专利名称：微生物加工全价颗粒饲料工艺方法
技术领域：
本发明公开的是一种饲料原料的微生物加工方法，用该原料加工全价非反刍类动物饲料的方法和用该原料加工全价禽饲料的方法及其所用菌种的工业菌液、菌粉的培殖方法。
据检索，以前的全价饲料多以粮食为主，还需添加鱼粉、骨粉、氨基酸等，近年来人们一直在寻找粮食及鱼粉等的代用品，中国专利CN88103926、CN86101256、CN87103054、CN89108816、CN90105689等就是研究将植物纤维转化为非反刍类动物喜吃，又有营养的饲料的例子。
微生物加工饲料的方法较只改变成份的物理方法和采用大量化学物质复杂化工加工回收工艺的化学法有较大的优越性，然而目前的微生物加工工艺主要是针对一、二种植物，如稻草等，只有CN89108816中揭示了加工各种植物秸杆的生物方法，由于其只采用了强碱性的初期处理，饲料碱性大，粗纤维高达27%以上，几乎没有多少分解，所产蛋白量也相对低的多，距离“人工瘤胃”的距离相差较大，原料利用率较低，没能达到与粮食饲料同等成份的全价饲料水平。
自1940年以来的50年间，发明人对植物纤维转化成菌体蛋白工艺和工业菌种筛选进行几十年的探索，实验截止到1989年，达到的饲料微生物加工水平仅限于，纤维分解只选出了高温分解菌，糖化只限于粬菌，只限用糠麸原料进行发酵，饲料也仅限于成鱼喂养试验，每种纤维均需用一种特定的分解菌，不能一菌分解多种纤维，原料品种也只有水生菹草陆生羊草及玉米秸经过试验，未能形成大生产的成熟工艺，该水平当时处于国内较前列。
本发明的目的是提供一套用微生物加工各种无毒草本植物纤维，谷物原料，含有植物纤维的工业废渣，羽毛、树叶、动物粪等原料，使之成为家禽、家畜、鱼类的饲料原料的加工工艺和利用该原料配制全价颗粒饲料的方法，用该原料取代饲料中的大量进口鱼粉和部分粮食，达到以草代粮，以草代料，充分力利用资源，物尽其用的目的。
本发明的内容包括1、饲料原料的微生物加工方法基本原料包括(1)、非谷物原料农业秸杆、秧棵、各类皮、壳、碎屑、树叶，含有植物纤维的无毒工业废渣，糟、渣、羽毛、地下草炭、水面漂筏，陆生草本植物及水生草本植物等含有植物纤维的无毒原料。
(2)、谷物原料玉米、高粮等原粮，米糠、麦麸等粮食加工付产，及含有植物果实类纤维的原料。
(3)、鸡粪、牛粪等含有钙磷质的动物粪便、油脚。
(4)、豆饼、菜籽饼等压油后的植物籽饼。
a 预处理饼类原料不经过预处理和分解。
将原料分别粉碎，均匀加入30～50%低温分解菌液，预分解7～15天，当温度上升到高温菌生存期时，加入10～15%高温分解菌液，待温度下降接近中温分解菌生存期即30～45℃时，植入10～15%的中温分解菌液，利用三种菌对纤维进行分解通过三种菌的交替分解最终物料呈黑褐色，PH在7～7.2;
b 分解向预处理的物料中加入15～20%的中温或低温或高温分解菌，待温度开始下降，PH在7.2～7.4时，反应时间在70～80小时之间，分解完成;
c 糖化或酸化由于一般的糖化菌会与杂菌共生，本发明用乳酸菌糖化(酸化)并用乳酸菌抑制进入糖化的杂菌微生物，并帮助酵母菌工作，向物料中加入30～35%的糖化菌液，反应40～60小时，PH为4～6时，糖化完成;
d 发酵向物料中加入10～15%的发酵菌粉，约经过28～45小时。待PH＝5.5～7时，再次拌入50%经过微生物处理过的谷物原料，再次共生发酵，此发酵期间可大量产生菌体蛋白，经28～45小时后，PH＝5.5～7，发酵完成。
2、一种采用前述的用微生物加工的饲料原料加工全价非反刍类动物及鱼类饲料的方法a 将各种用微生物加工的饲料原料，干燥到含水16～20%时，分别存入贮存室;
b 按非谷物原料35～50%豆饼20～40%谷物原料10～25%鸡粪或牛粪或油脚5～10%的比例混拌，按所喂的动物品种的适口大小制成颗粒饲料，颗粒饲料含水12～16%，可按25Kg/袋、40Kg/袋包装。
3、一种采用前述的用微生物加工的饲料原料加工全价家禽饲料的方法a 将各种用微生物加工的饲料原料干燥到含水16～20%时分别存入贮存室;
