一種生物發酵飼料及其制備方法技術

本發明專利技術涉及生物飼料，具體的說是一種生物發酵飼料及其制備方法。將黑曲霉、地衣芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、植物乳桿菌、產朊假絲酵母分別經二級液體發酵培養，而后再經三級固體發酵培養，發酵后培養物即獲得生物飼料；本發明專利技術發酵飼料運用神經網絡、模式識別、遺傳算法等各種優化方法，優化了發酵條件，根據代謝工程原理，構建生物合成網絡，在此基礎上對其合成網絡進行途徑分析及代謝流量控制，采用酶解、厭氧、好養、培菌等工藝過程，提高了蛋白質的含量，降低了粗纖維的含量，改善了適口性和香味，增加了有益菌，去除了飼料原料中的毒素。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及生物飼料，具體的說是一種生物發酵飼料及其制備方法。
技術介紹
飼料和糧食生產一直是我國國民經濟的薄弱環節。由于受人口增長、耕地減少和肉食品消費增加的影響，我國糧食供需平衡十分脆弱。我國人均占有糧食一直在400kg以下,其中糧食總產量的40％左右用于飼料生產。在耕地和水資源長期緊缺的情況下，我國糧食產量已很難提高，因此長期制約著我國農牧業的發展的飼料資源短缺問題，尤其是蛋白質飼料的嚴重不足在短期內得不到有效解決。發展高效飼料工業，提高糧食向畜牧產品的轉化效率和飼料利用率、開發新型蛋白飼料是滿足人民對肉、禽、魚、蛋越來越大的需求量的最佳途徑。生物飼料開發國家工程研究中心專家們對生物飼料的定義為：生物飼料一般是指以飼料和飼料添加劑為對象,以基因工程、蛋白質工程、發酵工程等高新技術為手段,利用微生物工程發酵開發的新型飼料資源和飼料添加劑。世界范圍內開發的生物飼料產品已達數十個品種,已成為一個較大的產業,主要包括飼料酶制劑、飼用氨基酸和維生素、益生素(直接飼喂微生物)、飼料用寡聚糖、植物天然提取物、生物活性寡肽、飼料用生物色素、新型飼料蛋白、生物藥物飼料添加劑等。而我國研究和生產過程中更加關注的則主要包括飼用酶制劑、益生菌、生物活性寡肽和寡糖等。利用微生物生產的飼料蛋白、酶制劑、氨基酸、維生素、抗生素和益生菌等相關產品，可以彌補常規飼料中容易缺乏的氨基酸等物質，而且能使其他粗飼料原料營養成分迅速轉化，達到增強消化吸收利用效果。粗飼料是指在飼料中天然水分含量在60％以下，干物質中粗纖維含量等于或高于18％，并以風干物形式飼喂的飼料。如牧草、農作物秸稈、酒糟等。對于粗飼料而言，單胃動物沒有相關的內源性酶來消化吸收(動物的內源酶包括蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等)。所以單胃動物消耗粗飼料必須借助外源性酶類，如纖維素酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶、果膠酶和β-葡聚糖酶等。棕櫚仁粕是棕櫚仁脫殼榨油后的副產品，形狀、顏色與菜子粕相似，氣味略有巧克力氣味，棕櫚仁粕視其脫殼程度和加工工藝，品質相差很大(與棉粕工藝相似)。使用棕櫚仁粕替代部分玉米，最直接的表現是：飼養效果不變，但飼料成本大幅降低，畜產品在同行中的競爭力明顯提高。而其目前比玉米每噸便宜400元左右，隨著我國北方地區及華北地區的玉米價格漲勢過猛，畜產品價格長期低迷，一些大中型飼料企業必須千方百計降低成本才能生存，所以，在目前的形勢下，使用棕櫚仁粕替代部分玉米便成了首選產品。表1：棕櫚仁粕的營養成分木薯渣是淀粉廠利用木薯提取淀粉后剩余的副產品，其能量一般在2.3Mcal/kg左右，消化能10.08MJ/kg，代謝能9.5MJ/kg，是一種比較廉價的能量飼料，而價格約為玉米的60％。木薯渣還可替代部分玉米及糠麩類飼料，進而提高畜禽養殖經濟效益，同時可以消除淀粉廠木薯渣引起的環境污染，變廢為寶，提高生產企業循環經濟效益，緩解能量飼料緊缺的矛盾。木薯渣含有豐富的碳水化合物，其中無氮浸出物達到70％左右，盡管其中含有大量的粗纖維，但由于粗纖維主要是由純度比較高，幾乎沒有木質素和半纖維素纏繞的纖維素組成，所以，相對于反芻動物來說，消化吸收率極高，而對于單胃動物來說，需要進行微生物發酵降解。木薯渣含有豐富的微量元素，據胡忠澤等對木薯渣干物質中的微量元素進行檢測發現：木薯渣含銅30mg/kg，鋅66mg/kg，錳20mg/kg。表2：木薯渣營養成分
