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用食用菌废料秸秆和牧草发酵制备动物益生菌饲料的方法

摘要

本发明公开一种用食用菌废料、秸秆和牧草发酵制备动物益生菌饲料的方法。本发明以食用菌废料、秸秆和牧草作为原料,依次采用好氧益生性真菌、好氧益生性细菌、厌氧益生性细菌三类动物益生菌作为发酵菌种进行分步式发酵,联合采用了富集培养技术、液体发酵技术和固体发酵技术分七个步骤完成了动物益生菌饲料的发酵制备,在发酵过程中有效抑制致病菌的生长和毒素代谢并提高原料的营养性能、适口性,最终获得含有高浓度动物益生菌群的饲料。本发明提供的技术方法仅需要发酵4~5天就可以使用,而传统的青储发酵法需要40~50天,具有耗时少,耗费人力少,效率高,易于学习掌握,易于大范围推广等优势,彻底克服了传统发酵法存在的各种缺陷。

著录项

  • 公开/公告号CN104938784A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2015-09-30

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 绥化学院;

    申请/专利号CN201510360797.0

  • 申请日2015-06-26

  • 分类号A23K1/14(20060101);A23K1/00(20060101);

  • 代理机构

  • 代理人

  • 地址 152061 黑龙江省绥化市北林区黄河南路18号

  • 入库时间 2023-12-18 11:09:35

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2019-02-12

    专利权的转移 IPC(主分类):A23K10/12 登记生效日:20190121 变更前: 变更后: 申请日:20150626

    专利申请权、专利权的转移

  • 2018-05-11

    授权

    授权

  • 2018-03-06

    著录事项变更 IPC(主分类):A23K1/14 变更前: 变更后: 申请日:20150626

    著录事项变更

  • 2015-11-04

    实质审查的生效 IPC(主分类):A23K1/14 申请日:20150626

    实质审查的生效

  • 2015-09-30

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物发酵技术,尤其涉及一种用食用菌废料、秸秆和牧草发酵制备动物益生菌饲料的方法。

背景技术

我国食用菌产业发展迅速,食用菌栽培量和产量居世界首位,2015年全国食用菌工厂化生产企业的数量近800家,每年将产生200多亿公斤的食用菌栽培废料,据我们的调查,90%以上的食用菌栽培废料直接抛弃处理,从事食用菌栽培生产的人员忽视了其利用价值,缺乏食用菌栽培废料的加工技术、转化技术,没有出现专门的加工利用食用菌栽培废料的工厂或企业。每年产生巨大数量的食用菌栽培废料,由于没有找到高效率加工方法和应用途径而基本被浪费掉,对生态环境造成了巨大污染。我国的作物秸秆也存在上述利用率低、浪费严重的问题,为充分利用秸秆资源我国已经制定了法规严禁露天焚烧秸秆,支持秸秆还田,提倡将秸秆进行肥料化、饲料化处理。

在畜禽养殖业方面,国家提倡规模化、集约化养殖畜禽以节约资源、提高效率、提高肉蛋乳产品的安全性,因此,近年来我国涌现了一大批大型牛、羊、猪等专业养殖基地,规模化的养殖,同时也存在粗饲料短缺问题,特别是过冬用的粗饲料非常匮乏。传统的过冬草料的制备方法有两大类:一类是在夏秋季的搜集青草、农作物秸秆,晴朗天气时置于太阳下曝晒得到干燥的草料,这样的草料虽然不易腐烂变质,但难以被动物肠道消化利用、营养价值低,适口性差,动物不愿意采食;第二类是将收割的青草、牧草、农作物秸秆立即青贮加工,要求收割后的植物立即粉碎,填入青储池中,加适量水和辅料后压实,最后密封发酵,经过40~50天的密封发酵得到青储饲料,该类方法制取的饲料在消化吸收性能方面、动物适口性上都大大提高,但是它的缺点是经常出现致病性霉菌和细菌的滋长、腐烂变臭的现象,发酵后的饲料含有致病菌及大量真菌毒素、细菌内毒素、细菌外毒素,动物采食后导致动物生病甚至死亡。

为充分利用数量巨大的食用菌废料和秸秆资源、克服传统植物草料制作动物粗饲料的多种缺陷,本发明用多个类群的益生菌作为发酵菌种,联合液体发酵技术和固体发酵技术,将食用菌废料、秸秆和牧草作为原料通过联合发酵的方式转化为富含益生菌的饲料,从而实现增加饲料种类、革新传统青储饲料制备方法的目的。本发明人的两项中国发明专利(专利号分别为ZL201410180400.5、ZL201410180399.6)公开了利用益生菌发酵制作益生型保健饮料的方法,但是没有涉及到利用益生菌发酵制备动物饲料的内容。

