一种固态发酵料及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及微生物发酵技术领域，具体涉及一种固态发酵料及其制备方法和应用。


背景技术：

2.养猪既是涉及民生的重要产业，又是污染物和温室气体的排放大户。随着我国养猪业的发展，猪场产生的大量粪尿和污水成为污染环境的重要来源，近年来备受关注。据统计，我国养猪场每年向环境排放的粪尿达12
×
108t，其中约含氮110
×
104t。如何有效控制和逐渐减少猪粪尿的氮、磷排放，已成为破解养猪业可持续发展困难的迫切需要，成为当前畜牧业领域的研究热点。
3.吴信、印遇龙对生长育肥猪的研究表明，在满足生长猪氮、磷需要的条件下，降低饲料中氮、磷水平，生长猪的生长性能无明显差异，粪氮和尿氮的含量明显降低(吴信,印遇龙.低氮低磷日粮对生长育肥猪生产性能和生态环境的影响[j].安徽农业科学,2006,34(22):5870-5871.)。李莹等的研究表明，在20～40kg阶段，低排(低氮磷)饲粮对生长猪日增重、日采食量、料重比与对照组相比差异均不显著，粪氮和粪磷含量分别下降了8.4％和19.0％(李莹，吴信，舒绪刚，等.低排饲粮对生长肥育猪氮磷排放的影响[j].饲料博览,2010(10):17-19)。何欣等的研究表明，低蛋白饲粮中不同磷水平及添加植酸酶各组间生长猪生长性能无显著差异(何欣，马秋刚，梁福广，等.低蛋白饲粮不同磷水平及添加植酸酶对生长猪生长性能及部分血清生化指标的影响[j].北京农学院学报,2009,24(4):17-19)。梁福广等的研究表明，在低蛋白饲粮中，不同磷水平及添加植酸酶处理对生长猪生长性能无显著性影响(p》0.05)，粪中磷排出量随饲粮磷含量的降低而显著下降(p《0.05)(梁福广，何欣，马秋刚，等.低蛋白饲粮不同磷水平及添加植酸酶对生长猪氮磷代谢的影响[j].北京农学院学报,2007,22(1):24-27.)。由以上研究可知，现有低排饲料大多通过饲料真可消化氨基酸和真可消化磷数据库进行低排日粮配制，通过降低日粮中氮磷水平实现减排；而无法实现在降低氮、磷排放的同时提高猪的生长性能。
[0004]
目前，发酵饲料较常规饲料具有的突出优点主要包括：(1)降解发酵原料的抗营养因子和毒素，(2)改变蛋白质的品质，(3)产生促生长因子，(4)降低粗纤维含量，(5)改善饲料的适口性。而关于发酵料降低育肥猪氮磷排放量的优势鲜有报道。
[0005]
苦荞麦(fagopyrum tataricum(l.)gaertn.)蓼科荞麦属植物，是一种营养丰富并具有多种价值的资源植物，在中国东北、华北、西北等地都有分布。苦荞麦含有黄酮类、氨基酸、有机酸类、多肽、蛋白质及镁、硒等微量元素。目前，苦荞麦或其提取物作为添加剂用于动物饲料中，如中国发明专利cn101658241b公开了一种苦荞麦饲料添加剂，其以苦荞麦秸秆(茎)、叶、壳、麸和粉为原料，经备料、秸秆和叶去杂清洗、铡节、混合、粉碎，消毒灭菌包装而成；各原料重量百分比为：苦荞麦秸杆和叶60～80％，苦荞麦麸1～10％，苦荞麦壳10～20％，苦荞麦粉5～15％。中国发明专利cn107602663b公开了一种苦荞麦活性肽的制备方法及其在饲料添加剂中应用。而目前尚未有关以苦荞麦麸皮为主要饲料原料的报道。
[0006]