技術實現思路
本專利技術目的在于提供一種生物發酵飼料及其制備方法。為實現上述目的，本專利技術采用技術方案為：一種生物發酵飼料的制備方法為將真菌、酵母菌、乳酸菌以及有益芽孢桿菌，分別經二級液體發酵培養，而后再經三級固體發酵培養，發酵后培養物即為生物飼料；其中真菌為黑曲霉、酵母菌為產朊假絲酵母，乳酸菌為植物乳桿菌，有益芽孢桿菌為地衣芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌。發酵后培養物粗蛋白≧20％，粗纖維≦8％，水分≦20％，粗灰分≦10％，賴氨酸≧2.5％，有益活菌數(以凝結芽孢桿菌計)≧50億/克。進一步的說，將黑曲霉、地衣芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、植物乳桿菌和產朊假絲酵母分別制成菌懸液，而后分別接種至各自菌種活化用固體培養基中，在適宜的溫度下培養，一般連續活化3～5次，活化后進行菌種純化；純化后各菌株分別經二級液體發酵擴大培養，先將黑曲霉、地衣芽孢桿菌所得發酵培養液接種至固體發酵培養基中，于25℃～37℃，按照1:0.8～1:1.1的通氣比，進行通氣攪拌好養發酵，培養至30～48h，且還原糖的濃度≥1.5％；再接種產朊假絲酵母和植物乳桿菌的發酵培養液，于30℃～40℃進行厭氧發酵，繼續培養至96～120h，最后接入枯草芽孢桿菌和凝結芽孢桿菌的發酵培養液，按照1:1～1:1.3的通氣比，通氣攪拌好養發酵，于37℃～45℃繼續培養至150h～200h，即得發酵飼料。上述，通氣比指單位時間內通過單位重量的固體發酵培養基的無菌空氣的體積。比如“1：1”指每分鐘通過1公斤固體發酵培養基無菌空氣的體積是1升。其中，真菌培養溫度25～37℃，pH為5.0～6.0；酵母菌培養溫度28～30℃，pH為5.0～6.0；乳酸菌培養溫度30～38℃，pH為4.0～5.0；枯草、地衣芽孢菌培養溫度30～40℃，pH為6.0～8.0；凝結芽孢桿菌培養溫度35～45℃，pH為7.0～8.0。按重量百分比計，固體發酵培養基為：木薯渣(40％～60％)、棕櫚粕(30％～10％)、葡萄糖(0.1％～6.0％)、玉米粉(1.0％～20％)、豆粕粉(2.0％～40％)、硫酸銨(0.1％～5.0％)、尿素(0.1％～10％)、磷酸二氫鉀(0.01％～10％)、余量為水，pH＝5.5～7.5；121℃～125℃，滅菌35min～60min。菌種組合：指每個菌種純種液體發酵獲得的第二級發酵液的體積按照下述比例混合(1)第一組合，黑曲霉：地衣芽孢桿菌＝(1～30)：(1～70)；(2)第二組合，植物乳桿菌：產朊假絲酵母＝(1～50)：(1～50)；(3)第三組合，枯草芽孢桿菌：凝結芽孢桿菌＝(1～50)：(1～50)接種量：指液體菌種組合的體積(L)占固體發酵培養基(公斤)重量的百分比(1)第一組合菌種的接種量：10～50％；(2)第二組合菌種的接種量：10～50％；(3)第三組合菌種的接種量：10～50％接種方式與培養：通氣比指單位時間內通過單位重量的固體發酵培養基的無菌空氣的體積。比如“1：1”指每分鐘通過1公斤固體發酵培養基無菌空氣的體積是1升。(1)第一菌種組合接種與培養：當固體發酵培養基消后降溫至25℃～37℃，按照10～50％接種量接入第一菌種組合，按照1:0.8～1:1.0的通氣比，通氣攪拌好氧培養至30h～48h。進行第一級固體發酵。(2)第二菌種組合接種與培養：當第一級固體發酵培養至30～48h時，且還原糖的濃度≥1.5％時，按照10～50％接種量接入第二菌種組合，于30℃～40℃，兼性厭氧培養，繼續培養至96h～120h。