CN103053868A - 一种青贮饲料用复合酸度调节剂及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种青贮饲料用复合酸度调节剂及其使用方法，其特征在于：所述的青贮饲料用复合酸度调节剂的组成和重量百分比为丙酸50-65%、甲酸5-10%、苯甲酸钠20-30%、水为0-25%。所述的复合酸度调节剂用于各类青贮饲料酸度调节，其在青贮饲料中的添加量为2～5L/吨。本发明产品具有加速青贮酸化过程和缩短青贮周期，防止不良发酵和青贮饲料开窖后的二次发酵问题，最大限度地保存青贮饲料营养物质，改善消化率和提高青贮饲料品质，进而促进奶牛产奶量的提高和增进肉牛、肉羊的肥育性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种饲料用复合酸度调节剂，特别是公开一种青贮饲料用复合酸度调节剂及其使用方法，属于饲料添加剂领域。本发明制剂可作为青贮饲料添加剂使用，可使青贮过程不受原料类型、天气状况、原料水分含量等的影响，具有加速青贮酸化过程和缩短青贮周期，防止不良发酵和青贮饲料开窖后的二次发酵问题，最大限度地保存青贮饲料营养物质，改善消化率和提高青贮饲料品质，进而促进奶牛产奶量的提高和增进肉牛、肉羊的肥育性能。
背景技术
成功地调制优质和稳定的各类牧草和谷物青贮饲料，是奶牛、肉牛、肉羊养殖业、乳业和畜牧业提高竞争力的决定性前提。尽管目前青贮技术有了巨大进步，但仍有大约三分之一的各类牧草和谷物青贮中总是还存在不良发酵和开窖后的二次发酵问题，这些不良发酵和二次发酵大大降低了青贮的饲料价值，使动物采食量减少，基础饲料产能下降，二次发酵产生的各类霉菌毒素还可通过食物链对人类健康造成潜在安全威胁。另外，传统青贮方法或单纯添加乳酸菌制剂青贮虽对可溶性糖分含量高的原料有效，而对低可溶性糖分含量和高蛋白的各类牧草及谷物因其较强的缓冲能力而无法实现有效青贮，虽然人为通过补纯添加糖蜜的方式理论上可有效保证低可溶性糖分含量和高蛋白原料的青贮调制过程，但现实的状况是糖蜜的添加效果却非理论的预期，实际应用却未得到有效验证，并且糖蜜的添加不仅需要高昂的成本，另外其生产操作也较为不便，需要特种操作设备和特殊的费用支出。
现阶段各类牧草及谷物青贮过程存在的主要问题包括如下几个方面：
（一）牧草及谷物青贮的不良发酵问题
各类牧草和谷物的青贮过程由于受其中酪酸和酪酸不良发酵的影响而污染以梭菌毒素的现象非常普遍，特别是含糖量较低的牧草（如紫花苜蓿、白三叶、黑麦草等）在湿度较高的情况下青贮时，这种不良发酵是很难避免的。由于受土壤污染或夹带有枯死的植物成分，梭菌进入作物原料的可能性更大，则这种不良发酵的风险更高。梭菌可以产生内生孢子经过奶牛消化系统后仍在体内存活，并通过粪便排出体外重新回到田间。借此不断传播和循环再生。梭状芽孢有保护厚壁，有耐热、耐冷和耐化学物特性，可在恶劣环境下生存，并在适当环境下发芽和继续繁殖生长。由于梭菌重生能力顽强，在挤奶场(厅)即使少量的污物摄取也可转移至奶牛乳房，导致泌乳后牛奶受感染。从而导致牛奶和乳制品加工中的各种问题。因为梭菌传播途径首先是经过牧草青贮料进入奶牛体内，所以从根本入手，改善青贮饲料卫生的措施是不可或缺的。
