专利名称：：利用含植物纤维的原料生产饲料的方法
技术领域：
：本发明涉及一种饲料的生产方法，特别是涉及一种利用含植物纤维的原料生产饲料的方法。技术背景纤维素、半纤维素和木质素等植物纤维类物质，普遍存在于植物当中，由于它们本身的特性，如果作为饲料，其被吸收利用的比率非常低，因此常被当作垃圾而遭废弃。仅拿一年生禾本科玉蜀黍属植物玉米为例，该作物的生命力非常顽强，除极端沙土和黏土外，均可栽培。调査表明，每生产100公斤的玉米，会产生17.5公斤的玉米耳(玉米包皮)及玉米须，100公斤的玉米秆和41公斤的玉米芯。计算可知，玉米秆和玉米芯等副产品的总量为主产量的158.5%，是相当惊人的一个数字。但一般情况下，由于玉米秆和玉米芯的成分很难被利用，因此它们往往被当作了废弃物，其价值仅为主产物的3.4%。目前，由于玉米与黄豆等粮食产品的价格不断提高，有人提出，将一些富含纤维素的植物加工副产品添加到动物饲料当中。但是，其效果并不理想。因为，在饲料中直接添加富含纤维素的植物加工副产品，虽然词料的成本可以得到降低，但由于动物对这些植物加工副产品的消化利用率较低，致使饲养成本并没有得到相应的同步降低，其直接导致的后果就是幼小动物育成率下降，肥育期禽畜的增肥效果较差，因此使用量受到了很大限制。当前仅少部分用于与苜蓿混合在一起，制成块，供给牛、羊、马等牲畜食用。世界能源短缺使应用酵母菌或其它特殊微生物将高淀粉谷物转化成酒精等来提供能源的技术方案应运而生，相应的，其带来的副产品怎样加以利用也成为了刻不容缓需要解决的问题。对于盛产玉米、高梁、水稻、小麦、大麦、树薯的国家来说，富含植物纤维的副产品非常繁多，如稻秆、玉米秆、高粱秸秆、麦秆及林业加工厂的木屑等废弃物，其原料成本较低，且不受粮食供应及价格影响，具有非常大的开发价值。如何提高高纤维谷物一玉米秸秆等废弃物的利用价值将是未来的一大商机，而提高植物纤维的消化率，首先要将其转化成寡糖或单糖。微生物是自然界分解植物纤维素的酶最大的来源，目前工业用酶生产所用的材料一般均来自微生物。
发明内容本发明的目的是提供一种利用含植物纤维的原料生产饲料的方法。本发明所提供的利用含植物纤维的原料生产词料的方法，是将地衣芽孢杆菌(5flc/〃^"ctem:/bm^)BL57CGMCCW.2277和/或地衣芽孢杆菌(5ac/〃ws//c/zew/om^)BL54CGMCCW2.2276接种到含植物纤维的原料中，在30-5(TC发酵，干燥得到饲料。所述方法中，所述发酵pH值为6-9，优选为pH6.5。所述方法中，所述发酵温度优选为45°C。所述方法中，所述含植物纤维的原料可为含植物纤维的农业废弃植物组织或工业废弃物，如植物秸秆、植物叶片、工业发酵废弃物如酒糟等原料。所述方法中，所述地衣芽孢杆菌(5""'〃^//<:/^"^0^^)BL57CGMCCW2.2277或地衣芽孢杆菌(5ac/〃w//c/zem/onm's)BL54CGMCCW2.2276的接种量可为106cfu/g原料以上，优选为1(^一10、fU/g原料。所述方法中，所述发酵时间可为24—48小时。所述地衣芽孢杆菌(5a"7/w"c/ze刚/om^)BL54CGMCCJV"2.2276，分离自自台湾省台中县土壤样本，已于2007年11月30日保藏于中国微生物菌种保藏管委理员会普通微生物中心(简称CGMCC，地址为中国北京市朝阳区大屯路)，保藏号为CGMCC2276。地衣芽孢杆菌(5ac/〃uy//c/^m/w7m's)BL57CGMCCJ^.2277，分离自自台湾省台中县土壤样本，已于2007年11月30日保藏于中国微生物菌种保藏管委理员会普通微生物中心(简称CGMCC，地址为中国北京市朝阳区大屯路)，保藏号为CGMCCJVf2.2277。通过酶活性鉴定，表明地衣芽孢杆菌(5""7/wj//c/2em/0rw/力BL54CGMCCW2.2276和地衣芽孢杆菌(5ac/〃ws//c/zem/onrn:)BL57CGMCC2277均具有纤维素水解酶活性、蛋白水解酶活性和淀粉酶活性。