進行第二級固體發酵。(3)第三菌種組合接種與培養：當第二級固體發酵培養至96～120h時，且pH≤5.0時，按照10～50％接種量接入第三菌種組合，于37℃～45℃，按照1:1～1:1.3的通氣比，通氣攪拌繼續培養至1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種生物發酵飼料，其特征在于：將真菌、酵母菌、乳酸菌以及有益芽孢桿菌，分別經二級液體發酵培養，而后再經三級固體發酵培養，發酵后培養物即為生物飼料。

【技術特征摘要】
1.一種生物發酵飼料，其特征在于：將真菌、酵母菌、乳酸菌以及有益芽孢桿菌，分別經二級液體發酵培養，而后再經三級固體發酵培養，發酵后培養物即為生物飼料。2.按權利要求1所述的生物發酵飼料，其特征在于：將黑曲霉、地衣芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、植物乳桿菌和產朊假絲酵母分別制成菌懸液，而后分別接種至各自菌種活化用固體培養基中活化培養，純化后各菌株分別經二級液體發酵擴大培養，而后將黑曲霉、地衣芽孢桿菌所得發酵培養液接種于固體發酵培養基中進行第一級固體發酵，好氧發酵培養至30～48h，再接種植物乳桿菌和產朊假絲酵母的發酵培養液，進行第二級固體發酵，厭氧發酵，繼續培養至96～120h，最后接入枯草芽孢桿菌和凝結芽孢桿菌的發酵培養液，進行第三級固體發酵，好氧發酵繼續培養至150～200h，即為發酵飼料；其中，真菌培養溫度25～37℃，pH為5.0～6.0；酵母菌培養溫度28～30℃，pH為5.0～6.0；乳酸菌培養溫度30～38℃，pH為4.0～5.0；枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌培養溫度30～40℃，pH為6.0～8.0；凝結芽孢桿菌培養溫度35～45℃，pH為7.0～8.0；按重量百分比計，固體發酵培養基為：木薯渣(40％～60％)、棕櫚粕(30％～10％)、葡萄糖(0.1％～6.0％)、玉米粉(1.0％～20％)、豆粕粉(2.0％～40％)、硫酸銨(0.1％～5.0％)、尿素(0.1％～10％)、磷酸二氫鉀(0.01％～10％)、余量為水，pH＝5.5～7.5。3.按權利要求2所述的生物發酵飼料，其特征在于：所述黑曲霉、地衣芽孢桿菌所得發酵培養液按(1～30)：(1～70)的體積比混合后，再以10～50％的比例接種至固體發酵培養基中；所述植物乳桿菌、產朊假絲酵母所得的發酵培養液按(1～50)：(1～50)的體積比混合后，再以10～50％的比例接種至固體發酵培養基中；所述枯草芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌所得的發酵培養液按(1～50)：(1～50)的體積比混合后，再以10～50％的比例接種至固體發酵培養基中。4.按權利要求2所述的生物發酵飼料，其特征在于：所述黑曲霉、地衣芽孢桿菌所得的發酵培養液接種至固體發酵培養基中，于25℃～37℃，按照1:0.8～1:1.1的通氣比，進行通氣攪拌好養發酵，培養30～48h，且還原糖的濃度≥1.5％；再接種產朊假絲酵母和植物乳桿菌的發酵培養液，于30℃～40℃進行厭氧發酵，繼續培養至96～120h，最后接入枯草芽孢桿菌和凝結芽孢桿菌的發酵培養液，按照1:1～1:1.3的通氣比，通氣攪拌好氧發酵，于37℃～45℃繼續培養至150h～200h，即得發酵飼料。5.一種權利要求1所述的生物發酵飼料的制...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張傳軍，張曉紅，張中親，任存邦，張憲德，張亞潔，
申請(專利權)人：北京康緣益生生物科技有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11