CN103652458B - 利用玉米秸秆发酵生产奶牛饲料的方法 - Google Patents

Abstract

利用玉米秸秆发酵生产奶牛饲料的方法，将晒干的玉米秸秆粉碎后进行预处理，然后向经过预处理的玉米秸秆粉碎料中加入营养液，混合搅拌后接种发酵菌液进行发酵后即制得成品，所述预处理依次为稀硫酸和高温蒸汽处理。本发明的发酵玉米秸秆饲料具有营养全面、色泽好、酸香味浓厚、适口性好的优点，奶牛的采食量明显提高，而且饲料中的有益微生物可以改善瘤胃微生物的生存环境，调节微生物的生长和繁育，使整个瘤胃微生物处于一种正常快速发展的状况，保证了瘤胃微生物的健康即保障了奶牛机体的健康，也为奶牛机体提供了免疫物质，提高了奶牛抗应激的能力和对疾病的抵抗力。

Description

利用玉米秸秆发酵生产奶牛饲料的方法

技术领域

本发明涉及到植物秸秆发酵制备饲料领域，具体的说是利用玉米秸秆发酵生产奶牛饲料的方法。

背景技术

发酵玉米秸秆饲喂奶牛在国内已有一些小规模应用。但由于玉米秸秆中纤维素微晶结构的存在和半纤维素-木质素层对纤维素的包围与粘合作用，水分难以渗入，纤维素酶不能与基质充分接触，作用缓慢，影响了纤维素的酶解率、奶牛消化率和菌体蛋白转化率。同时，纤维素酶生产成本高，生产技术不成熟，酶解效率低等因素也影响了纤维素的利用。发酵玉米秸秆研究中用以生产的单一菌种的酶系不全、活性低、降解效果不理想及易受降解产物阻遏的原因，使得玉米秸秆发酵技术大部分还处于研究过程之中。提高菌种酶产量、活力和稳定性、改变玉米秸秆纤维材料的结构，提高对酶的敏感性，设计合理的发酵工艺路线，是玉米秸秆发酵研究中的重点内容。

发明内容

为解决玉米秸秆在制备饲料时纤维素不能很好地酶解的问题，本发明提供了一种利用玉米秸秆发酵生产奶牛饲料的方法。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案为：利用玉米秸秆发酵生产奶牛饲料的方法，将晒干的玉米秸秆粉碎至20目后进行预处理，然后向经过预处理的玉米秸秆粉碎料中加入营养液，混合搅拌后接种发酵菌液进行发酵后即制得成品，所述预处理包括两步，先选用浓度为7-9%的稀硫酸按照1：20的重量比加入到玉米秸秆粉碎料中反应70-74小时，然后再使用温度为100-120℃、压力为6.86×10^-3MPa的高温蒸汽处理40-60min。

所述营养液由磷酸二氢钾、硫酸镁、硫酸铵和氯化钙加入到去离子水中配制而成并经过120-125℃的高温灭菌方可使用，其中，营养液中各组分的含量分别为磷酸二氢钾0.1-0.3mg/mL、硫酸镁0.1-0.3mg/mL、硫酸铵150-250mg/mL和氯化钙0.5-0.7mg/mL；

所述发酵菌液为康宁木霉菌液、热带假丝酵母菌液、产阮假丝酵母菌液和枯草芽孢杆菌菌液。

所述营养液按照1:37-43的重量比加入到玉米秸秆粉碎料，然后调节pH值至6.3；

所述发酵菌液接种到加入营养液的玉米秸秆粉碎料中的次序为：先接种10%的康宁木霉菌液，在37℃的条件下发酵4天后，高温灭活，调节pH值为5，然后再向其中依次接种10%的产阮假丝酵母菌液、10%的热带假丝酵母菌液和10%的枯草芽孢杆菌菌液，并在37℃的条件下发酵6天后，采用低温管束烘干至水分含量10%即制得产品。

