专利名称：微生物发酵制备奶牛饲料的方法
技术领域：
本发明是关于一种微生物发酵制备奶牛饲料的方法，具体是关于一种选用优质的 酵母和黑曲霉菌种、采用科学发酵技术制备奶牛饲料的方法，以及按照所述的方法制备得 到的奶牛饲料。
背景技术：
近年来，奶牛养殖业在我国取得了快速发展。我国奶牛存栏数从1998年的426. 5 万头增长到2004年的1063万头，年均增长16.4%。但奶牛的整体生产水平还比较低，奶牛 平均年产奶量不超过5000公斤，与发达国家相距甚远。同时，奶牛的疾病控制与预防体系 还不完善，造成奶牛的营养代谢病、产科疾病等发病率较高。而国家明确禁止在奶牛饲料中 使用抗生素。另外，随着养殖业的快速发展，规模化、集约化的养殖场和养殖小区不断增加， 畜禽的粪便和污水排放量剧增，养殖污染问题越来越突出。一些养殖场的粪便随地堆积，污 水任意排放，严重污染了周围的环境。尤其在奶牛养殖过程中粪便的收集与合理利用等技 术手段还非常落后，严重影响了人类的生存环境。以发酵工程、基因工程和酶工程等高新技 术开发出的生物饲料由于具有安全、无污染、无药物残留等优点，且生物制剂在奶牛饲料中 应用可以减少排泄物对环境的污染，目前已经成为国内外研究的热点。目前，对于生物饲料的研究，国外在20世纪80年代已大量投产，而国内20世纪90 年代后才对生物饲料开始研究并逐渐投产，现在已经在畜禽、水产养殖业中得到应用。但是 针对奶牛饲料领域的生物饲料的开发还处在初级萌芽阶段。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种微生物发酵制备奶牛饲料的方法，采用简便易行 的发酵工艺，以制备一种适用于饲喂奶牛的饲料。本发明的另一目的在于提供一种按照所述的微生物发酵方法制备得到的奶牛饲 料，其中含有较高含量的粗蛋白，适用于饲喂奶牛。一方面，本发明提供了一种微生物发酵制备奶牛饲料的方法，其中主要是选用优 质的酵母菌和黑曲霉菌种、采用简便易行的微生物发酵工艺，对接种培养基进行深度发酵 后，将细胞外代谢产物、细胞内容物以及变性培养基混合而制作奶牛饲料。根据本发明的具体实施方案，本发明提供的微生物发酵制备奶牛饲料的方法包 括将酵母按每环40 80ml的比例接种到麦芽汁增菌培养基(或称一级增菌培养 基)中，观 32°C振荡22 32小时进行一级增菌培养；将黑曲霉按孢子量1. 4 1. 6 X IO6 个/ml培养基的比例接种于察氏培养基中，观 34°C振荡22 32小时进行一级增菌培 养；将上述分别经一级增菌培养的酵母菌液和黑曲霉菌液分别按照3 6 1 2的 质量比(除特别说明外，本发明中所述比例和含量均为质量比例和含量)混合接种到二级种子培养基(或称二级增菌培养基)中，接种量为4% 8% (混合菌液的质量为培养基质 量的4% 8% )，观 34°C振荡22 32小时进行二级增菌培养；将上述经二级增菌培养的混合菌液与饲料发酵底物和水按照1 240 360 120 180的重量比混勻，在30 45°C条件下发酵36 72小时，将发酵结束后的 物料烘干，并将烘干后的物料粉碎，即得饲料成品。根据本发明的优选具体实施方案，本发明的方法中，所述酵母为选自啤酒酵母、 热带假丝酵母中的至少两种菌株，例如可以是酵母菌株CGMCCAs 2. 281, CGMCC As 2.597、 CGMCC As 2. 2、CGMCC As 2. 159、CGMCCAs 2. 587、CGMCC As 2. 617、CGMCCAs2. 1882 中的至 少两种，优选为包括两种啤酒酵母或包括一种啤酒酵母和一种热带假丝酵母。根据本发明 的优选具体实施方案，本发明的方法中，所述黑曲霉包括至少一种黑曲霉菌株，例如可以是 选自 CGMCC As3. 3882、CGMCC As3. 4304、CGMCC As3. 6472，优选包括 CGMCC As3. 4304。在本发明的一具体实施方案中，是将一种啤酒酵母、一种热带假丝酵母和一种黑 曲霉分别进行一级增菌培养，然后按照2 4 1 2 1 2的比例将一级增菌培养的 菌液混合后进行二级增菌培养。