一种发酵豆渣及其制备方法与其在降低养猪成本中的应用

1.本发明属于养猪技术领域，具体涉及一种发酵豆渣及其制备方法与其在降低养猪成本中的应用。


背景技术：

2.我国是猪肉生产消费大国，每年消耗约6千万吨的猪肉，占世界猪肉消耗的50％。随着对肉类生产需求的增加，畜禽饲料短缺问题尤为突出。玉米和大豆是畜禽能量饲料和蛋白饲料的主要来源，而我国玉米、大豆长年依附于进口，致使我国猪肉的生产成本高于其他国家，饲料产能下滑。因此，资源开发是减少动物生产中使用传统饲料的必要策略。近年来，越来越多的科研工作者以一些农、工业废弃物为原料通过微生物发酵来生产新型动物饲料，既降低了生产成本，又减少了环境污染，实现了资源的循环利用。豆渣营养丰富，而且价格低廉，具有高营养价值和优越的蛋白质效率比，是价格较低的蛋白质饲料的潜在来源。因此，以豆渣等农副产品为原料生产发酵饲料具有广阔的应用前景。
3.发酵饲料是通过一种或多种微生物的自身代谢活动，对饲料及辅料中的抗营养因子进行人工控制转化分解，从而生产出更容易被畜禽吸收消化的产品。如有机酸、消化酶、小肽、维生素、促生长因子、游离氨基酸等，不仅可以提高畜禽胃肠道的消化吸收能力，还可以维持其微生态环境的稳态，保持肠道健康，提高畜禽免疫力等。发酵饲料属于一种新兴饲料，这类饲料中存在许多对动物有益的物质，可以促进动物的生长发育，提高饲料转化率和动物抵抗力，同时控制养殖成本，减少疾病的发生，为动物提供安全卫生的饲养环境，整体的应用价值较高。
4.近年来，发酵饲料已成为热门的研究课题。莫重文(莫重文.混合菌发酵豆渣生产蛋白质饲料的研究[j].中国饲料,2007(14):36-38.)利用混合菌种固态发酵豆渣生产蛋白质饲料，并得到了最佳工艺条件，其发酵豆渣产品中粗蛋白质含量可达29.76％，比原来增加43.07％。张文佳(张文佳.产朊假丝酵母和白地霉混合固态发酵豆渣生产反刍动物饲料的研究[d].东北农业大学,2015.)利用含水量65％的豆渣作为发酵原料，利用产朊假丝酵母和白地霉双菌发酵体系种菌株混合发酵，通过正交实验选出固态发酵的最佳发酵条件，且蛋白质含量明显升高，较未发酵豆渣提高到了29.88％；中性洗涤纤维由38.36％变为发酵后34.57％；瘤胃降解试验表明，相较于发酵原料，发酵产物干物质、中性洗涤纤维和蛋白质的有效瘤胃降解率均有所提高；干物质的有效降解率有所提高，发酵产物中性洗涤纤维的瘤胃有效降解率提高到52.77％；粗蛋白质的有效降解率显著提高。隋开斌等(隋开斌.发酵豆渣及其喂猪方法[j].养殖技术顾问,2007(06):35.)采用发酵豆渣饲喂肉猪，肉猪生长快，成活率高，发病率低，且粪便臭味显著降低，该方法不仅解决了熟豆渣饲喂带来的麻烦，而且能大幅提高粗饲料的适口性和转化率。杨振燕等(杨振燕,杨振波.巧用发酵豆渣饲喂莱芜黑猪[j].农业知识,2013(15):31-32.)利用微生态制剂及酵母将豆渣进行发酵处理，用发酵后的豆渣饲喂莱芜黑猪，既能增加饲料营养，提高猪的抗病力，同时还能改善肉质。
[0005]
但现有技术发酵豆渣方法较为繁琐，需要用红糖水进行菌种的活化，或者通过加
水稀释2～6h进行活化；而且，现有技术中的发酵豆渣在猪的基础日粮中添加量较低，其饲用价值并未充分体现出来。


技术实现要素：

[0006]
本发明的目的是解决现有技术中发酵豆渣方法较为繁琐，需要进行菌种的活化的技术问题，提供一种发酵豆渣及其制备方法与其在降低养猪成本中的应用，利用微生物发酵剂对低价格的豆渣进行发酵处理，利用发酵豆渣替代部分商品料饲喂育肥猪，从而降低育肥猪的饲养成本。既降低了生产成本，又减少了环境污染，实现了资源的循环利用，且微生物发酵可以提供有用的代谢物，产生多种酶类活性物质，能够降解豆渣的抗营养因子和其他有害化合物，还可改善适口性，提高营养物质含量，促进动物对饲料中营养物质的消化吸收，提高饲料的利用率；还能通过维持肠道内环境稳态，维护机体健康，达到防病、促生长、促繁殖、降成本等效果。