本发明的方法，利用植物秸秆等农业废弃物以及工业发酵工艺废弃物(如酒糟)用地衣芽孢杆菌(5ac/肠//c/zemybnm、)BL57、地衣芽孢杆菌(5"c/肠//c/zem/o/7mS)BL54进行发酵，制成饲料，充分利用了废弃物，将废弃物中的纤维素大量转换成还原糖(转换率达90%)，不仅大大增加了废弃物的利用价值，而且制成的饲料具有利于消化、营养全面等功效。以地衣芽胞杆菌发酵的优点有地衣芽胞杆菌为好气性杆菌，生长快速并分泌多种酵素可以分解纤维废弃物、蛋白质及淀粉等，进一步转换为可利用醣类。此外本菌为环境来源细菌，非病原菌且无病原危害，对于食品安全无虞。具体实施方式下述实施例中的方法，如无特别说明，均为常规方法。下述实施例中的百分含量，如无特别说明，均为质量百分含量。本发明的方法利用了两个菌株，分别为地衣芽孢杆菌(5fl"7/z//c;^m/orm&)BL54CGMCCWs.2276和地衣芽孢杆菌(Bac/〃w//c/jem/om^)BL57CGMCCW.2277，获得方法如下所述自台湾省台中县土壤样本三处不同位置各取一克土壤，分别加入10mlTrypticaseSoyBroth(TSB培养液)(每升含有胰蛋白胨(Tryptose)20.0g，葡萄糖(Dextrose)1.0g，磷酸氢二钠(DisodiumPhosphate)2.0g，硝酸钾(PotassiumNitrate)1.0g)中震荡混合均匀后，分别用Mandels-Reese培养基(每升含有蛋白胨(Peptone)1.0g，羧甲基纤维素(CMC,Carboxymethylcellulose)10.0g，(NH4)2S041.4g，Urea0.3g，K2HP042.0g，CaCl2.H200.4g，MgS04.7H200.3g，FeS04.7H205.0mg，MnS04.H201.6mg，ZnS04.7H201.4mg，CoCl2.7H202.0mg，将pH调至7.0，固态培养基则加入1.5%Agar)进行10倍梯度稀释至10_1()分别分装入4支稀释管中，将每个梯度稀释液分别培养于30°C、40°C、5(TC不同温度培养24小时，进行具有纤维酶活性菌的初步增菌筛选。再自各稀释管取100pi至TSA(Trypticsoyagar,Difco,Sparks,U.S.A.)平板上，并以L型玻棒涂抹均匀，同样分别置于30。C、4(TC、5(TC培养24小时后，再以随机选取方式挑取单一菌落至一新的TSA上，并以三步法划开，重复纯化继代三次以后，于4(TC平板上获得两株具有纤维酶活性和蛋白酶活性的菌株，即为地衣芽孢杆菌(B^///^//c/2em/w7mS)BL54CGMCCJ^.2276和地衣芽孢杆菌(5ac"/w"c/^m/wvm's)BL57CGMCCW2.2277。地衣芽孢杆菌(5a"7/us/Zc/^m/onm;s)BL54CGMCCW2.2276的生理生化特征如表1所示表1、地衣芽孢杆菌(万a"7/w//c/zem/w7m'"BL54的生理生化特征<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>+<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2中，-:阴性；+:阳性；(+):弱阳性；ND:未鉴定；通过酶活性鉴定，表明地衣芽孢杆菌(5ac/〃w//cfem/wvm;OBL57CGMCCJ^.2277具有纤维素水解酶活性、蛋白水解酶活性和淀粉酶活性。地衣芽孢杆菌(5ac/〃ws/fc/zem/wm")BL57CGMCCWe.2277，已于2007年11月30日保藏于中国微生物菌种保藏管委理员会普通微生物中心(简称CGMCC，地址为中国北京市朝阳区大屯路)，保藏号为CGMCC処.2277。