在所述碱处理废弃物中接种。
肠球菌属乳酸菌与选自在PH低于约8的条件下增殖的乳酸杆菌、足球菌和链球菌属乳酸菌组成的组中的一种或多种微生物相结合，最适于用来生产有满意适口性的高质量快速发酵饲料。
在本发明中使用的乳酸杆菌属微生物包括例如Lactobacillusrhamnosus IFO 3532、胚芽乳杆菌化actobacillusplantarum)IFO 3070、Lactobacillus sake IFO 3541、嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)IFO 13952、瑞士乳杆菌(Lactobacillus helveticus)IFO 3809和短乳杆菌(Lactobacillusbrevis)IFO 3345，这些微生物中的一种或多种的组合适于用来改进所需快速发酵饲料的适口性。
再有，足球菌和链球菌属微生物如Pediococcus acidilacticiIFO3076和Streptococcus bovis IFO 12057可有利地使用。满足以下条件的任何的碱处理农产品废弃物的发酵处理都可在本发明中使用，即只要它可将植物浓缩物质添加到所述碱处理废弃物中、在该混合物中接种乳酸菌、并使所得到的混合物发酵。通常，本目的按如下方法实现，即，使所述碱处理废弃物与植物浓缩物质及可任选的适量的水混合，在该混合物中接种乳酸菌的菌种培养物，在室温使所得到的混合物发酵约2-4天，优选的是，该混合物用板材覆盖、放入柔软的袋中、或用适当材料包装的同时在约15至50℃的温度厌氧条件下发酵2-4天。
在本发明中适用的植物浓缩物质包括富含植酸钙镁的那些，因为它们具有强的PH控制能力，并利于用作对PH为10或更高的碱处理农产品废弃物降低PH的试剂：例如，碾碎的谷物如压榨的粉碎的谷物、麦麸、和低等级面粉；糠麸如稻糠、麦麸、和粟糠；槽渣或粉料如脱脂大豆、***、玉米麸粉、发酵玉米渣、菜子粉、芝麻粉、花生粉、棉籽粉、和向日葵粉都适于使用。如需要，可通过如下物质的组合使用来制备本快速发酵饲料，这些物质是碱处理农产品废弃物、植物浓缩物质、和一种或一种以上，乳品业付产物组成的物质，所述的乳品业付产物如脱脂奶粉、奶酪蛋白(milkcasein)、和乳清；动物浓缩物质如鱼粉、血粉、和羽毛粉；糖类如糖蜜、糖、葡萄糖、麦芽糖、和乳糖；矿物质如骨粉、钙盐、镁盐、钠盐、磷酸盐、铁盐、铜盐、锌盐、和钴盐；及维生素如水溶性和脂溶性维生素。
在由含有许多植酸钙镁的植物浓缩物质如碾碎的谷物、以及谷物糠麸、糟渣和粉料所制备的本快速发酵饲料中，饲料中的植酸钙镁良好地分解成易于吸收和利用的磷源以促进对饲料中必需矿物质如钙、铁、铜、锌和钴的吸收。因而本快速发酵饲料利于用作反刍动物和具有单胃的其它动物的饲料。
植物浓缩物质与碱处理农产品废弃物的比值应为足以将碱处理废弃物的PH降至10以下而所需的数值，碱处理废弃物的PH低于10可使乳酸菌进行充分的生长，优选将该PH值降至高于7但低于9.7。通常，植物浓缩物质的百分数为所述碱处理废弃物d.s.b的20％以上，优选40％以上。在乳酸发酵中最低的水含量为使乳酸菌可进行发酵的数值，最大的水含量是使富含营养物的溶液不从所得到的快速发酵饲料中渗出的数值。通常，当需要有改进的贮存稳定性时，优选的水含量为约40-90％，其中优选约45-80％，更优选约45-60％。在乳酸发酵中使用的营养源的种类和数量根据该快速发酵饲料的目标用途来选择性地改变，即取决于它们是用作粗饲料还是用作有良好的平衡营养的全价饲料。根据所使用的营养物的数量而变化，大多数如此得到的快速发酵饲料用乳酸进行酸化并具有较长的贮存期和满意的高适口性。如需要，为增加贮存稳定性，它们可用空气干燥或加热干燥以将水含量降至低于40％，优选低于30％，然后贮存直至它们被使用。
如此得到的本快速发酵饲料是具有满意的高消化性和适口性的高质量饲料。该饲料主要用于反刍动物，如需要也可用于具有单胃的动物如猪和家禽，更特别的是，它们可用作控制肠道疾病、防止传染病和防止粪便的异味的饲料。当用作牛饲料时，该饲料一般给它们施用至少约4-20kg/天/头，根据饲料的种类和牛的育龄而变化，导致它们体重增加至少约2kg/天/头，优选至少约2.5kg/天/头。