[0007]
为实现上述目的，采用以下技术方案：
[0008]
本发明提供一种发酵豆渣的制备方法，包括以下步骤：
[0009]
步骤一、将菌种和水，搅拌混合均匀，得到豆渣发酵剂；
[0010]
所述菌种为乳酸菌、酵母菌、粪肠球菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌中的一种或多种的混合物；
[0011]
步骤二、将豆渣和麦麸混合均匀，得到预处理料；
[0012]
步骤三、将豆渣发酵剂均匀喷洒于预处理料的表面，控制水分，压实，密封发酵，得到发酵豆渣。
[0013]
优选的是，所述步骤一中，菌种为液态粪球菌。
[0014]
优选的是，所述步骤一中，菌种为质量比是5:2:2:1的乳酸菌:酵母菌:粪肠球菌:枯草芽孢杆菌。
[0015]
优选的是，所述步骤一中，菌种和水的配比为100ml:2kg。
[0016]
优选的是，所述步骤二中，豆渣和麦麸的质量比为2:1。
[0017]
优选的是，所述步骤三中，通过超纯水控制水分在45wt％～60wt％。
[0018]
优选的是，所述步骤三中，发酵温度为20～28℃。
[0019]
优选的是，所述步骤三中，发酵时间为15天。
[0020]
优选的是，所述步骤三中，发酵在无氧环境。
[0021]
本发明还提供上述发酵豆渣的制备方法制备的发酵豆渣。
[0022]
本发明还提供上述发酵豆渣在降低养猪成本中的应用，即在猪的基础日粮中添加15wt％～25wt％的发酵豆渣后饲喂猪。
[0023]
优选的是，所述猪为育肥猪。
[0024]
优选的是，所述基础日粮为玉米、豆粕、大豆油、磷酸氢钙、石粉、氯化钠和育肥猪预混料中的混合物。
[0025]
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0026]
1.本发明的发酵豆渣的发酵过程中无需特殊设备，发酵全程操作简单，投资较少，可直接掺入饲料中进行饲喂，具有很高的经济效益。
[0027]
2.经发酵处理后，本发明的发酵豆渣的中蛋白质可被有效降解为更易于消化与吸
收的小肽、氨基酸等，从而使发酵饲料中氨基酸态氮含量得以大量提高。
[0028]
3.本发明的发酵豆渣在发酵过程中会产生大量的有机酸，有效抑制了有害菌的生长，从而增强了动物的抗病能力。此外，发酵后产生了浓郁的酸香味，去腥味，改善豆渣适口性，从而提高了猪的采食量。
[0029]
4.本发明的发酵豆渣中富含乳酸菌等多种活性益生菌，能够促进动物肠道菌群的平衡，提高动物肠道的消化与吸收能力，对肠道疾病起到预防与治疗的作用，有利于动物的健康。
[0030]
5.本发明的发酵豆渣的制备方法采用固态发酵的模式，发酵过程中排放污水极少，从而减少了环境污染。另外，由于发酵豆渣能够保持动物的肠道菌群平衡，对动物体内细菌疾病起到控制效果，降低粪便中氮磷排泄量，可降低畜舍空气中nh3、h2s、co2的浓度，减少有害气体的排放，改善畜舍环境。
附图说明
[0031]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0032]
图1为本发明实施例1的发酵豆渣对育肥猪血液生化指标的影响，图中，a为对猪血清中iga的影响，b为对血清中igg的影响，c为对猪血清中补体c3的影响，d为对猪血清中补体c4的影响，e为对猪血清中cat的影响，f为对猪血清中sod的影响。
[0033]
图2为本发明实施例1的猪肠道菌群的alpha指数箱式，图中，a为各组之间的alpha多样性chao指数比较，b为各组之间的alpha多样性ace指数比较，c为各组之间的alpha多样性shannon指数比较。
