本发明属于发酵饲料
技术领域：
，尤其涉及一种高蛋白木本发酵饲料及其制备方法。
背景技术：
随着我国养殖业的快速发展，饲料短缺已经成为比较突出的问题，特别是蛋白质饲料更为明显，解决饲料问题单一依赖于粮食已不现实，因此，高速增长的畜产品养殖业可持续发展受到严重的挑战。木本饲料是一类重要的植物饲料来源，它是利用木本植物的幼嫩枝叶、花、果实、种子及其副产品加工制成的具有饲用价值的饲料。木本饲料营养成分较高，其粗蛋白质含量比禾草饲料约高50%，可消化养分也远远高于作物秸秆。因此，木本饲料作为一种非常规蛋白质饲料资源，可以作为解决畜牧业发展和环境污染之间矛盾的有效途径，同时也是非常具有开发前途和利用价值的“新型饲料”。目前我国利用现代技术加工生产木本饲料起步较晚，对木本植物饲料资源开发利用尚处于探索阶段，对其生产加工方式，例如青储、发酵、叶粉、糖化、膨化和生产水解酵母等原料的技术不够成熟，导致木本植物的营养成分得不到充分的利用；同时木本植物中的粗纤维含量较高，且含有单宁植物凝集素有害物质，严重降低了粗蛋白质的消化率，传统的发酵工艺解决不了上述出现的问题。技术实现要素：本发明的目的是提供一种高蛋白木本发酵饲料，同时提供其制备方法是本发明的又一发明目的。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高蛋白木本发酵饲料，由以下重量百分比的原料制成：木本植物枝叶40～70%、玉米10～20%、麸皮10～20%、有机矿物元素0.3～5%、食盐0.5～2%、糖1～3%、复合生物菌种0.1～0.5%和余量水。进一步的，所述木本植物为桑树、构树、沙棘、槐树、杨树、苜蓿、胡积子和辣木中的至少一种。进一步的，所述有机矿物元素为铁、锌、铜、锰、碘、钴和硒元素中的至少一种，所述有机矿物元素以无机盐的形式添加。进一步的，所述复合生物菌种的重量百分比为0.1～0.2%，所述复合生物菌种由乳酸菌、枯草芽孢杆菌、粪肠球菌、凝结芽孢杆菌、纤维素分解霉菌和酵母菌组成，且乳酸菌、枯草芽孢杆菌、粪肠球菌、凝结芽孢杆菌、纤维素分解霉菌和酵母菌的配比为0.5～1.5∶4～6∶0.5～1.5∶0.5～1.5∶0.5～1.5∶0.5～1.5。一种高蛋白木本发酵饲料的发酵工艺，由以下步骤组成：（1）主发酵：先将复合生物菌种加入35～40℃的水中激活形成复合生物菌种液，将其均匀喷洒到木本植物枝叶上，再将糖和食盐与喷洒过复合生物菌种液的木本植物枝叶混合，将得到的混合物a加入发酵容器中密封进行主发酵，待有酸香味时主发酵完成得到主发酵物；（2）干混粉碎：将主发酵物与玉米粉和麸皮混合、粉碎得混合物b，混合物b中，主发酵物的用量与玉米和麸皮二者的总用量的重量比为2∶1～4∶1；（3）包装：将步骤（2）所得混合物b装入到具有单向呼吸阀的包装袋中，压紧压实，并排出密封包装袋中的空气，即得高蛋白木本发酵饲料。步骤（1）中，所述复合生物菌种液中含水量为85～95%，混合物a装填时，边填料边压实，填料高度直到超过发酵容器边缘50cm为止，用塑料布覆盖进行密封进行主发酵，主发酵的时间为10～20天，主发酵的温度为50～65℃。步骤（1）中，所述木本植物枝叶的长度为2～10cm。步骤（2）中，混合在混料机中混合3～5h。采用本发明的包装方法不仅可以长期保存，保质期长达2年，且在保存的过程中，发酵过程还在继续进行，且实验发现，当储藏达到一定时间时，饲料的营养成分将会达到最佳。