（二）青贮饲料开窖后的二次发酵问题
成功的青贮发酵开窖后可以保持足够的稳定性，即使温度过高青贮饲料内部也不发生严重产热现象。现实的状况是对于由于没有添加或者仅添加简单性微生物青贮剂而使酸碱值急速降低的青贮料，存在有可保持青贮稳定的醋酸缺少的问题。这样的青贮虽然已良好发酵，但可能会由于开窖后空气的进入重又迅速发热，特别是如果整窖中有残留的“气床”(通常由于抛撒不均匀、切短不够或压实不紧)，空气会趁机侵入，危害性酵母菌迅速繁殖，其好氧呼吸分解乳酸，青贮容器中pH值重又升高，霉菌孢子开始萌芽，从而青贮料发霉变质。如果结合较慢的取料速度、持续的高温，大量养分损失、饲料废弃浪费和饲料的低品质则是不可避免的。若高度污染的青贮料作为全混和日粮TMR的混合伴侣则更加危险，因为它在搅拌混合中又会将酵母菌和霉菌很快扩散到其余配合饲料中。
（三）单纯添加乳酸菌制剂青贮的局限性
乳酸菌制剂添加虽为青贮饲料调制，尤其是对可溶性糖分含糖量高的作物青贮（如玉米等）提供占据数量优势的乳酸菌，并促进发酵产酸而迅速降低青贮饲料pH，有效阻止不良发酵的风险，但目前市场上各类青贮饲料用乳酸菌制剂菌种缺乏系统筛选和选育，菌种比较落后，产酸及耐酸性有限，抗逆性查，性能不稳定，对低可溶性糖分含量、高蛋白的不易青贮的各类牧草如紫花苜蓿、白三叶、黑麦草等青贮无法实现成功调制，并因其开窖后的稳定性差，尤其在高温季节无法有效避免青贮饲料的二次发酵问题。
（四）牧草及谷物添加糖蜜青贮的局限性
青贮过程人为添加糖蜜的实际效果却非理论预期，存在以下局限性或问题：
1、青贮料中额外添加糖蜜已被证明近乎无效。因为糖蜜也有益于发酵有害菌的繁殖，会激发酪酸发酵而造成发酵不良。同时，糖蜜也会使青贮料“接种”感染酵母菌、霉菌等引起二次发酵，对青贮发酵造成负面影响；
2、糖蜜中含有的单糖和双糖并非全部分解转化为乳酸，添加糖蜜并不增加青贮能量含量；
3、糖蜜的理论添加量在每吨青贮饲料30kg左右。因此，其添加成本高昂；
4、糖蜜添加的配量器械复杂，费用高昂，且糖蜜添加过程和添加后作业过程卫生状况欠佳。
（五）国内青贮饲料用酸度调节剂的开发利用现状
青贮饲料用酸度调节剂开发需考虑到青贮原料的水分特点（一般65-70%）、原料类型（可溶性糖分含量、缓冲力等）、气候条件等诸多复杂因素，现阶段国内几乎无系统研究开发。本发明通过丙酸、甲酸、苯甲酸钠等有机酸及其盐之间的协同复配，结合特殊的加工工艺提供的一种青贮饲料用复合酸度调节剂，可有效克服上述目前青贮调制过程中存在的各类问题，使青贮过程不受原料类型、天气状况、原料水分含量等的影响，具有加速青贮酸化过程和缩短青贮周期，避免青贮饲料的不良发酵和二次发酵问题，保证青贮饲料的优良品质和有氧稳定性；另外，可有效解决低可溶性糖分、高蛋白青贮原料（缓冲力强）的青贮调制难题，进而促进奶牛产奶量的提高和增进肉牛、肉羊的肥育性能，增进畜牧养殖的经济效益。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术存在的问题，提供一种青贮饲料用复合酸度调节剂及其使用方法，本发明制剂可作为青贮饲料添加剂使用，可使青贮过程不受原料类型、天气状况、原料水分含量等的影响，具有加速青贮酸化过程和缩短青贮周期，防止不良发酵和青贮饲料开窖后的二次发酵问题，最大限度地保存青贮饲料营养物质，改善消化率和提高青贮饲料品质，进而促进奶牛产奶量的提高和增进肉牛、肉羊的肥育性能。