[0034]
图3为本发明实施例1的对照组、15wt％发酵豆渣组和25wt％发酵豆渣组的物种丰度及beat多样性分析，其中，a为otu分布venn图，b为beta多样性的pca分析。
[0035]
图4为本发明实施例1的为对照组、15wt％发酵豆渣组和25wt％发酵豆渣组猪菌群的属水平物种组成，其中，a为属水平物种分布柱状图；b为属水平菌属丰度热图。
[0036]
图5为本发明实施例1的属水平相对丰度显著变化的主要菌属。
具体实施方式
[0037]
为了进一步理解本发明，下面对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
[0038]
本发明的发酵豆渣的制备方法，包括以下步骤：
[0039]
步骤一、将菌种和水，搅拌混合均匀，得到豆渣发酵剂；
[0040]
其中，菌种为乳酸菌、酵母菌、粪肠球菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌中的一种或多种的混合；
[0041]
步骤二、将豆渣和麦麸混合均匀，得到预处理料；
[0042]
步骤三、将豆渣发酵剂均匀喷洒于预处理料的表面，控制水分，压实，密封发酵，得到发酵豆渣。
[0043]
上述技术方案，步骤一中，菌种优选为液态粪球菌。
[0044]
上述技术方案，步骤一中，菌种优选为质量比是5:2:2:1的乳酸菌:酵母菌:粪肠球菌:枯草芽孢杆菌。
[0045]
上述技术方案，步骤一中，菌种和水的配比优选为100ml:2kg。
[0046]
上述技术方案，步骤二中，豆渣和麦麸的质量比优选为2:1。
[0047]
上述技术方案，步骤三中，控制水分优选在45wt％～60wt％，优选通过超纯水控制水分在45wt％～60wt％。
[0048]
上述技术方案，步骤三中，发酵温度优选为20～28℃。
[0049]
上述技术方案，步骤三中，发酵时间优选为15天。
[0050]
上述技术方案，步骤三中，发酵优选在无氧环境。
[0051]
本发明的发酵豆渣的制备方法制备的发酵豆渣。
[0052]
本发明的发酵豆渣在降低养猪成本中的应用，即在基础日粮中添加15wt％～25wt％的发酵豆渣后饲喂猪。
[0053]
上述技术方案，猪为育肥猪，基础日粮为玉米、豆粕、大豆油、磷酸氢钙、石粉、氯化钠、l-赖氨酸盐酸盐和育肥猪预混料的混合物，更优选的为70.33wt％玉米、23.61wt％豆粕、1.2wt％大豆油、1wt％磷酸氢钙、1.15wt％石粉、0.4wt％氯化钠、0.31wt％l-赖氨酸盐酸盐和2wt％育肥猪预混料。
[0054]
本发明的发酵豆渣的制备方法利用微生物发酵剂对低价格的豆渣进行发酵处理，利用发酵豆渣替代部分商品料饲喂育肥猪，从而降低育肥猪的饲养成本。既降低了生产成本，又减少了环境污染，实现了资源的循环利用，且微生物发酵可以提供有用的代谢物，产生多种酶类活性物质，能够降解豆渣的抗营养因子和其他有害化合物，还可改善适口性，提高营养物质含量，促进动物对饲料中营养物质的消化吸收，提高饲料的利用率；还能通过维持肠道内环境稳态，维护机体健康，达到防病、促生长、促繁殖、降成本等效果。
[0055]
在本发明中所使用的术语，一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义，除非另有说明。为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合实施例对本发明作进一步的详细介绍。
[0056]