b 按非谷物原料35～55%豆饼20～40%谷物原料10～35%的比例混拌，按所喂的家禽类品种的适口大小制成颗粒饲料，颗粒饲料含水12～16%，可按25Kg/袋、10Kg/袋，40Kg/袋包装。
4、一种前述饲料微生物加工过程中采用的高温分解菌为Clostridium thermocellus，中温分解菌为Bacce-llulosae methanicus，低温分解菌为Cytophaga Hutc-hinsonii的菌种的扩大培殖方法，即权利要求2所述饲料用菌液的生产方法a 培殖原液向水中加入25～35%的鲜牛粪，8～15%鸡粪，还可以加入15～22%土豆汁，2～3%的尿素及2～3%的谷物原料，接入总量0.3～0.8%的菌种(前述的三种菌种)，分别在60～65℃、30～35℃、28～25℃温度下定温培殖;b 培殖扩大液(分解菌液);在25～35%过滤好的牛粪浸出液中加入1%原液，用打浆机打成浆，在60～65℃、30～35℃、28～25℃下分别室温培殖，形成高温(60～65℃)、中温(30～35℃)，低温(28～25℃)三种温度下的纤维分解菌液。
5、一种前述的饲料原料加工方法中采用的糖化或酸化菌的菌液制备方法向含草本植物纤维的原料如野菜、树叶、菜叶或其它含有植物纤维(甜菜渣、淀粉渣、稻皮、谷壳)的工业废料中加入70～80%的水，接入菌种(Streptococcus lactic)0.2～0.5%，在27～30℃下保持30～36小时。
6、一种前述的饲料微生物加工过程中采用的发酵菌菌粉的制备方法将用微生物加工后的非谷物原料干燥成细粉，接入菌种(Yedst cdndido ctorul)0.2～1%，在27～30℃下保持20～30小时。
本发明的积极效果在于1、实现了以草代粮，以草代料的目的，节省粮食，进一步利用天然资源，开辟了低成本的动物性蛋白来源。
2、用菌来控制菌，通过菌自身繁殖活动，促进营养成分提高，产生大量菌体蛋白，利用微生物之间的相互共生相互排斥的原理，构成工艺流程，通过对培菌和生产两种工艺过程的统一控制，充分发挥菌群在加工过程中的转化和合成作用。
3、经过微生物加工使粗蛋白提高1～3倍，脂肪提高2～4倍，粗纤维(纤维素)降低到7%以下，使代谢能、消化能提高一倍以上，氨基酸、维生素大量增加，抗肠胃肠病能力强。
4、取代了现有饲料中普遍添加的鱼粉，添加剂节约粮食约50%，达到全价饲料综合营养水平，其中蛋白质含量鱼饲料达到27～38%，禽饲料达到18～25%，猪饲料达到16～23%。
5、用本发明的方法生产饲料，无三废污染，充分利用废料，比一般同样营养效价的饲料降低了25～30%成本。
6、用本发明生产的1、2号饲料与中国-意大利合作北京东郊1、2号料，中国-日本合作北京友谊1、2号料及中国水产科学院黑龙江水产研究所实验1、2号料(国优料)进行网箱对比实验，对比结果是a 养殖大小鱼的成活率和抗肠炎病方面占第一、二位，在产量及增重倍数方面大鱼占第二、四位，小鱼占第一、二位;b 在饲料成本方面(1991年价格)本发明方法生产的饲料成本约0.68元/Kg，养成鱼(二龄鱼)成本1.90元/Kg，养成鱼苗成本2.10元/Kg，国优鱼苗饲料售价1.78元/Kg，北京鱼苗料2.4元/Kg，养成鱼成本用国优料3.58元/Kg，用北京料4.8元/Kg，国优二龄鱼料售价1.47元/Kg，北京二龄鱼料1.50元/Kg，养成鱼的成本为国优料2.50元/Kg，北京料3.00元/Kg;c 纯增重方面(20m2网箱)本发明的方法生产的饲料纯增重21.3Kg，北京料为6.8Kg，国家优料为8.3Kg;d 放散养增重比为用本发明生产的料9.2倍，用北京料为4.5倍，国优料为4.8倍;e 饲料系数本发明方法生产的饲料为1∶3.92和1∶3.69，养成鱼成本2.60元/Kg，全精料(国家优料或北京的全粮料)1∶3.92或1∶3.69，可见其营养成份不低于精料，成本低于精料。
7、形成了一整套的菌群工业生产应用工艺，从菌种的扩大培殖开始直到生产出商品饲料，将生物工程应用到工业化生产。
8、本发明的方法处理的饲料可用作家禽、家畜及鱼类全价饲料，成本低，适用性广，原料来源广阔，可形成系列产品，有较大的潜在效益。