本发明饲料使用时，方式比较灵活，譬如可以15～40%的比例掺入到其它饲料中喂养即可，动物吃后，免疫力明显提高，消化吸收率高达85%以上，且饲料的蛋白转化率提高30%。与现有技术相比，本发明具有的优点是：1.本发明配方中木本植物均为新鲜的、粗蛋白含量较高、产量高、适应性强和利用年限长的木本植物，取料容易且成本较低，该木本发酵饲料具有蛋白质含量高、营养成分易被吸收利用、蛋白质转化效率高的优点；2.配方中的有机矿物元素能够及时补充微量元素，增加木本发酵饲料的营养，玉米粉和麸皮使木本发酵饲料营养物质更加全面，同时又能改善发酵过程，糖为复合生物菌种发酵提供养分和能量，食盐可提高渗透压，增加乳酸含量，减少乙酸和丁酸含量，从而改善饲料质量还能改善饲料的适口性，增加饲料采食量，复合生物菌种可选择性地刺激肠道有益菌的生长繁殖，维持消化系统微生态平衡；3.本发明的木本发酵饲料采用微生物发酵和物理加工相结合的技术制备而得，很好的解决了木本植物在畜牧业领域应用的难题，使木本植物的利用率大大提高。经发酵加工处理的木本饲料可食率达到100%，可利用营养成分提高30%以上，经饲养证明，用木本发酵饲料来喂养反刍动物具有显著地增产、改善肉质及奶品质的功效；4.本发明通过合理的搭配，得到营养全面的饲料，同时利用发酵工艺将木本植物中营养物质充分分解成小分子，使蛋白质易于吸收，营养更佳，同时可以长期保存后形成添加剂能够明显提高动物免疫力和消化吸收率；5.本发明通过对木本植物进行发酵加工，经处理后木本植物中的部分纤维素和大部分单宁被降解，这不仅提高了木本植物的消化率、利用率、转化率及适口性，而且有效利用木本植物成为绿色优质发酵饲料的来源，开阔了市场前景，具有显著地社会效益和生态效益。附图说明图1主发酵原料配比对复合生物菌种生长数量的影响；图2主发酵时间对复合生物菌种生长数量的影响；图3主发酵温度对复合生物菌种生长数量的影响；图4ph值对复合生物菌种生长数量的影响；图5含水量对复合生物菌种生长数量的影响。具体实施方式以下结合实施例对本发明做进一步描述。需要说明的是，本发明中，所述的木本植物枝叶为新鲜的木本植物叶子或由木本植物叶子和嫩枝组成的混合物，所述的木本植物为桑树、构树、沙棘、槐树、杨树、苜蓿、胡积子和辣木中的至少一种。有机矿物元素为铁、锌、铜、锰、碘、钴和硒元素中的至少一种，且有机矿物元素以无机盐的形式添加；实施例1一种高蛋白木本发酵饲料，由以下重量百分比的原料组成：木本植物枝叶40%、玉米10%、麸皮10%、有机矿物元素5%、食盐2%、糖3%、复合生物菌种0.1%和余量水，其中，木本植物枝叶为桑树和构树的枝叶；有机矿物元素为铁、锌、铜三者的混合，且以无机盐的形式添加；复合生物菌种为由乳酸菌、枯草芽孢杆菌、粪肠球菌、凝结芽孢杆菌、纤维素分解霉菌和酵母菌组成，且乳酸菌、枯草芽孢杆菌、粪肠球菌、凝结芽孢杆菌、纤维素分解霉菌和酵母菌的配比为0.5∶4∶0.5∶0.5∶0.5∶0.5。一种高蛋白木本发酵饲料的发酵工艺，由以下步骤组成：（1）主发酵：先将复合生物菌种加入35℃的水中激活形成复合生物菌种液，所述复合生物菌种液中含水量为85%，将激活后的复合生物菌种液均匀喷洒到长度为2～10cm的木本植物枝叶上，将糖和食盐与喷洒过复合生物菌种液的木本植物混合均匀得到混合物a，最后将混合物a置于发酵容器中，边填料边压实，填料高度直到超过发酵容器边缘50cm为止，用塑料布覆盖进行密封于50℃下进行主发酵10天，待有酸香味时主发酵完成，将主发酵产物移出发酵容器即可；（2）干混粉碎：将主发酵产物、玉米粉和麸皮加入到混料机中混合3h，再加入到粉碎机中粉碎得混合物b，混合物b中，主发酵物的用量与玉米和麸皮二者的总用量的重量比为2∶1；（3）包装：将步骤（2）所得混合物b装入到具有单向呼吸阀的包装袋中，压紧压实，并排出密封包装袋中的空气，即得高蛋白木本发酵饲料。