在使用之前，本发明快速发酵饲料可与其它营养物混合以满足所喂饲动物的种类和育龄。
以下的实验说明碱处理农产品废弃物和通过植物浓缩物质来降低它们的PH值。实验1碱试剂对碱处理的影响
将蔗渣作为农产品废弃物进行试验。将蔗渣与水混合以达到70％的水分含量，然后尽可能均匀的与碱性试剂混合，即与数量为蔗渣d.s.b的3、5或7％的氢氧化钠(NaOH)、和数量为蔗渣d.s.b的2、3、5或7％的氧化钙(CaO)混合，之后使该混合物在室温下放置并研究所得到的碱处理蔗渣PH的改变及其线分和柔性。
在将与碱性试剂混合之前和混合后24和48小时测试庶渣的PH。PH测试按如下进行，即，将一重量份的碱处理蔗渣与两重份的提纯水混合，使该混合物放置10分钟，过滤该混合物，在PH计上测量滤液的PH值。组分测定的方法是，从未经处理的蔗渣和经过24或48小时碱处理的蔗渣中各采取8个试样，测量纤维素、半纤维素和木质素的含量，并计算它们的平均值。
按照Daiichi-Shutsupan Co.，Ltd.，Tokyo，Japan出版的“Dietary Fiber”3.1章、PP.38-46(1982)中所述的VanSoest′s洗涤剂过滤方法来进行以上测量。在蔗渣材料中半纤维素、纤维素和木质素的含量分别为28.7％、52.6％和11.9％d.s.b。
手戴薄橡胶手套以抓握接触来评价碱处理蔗渣的柔性。结果列于表1。
                                  表1
碱性试剂(％)                                    碱处理时间(小时)
0 24 48
  pH pH    HC    C     L      F  pH   HC   C    L   F
 NaOH     357   10.811.312.4 10.3  79.4  93.5  75.3   好10.7  65.7  88.2  72.8   好11.5  53.6  81.3  66.4   好 10.0 72.3 91.5 74.5 好10.3 59.8 85.4 71.4 好11.0 37.7 78.6 54.6 好
 CaO     2357   10.410.711.211.9  8.9  99.2  99.3  82.2   好9.3  98.1  99.5  80.6   好10.4  97.4  97.4  77.5   好11.2  91.6  94.8  75.2   好  8.5 99.1 99.2 80.2 好8.7 98.0 98.1 79.0 好10.0 96.1 97.3 75.6 好10.5 90.3 93.6 74.4 好
注：在表1中，符号“HC”指半纤维素；“C”，纤维素；“L”，
    木质素；“F”，柔性。在“HC”、“C”和“L”中的数值
    是指就碱处理后的蔗渣材料而言它们残余含量的百分数(％)。
在表1中，半纤维素、纤维素和木质素项的数值是指就碱处理后的蔗渣材料d.s.b.而言它们的残余百分数(％)。
由表1中的结果证明，与氧化钙相比通常使用的氢氧化钠趋向于适中的降低PH值。关于蔗渣组分的变化，发现氢氧化钠使作为粗饲料重要组分的纤维素和半纤维素更多的分解和破坏。
还发现用氧化钙得到的产品没有发生纤维素和半纤维素的显著分解并利于用作饲料。所有的产品均表现有满意的柔性。
基于这些结果，表明氧化钙利于用作碱性试剂来制备碱处理农产品废弃物。实验2氧化钙与氢氧化钠粗组合对于碱处理的影响
将蔗渣作为农产品废弃物进行试验。按照实验1中的方法，将蔗渣与水混合以达到70％的水含量，然后与数量为蔗渣d.s.b.的2％或3％的氧化钙和数量为蔗渣d.s.b的1％、2％或4％的氢氧化钠混合。研究所得到的碱处理蔗渣PH的改变及其组分和柔性。结果列于表2中。
                                表2
碱性试剂(％)     碱处理时间(小时)