本发明中，采用稀硫酸处理的主要目的是转化半纤维素，使纤维素更易被酶解，酸处理有稀酸处理和浓酸处理两种，浓酸处理可以在室温下进行，可以得到较高的糖产量，但是浓缩处理过程产生抑制因子，影响后续反应，加上样品中较高浓度的酸和设备腐蚀等问题，极大地限制了其在实际生产中的应用；

采用高温水蒸汽处理过程中，原料中的半纤维素首先释放出来，接着部分木质素也开始溶解，秸秆中的木质素软化或部分水解，在处理过程中，部分纤维素水解会形成酸，这些酸的形成进一步促进了半纤维素的水解。

本发明先接种康宁木霉、发酵一段时间后再接种其它的菌种，其主要目的是康宁木霉的发酵分解木质素和纤维素，从而为后续的发酵提供碳源，从而优化发酵工艺、提高了发酵效率和发酵效果。

本发明所用到的菌种均采用市场上购得的菌种，本发明的技术方案不依赖菌种的特定菌株，经多次试验，从不同保藏机构和生物制品企业购得菌种均能达到预定效果。

有益效果：通过本发明制成的发酵玉米秸秆饲料配合少量精料饲喂奶牛，在水分含量较高情况下，饲料没有霉变并产生一定的酸香气味，成为奶牛喜食的原料。被奶牛采食后，可使胃内pH值下降，从而激活胃蛋白酶原转化为胃蛋白酶，促进蛋白质的分解，降低胃肠蠕动，减缓排空时间，从而提高消化吸收率。发酵玉米秸秆的益生菌总数很大。发酵时饲料呈中性，饲料颗粒间残存有氧气，很适合霉菌、酵母菌和部分好氧细菌的生长。随着氧气的消耗和部分好氧细菌发酵产酸，降低了饲料的pH值，霉菌的生长受到了严重的抑制，随着厌氧程度的加强，产酸菌大量增殖，在数量上逐渐形成绝对优势，其它微生物的生长受到抑制，当pH值下降到一定程度以后，产酸菌的活动也受到了抑制，延长了饲料保存时间。发酵玉米秸秆中的大分子物质如纤维素、木质素等降解为动物易于消化吸收的糖，有效地促进奶牛对各种营养物质的吸收和利用；

本发明的发酵玉米秸秆饲料具有营养全面、色泽好、酸香味浓厚、适口性好的优点，奶牛的采食量明显提高，而且饲料中的有益微生物可以改善瘤胃微生物的生存环境，调节微生物的生长和繁育，使整个瘤胃微生物处于一种正常快速发展的状况，保证了瘤胃微生物的健康即保障了奶牛机体的健康，也为奶牛机体提供了免疫物质，提高了奶牛抗应激的能力和对疾病的抵抗力。

附图说明

图1为采用本发明制得产品进行实验所得数据；

图2为采用常规产品进行实验所得数据。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的阐述。

利用玉米秸秆发酵生产奶牛饲料的方法，包括以下步骤：

1）将晒干的玉米秸秆粉碎至20目或者20目以下形成玉米秸秆粉碎料；

2）向玉米秸秆粉碎料中按重量比1：20的比例加入质量浓度7-9%的稀硫酸并混合反应70-74小时，然后再使用温度为100-120℃、压力为6.86×10^-3MPa的高温蒸汽处理40-60min即完成预处理过程；

3）配制营养液，该营养液由磷酸二氢钾、硫酸镁、硫酸铵和氯化钙加入到去离子水中配制而成并经过120-125℃的高温灭菌方可使用，其中，各组分的含量分别为磷酸二氢钾0.1-0.3mg/mL、硫酸镁0.1-0.3mg/mL、硫酸铵150-250mg/mL和氯化钙0.5-0.7mg/mL；

4）将步骤3）中配制的营养液和步骤2）中预处理过的玉米秸秆粉碎料按照1:37-43的重量比混合并调节pH值至6.3，然后向其中接种10%的康宁木霉菌液，在37℃的条件下发酵4天后，高温灭活，调节pH值为5，再向其中依次接种10%的产阮假丝酵母菌液、10%的热带假丝酵母菌液和10%的枯草芽孢杆菌菌液，并在37℃的条件下发酵6天后，采用低温管束烘干至水分含量10%即制得产品。