发明内容

为克服目前上述食用菌废料、秸秆和牧草等资源利用存在的技术缺陷,本发明提供了一种用食用菌废料、秸秆和牧草发酵制备动物益生菌饲料的方法。

解决上述问题的总体思路是:上述的动物益生菌是一些能够进入动物消化系统后排挤、抑制动物致病菌生长繁殖的微生物,这些动物益生菌由于不产生任何内毒素、外毒素、侵袭酶,不寄生于动物细胞内,生长过程中分泌有助于消化的酶类或抑制致病菌的化合物,能够定植在动物肠道内并获得一定的生长繁殖竞争优势,维持肠道的菌群平衡,从而发挥维护动物健康的作用;上述益生菌包括好氧益生性细菌、厌氧益生性细菌、好氧益生性真菌;上述动物致病菌是一些能够侵入到动物组织器官内增殖或生长繁殖过程中产生内毒素或外毒素的微生物;上述动物致病菌包括致病性细菌、致病性真菌;本发明联合采用富集培养技术、液体发酵技术和固体发酵技术获取高纯度、高浓度的动物益生菌群,将动物益生菌群作为发酵菌种对食用菌废料、秸秆和牧草进行发酵处理,发酵过程中抑制并杀灭致病菌并提高物料的营养性能、适口性,最终获得含有高浓度动物益生菌群的饲料。

一种用食用菌废料、秸秆和牧草发酵制备动物益生菌饲料的方法,所述的食用菌废料包括食用菌栽培过程产生的培养基、菌糠废料和食用菌类食品加工过程产生的食用菌残次品、碎裂品及菇体碎渣废料;所述的秸秆是指不含毒性成分、茎叶无硬质锐利芒刺、无毒性农药残留的植物茎叶部分,可选用玉米、高粱、水稻、小麦等粮食作物的地上部分,或选用大豆、蚕豆、豌豆、绿豆、豇豆等豆科作物的地上部分,或选用黄秋葵、萝卜、胡萝卜、莴苣、芦笋、芋头、辣椒、紫苏等蔬菜作物的地上部分,或选用马铃薯、红薯、花生、黄瓜、南瓜、西瓜、丝瓜、蛇瓜、西葫芦、西红柿、山药、葡萄、枫藤等藤蔓植物的地上部分,上述种类的植物秸秆可选其中一种或多种;所述的牧草是指用做畜禽动物草料的即时收割新鲜状态的植物体,可选用紫花苜蓿、沙打旺、苏丹草、墨西哥玉米草、黑麦草、氨基酸草、稗谷、籽粒苋、菊苣、聚合草、苋菜、三叶草等植物其中一种或多种,其具体实现步骤如下:

步骤1、深层液体发酵法制备高浓度好氧益生性真菌液:(1)富集培养好氧益生性真菌菌丝体种子液,具体步骤包括:配制真菌培养液,装入三角瓶中并用棉塞、双层纸、线绳封口包扎,培养液装量为三角瓶容积的三分之一左右,采用高压蒸汽灭菌;待培养液冷却到26℃左右接入好氧益生性真菌孢子,培养温度为23~28℃,振荡速度为120~200r/min,培养72~96h停止发酵,得到益生性真菌菌丝体种子液;(2)深层液体发酵获取高浓度好氧益生性真菌菌丝体液,具体步骤包括:向发酵罐内装入真菌培养液,加入适量消泡剂,灭菌;将上述培养完毕的好氧益生性真菌菌丝体种子液按发酵罐内培养液体积的3%~6%接种到发酵罐,接种后采用通气式发酵,整个发酵过程持续通入无菌空气,通气比为1.5~2.5,发酵温度为25~30℃,搅拌速度为180~240r/min,发酵培养96~120h停止发酵,冷却至室温,待用;所述的好氧益生性真菌是蜜环菌、黑曲霉、红曲霉、粗糙脉孢菌、好食脉孢菌、康氏木霉、绿色木霉、鲁氏毛霉、总状毛霉、根霉的其中一种或多种;所述的真菌培养液适宜选用加富综合马铃薯培养液或查氏培养液或马铃薯麸皮汁培养液;

步骤2、深层液体发酵制备高浓度好氧益生性细菌液:(1)富集培养好氧益生性细菌种子液,具体步骤包括:配制好氧益生性细菌培养液,装入三角瓶中并用棉塞、双层纸、线绳封口包扎,培养液装量为三角瓶容积的三分之一左右,采用高压蒸汽灭菌;灭菌后待培养液冷却到40℃左右接入好氧益生性细菌,培养温度为35~45℃,振荡速度为100~160r/min,培养16~24h,检测三角瓶中菌体浓度为5×107~2×108cfu/mL时即可结束发酵,得到好氧益生性细菌种子液;(2)深层液体发酵获取好氧益生性细菌培养液,具体步骤包括:向发酵罐内装入好氧益生性细菌培养液,加入适量消泡剂,灭菌;灭菌后将上述培养完毕的三角瓶好氧益生性细菌种子液按发酵罐内培养液体积的1%~3%接种到发酵罐,接种后采用通气式发酵,整个发酵过程持续通入无菌空气,通气比为1~1.5,发酵温度为35~45℃,搅拌速度为150~220r/min,培养24~48h,检测发酵罐中菌体浓度为2×108~4×108cfu/mL时即可停止发酵,冷却至室温,待用;所述的好氧益生性细菌是枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、侧孢短芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌、嗜热链球菌中的枯草芽孢杆菌一种或枯草芽孢杆菌与其它任意多种的组合;所述的好氧益生性细菌培养液适宜选用牛肉膏蛋白胨培养液、马铃薯麸皮汁培养液或加富综合马铃薯培养液;