0 24 48
 CaO   NaOH  pH  pH   HC   C    L    F  pH  HC    C    L    F
2   124  10.811.112.0  9.4 99.4 99.5 79.7  好10.3 99.1 99.3 77.0  好11.3 78.6 95.4 73.4  好  9.0 98.5 99.1 78.3  好9.6 98.2 98.4 75.0  好10.4 76.6 93.5 70.2  好
 3   124  11.011.612.0 10.1 98.5 99.3 77.4  好10.4 98.2 98.1 75.0  好11.3 74.6 92.4 72.2  好  9.1 97.2 99.2 76.2  好9.7 97.2 99.1 74.3  好10.4 72.5 90.2 68.7  好
注：在表2中，符号“HC”指半纤维素；“C”，纤维素；“L”，
    木质素；“F”，柔性。在“HC”、“C”和“L”中的数值
    是指就碱处理后的蔗渣材料而言它们残余含量的百分数(％)。
由表2中的结果证明，意外发现氧化钙与氢氧化钠相组合作为碱性试剂表现出与实验1中单独使用氧化钙相似的优点，即，与单独使用氧化钙的情况相似，在每种测试的蔗渣中纤维素和半纤维素没有显著的损失，且所得到的碱处理蔗渣具有足够的柔性。因而该组合是令人满意的。
这些结果表明，在农产品废弃物中添加数量少于氧化钙的氢氧化钠可防止作为饲料有效组分的纤维素和半纤维素显著分解，并能促进木质素分散以产生具有满意柔性和质量的碱处理农产品废弃物。实验3植物浓缩物质对碱处理农产品废弃物PH降低的影响
将按照实验2中方法得到的经24小时碱处理的每种碱处理农产品废弃物与植物浓缩物质混合，对混合比例和PH下降的程度进行确定或测量：使碱处理农产品废弃物与数量为所述废弃物d.s.b的10％、20％、40％或100％的压榨的小麦、稻糠、麦麸或脱脂大豆混合，之后使所得到的混合物与等量的水相混合，按照实验1的方法测量PH值。确定在与植物浓缩物质和水混合之前及之后所述碱处理废弃物PH值的差别，计算每种植物浓缩物质PH降低的平均数值。结果列于表3中。
          表3
                   PH降低的平均值植物浓缩物质       植物浓缩物质相对于碱处理
               农产品废弃物的百分数(％重量)
              10     20      40      100压榨的大麦        0.3    0.6     1.1      1.9稻糠              0.4    0.7     1.3      2.0麦麸              0.3    0.6     1.1      1.9脱脂大豆          0.6    1.1     1.5      2.2
由表3的结果证明，随植物浓缩物质的类型略有变化，该植物浓缩物质通常适合于以数量为碱处理农产品废弃物d.s.b.的20％、优选高于40％来添加到所述碱处理废弃物中，以将该碱处理废弃物的PH由10.6降至最高为约9.6，在该PH值下肠球菌属乳酸菌可以生长。
本方法利于用来生产发酵饲料，因而它通过将植物浓缩物质添加到PH高于10其中大多数乳酸菌不能显著生长的碱处理农产品废弃物中以将其PH降低到乳酸菌可生长的数值，而促进乳酸菌的接种和发酵，有效地缩短发酵饲料的生产时间，并大大地增加发酵饲料的营养价值。
以下的实施例对由碱处理的农产品废弃物和植物浓缩物质制备的本快速发酵饲料进行说明，但它们决不是对本发明的范围进行限定。实施例1
将蔗渣与水混合以得到约70％的水含量，然后再与相对于蔗渣d.s.b为4％的氧化钙和1％的氢氧化钠混合，并使该混合物放置一夜以得到PH为约10.5的碱处理蔗渣。向100重量份的碱处理蔗渣中添加15重量份的麦麸、10重量份的低等级面粉、5重量份的脱脂大豆、0.2重量份的尿素、0.2重量份的盐、和30重量份的水以将该混合物的PH降低到低于9.7，接着向该混合物中接种Enterococcusfaecium HL-5(FERM BP-4504)的菌种培养物，在得到的混合物上覆盖塑料膜，并在室温下使该混合物发酵2天以得到快速发酵饲料。