9、该方法生产的饲料，在水中耐溶化时间长，粘着力强，不用外加粘着剂即可制成颗粒饲料。
10、将农业、工业的含有植物纤维的废料，制成动物食品，增强农牧渔的互补性和良性循环，活跃农村经济，形成新的生态平衡体系。
图1为加工饲料原料所用工业菌液的培植工艺流程图;
图2为用工业菌液加工饲料原料工艺流程图;
图3为用该饲料原料配制全价饲料或全价禽饲料工艺流程图。
其中1-发酵菌，2-糖化(酸化)菌，3-高温，中温、低温纤维分解菌，4-利用菌种培制原液，5-培制工业菌液，6-鸡粪、牛粪、油脚等含有钙、磷的原料，7-谷物原料，8-非谷物原料，9-饼类原料，10-预处理，11-分解，12-糖化(酸化)，13-发酵，14-干燥(上述10～14均为将原料分别进行处理)，15-混拌全价饲料，16-混拌全价禽饲料，17-制成系列颗粒饲料。
最佳实施例a 纤维分解菌菌液培殖方法在100Kg煮沸过的水中加入30Kg左右的消毒鲜牛粪，10Kg左右经过微生物处理的鸡粪，20Kg左右的土豆汁，2Kg左右用谷物原料(经微生物加工后的)作添加剂，在其中接入500ml菌种，高温菌种为Clostridium thermocellus中温菌种为Bac·cellulosae methanicus，低温菌种为Cytotphaga Hutchinsonii。高温菌种按60～65℃进行培养，形成高温分解原液，中温按30～35℃，低温按28～25℃分别进行培养，形成中温和低温分解原液。
在100Kg左右的水中加入约30Kg过滤好的牛粪，加入1Kg分解原液，用打浆机打成浆，按菌群的适应温度进行室温培养，制成高温(60～65℃)、中温(30～35℃)、低温(28～25℃)三种不同的纤维分解菌的生产用菌液，该菌液PH以7.2～7.4，无臭味，含菌量达到1.5亿个/ml时作为工业菌液使用。
b 糖化(酸化)菌菌液的培殖方法在菜叶或用微生物加工过的稻皮中加入70%的水，接入菌种0.2～0.5%，保持27～30℃下36小时，当PH＝5，每毫升含菌1.2亿个以上可作工业菌液使用。
c 发酵菌菌粉的培殖方法用微生物加工后的谷壳或稻皮干燥成细粉，接入菌种0.2～1%，保持在27～30℃下，25小时，PH为6.5，整体膨起，每cm3含菌超过5000万个，即可作为工业菌粉。
d 利用前述a、b、c所述的方法生产的菌液、菌粉，加工饲料原料的方法，其工艺流程为预处理-分解-糖化或酸化-发酵，具体为预处理将原料分别粉碎(非谷物原料如豆秸，谷物原料如玉米面等)植入低温分解菌菌液40%，经过7～15天预分解，料堆表层形成明显嫌氧状态时，料堆温度升到高温菌工作区附近，即55～70℃时加入15%的高温分解菌菌液，待原料堆下陷，料温下降到40℃左右，接入中温菌菌液，通过三种菌的交替分解，物料呈黑褐色，PH为7～7.2时预处理完成。
分解均匀拌入15%的中温分解菌菌液，当分解进行到75小时，物料温度下降时，PH为7.3时分解结束。
糖化(酸化)将35%的糖化菌菌液均匀拌入物料中，经过50小时，PH达到5.5时，糖化完成，饼类原料从糖化开始加工，通过糖化即酸化抑制尿素酶的活动。
发酵将10%的发酵菌菌粉均匀拌入物料，经过30小时后，PH为5.5时，再次拌入50%经过微生物处理过的饲料原料，这样较只经过一次发酵的饲料原料菌体蛋白明显增高。经30小时后，发酵完成。
e 利用前述的饲料原料配制动物及鱼类饲料的方法，其工艺流程包括干燥-混拌-制粒具体为干燥将各种物料用物理干燥法，如气流干燥、滚筒干燥、烘干等方法，干燥到含水20%以下，贮存起来。
混拌按不同的动物种类及大小制定不同的配方，进行物理混拌，具体配方比例为1、鲤鱼、草鱼及其它二龄鱼用豆秸(或其它非谷物原料)制成的饲料原料40%，鸡粪10%，玉米面(或其它谷物原料)20%，豆饼30%;
2、猪(仔猪、生长猪、肥猪)稻草(或其它非谷物原料)制成的饲料原料50%，鸡粪10%，玉米面(或其它谷物原料)20%，豆饼20%;
3、在进行混料时若混入的谷物原料，非谷物原料，豆饼或其它饼类及鸡粪均经过微生物加工则最好。
