一种调控pH值的全价混合发酵饲料及其制备方法

一种调控ph值的全价混合发酵饲料及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及饲料发酵技术领域，具体涉及一种调控ph值的全价混合发酵饲料及其制备方法。


背景技术：

2.全混合饲料(tmr)是根据反刍动物不同生理阶段的营养需要量以及饲养目的，按照营养调控技术把青贮、干草等粗饲料切成一定长度，再添加一定比例的精饲料、各种矿物质、维生素等充分搅拌、混合而加工成的一种营养相对平衡的日粮。tmr饲养技术可以有效避免家畜的选择性采食，改善一些原料的适口性；还可以提高干物质采食量，促使家畜均衡采食，有效减少瘤胃疾病的发生。
3.全价混合发酵(tmf)饲料是指根据反刍动物的营养需要，利用当地饲料资源配制营养均衡的全混合饲料，采用体外特殊发酵过程生产的饲料。tmf技术是进一步完善tmr饲养技术，使饲养方式更适合反刍动物的生理要求。目前乳酸菌是最为普遍的发酵用菌剂，利用乳酸菌发酵可以产生大量有机酸，使tmf饲料的ph值降低至4.2～4.7，从而抑制其他腐败菌的生长，避免了饲料的发霉变质，但是该ph值与瘤胃的ph值(6.2～6.8)相差较大，导致饲料利用率以及营养价值较低。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种调控ph值的全价混合发酵饲料及其制备方法，本发明提供的全价混合发酵饲料的ph值与瘤胃的最适ph值范围接近，有利于提高全价混合发酵饲料的利用率以及营养价值。
5.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
6.本发明提供了一种调控ph值的全价混合发酵饲料，包括精饲料和粗饲料，所述精饲料为精饲料原料经乳酸菌发酵制备得到，所述粗饲料为粗饲料原料在碱性条件下经巨大芽孢杆菌myb3发酵制备得到；所述全价混合发酵饲料的ph值为6.00～7.00。
7.优选地，所述精饲料的ph值为4.20～4.80，所述粗饲料的ph值为8.00～9.00。
8.优选地，所述全价混合发酵饲料的营养指标包括：粗脂肪的质量含量为3～15％，氨态氮的质量含量为5～15％，粗蛋白的质量含量为5～20％，中性洗涤纤维的质量含量为20～50％，酸性洗涤纤维的质量含量为15～30％，乳酸的含量为1000～5000mg/kg。
9.优选地，所述粗饲料的制备方法包括以下步骤：
10.将巨大芽孢杆菌myb3接种于粗饲料原料中，在碱性饲料添加剂提供的碱性条件下进行第一发酵，得到粗饲料。
11.优选地，所述碱性饲料添加剂包括尿素、小苏打、碳酸氢铵、硫酸铵或氯化铵。
12.优选地，所述第一发酵在ph值为8.00～9.00的条件下进行。
13.优选地，所述第一发酵的温度为30～40℃，时间为7～14天。
14.优选地，所述精饲料的制备方法包括以下步骤：
15.将乳酸菌接种于精饲料原料中，进行第二发酵，得到精饲料。
16.优选地，所述第二发酵的温度为30～40℃，时间为7～14天。
17.本发明提供了上述技术方案所述全价混合发酵饲料的制备方法，包括以下步骤：
18.精饲料原料经乳酸菌发酵制备得到精饲料；
19.粗饲料原料在碱性条件下经巨大芽孢杆菌myb3发酵制备得到粗饲料；
20.将所述精饲料与所述粗饲料混合，得到全价混合发酵饲料。