采用本发明制得的饲料与常规方式制得的饲料进行饲养奶牛对比实验，实验结果如附图1和附图2所示：

由附图可知，试验期间试验组比对照组头均日产奶量增加2.33kg，差异显著（P＜0.05），产奶量提高4.7%，试验组比对照组在30d的试验期内总产奶量增加10485kg（按每组都为151只计算），经济效益显著提高。试验期间，由于天气逐渐变热，产奶量较低，且正在逐渐下降，而饲喂发酵饲料的奶牛产奶量下降幅度较小，甚至出现继续增加的现象，说明发酵玉米秸秆具有抗热应激的作用，而且可以看出试验组的产奶水平比对照组高，表现出较高的增加水平。

同时，试验组牛奶的乳脂率、乳蛋白和全乳固体含量均有所提高，乳蛋白含量提高4.1％，差异显著（P＜0.05）；全乳固体含量提高率较低，只有0.4％，但经t检验进行分析差异显著(P＜0.05)；试验组和对照组乳脂率分别为4.01%和3.63%，差异不显著（P＞0.05）。可见，饲喂发酵玉米秸秆对牛奶的乳蛋白含量影响最为显著。

鲜奶中的乳脂、乳蛋白、全乳固体含量受控于遗传因素和环境因素。正常情况下，奶产量提高伴随着乳成分含量的下降，本试验中试验奶牛因饲喂发酵玉米秸秆，奶产量明显提高，同时乳脂、乳蛋白及全乳固体含量有升高的趋势。究其原因，发酵玉米秸秆中的大分子物质如淀粉、蛋白质等降解为动物易于消化吸收的糖、氨基酸等，有效地促进奶牛对各种营养物质的吸收和利用。

发酵玉米秸秆，具有营养全面、色泽好、酸香味浓厚、适口性好的优点，奶牛的采食量明显提高，而且饲料中的有益微生物可以改善瘤胃微生物的生存环境，调节微生物的生长和繁育，使整个瘤胃微生物处于一种正常快速发展的状况，保证了瘤胃微生物的健康即保障了奶牛机体的健康，也为奶牛机体提供了免疫物质，提高了奶牛抗应激的能力和对疾病的抵抗力。

发酵玉米秸秆的生产成本仅2274.69元/吨，适合高、中、低端各类型奶牛养殖客户。

Claims (1)

1.利用玉米秸秆发酵生产奶牛饲料的方法，将晒干的玉米秸秆粉碎至20目后进行预处理，然后向经过预处理的玉米秸秆粉碎料中加入营养液，混合搅拌后接种发酵菌液进行发酵后即制得成品，其特征在于：所述预处理包括两步，先选用浓度为7-9%的稀硫酸按照1：20的重量比加入到玉米秸秆粉碎料中反应70-74小时，然后再使用温度为100-120℃、压力为6.86×10^-3MPa的高温蒸汽处理40-60min；

所述营养液由磷酸二氢钾、硫酸镁、硫酸铵和氯化钙加入到去离子水中配制而成并经过120-125℃的高温灭菌方可使用，其中，营养液中各组分的含量分别为磷酸二氢钾0.1-0.3mg/mL、硫酸镁0.1-0.3mg/mL、硫酸铵150-250mg/mL和氯化钙0.5-0.7mg/mL；

配制好的营养液按照1:37-43的重量比加入到玉米秸秆粉碎料，然后调节pH值至6.3；

所述发酵菌液为康宁木霉菌液、热带假丝酵母菌液、产阮假丝酵母菌液和枯草芽孢杆菌菌液；

所述发酵菌液接种到加入营养液的玉米秸秆粉碎料中的次序为：先接种10%的康宁木霉菌液，在37℃的条件下发酵4天后，高温灭活，调节pH值为5，然后再向其中依次接种10%的产阮假丝酵母菌液、10%的热带假丝酵母菌液和10%的枯草芽孢杆菌菌液，并在37℃的条件下发酵6天后，采用低温管束烘干至水分含量10%即制得产品。