步骤3、深层液体发酵制备高浓度厌氧益生性细菌液:(1)富集培养厌氧益生性细菌种子液,具体步骤包括:配制厌氧益生性细菌培养液,装入平底烧瓶或三角瓶中并用硅胶塞、塑料膜、线绳封口包扎,培养液装量为平底烧瓶或三角瓶容积的90%~100%,采用高压蒸汽灭菌;灭菌后待培养液冷却到37℃左右,接入厌氧益生性细菌,培养温度为32~40℃,振荡速度为40~80r/min,培养24~48h,检测瓶中菌体浓度为5×107~2×108cfu/mL时即可结束发酵,得到厌氧益生性细菌种子液;(2)深层液体发酵获取厌氧益生性细菌液,具体步骤包括:向发酵罐内装入厌氧益生性细菌培养液,加入适量消泡剂,灭菌;灭菌后将上述培养完毕的厌氧益生性细菌种子液按发酵罐内培养液体积的1%~3%接种到发酵罐,接种后关闭所有管道阀门采用厌氧发酵,开启搅拌器并设置搅拌速度为80~120r/min,发酵温度为32~40℃,培养36~48h,检测发酵罐中菌体浓度为2×108~4×108cfu/mL时即可停止发酵,冷却至室温,待用;所述的厌氧益生性细菌是植物乳杆菌、酪酸梭状芽孢杆菌、粪肠球菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、双歧杆菌其中一种或多种;所述的厌氧益生性细菌培养液适宜选用蛋白胨果汁培养液或加富综合马铃薯培养液或牛肉膏蛋白胨培养液;

步骤4、微碱性复合营养稀释液的配制:取新鲜自来水或深层地下水,按所取水的质量百分比含量加入下列物质:糖类1%~3%、磷酸盐0.2%~0.5%,钾盐0.1%~0.3%,再加入少量氢氧化钙或氢氧化钾粉末调节pH值至7.5~8.0,最终得到pH为7.5~8.0的微碱性复合营养稀释液;

步骤5、发酵用草料的制备:将食用菌废料、秸秆和牧草分别粉碎,对于食用菌废料适宜粉碎成粒径小于6mm的小颗粒,秸秆和牧草适宜粉碎成长度小于3cm的小段,将粉碎后的食用菌废料、秸秆和牧草按适当比例搭配、混合拌匀,适宜的搭配为:(1)食用菌废料与秸秆按质量比1:(2~5)搭配混合;(2)食用菌废料与牧草按质量比1:(2~5)搭配混合;(3)食用菌废料、秸秆和牧草按按质量比1:1:2搭配混合;

步骤6、固态发酵装置的建造:首先建造固态发酵池,发酵池的四壁宜采用防水保温材料围砌,发酵池的底部设置2条十字交叉的排水沟,上述排水沟的作用是及时导出渗入发酵池底部的积水,发酵池形状和大小根据实际需要可灵活调整,形状以圆形为佳,发酵池深度以1.5~3m为宜;发酵池的中心部位设置1根空心柱,空心柱的下口端封死,空心柱的上口端设置活结和输液管,在空心柱上适当高度位置处设置3~9组软管接口,所述的软管接口与空心柱的空腔相通,每组软管接口的数量以8~16个为宜,在每个软管接口上安装空心软管,所述的空心软管上开有大量滴漏小孔,所述的空心软管的作用是向发酵池内固态培养基输送菌悬液或营养液或无菌空气或水蒸气;向发酵池内填入上个步骤制备好的发酵用草料,并且在填料过程中不断铺设控温管,控温管的铺设方式为同心圆渐开式、盘旋式由下向上交叠铺设,上述控温管的下端管口部分从发酵池的底部侧壁通过孔道引出,上述控温管的上端管口部分从发酵池的顶部引出,上述控温管的作用是通过注入热水或冷水来控制发酵过程中的温度;在发酵池的中心部位可设置温度传感器,上述温度传感器的作用是随时监控显示发酵池内物料的温度,传感器可与报警装置关联,当发酵池内物料的温度超过设置发酵温度的上限或下限时,启动报警装置,然后通过向上述控温管中注入热水或冷水来控制发酵温度;