21.本发明提供了一种调控ph值的全价混合发酵饲料，包括精饲料和粗饲料，所述精饲料为精饲料原料经乳酸菌发酵制备得到，所述粗饲料为粗饲料原料在碱性条件下经巨大芽孢杆菌myb3发酵制备得到；所述全价混合发酵饲料的ph值为6.00～7.00。本发明通过乳酸菌发酵得到精饲料，可为动物机体提供大量营养物质，发酵过程中产生大量有机酸，从而降低了精饲料ph值，有利于抑制病原微生物的繁殖，同时也能够减少蛋白质的分解程度，提高饲料的品质。本发明通过巨大芽孢杆菌myb3发酵得到粗饲料，所述巨大芽孢杆菌myb3作为纤维素分解菌，可以有效分解粗饲料原料中的纤维素和半纤维，且所述巨大芽孢杆菌myb3为碱性微生物，可以在碱性条件下生长繁殖，同时不影响其生理特性，能够在碱性条件下分解纤维素和半纤维素，得到呈碱性的粗饲料。本发明基于所述精饲料和粗饲料得到tmf饲料，所述精饲料和粗饲料能够调控tmf饲料的ph值，使tmf饲料的ph值接近瘤胃的最适ph值(6.2～6.8)，缩短了tmf饲料过瘤胃的时间，有利于提高tmf饲料的利用率以及营养价值。
22.生物保藏信息
23.巨大芽孢杆菌(bacillus megaterium)myb3，保藏日期为2016年12月07日，保藏地点为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，具体地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，保藏编号为cgmcc no.13492；
24.乳酸菌(lactiplantibacillus plantarum)bg-1，保藏日期为2021年09月27日，保藏地点为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，具体地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，保藏编号为cgmcc no.23493。
具体实施方式
25.本发明提供了一种调控ph值的全价混合发酵饲料，包括精饲料和粗饲料，所述精饲料为精饲料原料经乳酸菌发酵制备得到，所述粗饲料为粗饲料原料在碱性条件下经巨大芽孢杆菌myb3发酵制备得到；所述全价混合发酵饲料的ph值为6.00～7.00。
26.在本发明中，所述全价混合发酵饲料的ph值优选为6.2～6.8。在本发明中，所述全价混合发酵饲料的营养指标包括：粗脂肪的质量含量优选为3～15％，更优选为10～13％；氨态氮的质量含量优选为5～15％，更优选为10～13.51％；粗蛋白的质量含量优选为5～20％，更优选为11.48～15.50％；中性洗涤纤维的质量含量优选为20～50％，更优选为30～40％；酸性洗涤纤维的质量含量优选为15～30％，更优选为16.67～20.00％；乳酸的含量优选为1000～5000mg/kg，更优选为3000～5000mg/kg。在本发明中，所述全价混合发酵饲料中乙酸含量较低，为100～1500mg/kg；在本发明的实施例中，具体为849.59mg/kg；所述全价混合发酵饲料中不含有丙酸以及丁酸。
27.在本发明中，所述精饲料的ph值优选为4.20～4.80，更优选为4.37～4.50；所述粗饲料的ph值优选为8.00～9.00，更优选为8.20～8.62。在本发明中，所述精饲料与粗饲料的
质量比以保证全价混合发酵饲料的ph值以及营养指标满足上述要求为基准，具体的，所述精饲料与粗饲料的质量比可以为5：5，也可以为4：6。
28.在本发明中，所述粗饲料的制备方法优选包括以下步骤：
29.将巨大芽孢杆菌myb3接种于粗饲料原料中，在碱性饲料添加剂提供的碱性条件下进行第一发酵，得到粗饲料。
30.在本发明中，所述巨大芽孢杆菌myb3保藏编号为cgmcc no.13492。在本发明中，所述粗饲料原料优选包括秸秆，所述秸秆优选为玉米秸秆、水稻秸秆或小麦秸秆。在本发明中，所述碱性饲料添加剂优选包括尿素、小苏打、碳酸氢铵、硫酸铵或氯化铵；所述碱性饲料添加剂优选以碱性饲料添加剂水溶液形式使用，所述碱性饲料添加剂水溶液的浓度优选为5～15wt％，更优选为5～10wt％。