在本发明的优选方法中，所述至少两种酵母菌株分别按每环40 80ml的比例接 种到麦芽汁增菌培养基中观 32°C振荡22 32小时进行一级增菌培养；所述麦芽汁增 菌培养基是按以下方法制成的麦芽汁加6 10倍体积的水，糖度调节至4 10波林(Balling)，pH调至5. 5 6. 5，在100 125°C温度下灭菌15 30分钟。根据本发明的优选具体实施方案，本发明的方法中，所述察氏培养基是按以下方 法制成的每IOOOml蒸馏水中加入蔗糖30g、硝酸钠3g、硫酸镁0. 5g、氯化钾0. 5g、硫酸铁 0. 014g、磷酸氢二钾1. Og,混合均勻，调节pH为6. 0 6. 5，在温度100 125°C下灭菌15 30分钟。根据本发明的优选具体实施方案，本发明的方法中，所述二级种子培养基是按以 下方法制成的麦芽根粉15 M重量份、麸皮20 32重量份、糖蜜20 32重量份、硫酸铵10 16重量份、酵母浸粉10 16重量份、葡萄糖0. 3 1. 5重量份、磷酸二氢钾1. 2 3. 5重 量份混合，再加前述混合物(麦芽根粉、麸皮、糖蜜、硫酸铵、酵母浸粉、葡萄糖、磷酸二氢钾 的混合物)重量5 10倍的水，将pH值调节至4 6，在温度100 125°C下灭菌15 30 分钟。根据本发明的优选具体实施方案，本发明的方法中，所述饲料发酵底物是按以下 方法制成的豆粕1 3重量份、棉粕8 10重量份、酒精粕6 15重量份、玉米7. 5 15重 量份、玉米纤维饲料25 35重量份、玉米皮4 8重量份、麸皮25 30重量份、硫酸铵 6 10重量份混合均勻，制成饲料发酵底物。根据本发明的优选具体实施方案，本发明的方法中，所述经二级增菌培养的混合 菌液与饲料发酵底物和水混合步骤中，所述的水的PH值为4. 0 6. 5，所述饲料发酵底物的 粒度为3 8mm，混合完毕后将混合物堆成高为35 65cm的梯形堆，在30 45°C条件下发酵36 72小时，优选48 72小时。根据本发明的优选具体实施方案，本发明的方法中，所述烘干步骤是利用烘干机 进行，其中，控制烘干机的进口温度不高于140°C，中间温度不高于50°C，出口温度不高于 80 "C。根据本发明的优选具体实施方案，本发明的方法中，所述烘干后的物料的粉碎粒 度为至少75%通过80目筛、至少95%通过40目筛、100%通过20目筛。在本发明的一优选的具体实施方案中，本发明的微生物发酵制备奶牛饲料的方法 是按照以下方法进行的将试管斜面上的啤酒酵母、热带假丝酵母(或者第一种啤酒酵母、第二种啤酒酵 母)分别按每环40 80ml的比例接种于装有麦芽汁培养基(由麦芽汁加6 10倍体积 的蒸馏水，糖度调节至4 10波林，pH调至5. 5 6. 5，在100 125°C温度下灭菌15 30分钟制成)的三角瓶中，塞上瓶塞，并用封口膜包好，在观 32°C、100 150转/分钟 条件下振荡22 32小时进行一级增菌培养；将整孢子数数约为1. 4 1. 6 X IO7个/ml的 黑曲霉菌液，取30ml接种于装有300ml察氏培养基(由蔗糖30g、硝酸钠3g、硫酸镁0. 5g、 氯化钾0. 5g、硫酸铁0. 014g、磷酸氢二钾1. Og混合均勻，加入IOOOml蒸馏水，调节pH为 6. 0 6. 5，在温度121 °C下灭菌15分钟制成)的三角瓶中，塞上瓶塞，并用封口膜包好，在 28 34°C、120 180转/分钟条件下振荡22 32小时进行一级增菌培养；再将分别经过一级增菌培养的啤酒酵母菌液与热带假丝酵母菌液(或者第一种 啤酒酵母菌液与第二种啤酒酵母菌液)、黑曲霉菌液分别按2% 4%、1% 2%、1% 2% 的质量比混合接种于装有二级种子培养基(由麦芽根粉15 M重量份、麸皮20 32重量 份、糖蜜20 32重量份、硫酸铵10 16重量份、酵母浸粉10 16重量份、葡萄糖0. 3 1. 5重量份、磷酸二氢钾1. 2 3. 5重量份重量比混合，再加前述混合物重量5 10倍的自 来水，调节PH值4 6，在温度100 125°C下，灭菌15 30分钟后，温度再降下到10 50°C制成)中，将接种好的培养基瓶在28 34°C、100 180转/分钟条件下振荡22 32 小时进行二级增菌培养；将上述经过二级增菌培养的混合菌液与水(事先用无机酸或有机酸例如HC1、柠 檬酸等条件pH至4. 