[发明专利]利用玉米秸秆发酵生产奶牛饲料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及到植物秸秆发酵制备饲料领域，具体的说是利用玉米秸秆发酵生产奶牛饲料的方法。

背景技术

发酵玉米秸秆饲喂奶牛在国内已有一些小规模应用。但由于玉米秸秆中纤维素微晶结构的存在和半纤维素-木质素层对纤维素的包围与粘合作用，水分难以渗入，纤维素酶不能与基质充分接触，作用缓慢，影响了纤维素的酶解率、奶牛消化率和菌体蛋白转化率。同时，纤维素酶生产成本高，生产技术不成熟，酶解效率低等因素也影响了纤维素的利用。发酵玉米秸秆研究中用以生产的单一菌种的酶系不全、活性低、降解效果不理想及易受降解产物阻遏的原因，使得玉米秸秆发酵技术大部分还处于研究过程之中。提高菌种酶产量、活力和稳定性、改变玉米秸秆纤维材料的结构，提高对酶的敏感性，设计合理的发酵工艺路线，是玉米秸秆发酵研究中的重点内容。

发明内容

为解决玉米秸秆在制备饲料时纤维素不能很好地酶解的问题，本发明提供了一种利用玉米秸秆发酵生产奶牛饲料的方法。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案为：利用玉米秸秆发酵生产奶牛饲料的方法，将晒干的玉米秸秆粉碎至20目后进行预处理，然后向经过预处理的玉米秸秆粉碎料中加入营养液，混合搅拌后接种发酵菌液进行发酵后即制得成品，所述预处理包括两步，先选用浓度为7-9%的稀硫酸按照1：20的重量比加入到玉米秸秆粉碎料中反应70-74小时，然后再使用温度为100-120℃、压力为6.86×10^-3MPa的高温蒸汽处理40-60min。

所述营养液由磷酸二氢钾、硫酸镁、硫酸铵和氯化钙加入到去离子水中配制而成并经过120-125℃的高温灭菌方可使用，其中，营养液中各组分的含量分别为磷酸二氢钾0.1-0.3mg/mL、硫酸镁0.1-0.3mg/mL、硫酸铵150-250mg/mL和氯化钙0.5-0.7 mg/mL；

所述发酵菌液为康宁木霉菌液、热带假丝酵母菌液、产阮假丝酵母菌液和枯草芽孢杆菌菌液。

所述营养液按照1:37-43的重量比加入到玉米秸秆粉碎料，然后调节pH值至6.3；

所述发酵菌液接种到加入营养液的玉米秸秆粉碎料中的次序为：先接种10%的康宁木霉菌液，在37℃的条件下发酵4天后，高温灭活，调节pH值为5，然后再向其中依次接种10%的产阮假丝酵母菌液、10%的热带假丝酵母菌液和10%的枯草芽孢杆菌菌液，并在37℃的条件下发酵6天后，采用低温管束烘干至水分含量10%即制得产品。

本发明中，采用稀硫酸处理的主要目的是转化半纤维素，使纤维素更易被酶解，酸处理有稀酸处理和浓酸处理两种，浓酸处理可以在室温下进行，可以得到较高的糖产量，但是浓缩处理过程产生抑制因子，影响后续反应，加上样品中较高浓度的酸和设备腐蚀等问题，极大地限制了其在实际生产中的应用；

采用高温水蒸汽处理过程中，原料中的半纤维素首先释放出来，接着部分木质素也开始溶解，秸秆中的木质素软化或部分水解，在处理过程中，部分纤维素水解会形成酸，这些酸的形成进一步促进了半纤维素的水解。

本发明先接种康宁木霉、发酵一段时间后再接种其它的菌种，其主要目的是康宁木霉的发酵分解木质素和纤维素，从而为后续的发酵提供碳源，从而优化发酵工艺、提高了发酵效率和发酵效果。

本发明所用到的菌种均采用市场上购得的菌种，本发明的技术方案不依赖菌种的特定菌株，经多次试验，从不同保藏机构和生物制品企业购得菌种均能达到预定效果。

有益效果：通过本发明制成的发酵玉米秸秆饲料配合少量精料饲喂奶牛，在水分含量较高情况下，饲料没有霉变并产生一定的酸香气味，成为奶牛喜食的原料。被奶牛采食后，可使胃内pH值下降，从而激活胃蛋白酶原转化为胃蛋白酶，促进蛋白质的分解，降低胃肠蠕动，减缓排空时间，从而提高消化吸收率。发酵玉米秸秆的益生菌总数很大。发酵时饲料呈中性，饲料颗粒间残存有氧气，很适合霉菌、酵母菌和部分好氧细菌的生长。随着氧气的消耗和部分好氧细菌发酵产酸，降低了饲料的pH值，霉菌的生长受到了严重的抑制，随着厌氧程度的加强，产酸菌大量增殖，在数量上逐渐形成绝对优势，其它微生物的生长受到抑制，当pH值下降到一定程度以后，产酸菌的活动也受到了抑制，延长了饲料保存时间。发酵玉米秸秆中的大分子物质如纤维素、木质素等降解为动物易于消化吸收的糖，有效地促进奶牛对各种营养物质的吸收和利用；