实施例1、利用含植物纤维的原料生产饲料的方法及其效果检测本实施例用地衣芽孢杆菌(Sac/〃wW/c/zem/onm's)BL54CGMCCWs.2276,以葵花盘粉、麦杆、绿豆杆粉、谷子杆粉、向日葵杆粉、玉米芯粉、玉米杆或酒糟为原料，进行发酵生产饲料，具体方法如下所述用500ml烧杯装原料，分别秤10g葵花盘粉、麦杆、绿豆杆粉、谷子杆粉、向日葵杆粉、玉米芯粉、玉米杆或酒糟为原料，分别向各个烧杯中加入10、fu/g原料的地衣芽孢杆菌(Bac/〃船//c/7em/0nw&)BL54CGMCCW2.2276，并加入50ml去离子水(ddwater，DDW)，混合均匀后，调节pH值为6.5，静置于45。C恒温箱，发酵24小时。将发酵后的葵花盘粉、麦杆、绿豆杆粉、谷子杆粉、向日葵杆粉、玉米芯粉、玉米杆或酒糟平铺在不锈钢盘上，厚度愈薄愈好，置60。C烘箱吹风烘干，至水分含量为8%以下。用电动粉碎机粉碎即为饲料的原料，可用于猪鸡牛羊全价料中取代玉米粉(淀粉)原料。发酵前后，分别按照下述方法测定原料发酵前后成分(1)粗蛋白含量的分析将样品粉末精称0.5克，放入分解管中，并加入15ml浓硫酸(8mol/L)及1颗催化剂(Kjeltabcatalyst)，以粗蛋白测定仪(B-435，BUchi,Switzerland)加热消化分解2小时，至溶液澄清为止。冷却后，加入50ml蒸馏7K，以粗蛋白蒸馏装置(B-316,Biichi,Switzerland)蒸馏消化液，并以50ml的质量百分浓度为4%硼酸溶液加入2滴混合指示剂(methylred:methylblue=3:2)做为接收液，蒸馏时间为5分钟，再以0.1mol/LHCl溶液滴定接收液，当颜色由翠绿色变为淡粉红色时即为滴定终点。纪录HC1溶液滴定量，并以下面公式计算粗蛋白含量(％)。实验重复性每个试样取两平行样进行测定，以其算术平均值为结果；当粗蛋白质质量含量在25%以上，允许相对偏差为1%;当粗蛋白质质量含量在10-25%，允许相对偏差为2%;当粗蛋白质质量含量在10%以下，允许相对偏差为3%。(a—b)x6.25x0.0014x(HC1标定浓度/O.l)粗蛋白含量(％)=-x100(式I)样品重式I中，a:以0.1mol/LHCl溶液滴定样品所用的毫升数；b:以0.1mol/LHCl滴定空白所用的毫升数；6.25:含氮系数；0.0014:1ml0.1mol/LHC1溶液相当于0.0014g的氮量；HC1标定浓度/0.1:0.1mol/LHCl溶液的力价。(2)粗脂肪含量的分析将样品粉末精称l克，包裹入已恒重的滤纸(WhatmanNo.l)，再放入Soxhlet装置的回流冷凝管中，以无水乙醚以回流萃取8小时后，取出滤纸，置于抽气柜中使乙醚挥发，再以红外线水分测定仪(IR-200,DernerInstrumentCompany,USA)快速将滤纸干燥至恒重并记录重量，最后以下面公式计算粗脂肪含量(％)。(样品原重一去除脂肪后样品重)粗脂肪含量(％)=-x100样品原重(3)水分含量测定秤取试样约5公克置于秤量瓶内，在105'C至ll(TC干燥箱内烘干，至恒量后秤量，其减量即为水分。水分(。/。)二(A/B)x100A二烘干减量(g)，B二试样重量(g)或以红外线水分测定仪(IR-200,DenverInstrumentCompany,USA)测定其水分含量，并将24小时的数据平均后，得到粪便的水分含量(％)。(4)粗纤维含量测定秤取试样2g，以乙醚抽取后与石棉0.5g同置一烧瓶中，加200ml硫酸液(烧瓶与冷却器直接)随即加热，须1分钟内使瓶中溶液沸腾，每隔5分钟转动烧瓶一次，俾瓶内溶液能够充分混合，并须注意瓶内液面上，不可粘有试样。吹入空气以除泡沫，煮沸30分钟后以置石棉薄层的古氏坩埚滤之，用沸水冲洗，至不含酸性为止，次用氢氧化钠溶液200ml，将沉淀物及石棉洗回烧瓶中，与冷却器连接后煮沸30分钟移开烧瓶，再用原来之古氏坩埚过滤，用沸水冲洗至不含酸性为止，再用95%酒精15ml，然后用乙醚10ml洗涤之。置古氏坩埚及其内容于烘箱中以温度110±2'C烘干，待冷却后秤之。再移于烧灰炉上烧约至红烧约20分钟以除去碳，冷却后再秤之，计算所损失之重量，即为粗纤维量。粗纤维(％)=(A/B)xlOOA二灰分减量(g)，B二试样重量(g)(5)粗灰分测定秤量试样5至10g于瓷坩埚中，于600°C温度灼热至恒重，所残留之量即为粗灰分。