本发明是这样实现的：一种青贮饲料用复合酸度调节剂，其特征在于：所述的青贮饲料用复合酸度调节剂的组成和重量百分比为丙酸50-65%、甲酸5-10%、苯甲酸钠20-30%、水为0-25%。
按本发明上述原料组成及重量比例，先准确称取丙酸、水投入不锈钢316L反应釜内，在常压、80-900C和反应釜转轴转速200rpm条件下缓慢均匀的将苯甲酸钠投入，经充分溶解、化学反应1-1.5h后再将甲酸投入，继续溶解、化学反应0.5-1h直至混合液成为均一性澄清溶液，即制得本发明青贮饲料用复合酸度调节剂产品。
本发明提供的青贮饲料用复合酸度调节剂为实现各类牧草及谷物的有效青贮，充分考虑及满足了至少以下关键点：
①缓冲特性：青贮原料因65-70%高水分含量，添加酸度调节剂后须保证良好的缓冲特性，不会因原料水分的变动而影响酸度调节剂对pH稳定性的调控，加速青贮酸化过程和青贮进程，降低营养物质的发酵损失，避免不良发酵，提高青贮品质；
②缓释及防腐抑菌特性：青贮饲料的酸性环境有利于青贮饲料酸度调节剂的缓慢释放，以有效阻止青贮饲料的二次发酵问题，持续保证青贮稳定性。
所述的青贮饲料用复合酸度调节剂的组成和重量百分比为丙酸60%、甲酸10%、苯甲酸钠30%及所述的青贮饲料用复合酸度调节剂的组成和重量百分比为丙酸65%、苯甲酸钠30%、甲酸5%时，本发明青贮饲料用复合酸度调节剂的物理化学特性为：a.密度范围为1.05-1.16g/cm3；b. pH范围为3.2-3.5；c. 1%水溶液pH为3.5+0.2；0.5%水溶液pH为3.6+0.2。
所述的青贮饲料用复合酸度调节剂的组成和重量百分比为丙酸50%、苯甲酸钠25%、水25%时，本发明青贮饲料用复合酸度调节剂的物理化学特性为：a.密度范围为1.02-1.15g/cm3；b.pH范围为4.1-4.5；c.1%水溶液pH为4.0+0.2；0.5%水溶液pH为3.5+0.2。
本发明本发明青贮饲料用复合酸度调节剂为澄清液体，其作为青贮饲料添加剂使用的添加量为2-5L/吨青贮原料。所述的青贮原料包括各类牧草及谷物，如豆科牧草（紫花苜蓿、白三叶等）、禾本科牧草、玉米秸秆等。
本发明的有益效果是：
①添加本品后，青贮中pH值会迅速降低，青贮发酵进程可以受到积极地引导调控，在自然条件不理想的情形下可以进行改良校正，使青贮达到最佳发酵状态；
②有效解决低可溶性糖分含量和高蛋白的各类牧草及谷物因其较强的缓冲能力而无法实现有效青贮的现实，不仅可以节省糖蜜添加，而且能够比青贮原料未经过任何处理的对照组额外获得0.3-0.5兆焦耳的能量；
③丙酸、甲酸、苯甲酸钠等的科学复配，通过协同作用使之具有广阔的抑菌效果，可极强抑制酵母菌和霉菌，有效阻止青贮过程中的不良发酵和开窖后的二次发酵问题，保证青贮饲料的优良品质和稳定性；
④丙酸、甲酸、苯甲酸钠等复配形成的最佳有机酸盐缓冲体系使其基本无刺激性和仅有极弱腐蚀性和低挥发性，可以在整个贮藏期间持续保持效用；