步骤7、动物益生菌饲料的发酵制备:(1)在发酵池的底部铺一层软垫层,所述的软垫层的材料是干麦秸、干稻秸、干玉米秸、干豆秸、干草、阔叶木树叶等材料的其中一种或多种组合,厚度以5~10cm为宜;(2)将上述制备的发酵用草料装填于上述发酵池内,并且在由下至上填料过程中不断铺设控温管,控温管的铺设方式为同心圆渐开式、盘旋式由下向上交叠铺设;(3)在由下至上的装填过程中,每当发酵用草料装填平面高度与空心柱上设置的一组软管接口高度持平时,将一组空心软管安装到空心柱上的一组软管接口上,然后将空心软管朝向发酵池四周外沿方向拉直,然后继续装填发酵用草料;(4)当发酵用草料装填高度等于或略高于发酵池上沿高度时,按压草料形成较平整的平面后继续用发酵用草料堆积出拱形或锥形的堆顶,堆顶上面用防水材料覆盖;(5)向上述控温管内通入热水,当温度传感器显示发酵池内温度上升至24~30℃时,将上述步骤1发酵制备的高浓度好氧益生性真菌液用上述步骤4配制好的微碱性复合营养稀释液进行适当稀释,适宜的稀释比例为10~60倍,将稀释后的益生性真菌液加压输送进入上述空心柱,通过与空心柱相连的软管益生性真菌液进入发酵池内的各层草料,然后向上述空心管内通入无菌压缩空气30~60min,保持24~30℃发酵40~50h;(6)向上述控温管内通入热水,当温度传感器显示发酵池内温度上升至37~40℃时,将上述步骤2发酵制备的高浓度好氧益生性细菌液用上述步骤4配制好的微碱性复合营养稀释液进行适当稀释,适宜的稀释比例为10~60倍,将稀释后的好氧益生性细菌液加压输送进入上述空心柱,通过与空心柱相连的软管好氧益生性细菌液进入发酵池内的各层草料,然后向上述空心管内通入无菌压缩空气1~2h,保持37~40℃发酵30~40h;(7)向上述控温管内通入冷水,当温度传感器显示发酵池内温度为32~40℃时,将上述步骤3发酵制备的高浓度厌氧益生性细菌液用氮气加压输送进入上述空心柱,通过与空心柱相连的软管厌氧益生性细菌液进入发酵池内的各层草料,保持32~40℃发酵30~40h,发酵结束,得到动物益生菌饲料。

上述益生性细菌在发酵过程中可分泌纤维素酶、几丁质酶、淀粉酶、果胶酶、蛋白酶等胞外酶,生长及代谢过程中还能分泌柠檬酸、苹果酸、乳酸、乙酸、抗菌多肽、抗菌素、B族维生素等有机物质,可以被动物服用后定置于于动物的消化道中,排挤、抑制金黄色葡萄球菌、志贺氏菌、沙门氏菌、耶尔森氏菌、致病性大肠杆菌等肠道致病菌,有效控制肠道致病菌的滋长以维持肠道菌群的平衡,从而发挥益生保健作用。

上述益生性真菌是一类可以分泌纤维素酶、淀粉酶、果胶酶、糖化酶、多酚氧化酶等胞外酶类并且不分泌对动物致病性毒素的丝状真菌,对食用菌废料、秸秆和牧草中的纤维素、木质素有强的降解能力并合成转化为菌丝体蛋白、酶类、有机酸和多种维生素,既软化了发酵原料中的粗纤维又提升了营养价值。

通过上述好氧益生性真菌、好氧益生性细菌和厌氧益生性细菌三个类别的微生物依次对食用菌废料、秸秆和牧草进行发酵,可有效抑制致病性细菌和真菌的繁殖,克服了传统青储发酵过程中易发生动物致病菌的生长繁殖及产生毒素问题,所述的动物致病菌及产生的毒素主要包括产毒素型及侵染型真菌和细菌,这些致病菌可分泌产生各种类型的毒素引起动物疾病甚至死亡,例如黄曲霉菌丝中产生黄曲霉毒素(有强毒性和致癌性,可引起肝肾等内脏出血、坏死,肿大,动物中毒症状表现为食欲减退、运动失调、昏迷甚至死亡)、互隔交链孢霉产生交链孢霉毒素、交链孢酚和交链孢酚单甲醚等毒素(可刺激消化道上皮组织并引发食管癌)、麦角菌的菌核中产生毒性生物碱(导致幻觉和肌肉痉挛,进而发展为四肢动脉的持续性变窄而发生坏死)、镰刀菌产生玉米赤霉烯酮(有类雌激素作用、强烈的生殖毒性和致畸、致癌作用)、黄绿青霉产生神经毒素(急性中毒表现为神经麻痹、呼吸麻痹、抽搐,慢性中毒表现为溶血性贫血)、岛青毒产生的黄天精和环氯素(引起肝出血、肝坏死和肝癌)、橘青霉产生的橘青霉素(有很强的肾脏毒性)、棒状青霉产生棒曲霉毒素(可干扰谷胱甘肽的合成和损伤DNA,有遗传毒性)、拟分枝镰刀菌和梨孢镰刀菌和木素木霉产生T2毒素(T2毒素可破坏上皮细胞、黏膜和骨髓细胞,中毒的急性症状为全身痉挛,心力衰竭而死亡,亚急性或慢性中毒常表现为胃炎,恶心,口腔、鼻腔、咽部、消化道出血,白细胞极度减少,淋巴细胞异常增大,血凝时间延长等)、葡萄状穗霉菌产生穗霉菌毒素(穗霉菌毒素引起白血病症状,初期症状是流涎,鄂下淋巴肿大,眼、口腔黏膜、口唇充血,继而黏膜龟裂,开始白细胞增多,继之血小板白细胞减少,血凝时间长,许多组织呈坏死性病变而导致动物死亡)、金黄色葡萄球菌产生多种外毒素和侵袭性酶(肠毒素引起急性胃肠炎、呕吐和腹泻;溶血外毒素,能损伤血小板,破坏溶酶体,引起肌体局部缺血和坏死;杀白细胞外毒素,可破坏人的白细胞和巨噬细胞;血浆凝固酶,当菌体侵入动物体时,该酶使血液或血浆中的纤维蛋白沉积于菌体表面或凝固,阻碍吞噬细胞的吞噬作用)、沙门氏菌产生内毒素(引起伤寒性食物中毒)、大肠杆菌产生内毒素和外毒素(产肠毒素引起急性腹泻、肠出血、发烧、腹绞痛及呕吐,可能并发急性肾病)、志贺氏菌产生内毒素和外毒素(内毒素破坏胃肠黏膜形成炎症、溃汤,出现脓血粘液便,内毒素还作用于肠道植物神经系统,导致肠蠕动失调、痉挛,出现腹痛、频繁便意等症状;外毒素包括神经毒性引起四肢麻痹,细胞毒性引起细胞坏死,肠毒性引起水样腹泻)。