粗灰分(％)=(A/B)xlOOA二残留物重量(g)，B二试样重量(g)(6)发酵后糖类生成分析测定方法以Miller,1959所开发之DNS还原糖测定法测定，并以葡萄糖制备标准曲线进行比对。总还原糖量为1克原料所含还原糖量，经公式换算求得酶作用释放的还原糖量(释放还原糖量=实验组(发酵后原料)还原糖量一对照组(未发酵原料)还原糖量)，并以各原料原始还原糖量作为对照，以检测其利用率和作用效力。葵花盘粉、麦杆、绿豆杆粉、谷子杆粉、向日葵杆粉、玉米芯粉、玉米杆或酒糟原料主要成份，纤维含量分析结果如下表3所示表3.原料发酵前成分<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>不同原料处理后还原糖产生量如表4所示。表4中的还原糖增长率计算公式为:(发酵后的总还原糖含量一发酵前的总还原糖含量)还原糖增长率(％)=-x100发酵前的总还原糖含量表4.不同原料经发酵处理后得到的饲料的还原糖产生量<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>*作用效力以玉米粉原始还原糖量为100%，将原料发酵作用后的总还原糖量除以玉米粉还原糖量(123mg)即得。实施例2、利用含植物纤维的原料生产饲料的方法及其效果检测本实施例用地衣芽孢杆菌(Bac/〃w//cAem/w7m;s)BL57CGMCCW2.2277，以葵花盘粉、麦杆、绿豆杆粉、谷子杆粉、向日葵杆粉、玉米芯粉、玉米杆或酒糟为原料，进行发酵生产饲料原料，具体方法如下所述用500ml烧杯装原料，分别秤10g葵花盘粉、麦杆、绿豆杆粉、谷子杆粉、向曰葵杆粉、玉米芯粉、玉米杆或酒糟为原料，分别向各个烧杯中加入10、fU/g原料的地衣芽孢杆菌(5ac/〃w//c/^m/om^)BL57CGMCCW2.2277，并加入50ml去离子水，混合均匀后，调节pH值为6.5，静置于45。C恒温箱，发酵36小时。将发酵后的葵花盘粉、麦杆、绿豆杆粉、谷子杆粉、向日葵杆粉、玉米芯粉、玉米杆或酒糟平铺在不锈钢盘上，厚度愈薄愈好，置60。C烘箱吹风烘干，至水分含量为8%以下。用电动粉碎机粉碎即为饲料的原料，可用于猪鸡牛羊全价料中取代玉米粉(淀粉)原料。葵花盘粉、麦杆、绿豆杆粉、谷子杆粉、向日葵杆粉、玉米芯粉、玉米杆或酒糟原料，其主要成份、纤维含量分析结果如表3所示，按照实施例l所述的方法计算不同原料经发酵处理后还原糖产生量，结果表5所示，表5中的还原糖增长率计算公式为(发酵后的总还原糖含量—发酵前的总还原糖含量)还原糖增长率(％)=-x100发酵前的总还原糖含量表5.不同原料经发酵处理后得到的饲料的还原糖产生量<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>*作用效力以玉米粉原始还原糖量为100%，将原料发酵作用后总还原糖量除以玉米粉还原糖量(123mg)即得。实施例3、利用含植物纤维的原料生产词料的方法及其效果检测本实施例用地衣芽孢杆菌(5^/〃^/^/^刚/0，/5)BL54CGMCC葵花盘粉、麦杆、绿豆杆粉、谷子杆粉或向日葵杆粉为原料，进行发酵生产饲料，具体方法如下所述用500ml烧杯装原料，分别秤10g葵花盘粉、麦杆、绿豆杆粉、谷子杆粉、向日葵杆粉、玉米芯粉、玉米杆或酒糟为原料，分别向各个烧杯中加入10、fu/g原料的地衣芽孢杆菌(5flc/〃ws"c/^m/wmZs)BL57CGMCCWs.2277和106cfu/g原料的地衣芽孢杆菌(^""7/^//<:/^"^,附&)BL54CGMCCW2.2276,并加入50ml去离子水，混合均匀后，调节pH值为6.5，静置于45。C恒温箱，发酵48小时。将发酵后的葵花盘粉、麦杆、绿豆杆粉、谷子杆粉、向日葵杆粉、玉米芯粉、玉米杆或酒糟平铺在不锈钢盘上，厚度愈薄愈好，置60。C烘箱吹风烘干，至水分含量为8%以下。用电动粉碎机粉碎即为饲料的原料，可用于猪鸡牛羊全价料中取代玉米粉(淀粉)原料。