0 6. 5)、饲料发酵底物(由豆粕1 3重量份、棉粕8 10重量份、 酒精粕6 15重量份、玉米7. 5 15重量份、玉米纤维饲料(玉米纤维饲料是玉米提取淀 粉后的副产品，经过玉米的浸泡液喷浆得到的，而得到的一种饲料)25 35重量份、玉米皮 (玉米粒外的种皮)4 8重量份、麸皮25 30重量份、硫酸铵6 10重量份均勻混合制 成，粒度为3 8mm)以1 120 180 240 360的重量比均勻混合，混合完毕后将其 堆成高为30 65cm的梯形堆，同时以地暖在30 45°C条件下发酵36 72小时，发酵结 束后用烘干机烘干，为减少烘干温度对饲料中活性组分的破坏，所述烘干步骤中，优选控制 烘干机的进口温度不高于140°C，中间温度不高于50°C，出口温度不高于80°C，之后将烘干 后的物料粉碎，优选的粉碎粒度为至少75%通过80目筛、至少95%通过40目筛、100%通 过20目筛，粉碎后分装即成品。本发明还提供了按照上述方法制备得到的奶牛饲料。该饲料中，粗蛋白含量在 16%以上。利用本发明的饲料饲喂奶牛，可以部分或全部取代奶牛的日粮，由于本发明的 饲料产品中富含蛋白质、氨基酸、寡糖、小分子肽、醇类、纤维素酶、淀粉酶、糖化酶等生物活性物质，这些活性物质能增加奶牛的抗应激能力，特别能够抵御热应激给奶牛带来的负面 影响。利用本发明的饲料饲喂奶牛，能促进和维护瘤胃内微生物区系平衡，稳定瘤胃PH值， 缓解高精料引起的奶牛酸中毒，降低瘤胃中氨的浓度，促进其对氮的利用，改善其微生态环 境。本发明的奶牛饲料还能刺激瘤胃中纤维分解菌和乳酸菌的繁殖，提高奶牛对粗饲料的 利用率，提高饲料的适口性，增加干物质的采食量，提高机体的抗病能力，提高产奶性能。综上所述，本发明选用酵母菌和黑曲霉，采用简单易行且经济的发酵方法，制备得 到了本发明的奶牛饲料。本发明的制备饲料的方法中，采用的菌种配伍科学合理，在培养过 程中无相互排斥产生；并且发酵底物配比及粒度合理，符合每种菌种的发酵所需的营养及 条件，能够充分发挥每种菌种的发酵潜力。本发明的饲料产品中富含生物活性物质，能增加 奶牛的抗应激能力，能缓解高精料引起的奶牛酸中毒，促进对氮的利用，还能提高奶牛对粗 饲料的利用率，提高饲料的适口性，增加干物质的采食量，提高机体的抗病能力，提高产奶 性能。
图1为本发明具体实施例中所用酵母在本发明的一级增菌培养基中发酵生物量 随时间的变化比较图表。图2为本发明的微生物发酵制备饲料的流程示意图。
具体实施例方式以下通过具体实施例详细说明本发明的技术及特点，但这些实施例并非用以限定 本发明的保护范围。实施例所用菌种本发明以下实施例中所用酵母菌株CGMCC As 2. 281, CGMCC As2. 597、CGMCC As 2. 2、CGMCC As 2. 159、CGMCC As 2. 587、CGMCC As2. 617、CGMCCAs2. 1882 以及曲霉菌株 (3 株饲用黑曲霉 CGMCC As3. 3882、CGMCC As3. 4304、CGMCC As3. 6472 和一株饲用米曲霉 CGMCCAs3. 2068)均为从中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)商购 获得。其中菌株 As 2. 2、As 2. 597、As2. 1882、As 2. 587 为啤酒酵母，菌株 As 2. 281、As 2. 159、As 2. 617为热带假丝酵母，它们的生物学特性及达到最大生物量的时间、细胞数、蛋 白等参数性能如下表1和表2以及图1所示(分别按照本发明所述的一级增菌培养条件在 本发明所述的麦芽汁增菌培养基中培养测定)。表1各菌株达到最大生物量的时间
权利要求