在以下实施例中，未详细描述的各种过程和方法是本领域中公知的常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂、装置、仪器、设备等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
[0057]
以下结合实施例进一步说明本发明。
[0058]
实施例1
[0059]
发酵豆渣的制备方法：
[0060]
步骤一、将100ml菌种(乳酸菌:酵母菌:粪肠球菌:枯草芽孢杆菌质量比5:2:2:1)和2kg水，搅拌混合均匀，得到豆渣发酵剂；
[0061]
步骤二、将质量比为2:1豆渣和麦麸混合均匀，得到预处理料；
[0062]
步骤三、将豆渣发酵剂均匀喷洒于预处理料的表面，通过超纯水控制水分在45wt％，压实，无氧环境下25℃密封发酵15天，得到发酵豆渣。
[0063]
选择60日龄，体重31kg的健康育肥期黑猪45头，随机分为3个处理组(对照组、15wt％发酵豆渣组和25wt％发酵豆渣组)，对照组饲喂基础日粮，15wt％发酵豆渣组饲喂添加了15wt％发酵豆渣的基础日粮，25wt％发酵豆渣组饲喂添加了25wt％发酵豆渣的基础日
粮。发酵豆渣以湿样形式添加入基础日粮中，连续舍饲60d，每天饲喂2次，猪只自由采食和饮水，平均每只猪每天采食4斤饲料。基础日粮的组成如表1所示。
[0064]
表1基础日粮组成(wt％)
[0065][0066][0067]
发酵豆渣对育肥猪生长性能的影响如表2所示。
[0068]
表2发酵豆渣对猪生长性能的影响
[0069][0070]
从表2可以看出，15wt％发酵豆渣组和25wt％发酵豆渣组的末均重、平均日增重均显著高于对照组。
[0071]
发酵豆渣对育肥猪经济效益的影响如表3所示。
[0072]
表3发酵豆渣对育肥猪经济效益的影响
[0073]
[0074][0075]
从表3可以看出，15wt％发酵豆渣和25wt％发酵豆渣组育肥猪利润均高于对照组。三组相比较，添加25wt％发酵豆渣组育肥猪的利润最高，相比于对照组提高了53.55wt％，相较于15wt％发酵豆渣组提高了11.15wt％。
[0076]
对育肥猪血液生化指标的影响如图1所示，图中，a为对猪血清中iga的影响，b为对血清中igg的影响，c为对猪血清中补体c3的影响，d为对猪血清中补体c4的影响，e为对猪血清中cat的影响，f为对猪血清中sod的影响，g为对猪血清中gsh-px的影响，h为对猪血清中mda的影响。从图1可以看出，添加15wt％的发酵豆渣和25wt％的发酵豆渣饲喂育肥猪，能够提高育肥猪机体免疫力和抗氧化能力。
[0077]
发酵豆渣对育肥猪肠道菌群的影响，通过out丰富度和多样性分析，以及肠道菌群结构分析表征。其中，猪肠道菌群的alpha指数箱式图如图2所示，图中，a为各组之间的alpha多样性chao指数比较，b为各组之间的alpha多样性ace指数比较，c为各组之间的alpha多样性shannon指数比较。图3为对照组、15wt％发酵豆渣组和25wt％发酵豆渣组的物种丰度及beat多样性分析，其中，a为otu分布venn图，b为beta多样性的pca分析。图4为对照组、15wt％发酵豆渣组和25wt％发酵豆渣组猪菌群的属水平物种组成，其中，a为属水平物种分布柱状图；b为属水平菌属丰度热图。图5为属水平相对丰度显著变化的主要菌属。从上述实验可以看出，本发明饲喂发酵豆渣增加了猪肠道菌群物种多样性，增加了有益菌的丰富度。添加发酵豆渣组有助于提高猪肠道菌群中乳酸杆菌丰富度。
[0078]
显然，上述实施方式仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施例的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。