葵花盘粉、麦杆、绿豆杆粉、谷子杆粉、向日葵杆粉、玉米芯粉、玉米杆或酒糟原料，其主要成份，纤维含量分析结果如表3所示，按照实施例l所述的方法计算不同原料经发酵处理后还原糖产生量，结果如表6所示。表6中的还原糖增长率计算公式为(发酵后的总还原糖含量一发酵前的总还原糖含量)还原糖增长率(％)=-x100发酵前的总还原糖含量表6.不同原料经发酵处理后得到的词料的还原糖产生量<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>*作用效力以各种原料原始还原糖量为100%,将原料发酵作用后总还原糖量除以原料原始还原糖量(123mg)即得。上述实施例的结果表明，利用植物秸秆等农业废弃物以及工业发酵工艺废弃物(如酒糟)进行发酵，制成饲料，充分利用了废弃物，将废弃物中的纤维素大量转换成还原糖(还原糖转换率最高可达90%以上)，不仅大大增加了废弃物的利用f值，而且制成的饲料具有利于消化、营养全面等功效。，l介权利要求1、一种利用含植物纤维的原料生产饲料的方法，是将地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)BL57CGMCC№.2277和/或地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)BL54CGMCC№.2276接种到含植物纤维的原料中，在30-50℃发酵，干燥得到饲料。2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述发酵的pH值条件为pH6-pH8。3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述发酵的pH值条件为pH6.5。4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述发酵的温度为45"C。5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述含植物纤维的原料为植物秸秆、植物叶片、木屑和/或酒糟。6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述方法中，所述地衣芽孢杆菌(5(3c/〃m//c/2e刚/w7m's)BL57CGMCCW2.2277或地衣芽孢杆菌(Sflc/〃m//c/zem/om^)BL54CGMCC的接种量为106cfu/g原料以上。7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述地衣芽孢杆菌(5ac/〃w//c/^m/wm/s)BL57CGMCCJV2.2277或地衣芽孢杆菌(Sa"7/m//c/zem/om^)BL54CGMCCW.2276的接种量为106—107cfu/g原料。8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述发酵时间为24—48小时。全文摘要本发明公开了一种利用含植物纤维的原料生产饲料的方法。该方法，是将地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)BL57CGMCC№.2277和/或地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)BL54CGMCC№.2276接种到含植物纤维的原料中，在30-50℃发酵，干燥得到饲料。本发明，利用植物秸秆等农业废弃物以及工业发酵废弃物(如酒糟)进行发酵，制成饲料，充分利用了废弃物，可以将废弃物中的纤维素大量转换成还原糖(转换后还原糖最高可达玉米粉之90％)，不仅大大增加了废弃物的利用价值，而且制成的饲料具有利于消化、营养全面等功效。文档编号A23K1/00GK101214004SQ200710308539公开日2008年7月9日申请日期2007年12月29日优先权日2007年12月29日发明者干小英,萍张,徐庆霖,汪志阳,王昭闵,程景章,邱云棕申请人:北京欣博阳科技有限公司