该产物具有满意的适口性和相当高的质量，适于用作反刍动物饲料，并可与其它营养物混合以改进营养价值或制备成单胃动物如猪和家禽的饲料。实施例2
使蔗渣与水混合以达到约70％的水含量，然后与相对蔗渣d.s.b为4％的氢氧化钠混合，将该混合物放置一夜以得到PH为约10.6的碱处理蔗渣。向100重量份的碱处理蔗渣中添加20重量份的压榨玉米、5重量份的麦麸、5重量份的低等级面粉、0.2重量份的尿素、和30重量份的水以将该混合物的PH降至低于9.7的数值，之后在该混合物中接种Enterococcus faecium HL-5(FERM BP-4504)的菌种培养物，并按与实施例1相似的方式使所得到的混合物发酵以得到快速发酵饲料。
该产物具有满意的适口性和相当高的质量，适于用作反刍动物饲料，并可与其它营养物混合以改进营养价值或制备成单胃动物如猪和家禽的饲料。实施例3
使蔗渣与水混合以达到约60％的水含量，然后与作为碱性试剂的相对于蔗渣d.s.b.为6％的氢氧化钙和2％的氢氧化钠混合，并将该混合物放置一夜以得到PH为约10.7的碱处理蔗渣。向100重量份的碱处理蔗渣中添加20重量份的麦麸、10重量份的脱脂大豆、10重量份的糖蜜、0.2重量份的磷酸铵、和50重量份的水以将该混合物的PH降至低于9.7的数值，之后在该混合物中接种EnterococcusCasseliflavus(IFO 3531)和Lactobacillus plantarum(IFO3070)的菌种培养物，并按照与实施例1相似的方式使所得到的混合物发酵以得到快速发酵饲料。
该产物具有满意的适口性和相当高的质量，适于用作反刍动物的饲料，并可与其它营养物混合以改进营养价值或制成单胃动物如猪和家禽的饲料。实施例4
使蔗渣与水混合以达到约47％的水含量，然后与作为碱性试剂的相对于蔗渣d.s.b.为4％的氧化钙和2％的氢氧化钠混合，将该混合物放置一夜以得到PH为约10.6的碱处理蔗渣。向100重量份的碱处理蔗渣中添加10重量份的麦麸、10重量份的脱脂大豆、5重量份的玉米蛋白粉、10重量份的糖蜜、0.2重量份的硫酸铵、60重量份的水以将该混合物的PH降至低于9.7的数值，之后在该混合物中接种Enterococcus faecalis(IFO 3791)和Lactobacillusbrevis(IFO 3345)的菌种培养物，将得到的混合物注入柔性的袋中，在室温下使该混合物发酵两天以得到快速发酵饲料。
该产物具有满意的适口性和相当高的质量，适于用作反刍动物的饲料，并可与其它营养物混合以改进营养价值或制成单胃动物如猪和家禽的饲料。实施例5
使蔗渣与水混合以达到约45％的水含量，然后与作为碱性试剂的相对于蔗渣d.s.b.为2.5％的氧化钙和2.5％的氢氧化钠混合，将该混合物放置一夜以得到PH为约10.8的碱处理蔗渣。向100重量份的碱处理蔗渣中添加20重量份的麦麸、5重量份的压榨大麦、5重量份的脱脂稻糠、10重量份的糖蜜、5重量份的乳清、和70重量份的水混合以将该混合物的PH降至低于9.7的数值，之后在该混合物中接种Enterococcus faecium(FERM BP-4504)、Lactobacillusrhamnosus(IFO 3532)和Lctobacillus acidophilus(IF013952)的菌种培养物，将所得到的混合物注入柔性袋中，在室温下使该混合物发酵3天以得到快速发酵饲料。
该产物具有满意的适口性和相当高的质量，适于用作反刍动物饲料，并可与其它营养物混合以改进营养价值或制成单胃动物如猪和家禽的饲料。实施例6
将按实施例4的方法得到的快速发酵蔗渣用热空气干燥以得到的水分含量为约20％的干燥的快速发酵饲料。
该产物具有较高的易消化性和相当高的适口性和质量，并具有满意的贮存期限和长距离的运输性能。实施例7