实施例2与实施例1的不同之处在于，本实施例中所述的高蛋白木本发酵饲料由以下重量百分比的原料组成：桑枝叶70%、玉米10%、麸皮10%、有机矿物元素0.3%、食盐0.5%、糖1%、复合生物菌种0.5%和余量水，乳酸菌、枯草芽孢杆菌、粪肠球菌、凝结芽孢杆菌、纤维素分解霉菌和酵母菌的配比为1.5∶6∶1.5∶1.5∶1.5∶1.5；发酵工艺中，所述复合生物菌种液中含水量为95%，密封发酵时间为20天，发酵温度为65℃，在混料机中混合时间为5h。实施例3与实施例1的不同之处在于：本实施例中所述的高蛋白木本发酵饲料由以下重量百分比的原料组成：桑枝叶62.78%、玉米14.62%、麸皮15.7%、有机矿物元素3.45%、食盐0.53%、糖2.12%、复合生物菌种0.1%和余量水，乳酸菌、枯草芽孢杆菌、粪肠球菌、凝结芽孢杆菌、纤维素分解霉菌和酵母菌的配比为1.5∶6∶1.5∶1.5∶1.5∶1.5。实施例4与实施例1的不同之处在于：本实施例中所述的高蛋白木本发酵饲料由以下重量百分比的原料组成：桑枝叶69.53%、玉米12.08%、麸皮11.49%、有机矿物元素3.45%、食盐0.53%、糖2.12%、复合生物菌种0.1%和余量水，乳酸菌、枯草芽孢杆菌、粪肠球菌、凝结芽孢杆菌、纤维素分解霉菌和酵母菌的配比为1∶5∶1∶1∶1∶1。试验例：本发明的发酵工艺是经过发明人大量的创造性劳动得到的，也即，在本发明的发酵工艺下，发酵效果较好。下面选择木本植物中的桑作为研究对象，针对桑叶饲料的具体发酵参数进行研究，旨在探讨发酵中复合菌种数量对桑枝叶发酵饲料发酵参数的影响，得出最佳发酵工艺条件，并探讨适合于木本植物成功发酵的综合调控技术，生产出有利于动物吸收消化的非常规木本饲料，为获得优质发酵饲料提供科学依据。其中桑枝叶发酵生产饲料的主要工艺参照本发明实施例1的木本饲料发酵工艺。1桑叶主要成分分析桑叶选取本单位试验田种植的高蛋白桑，对桑枝叶主要成分进行分析，其结果如表1所示。其中，粗蛋白(gb/t6432～94)、粗脂肪(gb/t6433～94)、粗纤维(gb/t6434～94)、粗灰分(gb/t6438～94)、钙(gb/t6436～94)、磷(gb/t6437～94)。表1桑枝叶主要营养成分(干重%)项目粗蛋白粗脂肪粗纤维无氯浸出物粗灰分钙磷含量26～334～108～1530～508～121～30.3～0.6从表1可以看出，桑枝叶营养成分丰富，粗蛋白、粗脂肪、粗纤维含量均较高，作为饲料有一定的利用价值，可与其它常规饲料混合使用。桑枝叶中粗蛋白含量较高，氨基酸的营养成分丰富，经科学加工后是很好的全价动物饲料。其中，蛋白质中赖氨酸的含量是衡量产品品质优劣的重要指标，当食物中赖氨酸含量不足时，就会限制其它氨基酸的利用。桑枝叶中赖氨酸含量较高，可替代精饲料，是理想的非常规饲料。2复合菌种数的测定方法本试验采用平板菌落计数法计算菌数含量，即通过不断的稀释手段使被分离的样品分散到最低限度，然后吸取一定量注入平板，培养一段时间后，计算平板上的菌落数量。将发酵后的饲料样品称取1g搅碎，于100ml的容量瓶中定容。在无菌室中将样品不断稀释至最低的浓度梯度，取0.1ml已冷却的稀释剂倒入麦芽汁培养基的平皿中，用涂布器涂均匀。