31.本发明优选将粗饲料原料的含水率调整到40～60％，接种巨大芽孢杆菌myb3菌液，之后采用碱性饲料添加剂水溶液调节发酵体系的ph值为碱性，进行第一发酵，得到粗饲料。本发明优选通过向粗饲料原料中添加蒸馏水来调整含水率满足上述要求；本发明进一步优选将粗饲料原料的含水率调整到60％。本发明优选将粗饲料原料的含水率调整到上述范围，有利于达到更好的发酵效果。在本发明中，所述巨大芽孢杆菌myb3菌液的活菌数优选为1
×
108cfu/ml；本发明优选将1ml巨大芽孢杆菌myb3原菌液接种至100ml lb培养基中，在37℃、120r/min条件下培养24h，得到巨大芽孢杆菌myb3菌液。在本发明中，所述粗饲料原料与巨大芽孢杆菌myb3菌液的用量比优选为(100～1000)g：100ml，更优选为200g：100ml。本发明优选将碱性饲料添加剂水溶液喷洒到接种有巨大芽孢杆菌myb3菌液的粗饲料原料中，使发酵体系的ph值为碱性。本发明对所述碱性饲料添加剂水溶液的用量没有特殊限定，能够保证发酵体系的ph值满足要求即可。
32.在本发明中，所述第一发酵优选在ph值为8.00～9.00的条件下进行，更优选为8.20～8.80。在本发明中，所述第一发酵的温度优选为30～40℃，更优选为30℃；时间优选为7～20天，更优选为7天。本发明优选将第一发酵的温度以及时间控制在上述范围，有利于达到更好的发酵效果，更好的分解粗饲料原料中纤维素和半纤维素，并同时调控发酵过程中ph值，使最终所得粗饲料的ph值满足上述要求。
33.在本发明中，所述精饲料的制备方法优选包括以下步骤：
34.将乳酸菌接种于精饲料原料中，进行第二发酵，得到精饲料。
35.在本发明中，所述精饲料原料优选包括豆粕、麦麸、玉米与预混料，所述预混料优选为肉牛羊复合预混料；在本发明的实施例中，所述预混料具体为华畜4％肉牛羊育肥复合预混合饲料ep476。在本发明中，所述豆粕、麦麸、玉米与预混料的质量比优选为(30～45)：(6～15)：(240～255)：(9～24)，更优选为(35～40)：(8～10)：(244～250)：(11～18)，进一步优选为35.42：8.11：244.53：11.94。本发明优选将豆粕、麦麸、玉米与预混料混合，得到精饲料原料。在本发明中，所述乳酸菌优选为乳酸菌bg-1，所述乳酸菌bg-1的保藏编号为cgmccno.23493。
36.本发明优选将精饲料原料的含水率调整到40～60％，接种乳酸菌bg-1菌液，进行第二发酵，得到精饲料。本发明优选通过向精饲料原料中添加蒸馏水来调整含水率满足上述要求；本发明进一步优选将精饲料原料的含水率调整到60％。本发明优选将精饲料原料的含水率调整到上述范围，有利于达到更好的发酵效果。在本发明中，所述乳酸菌bg-1菌液
的活菌数优选为1.09
×
108cfu/ml；本发明优选将1ml乳酸菌bg-1原菌液接种至100mlmrs培养基中，在37℃、120r/min条件下培养24h，得到乳酸菌bg-1菌液。在本发明中，所述精饲料原料与乳酸菌bg-1菌液的用量比优选为(100～5000)g：50ml，更优选为300g：50ml。
37.在本发明中，所述第二发酵的温度优选为30～40℃，更优选为30℃；时间优选为7～20天，更优选为10天。本发明优选将第二发酵的温度以及时间控制在上述范围，有利于达到更好的发酵效果。