苦荞麦麸皮为苦荞麦加工后的废弃料，现有研究多以此为原料进行总黄酮等抗氧化活性成分的提取，提取过程中多采用有毒有机溶剂进行萃取，且提取后的麦麸渣只能当做有毒废弃物进行处理，而最终提取所得活性成分含量较低，难以实现产业化。因此，目前仍需要探究苦荞麦麸皮的有效利用方式。


技术实现要素：

[0007]
本发明主要目的在于提供一种固态发酵料及其制备方法和应用。本发明所述固态发酵料不仅能够显著降低氮、磷的排放，减少环境污染，而且还能够提高猪的健康、生产性能；所述固态发酵料以苦荞麦麸皮、米糠等为主要原料，生产成本低，有利于提高猪养殖的经济效益。
[0008]
本发明所述固态发酵料以苦荞麦麸皮为主要原料，通过与其它原料精准搭配，可降低育肥猪氮磷排放量，实现了减排的目的，为低排饲料的配制提供了新的途径，同时解决了苦荞麦麸皮难以有效利用的难题。
[0009]
为实现上述目的，本发明采用以下技术方法：
[0010]
本发明第一方面提供一种固态发酵料，所述固态发酵料包括以下原料及其重量份：苦荞麦麸皮30-100份、苦荞麦壳10-20份、玉米粉10-50份、米糠10-50份、发酵菌剂0.1-1.5份。
[0011]
本发明第二方面提供以上所述固态发酵料的制备方法，所述方法包括以下步骤：将苦荞麦麸皮与发酵菌剂混合，堆积自然发酵5～10天，得发酵后的苦荞麦麸皮；将苦荞麦壳粉碎至25-35目；将发酵后的苦荞麦麸皮、粉碎后的苦荞麦壳、玉米粉、米糠混合均匀，即得。
[0012]
本发明第三方面提供以上所述固态发酵料的另一种制备方法，所述方法包括以下步骤：将苦荞麦壳粉碎至25-35目；将粉碎后的苦荞麦麸皮、苦荞麦壳、玉米粉、米糠、发酵菌剂混合均匀，加水使混合后的物料水分含量为50wt％-60wt％，堆积发酵5～10天，即得。
[0013]
本发明第四方面提供以上第一方面所述固态发酵料、第二、第三方面所述方法制备得到的固态发酵料在降低生长育肥猪粪尿中氮磷排放量、提高生长育肥猪健康、生长性能中的应用。
[0014]
与现有技术相比，本发明具有以下优势：
[0015]
本发明所述固态发酵料以苦荞麦麸皮为主要原料，同时精准搭配苦荞麦壳、玉米粉、米糠和发酵菌剂，经固态发酵后所得饲料能显著降低育肥猪粪尿中氮磷排放量，并且同时能够提升育肥猪的生长性能。本发明所述固态发酵料成分简单且廉价，实现了对苦荞麦麸皮的有效利用。综上，本发明所述固态发酵料在实现减排的同时还能产生较高的经济效益。
具体实施方式
[0016]
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0017]
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根
据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。
[0018]
针对背景技术所述问题，本发明目的之一在于提供一种固态发酵料，所述固态发酵料包括以下原料及其重量份：苦荞麦麸皮30-100份、苦荞麦壳10-20份、玉米粉10-50份、米糠10-50份、发酵菌剂0.1-1.5份。
[0019]
作为本发明一优选技术方案，所述固态发酵料由以下原料及其重量份：苦荞麦麸皮40-60份、苦荞麦壳10-20份、玉米粉10-20份、米糠10-20份、发酵菌剂0.1-0.5份。
[0020]
作为本发明一优选技术方案，所述发酵菌剂包括但不仅限于酵母菌、纳豆芽孢杆菌、黑曲霉、双歧杆菌和乳杆菌中一种或多种。
[0021]