本发明的优势效果为:

1.选用目前高速发展的食用菌产业的产生了数量巨大的废弃物、廉价易的农作物秸秆及不易储藏的牧草为原料,通过多种益生菌联合发酵转化为动物容易消化、适口性好且含有大量动物益生菌的饲料,不仅具有生产原料价格低、充足的优势,更有变废为宝、节约资源的巨大生态价值。

2.传统的粗饲料青储发酵仅利用植物茎叶自带的微生物进行发酵,而植物茎叶自带的微生物仅有少量的酵母菌、枯草杆菌等益生菌,存在较多的侵袭性、产毒素的细菌和霉菌,发酵饲料成功率低并且发酵后的饲料毒素含量高。本发明以益生菌的纯培养物作为菌种进行深层液体发酵法获取了高浓度益生菌培养液,大量的、不同种类的益生菌进入物料后迅速占据优势地位,将抑制了致病菌的生长和毒素代谢,发酵后的饲料不仅毒素含量低,还含有益生菌分泌的有机酸、抗菌蛋白、抗菌多肽、B族维生素等有益成分,彻底克服了传统发酵法存在的各种缺陷。

3.传统的粗饲料发酵法在发酵前必须对物料反复进行压实,发酵过程绝对不允许与空气接触,发酵时间长达40天以上,发酵结束后才能使用,耗费人力和时间,而本发明对发酵用物料不需要反复压实处理,发酵4~5天就可以使用,效率高,耗费人力少,节约时间。

4.本发明技术难度低,易于被农民和工人学习掌握,易于大范围推广使用,推广后恰好将农业、农村产生的有机废物转化为农村发展畜牧业急需的粗饲料,形成循环经济,有助于解决三农问题。

具体实施方式

实施例1

按照以下步骤实现用食用菌废料、秸秆和牧草发酵制备动物益生菌饲料:

步骤1、深层液体发酵法制备高浓度蜜环菌液、黑曲霉液:(1)富集培养蜜环菌、黑曲霉菌丝体种子液,具体步骤包括:配制马铃薯麸皮汁培养液,装入规格为500mL的三角瓶中并用棉塞、双层纸、线绳封口包扎,培养液装量为200mL,采用121℃高压蒸汽灭菌30min;待培养液冷却到26℃左右分别接入蜜环菌孢子、黑曲霉孢子,培养温度为23~28℃,振荡速度为120~200r/min,培养72~96h停止发酵,分别得到蜜环菌菌丝体种子液、黑曲霉菌丝体种子液;(2)深层液体发酵获取高浓度蜜环菌菌丝体液、黑曲霉菌丝体液,具体步骤包括:向发酵罐内装入马铃薯麸皮汁培养液,加入泡敌作为消泡剂,泡敌的加入量为发酵罐内培养液总质量0.03%,然后121℃高压蒸汽灭菌30min;分别将上述培养完毕的蜜环菌菌丝体种子液、黑曲霉菌丝体种子液按发酵罐内培养液体积的3%~6%接种到发酵罐,接种后采用通气式发酵,整个发酵过程持续通入无菌空气,通气比为1.5~2.5,发酵温度为25~30℃,搅拌速度为180~240r/min,发酵培养96~120h停止发酵,冷却至室温,待用;

步骤2、深层液体发酵制备高浓度枯草芽孢杆菌液:(1)富集培养枯草芽孢杆菌种子液,具体步骤包括:配制加富综合马铃薯培养液,装入规格为500mL的三角瓶中并用棉塞、双层纸、线绳封口包扎,培养液装量为200mL,采用121℃高压蒸汽灭菌20min;灭菌后待培养液冷却到40℃左右接入枯草芽孢杆菌,培养温度为35~45℃,振荡速度为100~160r/min,培养16~24h,检测三角瓶中菌体浓度为5×107~2×108cfu/mL时即可结束发酵,得到枯草芽孢杆菌种子液;(2)深层液体发酵获取枯草芽孢杆菌培养液,具体步骤包括:向发酵罐内装入加富综合马铃薯培养液,加入泡敌作为消泡剂,泡敌的加入量为发酵罐内培养液总质量0.03%,采用121℃高压蒸汽灭菌30min;灭菌后将上述培养完毕的三角瓶枯草芽孢杆菌种子液按发酵罐内培养液体积的1%~3%接种到发酵罐,接种后采用通气式发酵,整个发酵过程持续通入无菌空气,通气比为1~1.5,发酵温度为35~45℃,搅拌速度为150~220r/min,培养24~48h,检测发酵罐中菌体浓度为2×108~4×108cfu/mL时即可停止发酵,冷却至室温,待用;