⑤降低了奶牛、肉牛及肉羊对霉菌毒素的吸收，减轻了对免疫系统的负担，保证了牛奶及牛羊肉的卫生安全。因为霉菌减少的同时降低了有可能侵入动物躯体中的真菌毒素的数量，促进躯体加强对营养物质的集中消化吸收，使自身脱毒净化调节进程未受干扰，避免了霉菌毒素经食物链的传播；
⑥不受气候影响，使适时收割变得可能，且显著缩短风干/晾晒时间，无需考虑干物质含量是否已经达标即可立即青贮。
本发明的第二个目的在于提供一种青贮饲料用复合酸度调节剂的使用方法，本发明的一种青贮饲料用复合酸度调节剂为澄清液体，其作为青贮饲料添加剂使用的添加量为2-5L/吨青贮原料。所述的青贮原料包括各类牧草及谷物。
具体实施方式
下面结合实施例详细介绍本发明，所述的实施例用来理解而并非限制本发明。
实施例1：
本实验例为实施一种青贮饲料用复合酸度调节剂对苜蓿青贮发酵品质的影响，以及有氧稳定性的影响。青贮饲料用复合酸度调节剂的组成和重量比为丙酸60%、甲酸10%和苯甲酸钠30%。按本发明提供的上述原料组成及重量比例，先准确称取丙酸投入不锈钢316L反应釜内，在常压、80-900C和反应釜转轴转速200rpm条件下缓慢均匀的将苯甲酸钠投入，经充分溶解、化学反应1-1.5h后再将甲酸投入，继续溶解、化学反应0.5-1h直至混合液成为均一性澄清溶液，即制得本发明青贮饲料用复合酸度调节剂产品。
本试验将初花期苜蓿刈割后切短至3cm左右，试验随机分为5个处理，即①阴性对照：紫花苜蓿（不添加任何青贮添加剂）；②乳酸菌组：紫花苜蓿+50g乳酸菌/吨；③甲酸组：紫花苜蓿+5L甲酸/吨；④甘蔗糖蜜组：紫花苜蓿+20L甘蔗糖蜜/吨；⑤复合酸度调节剂组：紫花苜蓿+3L/吨复合酸度调节剂，每处理6个重复，每重复10kg。
1、材料与方法
1.1青贮原料
人工栽培的紫花苜蓿为青贮原料，初花期刈割，并切短至3cm左右。
1.2青贮添加剂
乳酸菌、甲酸、甘蔗糖蜜，以及复合酸度调节剂（本发明提供）。
1.3试验设计
本试验共分为4个处理，每处理6个重复，每重复10kg，试验各处理为：
①阴性对照：紫花苜蓿（不添加任何青贮添加剂）；
②乳酸菌组：紫花苜蓿+50g乳酸菌/吨；
③甲酸组：紫花苜蓿+5L甲酸/吨；
④甘蔗糖蜜组：紫花苜蓿+20L甘蔗糖蜜/吨；
⑤复合酸度调节剂组：紫花苜蓿+3L/吨复合酸度调节剂。
1.4试验方法
1.4.1青贮制作
青贮收割机刈割初花期紫花苜蓿并将水分自然凋萎至65-70%（收割后晾晒约1-2h），然后用青贮专用切碎机将紫花苜蓿切短至约3cm左右的草段，同时用喷淋系统按设定的添加比例将各添加剂均匀喷洒至青贮苜蓿表面，混合均匀后装入青贮桶内并机械压实，每桶10kg，密封贮存发酵45天后每处理取3个重复开窖取样进行感官评定及理化指标分析，并于青贮发酵的第90天取每处理另3个重复测定青贮开窖后的有氧稳定性。
1.4.2测定项目与方法
①感官评定：根据农业部“青贮饲料质量标准”，从青贮饲料的气味、颜色、质地等进行感官评定。
②pH值测定：青贮发酵后随机取10g青贮饲料，加入90ml蒸馏水，匀浆处理3-5min，先用4层粗纱布粗滤，然后再用定性滤纸精滤后测定滤液pH值。滤液须-200C密封保存，待测有机酸和氨态氮；
③乳酸、乙酸、丙酸和丁酸采用高效液相色谱法（HPLC）进行测定；