使玉米的穗和秸杆与水混合以达到约50％的水含量，然后与相对于蔗渣d.s.b为2.5％的氧化钙和2.5％的氢氧化钠混合，并将该混合物放置一夜以得到PH为约10.5的碱处理产物。向100重量份的该产物中添加20重量份的压榨大麦、15重量份的菜子粉、10重量份的麦麸、5重量份的低等级面粉、和66重量份的水以将该混合物的PH降低到低于9.7，之后在该混合物中接种Enterococcus faecium(FERM BP-4504)和Lactobacillus rhamnosus(IFO 3532)的菌种培养物，将所得到的混合物注入柔性的袋中，在室温下使该混合物发酵2天得到快速发酵饲料。
该产物具有满意的适口性和相当高的质量，适于用作反刍动物的饲料，并可与其它营养物混合以改进营养价值或制成单胃动物如猪和家禽的饲料。实施例8
使高梁(koaliang)杆与水混合以达到约50％的水含量，然后与相对于高梁d.s.b为3％的氧化钙和2％的氢氧化钠混合，将该混合物放置一夜得到PH为约10.6的碱处理产物。向100重量份的该产物中添加15重量份的麦麸、5重量份的低等级面粉、10重量份的压榨玉米、10重量份的脱脂大豆、0.2重量份的羽毛粉、和45重量份的水以将该混合物的PH降至低于9.7的数值，之后在该混合物中接种Enterococcus faecium(FERM BP-4504)的菌种培养物，用塑料板覆盖该混合物，在室温下使得到的混合物发酵2天得到快速发酵饲料。
该产物具有满意的适口性和相当高的质量，适于用作反刍动物的饲料，并可与其它营养物混合以改进营养价值或制成单胃动物如猪和家禽的饲料。实施例9
使麦杆与水混合以达到约50％的水含量，然后与相对于蔗渣d.s.b.为5％的氧化钙和1％的氢氧化钠混合，将该混合物放置一夜得到PH为约10.8的碱处理产物。向100重量份的该碱处理产物中添加15重量份的压榨的高梁(koaliang)、5重量份的麦麸、10重量份的脱脂大豆、10重量份的糖蜜、0.2重量份的尿素、0.1重量份的骨粉、和40重量份的水以将该混合物的PH降至低于9.7的数值，之后在该混合物中接种Enterococcus faecium(FERM BP-4504)的菌种培养物，在所得到的混合物上覆盖塑料板，在室温下使该混合物发酵2天得到快速发酵饲料。
该产物具有满意的适口性和相当高的质量，适于用作反刍动物的饲料，并可与其它营养物混合以改进营养价值或制成单胃动物如猪和家禽的饲料。实施例10
使稻壳与大麦杆(＝3∶1重量)的混合物与水混合以达到约50％的水含量，然后与作为碱性试剂的相对于该混合物d.s.b.为4.3％的氧化钙和2.2％的氢氧化钠混合。将所得到的混合物放置一夜得到PH为约11.0的碱处理产物。向40重量份的该碱处理产物中添加40重量份的压榨玉米、30重量份的压榨大麦、16重量份的麦麸、6重量份的脱脂稻糠、10重量份糖蜜、和90重量份的水以将该混合物的PH降至低于9.7的数值，之后在该混合物中接种Enterococcusfaecium(FERM BP-4504)、Lactobacillus rhamnosus(IFO3532)和Lactobacillus acidophilus(IFO 13952)的菌种培养物，将所得到的混合物注入柔性袋中，并在室温下使该混合物发酵2天得到快速发酵饲料。
该产物具有满意的适口性和相当高的质量，适于用作反刍动物的饲料，并可与其它营养物混合以改进营养价值或制成单胃动物如猪的家禽的饲料。实施例11
给重400-500kg的二十头牛饲喂按实施例4中方法制得的快速发酵饲料60天。它们优选摄入约20-25kg/天的饲料，表现出满意的健康状况和生长，平均增重约2.1kg/天/头。
如上所述，本发明利于生产高质量、具有满意的消化性和适口性的快速发酵饲料，其生产方法是在碱处理农产品废弃物中添加植物浓缩物质次将其PH降低至低于10的数值，优选低于9.7，在该混合物中接种乳酸菌，并使得到的混合物发酵。
本发明对饲料及家畜加工领域将会产生影响。受困于废弃物处理的农民和农产品加工者、为饲料短缺而焦虑的畜牧业人员会从本发明中受益。从全球的角度来看，使用作为尚未开发的每年大量产生的生物物质的农产品废弃物，不与人类竞争食物，相反本发明以工业规模由这些生物物质给人类提供肉和奶产品。因而，可以夸口地讲，本发明确立的新技术解救了受环境破坏、人***炸、和食品危机困挠的未来地球。所以本发明的影响是深不可测的。