步骤3、深层液体发酵制备高浓度植物乳杆菌液:(1)富集培养植物乳杆菌种子液,具体步骤包括:配制蛋白胨果汁培养液,装入规格为500mL的平底烧瓶中并用硅胶塞、塑料膜、线绳封口包扎,培养液装量为平底烧瓶容积的90%~100%,采用121℃高压蒸汽灭菌30min;灭菌后待培养液冷却到37℃左右,接入植物乳杆菌,培养温度为37℃,振荡速度为40~80r/min,培养24~48h,检测平底烧瓶中菌体浓度为5×107~2×108cfu/mL时即可结束发酵,得到植物乳杆菌种子液;(2)深层液体发酵获取植物乳杆菌液,具体步骤包括:向发酵罐内装入蛋白胨果汁培养液,加入泡敌作为消泡剂,泡敌的加入量为发酵罐内培养液总质量0.01%,采用121℃高压蒸汽灭菌30min;灭菌后将上述培养完毕的植物乳杆菌种子液按发酵罐内培养液体积的1%~3%接种到发酵罐,接种后关闭所有管道阀门采用厌氧发酵,开启搅拌器并设置搅拌速度为80~120r/min,发酵温度为37℃,培养36~48h,检测发酵罐中菌体浓度为2×108~4×108cfu/mL时即可停止发酵,冷却至室温,待用;

步骤4、微碱性复合营养稀释液的配制:取新鲜自来水或深层地下水,按所取水的质量百分比含量加入下列物质:糖类1%~3%、磷酸盐0.2%~0.5%,钾盐0.1%~0.3%,再加入氢氧化钙或氢氧化钾粉末调节pH值至7.5~8.0,得到pH为7.5~8.0的微碱性复合营养稀释液;

步骤5、发酵用草料的制备:将食用菌废料、秸秆和牧草分别粉碎,对于食用菌废料适宜粉碎成粒径小于6mm的小颗粒,秸秆和牧草粉碎成长度小于3cm的小段,将粉碎后的食用菌废料、秸秆和牧草按适当比例搭配、混合拌匀,搭配比例为:(1)食用菌废料与秸秆按质量比1:(2~5)搭配混合;(2)食用菌废料与牧草按质量比1:(2~5)搭配混合;(3)食用菌废料、秸秆和牧草按按质量比1:1:2搭配混合;

步骤6、固态发酵装置的建造:首先建造固态发酵池,选择地势稍高的地方挖掘直径为4m的圆形坑池作为发酵池,坑池深度为2.5m,并在坑池四周垒砌围墙,围墙高出地面约0.3m,发酵池的四壁再用防水保温材料围砌,发酵池的底部设置2条十字交叉的排水沟;发酵池的中心部位设置1根长度为2.8m空心柱,空心柱的下口端封死,空心柱的上口端设置活结和输液管,在空心柱每隔40cm的高度位置处设置1组软管接口,则空心柱共计设置7组软管接口,软管接口与空心柱的空腔相通,每组软管接口的数量为8~16个,在每个软管接口上安装空心软管,每根空心软管的长度为2m,空心软管上开有大量滴漏小孔;向发酵池内填入上个步骤制备好的发酵用草料,并且在填料过程中不断铺设控温管,控温管的铺设方式为同心圆渐开式、盘旋式由下向上交叠铺设,上述控温管的下端管口部分从发酵池的底部侧壁通过孔道引出,上述控温管的上端管口部分从发酵池的顶部引出;在发酵池的中心部位设置温度传感器,用温度传感器随时监控显示发酵池内物料的温度,传感器与报警装置关联,当发酵池内物料的温度超过设置发酵温度的上限或下限时,启动报警装置,然后通过向上述控温管中注入热水或冷水来控制发酵温度;

步骤7、动物益生菌饲料的发酵制备:(1)用干稻秸在发酵池的底部铺一层厚度为5~10cm软垫层;(2)将上述制备的发酵用草料装填于上述发酵池内,并且在由下至上填料过程中不断铺设控温管,控温管的铺设方式为同心圆渐开式、盘旋式由下向上交叠铺设;(3)在由下至上的装填过程中,每当发酵用草料装填平面高度与空心柱上设置的一组软管接口高度持平时,将一组空心软管安装到空心柱上的一组软管接口上,然后将空心软管朝向发酵池四周外沿方向拉直,然后继续装填发酵用草料;(4)当发酵用草料装填高度等于或略高于发酵池上沿高度时,按压草料形成较平整的平面后继续用发酵用草料堆积出拱形或锥形的堆顶,堆顶上面用防水材料覆盖;(5)向上述控温管内通入热水,当温度传感器显示发酵池内温度上升至24~30℃时,将上述步骤1发酵制备的高浓度蜜环菌液、黑曲霉液用上述步骤4配制好的微碱性复合营养稀释液进行适当稀释,稀释比例为10~60倍,将稀释后的蜜环菌液、黑曲霉液加压输送进入上述空心柱,通过与空心柱相连的软管蜜环菌液、黑曲霉液进入发酵池内的各层草料,然后向上述空心管内通入无菌压缩空气30~60min,保持23~30℃发酵40~50h;(6)向上述控温管内通入热水,当温度传感器显示发酵池内温度上升至37~40℃时,将上述步骤2发酵制备的高浓度枯草芽孢杆菌液用上述步骤4配制好的微碱性复合营养稀释液进行适当稀释,稀释比例为10~60倍,将稀释后的枯草芽孢杆菌液加压输送进入上述空心柱,通过与空心柱相连的软管枯草芽孢杆菌液进入发酵池内的各层草料,然后向上述空心管内通入无菌压缩空气1~2h,保持35~45℃发酵30~40h;(7)向上述控温管内通入冷水,当温度传感器显示发酵池内温度为32~40℃时,将上述步骤3发酵制备的高浓度植物乳杆菌液用氮气加压输送进入上述空心柱,通过与空心柱相连的软管植物乳杆菌液进入发酵池内的各层草料,保持32~40℃发酵30~40h,发酵结束,得到动物益生菌饲料。