然后放入恒温培养箱中培养，每隔4h观察主，待长出菌落后计数，并做平行试验3组，取平均值。3工艺条件对复合生物菌种生长数量的影响本试验例中，分别研究了发酵原料配比、主发酵时间、主发酵温度、主发酵原料的ph值和主发酵的复合生物菌种液中含水量对复合生物菌种生长数量的影响。结果见图2-图5。3.1发酵原料配比对复合生物菌种生长数量的影响实验同实施例1，不同之处在于，改变主发酵物与玉米粉和麸皮（其二者的混合定义为常规饲料）的比例，分别为6:1、5:1、4:1、3:1和1:1，研究其不同配比时，对储藏过程中继续发酵的复合生物菌种生长数量的影响，如图1所示。由图1可知，当主发酵物与常规饲料的用量比为2:1～4:1时，复合生物菌种生长数量要远高于其他用量比的数量，其中，原料配比为3:1时，复合生物菌种生长数量达到最大。3.2主发酵时间对复合生物菌种生长数量的影响主发酵时间对复合生物菌种生长数量的影响如图2所示。菌种在1周之前生长缓慢，在2周时达到最大值，之后数量逐渐递减，3周之后数量变化趋于平稳。其中，最佳发酵时间范围为10～20d。3.3主发酵温度对复合生物菌种生长数量的影响主发酵温度对复合生物菌种生长数量的影响如图3所示，由图3可知菌种生长的最适温度为58℃，最佳温度范围为50～65℃。3.4ph值对复合生物菌种生长数量的影响主发酵的ph值对复合生物菌种生长数量的影响如图4所示，由图4可知菌种生长的最适ph值为3.5～4.8。3.5复合生物菌种液中含水量对复合生物菌种生长数量的影响复合生物菌种液中含水量对复合生物菌种生长数量的影响如图5所示，发酵时，含水量在85%～100%变化时，对菌种数量影响较小，特别是在含水量大于85%之后，菌种数量无明显变化，因此以含水量在85～95%时最宜。综上，当原料配比2:1～4:1，发酵时间10～20d，发酵温度50～65℃，ph值为3.5～4.8，含水量85～95%。效果实验为说明本发明饲料的发明效果，以实施例3和实施例4为例，两实施例得到的饲料分别记为1组和2组，并测试其营养水平。结果见表2所示。同时将1组和2组得到的饲料在贮藏1、5、15、30、60、120、250和400天后，对其感官进行相关评定，评定时根据农业部《青贮饲料质量评定标准》从色泽、气味、质地和霉变等方面对发酵饲料进行感官评定。评定结果见表3所示。其中，每个取样时间重复处理5袋。开袋后，充分混合发酵后的饲料，取20g置于200ml三角瓶中，加入180ml去离子水，利用食物搅拌机进行搅碎1min，用双层纱布过滤后，滤液再用12号滤纸过滤，所得滤液用来测定发酵饲料ph值、乳酸、挥发性脂肪酸含量和氨态氮含量。具体结果见表4所示。其中，(1)ph值：采用phs-3c型ph仪测定；(2)乳酸：采用对羟基联苯比色法测定；(3)挥发性脂肪酸：采用日本岛津gc-2014气相色谱仪进行测定，包括乙酸、丙酸和丁酸，内标物为巴豆酸。色谱条件：色谱柱为2m不锈钢填充柱，内填10%ffap+1%磷酸涂于chromosorbgaw-dmcs60/80目硅藻土担体上；气化室温度为230℃，柱箱温度为150℃，检测器温度为240℃，载气为氮气(25ml/min)，检测器为氢火焰离子化检测器fid；(4)氨态氮：参照冯宗慈比色法方法进行测定。表2营养水平测试结果表3贮藏时间对桑枝叶发酵饲料感官评定的影响由表3可知，随着贮藏时间的延长，1组和2组的颜色均没有明显的变化，无霉变现象发生，并具有较浓的酸香味，质地方面均为良好，没有腐烂发粘现象。这表明，随着发酵时间的延长，桑枝叶发酵饲料处于稳定状态，且可以长期保存。