本发明目的之二在于提供目的一所述固态发酵料的制备方法，所述方法包括以下步骤：将苦荞麦麸皮与发酵菌剂混合，自然堆积发酵5～10天，得发酵后的苦荞麦麸皮；
[0022]
将苦荞麦壳粉碎至25-35目；
[0023]
将发酵后的苦荞麦麸皮、粉碎后的苦荞麦壳、玉米粉、米糠混合均匀，即得。
[0024]
本发明通过对苦荞麦麸皮成分的研究发现经固态发酵后的苦荞麸皮营养价值有大幅提升，可消化纤维、粗蛋白(cp)、粗脂肪含量均比发酵前有所提升，而粗纤维含量下降。
[0025]
本发明目的之三在于提供目的一所述固态发酵料的另一种制备方法，所述方法包括以下步骤：将苦荞麦壳粉碎至25-35目；将粉碎后的苦荞麦壳、苦荞麦麸皮、玉米粉、米糠、发酵菌剂混合均匀，加水使混合后的物料水分含量为50wt％-60wt％，堆积发酵5～10天，即得。
[0026]
所述方法制备得到的发酵饲料与粗蛋白水平一致的常规日粮(由玉米、豆粕和小麦麸皮组成)相比，粗纤维、粗脂肪含量上升，钙、磷含量下降。
[0027]
本发明目的之四提供目的之一所述固态发酵料、目的之二、三所述方法制备得到的固态发酵料在降低生长育肥猪粪尿中氮磷排放量、提高生长育肥猪健康、生长性能中的应用。
[0028]
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。
[0029]
实施例1
[0030]
一种固态发酵料，由以下原料及其重量份组成：苦荞麦麸皮30份、苦荞麦壳10份、玉米粉10份、米糠10份、发酵菌剂0.1份。
[0031]
所述固态发酵料的制备方法，包括以下步骤：
[0032]
将苦荞麦麸皮与发酵菌剂混合，加水使混合后的物料水分含量为50wt％，自然堆积发酵5天，得发酵后的苦荞麦麸皮。
[0033]
将苦荞麦壳粉碎至25目；
[0034]
将发酵后的苦荞麦麸皮、粉碎后的苦荞麦壳、玉米粉、米糠混合均匀，即得。
[0035]
实施例2
[0036]
一种固态发酵料，由以下原料及其重量份组成：苦荞麦麸皮100份、苦荞麦壳20份、玉米粉50份、米糠50份、发酵菌剂1.5份。
[0037]
所述固态发酵料的制备方法，包括以下步骤：
[0038]
将苦荞麦麸皮与发酵菌剂混合，加水使混合后的物料水分含量为55wt％，自然堆积发酵10天，得发酵后的苦荞麦麸皮。
[0039]
将苦荞麦壳粉碎至30目；
[0040]
将发酵后的苦荞麦麸皮、粉碎后的苦荞麦壳、玉米粉、米糠混合均匀，即得。
[0041]
实施例3
[0042]
一种固态发酵料，由以下原料及其重量份组成：苦荞麦麸皮60份、苦荞麦壳20份、玉米粉20份、米糠20份、发酵菌剂0.5份。
[0043]
所述固态发酵料的制备方法，包括以下步骤：将苦荞麦壳粉碎至35目；将粉碎后的苦荞麦壳、苦荞麦麸皮、玉米粉、米糠、发酵菌剂混合均匀，加水使混合后的物料水分含量为60wt％，堆积发酵5天，即得。
[0044]
实施例4
[0045]
一种固态发酵料，由以下原料及其重量份组成：苦荞麦麸皮40份、苦荞麦壳10份、玉米粉10份、米糠10份、发酵菌剂0.1份。
[0046]
所述固态发酵料的制备方法，包括以下步骤：将苦荞麦壳粉碎至30目；将粉碎后的苦荞麦壳、苦荞麦麸皮、玉米粉、米糠、发酵菌剂混合均匀，加水使混合后的物料水分含量为60wt％，堆积发酵10天，即得。
[0047]
实施例5
[0048]
一种固态发酵料，由以下原料及其重量份组成：苦荞麦麸皮50份、苦荞麦壳15份、玉米粉20份、米糠10份、发酵菌剂0.5份。