38.本发明通过乳酸菌发酵制备得到具有较低ph值的精饲料，通过巨大芽孢杆菌myb3在碱性条件下发酵制备得到具有较高ph值的粗饲料，其中，巨大芽孢杆菌myb3在碱性条件下依然可以分解粗饲料原料中的纤维素和半纤维素，通过所述精饲料和粗饲料能够调控tmf饲料的ph值，使tmf饲料的ph值接近瘤胃的最适ph值(6.2～6.8)，缩短了tmf饲料过瘤胃的时间，有利于提高tmf饲料的利用率以及营养价值；而且由于巨大芽孢杆菌myb3能够分解粗饲料原料中的纤维素和半纤维素，有利于改善饲料的适口性，减少了饲料的浪费，对畜牧行业有着重要的意义。
39.本发明提供了上述技术方案所述全价混合发酵饲料的制备方法，包括以下步骤：
40.精饲料原料经乳酸菌发酵制备得到精饲料；
41.粗饲料原料在碱性条件下经巨大芽孢杆菌myb3发酵制备得到粗饲料；
42.将所述精饲料与所述粗饲料混合，得到全价混合发酵饲料。
43.在本发明中，所述精饲料和粗饲料优选参照前述方法制备得到，在此不再赘述。本发明对所述精饲料与粗饲料混合的方式没有特殊限定，能够将二者充分混合即可。
44.下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
45.实施例1
46.将1ml乳酸菌bg-1(保藏编号为cgmcc no.23493)原菌液接种至100mlmrs培养基中，在37℃、120r/min条件下培养24h，得到乳酸菌bg-1菌液，活菌数为1.09
×
108cfu/ml；将35.42g豆粕、8.11g麦麸、244.53g玉米与11.94g肉牛羊复合预混料(具体为华畜4％肉牛羊育肥复合预混合饲料ep476)混合，得到混合物料，采用蒸馏水将所述混合物料的含水率调整在60％，向所述混合物料中接种50ml乳酸菌bg-1菌液，在30℃恒温培养箱发酵10天，得到ph值为4.37的精饲料；
47.将1ml巨大芽孢杆菌myb3(保藏编号为cgmcc no.13492)原菌液接种至100ml lb培养基中，在37℃、120r/min条件下培养24h，得到巨大芽孢杆菌myb3菌液，活菌数为1
×
108cfu/ml；称取200g玉米秸秆，采用蒸馏水将所述玉米秸秆的含水率调整到60％，之后接种100ml巨大芽孢杆菌myb3菌液，同时喷洒浓度为5wt％的尿素水溶液，将发酵体系的ph值调节至8.7，在30℃恒温培养箱发酵7天，得到ph值为8.62的粗饲料；
48.将所述精饲料与粗饲料按照质量比为5：5的比例混合，得到ph值为6.243的全价混合发酵(tmf)饲料。
49.实施例2
50.按照实施例1的方法制备tmf饲料，不同之处仅在于所述精饲料与粗饲料的质量比
为4：6，最终所得tmf饲料的ph值为6.968。
51.对比例1
52.按照实施例1的方法制备tmf饲料，不同之处仅在于所述精饲料与粗饲料的质量比为8：2，最终所得tmf饲料的ph值为4.815。
53.对比例2
54.按照实施例1的方法制备tmf饲料，不同之处仅在于所述精饲料与粗饲料的质量比为7：3，最终所得tmf饲料的ph值为5.280。
55.对比例3
56.按照实施例1的方法制备tmf饲料，不同之处仅在于所述精饲料与粗饲料的质量比为6：4，最终所得tmf饲料的ph值为5.863。
57.营养指标检测
58.以实施例1制备的tmf饲料为样品，对其营养指标进行检测，具体如下：
59.一、粗脂肪
60.称取65℃烘干的样品，装入105℃烘干至恒重的滤纸包内，放入抽提瓶内采用石油醚抽提50～70次。取出滤纸包，吹干石油醚，放入105℃烘箱内烘干2h，之后取出放入干燥器内冷却30min称重，滤纸包的减量为粗脂肪的含量。
61.二、粗蛋白和氨态氮