实施例2

按照以下步骤实现用食用菌废料、秸秆和牧草发酵制备动物益生菌饲料:

步骤1、深层液体发酵法制备高浓度好食脉孢菌液、康氏木霉液:(1)富集培养好食脉孢菌、康氏木霉菌丝体种子液,具体步骤包括:配制加富综合马铃薯培养液,装入规格为500mL的三角瓶中并用棉塞、双层纸、线绳封口包扎,培养液装量为200mL,采用121℃高压蒸汽灭菌30min;待培养液冷却到26℃左右分别接入好食脉孢菌孢子、康氏木霉孢子,培养温度为23~28℃,振荡速度为120~200r/min,培养72~96h停止发酵,分别得到好食脉孢菌菌丝体种子液、康氏木霉菌丝体种子液;(2)深层液体发酵获取高浓度好食脉孢菌菌丝体液、康氏木霉菌丝体液,具体步骤包括:向发酵罐内装入加富综合马铃薯培养液,加入泡敌作为消泡剂,泡敌的加入量为发酵罐内培养液总质量0.03%,然后121℃高压蒸汽灭菌30min;分别将上述培养完毕的好食脉孢菌菌丝体种子液、康氏木霉菌丝体种子液按发酵罐内培养液体积的3%~6%接种到发酵罐,接种后采用通气式发酵,整个发酵过程持续通入无菌空气,通气比为1.5~2.5,发酵温度为25~30℃,搅拌速度为180~240r/min,发酵培养96~120h停止发酵,冷却至室温,待用;

步骤2、深层液体发酵制备高浓度枯草芽孢杆菌液、地衣芽孢杆菌液:(1)富集培养枯草芽孢杆菌种子液、地衣芽孢杆菌种子液,具体步骤包括:配制牛肉膏蛋白胨培养液,装入规格为500mL的三角瓶中并用棉塞、双层纸、线绳封口包扎,培养液装量为200mL,采用121℃高压蒸汽灭菌20min;灭菌后待培养液冷却到40℃左右分别接入枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌,培养温度为35~45℃,振荡速度为100~160r/min,培养16~24h,检测三角瓶中菌体浓度为5×107~2×108cfu/mL时即可结束发酵,得到枯草芽孢杆菌种子液和地衣芽孢杆菌种子液;(2)深层液体发酵获取枯草芽孢杆菌种子液和地衣芽孢杆菌种子液,具体步骤包括:向发酵罐内装入牛肉膏蛋白胨培养液,加入泡敌作为消泡剂,泡敌的加入量为发酵罐内培养液总质量0.03%,采用121℃高压蒸汽灭菌30min;灭菌后将上述培养完毕的三角瓶枯草芽孢杆菌种子液和地衣芽孢杆菌种子液分别按发酵罐内培养液体积的1%~3%接种到发酵罐,接种后采用通气式发酵,整个发酵过程持续通入无菌空气,通气比为1~1.5,发酵温度为35~45℃,搅拌速度为150~220r/min,培养24~48h,检测发酵罐中菌体浓度为2×108~4×108cfu/mL时即可停止发酵,冷却至室温,待用;

步骤3、深层液体发酵制备高浓度酪酸梭状芽孢杆菌液、保加利亚乳杆菌液:(1)富集培养酪酸梭状芽孢杆菌种子液、保加利亚乳杆菌种子液,具体步骤包括:配制加富综合马铃薯培养液,装入规格为500mL的平底烧瓶中并用硅胶塞、塑料膜、线绳封口包扎,培养液装量为平底烧瓶容积的90%~100%,采用121℃高压蒸汽灭菌30min;灭菌后待培养液冷却到36℃左右,分别接入酪酸梭状芽孢杆菌、保加利亚乳杆菌,培养温度为36℃,振荡速度为40~80r/min,培养24~48h,检测平底烧瓶中菌体浓度为5×107~2×108cfu/mL时即可结束发酵,得到酪酸梭状芽孢杆菌种子液和保加利亚乳杆菌种子液;(2)深层液体发酵获取酪酸梭状芽孢杆菌液、保加利亚乳杆菌液,具体步骤包括:向发酵罐内装入加富综合马铃薯培养液,加入泡敌作为消泡剂,泡敌的加入量为发酵罐内培养液总质量0.01%,采用121℃高压蒸汽灭菌30min;灭菌后分别将上述培养完毕的酪酸梭状芽孢杆菌种子液、保加利亚乳杆菌种子液按发酵罐内培养液体积的1%~3%接种到发酵罐,接种后关闭所有管道阀门采用厌氧发酵,开启搅拌器并设置搅拌速度为80~120r/min,发酵温度为36℃,培养36~48h,检测发酵罐中菌体浓度为2×108~4×108cfu/mL时即可停止发酵,冷却至室温,待用;