若豆饼及其它压油后的植物果饼如菜籽饼等进行微生物加工时，采用的工艺路线是从糖化或酸化开始的，通过酸化抑制尿素酶的活动。
制粒用制粒机直接制粒，可根据小鱼、大鱼、猪等不同适口性制成大小不同的颗粒，然后包装。
f 利用前述的饲料原料配制家禽饲料的方法，其工艺流程包括干燥-混拌-制粒具体为干燥用滚筒或直烘式干燥法，将物料干燥到含水16%混拌按不同的动物种类及大小制定不同的配方，进行物理混拌，具体配方比例为成禽饲料(成鸡、成鸭、成鹅)用玉米秸(或其它非谷物原料)制成的饲料原料50%，玉米面或其它谷物原料30%，豆饼20%制粒用制粒机直接制成鸡、鸭、鹅适口大小不同的颗粒饲料。
权利要求
1.一种饲料原料的加工方法，特别是指用谷物或非谷物的草本植物、饼类、禽畜粪便为原料，通过微生物加工过程将其制成可替代鱼粉和粮食的非反刍类动物饲料原料的方法，其特征包括a预处理将原料粉碎，加入30～40%低温分解菌液，分解7～15天，升温后加入10～15%高温分解菌液，降温后加入10～15%的中温分解菌液；b分解加入15～20%的中温或低温或高温分解菌液，反应70～80小时；c糖化或酸化加入30～35的糖化菌液，反应40～60小时；d发酵加入10～15%的发酵菌粉，反应28～45小时。
2.根据权利要求1所述的饲料原料加工方法，其特征在于所述的低温分解菌为Cytophaga Hutchinsonii中温分解菌为Bac·cellulosae methanicus高温分解菌为Clostridium thermocellus糖化或酸化菌为Streptococcus lactic发酵菌为Yedst cdndido ctorul
3.根据权利要求1或2所述的饲料原料加工方法，其特征在于所述的饼类原料可不经过预处理和分解直接进入糖化。
4.一种如权利要求2所述的饲料原料加工方法中所用的高温分解菌、中温分解菌、低温分解菌菌液的生产培殖方法，其特征在于a 培殖原液向水中加入25～35%的鲜牛粪，8～15%鸡粪，接入总量0.3～0.8%的菌种，分别在60～65℃、30～35℃、28～25℃温度下培殖;b 培殖扩大液(分解菌液)在25～35%过滤好的牛粪浸用液中加入1%原液，用打浆机打成浆，在60～65℃、30～35℃、28～25℃下分别定温培殖，形成三种温度下的纤维分解菌液。
5.一种如权利要求2所述的饲料原料加工方法中所用的糖化或酸化菌的菌液制备方法，其特征在于向含草本植物纤维的原料或含有植物纤维的工业废液中加入70～80%的水，接入菌种0.2～0.5%在27～30℃下保持30～36小时。
6.一种权利要求2所述的饲料原料加工方法中所用的发酵菌的菌粉制备方法，其特征在于将用微生物加工后的非谷物原料干燥细粉，接入菌种0.2～1%，保持在27～30℃下20～30小时。
7.一种利用权利要求1或2或3所述的饲料原料配制非反刍动物及鱼类饲料的方法，包括干燥、混拌和制粒，其特征在于该饲料的组成包括a 35～50%的非谷物原料;b 20～40%的豆饼或其它压油后的植物籽饼;c 10～25%的谷物原料;d 5～10%的鸡粪、牛粪或油脚。
8.一种利用权利要求1或2或3所述的饲料原料配制禽类饲料的方法，包括干燥、混拌和制粒，其特征在于该饲料的组成包括a 35～55%的非谷物原料;b 20～40%的豆饼或其它压油后的植物籽饼;c 10～35%的谷物原料。
全文摘要
一种用微生物加工饲料原料的方法，及该方法使用的微生物菌液的工业培殖方法和利用该饲料原料配制全价颗粒饲料的方法。现有技术不能用少数几种生物菌分解加工所有草本植物纤维，制成全价饲料原料。饲料原料加工方法包括预处理、分解、糖化、发酵。生物菌液工业培殖包括对纤维分解菌、糖化菌、发酵菌培殖，全价饲料的配制方法包括干燥、混拌、制粒。饲料原料加工产生大量动物性菌体蛋白和各种氨基酸、维生素及微量元素使之成为全价饲料。
文档编号A23J1/14GK1070086SQ9210497
公开日1993年3月24日 申请日期1992年6月24日 优先权日1992年6月24日
发明者李桓 申请人:李桓