④氨态氮（NH3-N）：采用苯酚--次氯酸比色法测定；
⑤在青贮90天后，进行有氧稳定性的测定。有氧稳定性定义为青贮饲料在空气中暴露后其中心温度比外界温度高出20C所需要的小时数。将样品放置在室温（250C左右），温度测定利用热电偶原理，采用ZDR 温湿度记录仪，将各记录仪的热电偶置于青贮样品中心处，每半小时自动记录青贮饲料中心处的温度。
1.4.3数据分析
试验数据采用SPSS16.0统计软件进行方差分析和多重比较。
2．结果与分析
2.1青贮苜蓿的感官评定
见表1。表1为青贮苜蓿的感官评定表。
| 组 别 | 感官评定 |
| 阴性对照 | 腐败味，暗褐色，质地腐烂发粘结块，品质劣等 |
| 乳酸菌组 | 腐败味，暗褐色，质地腐烂发粘结块，品质劣等 |
| 糖 蜜 组 | 腐败味，暗褐色，质地腐烂发粘结块，品质劣等 |
| 甲 酸 组 | 刺鼻酸味，淡黄褐色，质地略带粘性，品质一般 |
| 试 验 组 | 舒适感酸香味，亮黄色，质地松散柔软不粘手，叶片及茎秆结构完整，纹理清晰，品质优良 |
根据农业部“青贮饲料质量标准”感官评定而言，阴性对照、乳酸菌组和糖蜜组青贮苜蓿均呈暗褐色，质地腐烂和发粘结块，具显著腐败味，发酵品质劣等；甲酸组呈淡黄褐色，具刺鼻酸味，质地略带粘性，发酵品质一般；本发明提供的复合酸度调节剂组青贮饲料呈亮黄色，质地松散柔软不粘手，叶片及茎秆结构完整，纹理清晰，表明其发酵品质优良。
2.2青贮苜蓿的发酵品质
见表2。表2为青贮苜蓿的发酵品质表。
备注：同列肩标有相同字母者差异不显著（P＞0.05），相邻字母者差异显著（P<0.05），相间字母者差异极显著（P<0.01）。
试验结果表明，阴性对照组和糖蜜组pH值最高，试验组pH值最低，其次为甲酸组，两者之间差异显著（P＜0.05）；乳酸含量试验组最高，其次为甲酸组（P＜0.05），试验组与其它各组间差异极显著（P＜0.01）；丙酸含量乳酸菌组最高，其次为阴性对照组和糖蜜组，验组和甲酸组最低（P＜0.01）；丁酸含量试验组最低，其与各组间差异极显著（P＜0.01），糖蜜组丁酸含量最高，其次为阴性对照和乳酸菌组，两者丁酸含量相当（P＞0.05）；NH3-N/TN阴性对照组明显高于其它各组（P＜0.05）或（P＜0.01），试验组最低，甲酸组次之，两组间差异极显著（P＜0.01）。
2.3青贮苜蓿的有氧稳定性
见表3。表3为青贮苜蓿的有氧稳定性表。
| 组 别 | 有氧稳定性（h） |
| 阴性对照 | 48 |
| 糖 蜜 组 | 52 |
| 乳酸菌组 | 55 |
| 甲 酸 组 | 115 |
| 试 验 组 | 226 |
试验结果表明，阴性对照组、糖蜜组和乳酸菌组有氧稳定性近似，分别为48h、52h和55h，三组间无显著差异；甲酸组有氧稳定性为115h，试验组稳定性最高，达226h，显著高于其它各组。
3．结论
3.1紫花苜蓿作为主要的蛋白类牧草其可溶性糖分含量低，缓冲能力强，直接青贮或单纯添加乳酸菌或糖蜜很难起到发酵助剂的作用，苜蓿青贮发酵品质无明显改善。
3.2紫花苜蓿青贮过程添加甲酸相对于直接青贮酵或添加乳酸菌、糖蜜青贮，在一定程度上可以提高紫花苜蓿青贮的发酵品质，但改善程度有限，由于发酵产生的乙酸、丁酸和NH3-N/TN含量较高，因此，发酵的紫花苜蓿品质较差，腐败味较重，营养物质损失严重。