以上对目前认为是本发明的优选实施方案进行了叙述，但应理解其中可进行各种改进，属于本发明实质和范围内的所有这些改进都要被所附的权利要求书覆盖。

Claims (27)

1.一种快速发酵饲料，通过以下方法制备：将植物浓缩物质添加到碱处理农产品废弃物中，以将其PH降至低于10的数值，在该混合物中接种乳酸菌，并使所得到的混合物发酵。
2.如权利要求1的饲料，其中通过在防止纤维素和半纤维素分解的条件下，用碱性试剂软化农产品废弃物来制备所述的碱处理农产品废弃物。
3.如权利要求1的饲料，其中所述植物浓缩物质为选自粉碎的谷物、谷物的麸糠、和谷物的糟渣组成的组中的一种或多种。
4.如权利要求1的饲料，其中在PH不低于10.5的所述碱处理农产品废弃物中所述植物浓缩物质的添加量为所述碱处理废弃物以干的固体计的至少20W/W％。
5.如权利要求1的饲料，其中肠球菌(Enterococcus)属乳酸菌单独或与选自Lactobacillus、Pediococcus和Streptococcus属的那些所组成的组中的一种或多种乳酸菌一起用作乳酸菌。
6.如权利要求5的饲料，其中所述肠球菌属乳酸菌是Enterococcus faecium HL-5(FERM BP-4504)。
7.如权利要求1的饲料，其中发酵步骤在约15-50℃的温度下进行。
8.如权利要求1的饲料，其中发酵步骤在厌氧条件下进行。
9.如权利要求1的饲料，其中发酵步骤进行约2-4天。
10.如权利要求2的饲料，其中所述碱性试剂是单独或与氢氧化钠一起使用的氧化钙。
11.如权利要求1的饲料，其中所述乳酸菌可在9.5或更高的PH值下或在含有6.5W/W％的氯化钠的营养培养基中生长。
12.一种制备快速发酵饲料的方法，该方法包括将植物浓缩物质添加到碱处理农产品废弃物中以将其PH值降至低于10的数值，在该混合物中接种乳酸菌，并使所得到的混合物发酵。
13.如权利要求12的方法，其中通过在湿条件下用碱处理农产品废弃物同时防止纤维素和半纤维素分解来制备所述的碱处理农产品废弃物。
14.如权利要求12的方法，其中所述碱处理步骤通过使用碱性试剂来实现。
15.如权利要求14的方法，其中所述碱性试剂是单独或与氢氧化钠一起使用的氧化钙。
16.如权利要求12的方法，其中所述植物浓缩物质是选自粉碎的谷物，谷物麸糠、和谷物糟渣所组成的组中的一种或多种。
17.如权利要求12的方法，其中在PH不低于10.5的所述碱处理农产品废弃物中所述植物浓缩物质的添加量为所述碱处理废弃物以干固体计的至少20W/W％。
18.如权利要求12的方法，其中肠球菌属乳酸菌单独或与选自Lactobacillus、pediococcus和Streptococcus属的那些所组成的组中的一种或多种乳酸菌一起用作乳酸菌。
19.如权利要求18的方法，其中所述肠球菌属乳酸菌是Enterococcus faecium HL-5(FERM BP-4504)。
20.如权利要求18的方法，其中所述Lactobacillus、pediococcus和Streptococcus属乳酸菌在低于约8的PH值下生长。
21.如权利要求12的方法，其中所述快速发酵饲料用于反刍动物和/或其它具有单胃的动物。
22.如权利要求12的方法，其中发酵步骤在约15-50℃的温度下进行。
23.如权利要求12的方法，其中发酵步骤在厌氧条件下进行。
24.如权利要求12的方法，其中发酵步骤进行约2-4天。
25.如权利要求12的方法，其中所述碱性试剂是单独或氢氧化钠一起使用的氧化钙。
26.如权利要求12的方法，其中所述乳酸菌可在9.5或更高的PH值下或在含有6.5W/W％氧化钠的营养培养基中生长。
27.在一种家畜的饲喂方法中，其中的改进是给家畜饲喂权利要求1所述的快速发酵饲料。
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