一种利用植物废渣制备发酵饲料的方法及应用

技术领域

本发明属于饲料技术领域，具体而言，涉及一种发酵饲料的制备方法和应用。

背景技术

山竹壳提取物具有抗氧化、抗肿瘤、抗变应、抗感染、抗菌和抗病毒等活性。山竹壳渣是山竹壳醇提有效成分后的产物。山竹壳渣中含有较高的碳水化合物（纤维素和多糖）和一些蛋白质、微量元素。木豆叶的药用功效显著，可治外伤、烧伤、褥疮，可止痛、消肿，杀菌消炎。木豆叶渣是木豆叶醇提有效成分后的产物。木豆叶渣中含有丰富的粗蛋白质、纤维素、无机盐等营养物质。目前对山竹壳渣和木豆叶渣主要处理方法为就地掩埋或焚烧，造成极大的资源浪费。近年来，关于山竹壳渣和木豆叶渣的综合利用仍处于空白状态。由于残渣总量的不断积累和当今社会经济、环境方面压力的日益增加，寻找对山竹壳渣和木豆叶渣的高效利用途径显得十分重要。

由于近年来抗生素的滥用，导致病原菌对抗生素产生耐药性和抗生素可能会在动物产品中残留。随着国家对食品安全的重视日益提高，寻找饲用抗生素替代品，解决动物源食品安全问题成为焦点。在此背景下，生物饲料逐步开始进入兴起。生物饲料是指使用国家相关法规所允许使用的微生物制剂，对饲料原料进行发酵，将饲料中的抗营养因子以及不易吸收的大分子分解成小分子，并且提高家畜对饲料的消化吸收的新一代“活的饲料”。大量研究表明，微生物发酵饲料可改善原料的适口性、风味，产生促生长因子、生物解毒，提高原料的营养价值、改善原料的营养组成及提高动物的消化利用率等特点（Missotten JAM ,et al. Fermented liquid feed for pigs[J]. Archives of Animal Nutrition, 2010,64(6):437-466.）。此外，发酵饲料可以抵御病原性微生物感染，对建立一个正常、平衡的动物体内微生物生态系统起着非常重要的作用，研究开发潜力巨大，是当今安全无抗健康饲料发展的重要方向之一。

国内外相继以谷物燕麦、玉米、小麦、鱼粉、脱脂牛奶和豆粕等（Wang C, et al.Microbiota in fermented feed and swine gut[J]. Applied Microbiology andBiotechnology, 2018.）为原料获得发酵饲料。检索中国专利文献，关于植物发酵饲料的申请有100余件，如CN109105655A一种改善褐壳蛋鸡蛋壳颜色的天然饲用植物发酵饲料添加剂及其制备方法、CN109043200A一种山林散养特种黑野猪用植物发酵饲料及其制备方法、CN110353087A油菜秸秆发酵饲料的制备方法及发酵饲料等，利用微生态制剂直接固体发酵，容易使植物中丰富的膳食纤维分解转化不均匀，易霉变，影响发酵效果。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，同时能有效利用废弃植物资源，本发明提供了一种既可均匀有效分解转化植物中膳食纤维，又可降低植物废弃或焚烧带来的环境污染、提高植物营养价值，降低饲养成本以及提高养殖效益的植物废渣发酵饲料的制备方法，实现山竹壳和木豆叶副产物的高价值化利用。

本发明将采用以下技术方案：

一种利用植物废渣制备发酵饲料的制备方法，其特征在于以下所述制备步骤：

1）将山竹壳渣和木豆叶渣自然晒干，对原料进行粉碎，按质量1:1比例混合得到混合粉碎物；其中山竹壳渣和木豆叶渣分别为醇提取有效成分后未经任何加工的新鲜废渣；

2）将上述混合粉碎物与水混合并在均质机中进行乳化搅切的制备步骤是：将混合粉碎物与水以质量比1:（3-5）混合后均质剪切0.4-1 h，得到第一次细碎浆和沉淀于水底的第一细碎渣，过滤分离；将所述第一细碎渣加水进行第二次均质剪切，得到第二细碎浆和沉淀于水底的第二细碎渣，过滤分离；继续如此进行5次均质和分离，合并所有细碎浆；按混合粉碎物的质量，添加其质量的15%-30%的豆腐渣，5%-7%的无机盐于细碎浆中，再次均质匀浆，得到匀浆液，灭菌后冷却制成发酵培养基；其中无机盐为磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、硫酸镁，质量比例为2:2:1；

3）在匀浆液中加入活化过的复合微生物菌种培养液，在35-37℃，机械搅拌条件下进行发酵培养；复合微生物菌种培养液接种质量为匀浆液质量的的15%-20%，其中活化的菌种复合微生物菌种为产朊假丝酵母、植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌，分别用真菌液体培养基和细菌液体培养基进行活化，在液体培养基中培养菌落数至10

4）将发酵后物质低温干燥，经造粒得到发酵饲料。

本发明具有以下有益效果为：

1. 均质机的间歇式高剪切方式可以破碎植物纤维，利用机械搅拌使菌种均匀的跟原料接触，有效分解转化植物中膳食纤维，提高发酵效果。通过该方法所得到的发酵饲料富含益生菌、有机酸、低分子量肽及复合酶等多种益生因子，能够显著促进肠道有益菌群增殖，降低pH值，控制有害菌群的生长，保持肠道健康。同时，还可改善饲料风味，提高饲料适口性和营养价值，增强机体免疫力，提高抗病能力，促进生长，对于改善动物的健康水平，提高畜产品的安全性具有重要的意义。