62.粗蛋白：称取0.2g烘干后的样品，加入2g催化剂(具体为硫酸铜与硫酸钾按质量比0.4：6混合得到)和12ml浓硫酸(浓度为98wt％)，在400℃条件下进行消煮，直至溶液透明后停止；将所得消煮液冷却后转入100ml容量瓶，用蒸馏水定容；取20ml消煮液进行半微量蒸馏，蒸馏后用0.1mol/l盐酸进行滴定(gb/t 6432-2018)。
63.氨态氮：称取5g样品，加入20ml去离子水，放入4℃冰箱中浸提24h，用4层纱布过滤后得到发酵液；取50μl发酵液加入苯酚试剂和次氯酸钠试剂混匀，将所得混合液在95℃水浴中加热显色5min，冷却后在630nm波长下比色。
64.三、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维
65.中性(酸性)洗涤纤维：称取0.5g烘干后的样品，加入100ml中性(酸性)洗涤剂和数滴十氢化萘及0.5g无水硫酸钠置于烧杯中，之后将烧杯套上冷凝装置于电炉上，在5～10min内煮沸，并持续保持微沸60min；煮沸完毕后，趁热用已知重量的坩埚进行抽滤，并用沸水和丙酮冲洗坩埚和滤渣，直至滤液呈中性为止；将盛放有滤渣的坩埚置于105℃烘箱中烘干2h，之后取出放入干燥器内冷却30min称重。
66.四、有机酸
67.发酵液制备：称取5g样品，加入20ml去离子水，放入4℃冰箱中浸提24h，用4层纱布过滤后得到发酵液，过0.22μm滤膜后利用hplc测定有机酸含量；有机酸含量测定的高效液相色谱条件如下：
68.液相色谱柱：zorbax sb-c18，5μm
×
4.6mm
×
150mm；
69.柱温：35℃；
70.流动相：乙腈25ml+0.1％(w/v)的磷酸水溶液975ml；
71.流速：0.8ml/min；
72.检测波长：uv210nm；
73.进样量：10μl。
74.营养指标检测结果如表1所示。
75.表1实施例1制备的tmf饲料的营养指标
[0076][0077][0078]
粗脂肪是提高能量的主要物质，本实施例1制备的tmf饲料中粗脂肪含量为13％。氨态氮的含量可能受到尿素的影响，略微较高，但影响不大。粗蛋白为tmf饲料饲用价值的重要基础，是生命活动的主要承担者，本实施例1制备的tmf饲料中粗蛋白含量足够满足日常营养需求。
[0079]
中性洗涤纤维是目前反映纤维质量好坏的最有效指标。酸性洗涤纤维是决定饲料能量的关键，含量越低，青贮饲料饲用价值越高。但是酸性洗涤纤维是由木质素构成，而木质素不易被微生物降解，从而很难被反刍动物吸收利用，同时还会降低其他养分的消化率。本发明实施例1制备的tmf饲料中的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量较发酵前都有所降低(发酵前中性洗涤纤维含量为45～55％，酸性洗涤纤维含量为30～40％)，由此证明添加了纤维素分解菌myb3有效降解了玉米秸秆中的纤维素和半纤维素，提高了饲料的饲用价值以及发酵品质。
[0080]
有机酸含量及其种类可以反映发酵品质的好坏，其中最主要的是乳酸。发酵饲料产生的有机酸可以显著提高饲料的酸度，使饲料的ph值下降，并且可以起到防止饲料霉变、抑菌等作用，提高饲料的营养价值。乳酸菌的添加会促进饲料发酵，发酵过程中乳酸菌为主要发酵菌，生成乳酸、乙酸或丁酸等，但乙酸含量过多时可能降低发酵品质，丁酸含量过高也会对发酵饲料产生负面影响，饲料中丁酸的比例降低，说明腐败菌、霉菌等有害菌的繁殖活性受到抑制。本发明实施例1制备的tmf饲料中乙酸含量较低，且不含有丁酸，说明所述tmf饲料品质较好。
[0081]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。