1.一种微生物发酵制备奶牛饲料的方法，该方法包括将酵母按每环40 80ml的比例接种到麦芽汁增菌培养基中，28 32°C振荡22 32 小时进行一级增菌培养；将黑曲霉按孢子量1. 4 1. 6 X IO6个/ml培养基的比例接种于察 氏培养基中，观 34°C振荡22 32小时进行一级增菌培养；将上述分别经一级增菌培养的酵母菌液和黑曲霉菌液按照3 61 2的质量比混 合接种到二级种子培养基中，接种量为4% 8%，观 34°C振荡22 32小时进行二级增 菌培养；将上述经二级增菌培养的混合菌液与饲料发酵底物和水按照1 240 360 120 180的重量比混勻，在30 45°C条件下发酵36 72小时，将发酵结束后的物料烘干，并将 烘干后的物料粉碎，即得饲料成品。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述酵母为选自啤酒酵母、热带假丝酵母中的至 少两种菌株；优选的，为包括两种啤酒酵母，或者包括一种啤酒酵母和一种热带假丝酵母； 所述至少两种酵母菌株分别按每环40 80ml的比例接种到麦芽汁增菌培养基中观 32°C振荡22 32小时进行一级增菌培养；所述麦芽汁增菌培养基是按以下方法制成的麦芽汁加6 10倍体积的水，糖度调节至4 10波林，pH调至5. 5 6. 5，在100 125°C温度下灭菌15 30分钟。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述察氏培养基是按以下方法制成的每IOOOml蒸馏水中加入蔗糖30g、硝酸钠3g、硫酸镁0. 5g、氯化钾0. 5g、硫酸铁 0. 014g、磷酸氢二钾1. Og,混合均勻，调节pH为6. 0 6. 5，在温度100 125°C下灭菌15 30分钟。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述二级种子培养基是按以下方法制成的麦芽根粉15 M重量份、麸皮20 32重量份、糖蜜20 32重量份、硫酸铵10 16 重量份、酵母浸粉10 16重量份、葡萄糖0. 3 1. 5重量份、磷酸二氢钾1. 2 3. 5重量 份混合，再加前述混合物重量5 10倍的水，将pH值调节至4 6，在温度100 125°C下 灭菌15 30分钟。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述饲料发酵底物是按以下方法制成的豆粕1 3重量份、棉粕8 10重量份、酒精粕6 15重量份、玉米7. 5 15重量份、 玉米纤维饲料25 35重量份、玉米皮4 8重量份、麸皮25 30重量份、硫酸铵6 10 重量份混合均勻，制成饲料发酵底物。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述经二级增菌培养的混合菌液与饲料发酵底 物和水混合步骤中，所述的水的PH值为4. 0 6. 5，所述饲料发酵底物的粒度为3 8mm， 混合完毕后将混合物堆成高为30 65cm的梯形堆，在30 45°C条件下发酵36 72小 时。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述烘干步骤是利用烘干机进行，其中，控制烘 干机的进口温度不高于140°C，中间温度不高于50°C，出口温度不高于80°C。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述烘干后的物料的粉碎粒度为至少75%通过 80目筛、至少95%通过40目筛、100%通过20目筛。
9.按照权利要求1 8任一项所述方法制备得到的奶牛饲料。
10.根据权利要求9所述的奶牛饲料，该饲料中粗蛋白含量16%以上。
全文摘要
本发明是关于一种微生物发酵制备奶牛饲料的方法，其中是将酵母及黑曲霉分别经一级培养后经混和二级培养，再按照特定比例发酵饲料底物，所述的底物由豆粕1～3重量份、棉粕8～10重量份、酒精粕6～15重量份、玉米7.5～15重量份、玉米纤维饲料25～35重量份、玉米皮4～8重量份、麸皮15～22重量份、硫酸铵6～10重量份混合制成，发酵后烘干、粉碎得饲料成品。本发明还提供了按照所述的方法制备得到的奶牛饲料，其具有较高的粗蛋白含量。
文档编号A23K1/18GK102113629SQ20091021717
公开日2011年7月6日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者刘大成, 孙晓智, 宋丽华, 岳彦, 王福慧 申请人:内蒙古伊利实业集团股份有限公司