步骤4、微碱性复合营养稀释液的配制:取新鲜自来水或深层地下水,按所取水的质量百分比含量加入下列物质:糖类1%~3%、磷酸盐0.2%~0.5%,钾盐0.1%~0.3%,再加入氢氧化钙或氢氧化钾粉末调节pH值至7.5~8.0,得到pH为7.5~8.0的微碱性复合营养稀释液;

步骤5、发酵用草料的制备:将食用菌废料、秸秆和牧草分别粉碎,对于食用菌废料适宜粉碎成粒径小于6mm的小颗粒,秸秆和牧草粉碎成长度小于3cm的小段,将粉碎后的食用菌废料、秸秆和牧草按适当比例搭配、混合拌匀,搭配比例为:(1)食用菌废料与秸秆按质量比1:(2~5)搭配混合;(2)食用菌废料与牧草按质量比1:(2~5)搭配混合;(3)食用菌废料、秸秆和牧草按按质量比1:1:2搭配混合;

步骤6、固态发酵装置的建造:首先建造固态发酵池,选择地势稍高的地方挖掘直径为4m的圆形坑池作为发酵池,坑池深度为2.5m,并在坑池四周垒砌围墙,围墙高出地面约0.3m,发酵池的四壁再用防水保温材料围砌,发酵池的底部设置2条十字交叉的排水沟;发酵池的中心部位设置1根长度为2.8m空心柱,空心柱的下口端封死,空心柱的上口端设置活结和输液管,在空心柱每隔40cm的高度位置处设置1组软管接口,则空心柱共计设置7组软管接口,软管接口与空心柱的空腔相通,每组软管接口的数量为8~16个,在每个软管接口上安装空心软管,每根空心软管的长度为2m,空心软管上开有大量滴漏小孔;向发酵池内填入上个步骤制备好的发酵用草料,并且在填料过程中不断铺设控温管,控温管的铺设方式为同心圆渐开式、盘旋式由下向上交叠铺设,上述控温管的下端管口部分从发酵池的底部侧壁通过孔道引出,上述控温管的上端管口部分从发酵池的顶部引出;在发酵池的中心部位设置温度传感器,用温度传感器随时监控显示发酵池内物料的温度,传感器与报警装置关联,当发酵池内物料的温度超过设置发酵温度的上限或下限时,启动报警装置,然后通过向上述控温管中注入热水或冷水来控制发酵温度;

步骤7、动物益生菌饲料的发酵制备:(1)用干稻秸在发酵池的底部铺一层厚度为5~10cm软垫层;(2)将上述制备的发酵用草料装填于上述发酵池内,并且在由下至上填料过程中不断铺设控温管,控温管的铺设方式为同心圆渐开式、盘旋式由下向上交叠铺设;(3)在由下至上的装填过程中,每当发酵用草料装填平面高度与空心柱上设置的一组软管接口高度持平时,将一组空心软管安装到空心柱上的一组软管接口上,然后将空心软管朝向发酵池四周外沿方向拉直,然后继续装填发酵用草料;(4)当发酵用草料装填高度等于或略高于发酵池上沿高度时,按压草料形成较平整的平面后继续用发酵用草料堆积出拱形或锥形的堆顶,堆顶上面用防水材料覆盖;(5)向上述控温管内通入热水,当温度传感器显示发酵池内温度上升至24~30℃时,将上述步骤1发酵制备的好食脉孢菌液、康氏木霉液用上述步骤4配制好的微碱性复合营养稀释液进行适当稀释,稀释比例为10~60倍,将稀释后的好食脉孢菌液、康氏木霉液加压输送进入上述空心柱,通过与空心柱相连的好食脉孢菌液、康氏木霉液进入发酵池内的各层草料,然后向上述空心管内通入无菌压缩空气30~60min,保持23~30℃发酵40~50h;(6)向上述控温管内通入热水,当温度传感器显示发酵池内温度上升至37~40℃时,将上述步骤2发酵制备的高浓度枯草芽孢杆菌液和地衣芽孢杆菌液用上述步骤4配制好的微碱性复合营养稀释液进行适当稀释,稀释比例为10~60倍,将稀释后的枯草芽孢杆菌液和地衣芽孢杆菌液加压输送进入上述空心柱,通过与空心柱相连的软管枯草芽孢杆菌液和地衣芽孢杆菌液进入发酵池内的各层草料,然后向上述空心管内通入无菌压缩空气1~2h,保持37~40℃发酵30~40h;(7)向上述控温管内通入冷水,当温度传感器显示发酵池内温度为32~40℃时,将上述步骤3发酵制备的高浓度酪酸梭状芽孢杆菌液、保加利亚乳杆菌液用氮气加压输送进入上述空心柱,通过与空心柱相连的软管酪酸梭状芽孢杆菌液、保加利亚乳杆菌液进入发酵池内的各层草料,保持32~40℃发酵30~40h,发酵结束,得到动物益生菌饲料。

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