本发明涉及一种在蒸汽爆破处理秸秆后,微生物固态发酵秸秆制备动物蛋白饲料的方法。
背景技术:
我国农作物秸秆产量大、分布广、种类多,据调查统计,全国秸秆理论资源量为8亿吨,其中玉米秸秆占到一半以上,而且随着农业发展,秸秆产生量逐年增多。秸秆综合利用,对于稳定农业生态平衡、缓解资源约束、减轻环境压力都具有十分重要的意义。植物秸秆的主要成分为纤维素、半纤维素和木质素等,它们相互缠绕形成高度聚合和结晶,这种细胞壁的复杂结构限制了其在畜牧业生产中的应用,同时秸秆仅含少量的蛋白质、没有挥发性脂肪酸,在秸秆饲料中必须另外添加,导致饲料成本上升。
公开号cn101816370b,名称为“基于汽爆技术的利用农作物秸秆制备高营养价值饲料的方法”,通过向秸秆中加入尿素等化学物质进行软化,再进行蒸汽爆破作为饲料使用。该技术有大量氨气释放,造成一定污染,对秸秆中总蛋白和真蛋白的含量影响不大。公开号cn102077903a,名称为“一种蒸汽爆破与微生物发酵联合处理秸秆的方法”,先将秸秆蒸汽爆破,再接入米曲霉或康氏木霉的孢子液进行发酵,结果表明:秸秆经过处理后纤维素等含量下降明显,且具有一定可行性。但微生物固态发酵使用菌种较为单一,对秸秆中的戊糖利用效率不高,对秸秆中木质素无作用等问题,特别是发酵后的饲料产品含有大量真菌孢子,长期保藏和运输也存在问题。公开号cn103392948a,名称为“一种汽爆玉米秸秆的微生物发酵方法”,将气爆玉米秸秆经微生物发酵处理,目的是提高秸秆中的有机酸含量,使得其适口性和能量营养增加,延长秸秆饲料的存储期限,而关键的蛋白质并不增加。
以上专利虽然综合了蒸汽爆破和微生物发酵两种技术的优势,由于没有外加氮源,微生物无法将汽爆后秸秆中纤维素和木质素转化成蛋白质,所以上述专利,仅提高了秸秆的适口性和部分营养价值,而饲料中价值最高的蛋白质和挥发性脂肪酸没有增加,反而因为汽爆处理和发酵的成本增加,同时生产工序复杂,导致该饲料没有市场竞争力。
本发明先将秸秆汽爆处理,再在外加无机氮源的情况下,以多种微生物固态发酵汽爆处理后的秸秆,制造动物饲料。秸秆经过这样的处理后,不仅改善了秸秆的物理结构,而且微生物将无机氮与木质素、纤维素和半纤维素转化成蛋白质和挥发性脂肪酸,提高秸秆适口性和增加营养价值。处理后的秸秆,不仅抵消了汽爆处理和发酵的成本增加,而且由于营养物质的提高,发酵操作类似青储,简单容易,非常具有市场竞争力和应用价值。
技术实现要素:
本发明目的是提供一种汽爆处理秸秆生产饲料的方法。
一种汽爆处理秸秆并微生物发酵的方法,包括如下步骤:
(1)将秸秆先用揉丝粉碎机处理,然后进入蒸汽爆破机,汽爆温度为110℃~150℃。
(2)汽爆处理后的秸秆,补充水分至含水量60%~75%,添加秸秆重量3%~9%的硫酸铵为外加氮源,接种复合发酵菌种;将接种后的汽爆秸秆压实密封,厌氧发酵7天~50天,发酵环境温度10℃~35℃。发酵结束后,测得其粗蛋白含量大于20%。
所述复合发酵菌种为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、白腐菌、纤维单孢菌、产朊假丝酵母、淀粉乳杆菌、嗜酸乳杆菌和酵母菌一种或几种的混合物。
所述复合发酵菌种的接种量为每克汽爆秸秆添加枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、白腐菌、纤维单孢菌、产朊假丝酵母、淀粉乳杆菌、嗜酸乳杆菌和酵母菌一种或几种的混合物,总菌数为105~107个。
本发明的是方法利用秸秆为原料,通过汽爆将秸秆的木质素和纤维素的结晶和缠绕破坏,有利于下一步发酵,用复合发酵菌种对其发酵。发酵过程中不断产生菌丝蛋白和挥发性脂肪酸,进一步改善秸秆饲料的营养和品质。
具体实施方式
实例1:将500公斤玉米干秸秆用揉丝粉碎机粉碎至1cm大小,入汽爆机进行汽爆处理,汽爆温度为135℃,汽爆处理后的玉米秸秆加水至含水量65%,并添加了25公斤的硫酸铵和复合发酵菌50克,压实密封后厌氧发酵10天,发酵环境温度22℃。秸秆发酵结束后进行分析,秸秆中蛋白质用凯氏测氮法分析其含量为22.7%,秸秆ph值3.8。
实例2:将500公斤小麦秸秆用揉丝粉碎机粉粉碎至1cm大小,入汽爆机进行汽爆处理,汽爆温度为124℃,汽爆处理后的秸秆加水至含水量69%,并添加了27公斤的硫酸铵和复合发酵菌75克,压实密封后厌氧发酵20天,发酵环境温度31℃。秸秆发酵结束后进行分析,秸秆中蛋白质用凯氏测氮法分析其含量为24.8%,秸秆ph值3.5。
实例3:1000公斤全株甜高粱粉碎至1cm左右,入汽爆机汽爆处理,汽爆温度150℃,处理后的秸秆保持水分70%左右,添加硫酸铵60公斤,并同时添加复合菌120克,密封压实后厌氧发酵12天,保持发酵温度35℃。发酵结束后分析秸秆中粗蛋白含量为27.6%(凯式法),ph值为3.4。
实例4:500公斤黄花生秧碎至1cm左右,入汽爆机汽爆处理,汽爆温度150℃,处理后的秸秆保持水分70%左右,添加硫酸铵30公斤,并同时添加复合菌60克,密封压实后厌氧发酵15天,保持发酵温度35℃。发酵结束后分析秸秆中粗蛋白含量为30.0%(凯式法),ph值为3.4。