从气味、色泽和质地方面综合分析，1组和2组均属于优良发酵饲料。表4贮藏时间对桑枝叶发酵饲料发酵品质的影响贮藏时间对桑枝叶发酵饲料发酵品质的影响结果如表4所示。其中ph值和有机酸含量是反应发酵饲料发酵过程好坏的重要指标。研究表明，在青贮发酵过程中，若青贮原料的ph值迅速下降到5或更低时，不仅能保证饲料的品质，而且还能抑制蛋白质的总体分解程度，减少蛋白质降解损失。由表3可知，随着贮存时间的延长1组和2组的ph值显著下降，在发酵的最初5天内，两组的ph值迅速下降至4.27和4.10；经过400天的贮存，1组和2组的ph值分别为4.25和4.01，与第一天相比，分别下降了21.4%和23.0%；在整个发酵过程中2组的ph值低于1组。根据青贮料质量评定标准，1组和2组分别评定为良好和优等。有机酸总量及其构成可以反映发酵过程的好坏，其中最重要的是乳酸、乙酸和丁酸，乳酸所占比例越大越好，丁酸所占比例则越小越好。在本试验中，1组和2组中的乳酸含量都随着发酵时间的延长而显著增加，且两组的乳酸生成量分别在贮存15天时趋于稳定状态，且两组之间差异不显著。1组和2组贮存第1天均未检测到乙酸，之后随着发酵时间的延长而显著增加，在整个发酵过程中1组和2组之间差异显著。1组和2组分别在贮藏5天和15天后检测到丙酸，且增长缓慢。整个发酵过程中均未检测到丁酸。nh3-n/tn反应发酵饲料中蛋白质及氨基酸分解的程度，比值越大说明蛋白质分解越多，不良发酵程度越大，营养成分破坏严重，发酵品质和营养价值低；反之，发酵品质和营养价值高。在本试验中，发酵前期nh3-n/tn随着发酵时间的延长，比值逐渐上升，这可能是由于发酵初期养分丰富，有害菌不断生长繁殖分解蛋白质产生nh3-n，使其含量不断增加；发酵后期，有害菌因复合生物菌种的作用，使得nh3-n的生成量逐渐减少，而且nh3-n不断挥发而使nh3-n/tn值下降。发酵饲料的综合评分标准：按照《青贮饲料质量评定标准》将有机酸评分与氨态氮评分结合，两者各占50%，将有机酸相对得分与氨态氮得分相加，即可获得综合得分。其中优等为81～100分，良好为61～80分，一般为41～60分，差等为21～40分，劣质为0～20分。贮藏60天对桑叶发酵饲料2组进行评分，结果见表5所示。表5桑枝叶发酵饲料的综合得分组别乳酸得分乙酸得分丁酸得分氨态氮得分综合得分等级1136525087优2136525087优由表5的综合得分结果表明，1组和2组等级均属优等。综上所述，按桑枝叶不同添加比例调制的两种发酵饲料配方，经发酵处理可以有效提高桑发酵饲料的发酵品质。综合感官评定和发酵品质指标，1组的发酵效果与2组相比无明显差异，随着贮藏时间的延长，ph值和发酵产物逐渐趋于稳定，具有良好的保存性，且均属于品质优良的发酵饲料。总之，本发明的一种新型的高蛋白木本发酵饲料利用微生物发酵和物理加工相结合的技术对木本植物进行高效加工处理，提高了木本饲料的利用价值，使其成为具有高附加值的新型蛋白饲料。通过发酵技术处理使木本植物的消化率、利用率、转化率、适口性均得到有效提高。同时，利用微生物及发酵技术将木本植物中的有害物质单宁分解，使适口性得到提升；而且，由于发酵过程产生的芳香气体，家畜更容易采食，使家畜对饲料的适口性明显提升。发酵后的高蛋白饲料富含大量菌体蛋白、有机酸、氨基酸、维生素、矿物质、微量元素、生物酶类及增强动物免疫力的多肽、小肽等物质，具有很高的营养价值，兼具营养、诱食及益生等多种功能，利于动物消化吸收，改善动物消化机能，增强动物免疫力。当前第1页12