2. 本发明工艺条件简单，生产周期短，成本低，且所用的原材料来源丰富，工艺简单，既能够有效利用废弃资源，避免资源浪费，又可提高植物提取后废渣营养价值，降低饲养成本以及提高养殖效益，并且加工成本低，过程无污染、易于工业化生产和推广。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案做进一步描述，但不用于限制本发明。凡根据上述发明的内容对本发明做出的非本质上的修改，替换等，仍属于本发明的保护范围。

实施例1

1）将山竹壳渣和木豆叶渣自然晒干，对原料进行粉碎，按质量比1:1混合，取1.0kg混合粉碎物；

2）将上述混合粉碎物与3kg水混合放入高速匀浆机中并进行湿磨搅切25min后离心沉降分离，得到第一次细碎浆和沉淀于水底的第一细碎渣1.32kg（少量损失未计）；细碎浆留存候用，第一细碎渣加水4kg进行第二次湿磨搅切，得到第二细碎浆和沉底的第二细碎渣0.98kg；然后继续以渣液比1:3的模式连续进行3次湿磨搅切，最后得到第五细碎浆和极少量的第五细碎渣。合并五次细碎浆为14.5kg；

3）在上述细碎浆中加入0.15kg豆腐渣和0.05kg的无机盐，再次均质匀浆，高温灭菌冷却后接入活化后的复合微生物2.25kg，在35℃，机械搅拌条件下进行发酵培养48h。其中活化的菌种复合微生物菌种为产朊假丝酵母、植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌，分别用真菌液体培养基和细菌液体培养基进行活化，在液体培养基中培养菌落数至10

4）将发酵后物质低温干燥，经造粒得到发酵饲料。

实施例2

1）将山竹壳渣和木豆叶渣自然晒干，对原料进行粉碎，按质量比1:1混合，取1 kg混合粉碎物；

2）将上述混合粉碎物与5kg水混合放入高速匀浆机中并进行湿磨搅切25min后离心沉降分离，得到第一次细碎浆和沉淀于水底的第一细碎渣1.5kg（少量损失未计）；细碎浆留存候用，第一细碎渣加水7.5kg进行第二次湿磨搅切，得到第二细碎浆和沉底的第二细碎渣1.03kg；然后继续以渣液比1:5的模式连续进行3次湿磨搅切，最后得到第五细碎浆和极少量的第五细碎渣。合并五次细碎浆为25kg；

3）在上述细碎浆中加入0.30kg豆腐渣和0.07kg的无机盐，再次均质匀浆，高温灭菌冷却后接入活化后的复合微生物5kg，在37℃，机械搅拌条件下进行发酵培养60h。其中活化的菌种复合微生物菌种为产朊假丝酵母、植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌，分别用真菌液体培养基和细菌液体培养基进行活化，在液体培养基中培养菌落数至10

4）将发酵后物质低温干燥，经造粒得到发酵饲料。

实施例3

1）将山竹壳渣和木豆叶渣自然晒干，对原料进行粉碎，按质量比1:1混合，取1 kg混合粉碎物；

2）在上述混合粉碎物按1:5比例加水，再加入0.30kg豆腐渣和0.07kg的无机盐，混合均匀，高温灭菌冷却后接入活化后的复合微生物5kg，在37℃，机械搅拌条件下进行发酵培养60h。其中活化的菌种复合微生物菌种为产朊假丝酵母、植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌，分别用真菌液体培养基和细菌液体培养基进行活化，在液体培养基中培养菌落数至10

3）将发酵后物质低温干燥，经造粒得到发酵饲料。

在本发明中，发酵饲料中营养成分含量和pH值采用以下方法测定：粗蛋白含量按GB/T 6432-2018方法测定；pH值采用DB15/T 1458-2018方法测定；有机酸含量按GB/T23877-2009方法测定；乳酸菌总数采用GB 4789.35-2016方法测定。

各实施例发酵饲料中营养成分及pH值检测结果参见下表1：

表1中发酵饲料中营养成分及pH值

由表1可以看出饲料经微生物发酵后，提高了饲料中粗蛋白和有机酸的含量，降低了饲料的pH，同时显著提高了饲料中活性乳酸菌的含量。与直接发酵相比，物理破碎植物纤维与机械搅拌发酵相结合，提高了发酵饲料中的营养成分，降低了发酵饲料中的pH，有利于抑制有害微生物的生长。

试验例

选择断奶仔猪进行试验，试验采用60头21日龄离乳公猪，随机分为3组，第I组：基础日粮+本发明实施例2产品（按替代日粮重量的1.5%添加），自由采食；第II组：基础日粮+本发明对照例2产品（按替代日粮重量的1.5%添加），自由采食；第III组（空白对照）：仅添加基础日粮，自由采食。试验为期4周，试验期间采任食方式给予饲料及饮水，每日巡视2－3次，视采食状况更换饮水与补充饲料。试验期30天，三组采用相同的饲养管理技术及免疫方法。试验起始和截止日期日测量猪空腹体重，记录采食量，计算日增重及料重比（消耗饲料总重/增重总量），观察记录全过程猪腹泻情况，计算腹泻率。试验结果如表2所示：

表2 试验结果

由表2可以看出，试验组猪日增重显著高于空白对照，料重比低于对照组，减少了腹泻率。部分原因是大部分病原菌对发酵饲料中低pH环境不耐受，其生长受到了很大程度的抑制。通过有益菌的代谢作用，降解转化部分纤维素、大分子蛋白质和多糖等，生成活性小肽类氨基酸、有机酸等小分子营养物质和有益菌。动物在采食这种发酵饲料后，发酵饲料中的活性益生菌及其代谢产物可改善胃肠道的消化功能，平衡肠道微生物区系，增强免疫功能，进而提高猪的生长性能，减少饲养成本，提高养殖效益。