3.3添加本发明的复合酸度调节剂可有效解决紫花苜蓿青贮的难题，显著改善和提高了紫花苜蓿青贮发酵品质，有效避免了青贮不良发酵过程产生大量的乙酸、丁酸及NH3-N/TN，气味芳香无腐败，质地松散柔软，叶片及茎秆结构完整，纹理清晰，适口性好，营养物质损失少。
3.4添加本发明的复合酸度调节剂可有效解决紫花苜蓿青贮开窖后的二次发酵问题，具有较好的有氧稳定性，有效阻止了青贮苜蓿在使用过程中的发霉变质现象。
本发明人对本发明提供的复合酸度调节剂同时在白三叶、红三叶、黑麦草、玉米整株，以及玉米秸秆等牧草及谷物上开展了单一青贮试验，同时将其应用于豆科牧草与其它牧草或谷物的混合青贮青贮过程，均得到近似的结果。
实施例2：
本发明青贮饲料用复合酸度调节剂的组成和重量百分比为丙酸65%、苯甲酸钠30%、甲酸5%。
实施例1和实施例2制得的青贮饲料用复合酸度调节剂的物理化学特性为：a.密度范围为1.05-1.16g/cm3；b. pH范围为3.2-3.5；c. 1%水溶液pH为3.5+0.2；0.5%水溶液pH为3.6+0.2。
实施例3：
本发明青贮饲料用复合酸度调节剂的组成和重量百分比为丙酸50%、苯甲酸钠25%、水25%，获得的青贮饲料用复合酸度调节剂的物理化学特性为：a.密度范围为1.02-1.15g/cm3；b.pH范围为4.1-4.5；c.1%水溶液pH为4.0+0.2；0.5%水溶液pH为3.5+0.2。
Claims (8)
1.一种青贮饲料用复合酸度调节剂，其特征在于：所述的青贮饲料用复合酸度调节剂的组成和重量百分比为丙酸50-65%、甲酸5-10%、苯甲酸钠20-30%、水为0-25%。
2.根据权利要求1所述的一种青贮饲料用复合酸度调节剂，其特征在于：所述的青贮饲料用复合酸度调节剂的组成和重量百分比为丙酸60%、甲酸10%、苯甲酸钠30%。
3.根据权利要求1所述的一种青贮饲料用复合酸度调节剂，其特征在于：所述的青贮饲料用复合酸度调节剂的组成和重量百分比为丙酸65%、苯甲酸钠30%、甲酸5%。
4.根据权利要求1所述的一种青贮饲料用复合酸度调节剂，其特征在于：所述的青贮饲料用复合酸度调节剂的组成和重量百分比为丙酸50%、苯甲酸钠25%、水25%。
5.根据权利要求2或3所述的一种青贮饲料用复合酸度调节剂，其物理化学特性：
密度1.05-1.16g/cm3；
pH值3.2-3.5。
6.根据权利要求4所述的一种青贮饲料用复合酸度调节剂，其物理化学特性：
密度1.02-1.15g/cm3；
pH值4.1-4.5。
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的青贮饲料用复合酸度调节剂，其特征在于：所述的青贮饲料用复合酸度调节剂为均一性液体。
8.一种含有权利要求1～4中任意一项所述青贮饲料用复合酸度调节剂的使用方法，其特征在于所述的复合酸度调节剂用于各类青贮饲料酸度调节，其在青贮饲料中的添加量为2～5L/吨。
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