[0049]
所述固态发酵料的制备方法，包括以下步骤：
[0050]
将苦荞麦麸皮与发酵菌剂混合，自然堆积发酵5天，加水使混合后的物料水分含量为60wt％，得发酵后的苦荞麦麸皮。
[0051]
将苦荞麦壳粉碎至30目；
[0052]
将发酵后的苦荞麦麸皮、粉碎后的苦荞麦壳、玉米粉、米糠混合均匀，即得。
[0053]
对发酵前和发酵后苦荞麦麸皮成分进行检测，测定指标包括干物质(dm)、粗蛋白(cp)、粗纤维(cf)、钙(ca)、总磷(p)、可消化纤维、灰分(ash)、粗脂肪(ee)。检测所得结果如下表1所示。
[0054]
表1发酵前后苦荞麦麸皮营养成分(％,dm)
[0055][0056]
表2实施例5固态发酵料与对照日粮营养成分(％,dm)
[0057]
[0058]
实施例6
[0059]
一种固态发酵料，由以下原料及其重量份组成：苦荞麦麸皮50份、苦荞麦壳15份、玉米粉20份、米糠10份、发酵菌剂0.2份。
[0060]
所述固态发酵料的制备方法，包括以下步骤：将苦荞麦壳粉碎至30目；将粉碎后的苦荞麦壳、苦荞麦麸皮、玉米粉、米糠、发酵菌剂混合均匀，加水使混合后的物料水分含量为55wt％，堆积发酵5天，即得。
[0061]
发酵结束后测定所得固态发酵料中粗蛋白含量，作为对照配制与其粗蛋白水平一致的对照日粮，所述对照日粮由玉米、豆粕和小麦麸皮组成。检测固态发酵料与对照日粮的成分，结果如表3所示。
[0062]
表3实施例6固态发酵料与对照日粮营养成分(％，dm)
[0063][0064]
由表3可知，与对照日粮相比，固态发酵料中粗纤维和粗脂肪含量提高，而ca、p含量下降。
[0065]
选择处于生长阶段(初始体重20kg左右)的健康“宝坻土猪”90头，分9栏饲养，每栏10头，随机分为三组，每组30头。一组饲喂实施例6所述对照日粮，一组饲喂实施例5所述固态发酵料，一组饲喂实施例6所述固态发酵料；各组饲养条件及管理完全相同。试验期240天。试验结束后统计生产性能、健康状态，并检测猪粪尿中氮磷排放量。
[0066]
(1)对猪群健康的影响
[0067]
观察各组猪群的健康情况，所得结果如下表4所示。
[0068]
表4各组生长育肥猪健康状况
[0069][0070]
由表4可知，与对照组相比，实施例5组和实施例6组生长育肥猪死亡率为0，腹泻率分别降低了41.66％和40.0％。
[0071]
(2)对生长育肥猪生产性能的影响
[0072]
对各组生长育肥猪的生长性能进行检测、统计，所得结果如下表4所示。
[0073]
表5各组生长育肥猪的生产性能
[0074][0075]
由表5可知，实施例5、实施例6组猪的生产性能优于对照组。
[0076]
(3)对生长育肥猪粪尿中氮磷排放的影响
[0077]
根据采食量、饲粮氮、磷浓度及表观消化率，计算出氮、磷摄人量和粪中排放量。用单位增重氮、磷摄入和排泄克数(g/k g)，表示氮、磷摄入量和粪尿中排放量。所得结果如表6所示。
[0078]
表6各组生长育肥猪粪尿中氮磷排放情况(g/kg)
[0079][0080]
由表6可知，与对照组相比，实施例5组生长育肥猪粪尿中n、p排放分别降低27.35％和40.02％，实施例6组生长育肥猪粪尿中n、p排放分别降低26.85％和41.10％。
[0081]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。