一种用于制备饼粕饲料的活化生物菌剂及其制备方法和应用

摘要

本发明属于微生物制剂应用技术领域，具体涉及一种用于制备饼粕饲料的活化生物菌剂及其制备方法和应用。通过对复合菌剂进行活化处理得到活化生物菌剂，再采用活化生物菌剂对饼粕进行发酵处理，有效去除饼粕中的抗营养因子，产生丰富的功能活性物质，提高饼粕的饲用价值的同时还可以改善畜禽胃肠道微生态环境，抑制病原性微生物生长，增强免疫力，从而提高牛羊的抗病性。

说明书

技术领域

本发明属于微生物制剂应用技术领域，具体涉及一种用于制备饼粕饲料的活化生物菌剂及其制备方法和应用。

背景技术

我国饼粕类资源十分丰富，主要有大豆饼粕、菜籽饼粕、棉籽饼粕、花生粕、芝麻饼粕、油茶饼粕、葵花籽饼粕、亚麻籽饼粕等。饼粕类饲料原料均富含植物蛋白，但抗营养因子含量也较高，蛋白质和氨基酸消化利用率低，导致杂粕在饲料中的添加量都比较低，一般低于8％。植物凝集素，抗营养因子中的一种，主要存在于豆类籽粒、花生及其饼粕中。大多数植物凝集素在消化道中不被蛋白酶水解，对糖分子具有高度的亲和性，其分子亚基上的专一位点，可识别并结合红细胞、淋巴细胞或小肠壁表面的特定受体细胞外被多糖糖基，破坏小肠壁刷状缘粘膜结构，使得绒毛产生病变和异常发育，并干扰肠激酶、碱性磷酸酶、麦芽糖酶、淀粉酶、蔗糖酶、谷氨酰基和肽基转移酶等多种酶的分泌，导致糖、氨基酸和维生素B12的吸收不良以及离子运转不畅，严重影响和抑制肠道的消化吸收，使动物对蛋白质的利用率下降，生长受阻甚至停滞。由于损伤，肠粘膜上皮通透性增加，使植物凝集素和其他一些肽类以及肠道内有害微生物产生的毒素吸收进入体内，对器官和机体免疫系统产生不良影响。谷实类、豆类籽粒、棉菜籽及其饼粕和某些块根饲料中还含有单宁，其中的缩合单宁具有抗营养作用，高粱和菜籽饼中的单宁均为缩合单宁，它能使菜籽饼颜色变黑，产生不良气味，降低动物的采食量。单宁以羟基与胰蛋白酶和淀粉酶或其底物(蛋白质和碳水化合物)反应，从而降低了蛋白质和碳水化合物的利用率；还通过与胃肠粘膜蛋白质结合，在肠粘膜表面形成不溶性复合物，损害肠壁，干扰某些矿物质(如铁离子)的吸收，影响动物的生长发育。单宁既可与钙、铁和锌等金属离子化合形成沉淀，也可与维生素B12形成络合物而降低它们利用率。

而采用生物发酵技术可以分解饼粕中的淀粉、蛋白质等大分子物质，产生更多的单糖、游离氨基酸、多肽等更易吸收的小分子营养物质，提高畜禽的消化吸收率。且在微生物代谢过程中可产生有机酸、益生元、维生素、激素等可促进畜禽生长的物质，还能有效去除饼粕中的抗营养因子，产生丰富的功能活性物质，提高饼粕的利用率和饲用价值。但直接在饼粕中添加微生物，由于微生物种类不同，所需的反应条件也不同，单一种类的微生物分解效果不够好，而多种微生物直接添加发酵则容易使部分微生物失活甚至死亡。

申请号为CN201610728912.X的专利文件公开了一种微生物发酵饲料及其制备方法与应用，其是将秸秆、麸皮和饼粕粉碎后加入复合酶进行酶解，将酶解产物与瘤胃内容物混合发酵，再加入复合菌液分别进行厌氧发酵和有氧发酵，干燥后粉碎即可。但饼粕的添加量比较少，饲料的主要成分为麸皮和秸秆，

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种用于制备饼粕饲料的活化生物菌剂及其制备方法和应用。

具体是通过以下技术方案来实现的：

1、一种提高牛羊抗病力的饼粕饲料，其组成包括杂粕和活化生物菌剂。

其中，所述的杂粕，其组成按重量百分比计包括：豆粕5～15份、菜籽粕15～25份、棉粕15～25份、玉米胚芽粕5～15份、硫酸铵3～7份、水30～40份。

所述的活化生物菌剂，包括复合菌种和活化剂，复合菌种是由植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、酒香酵母菌、假丝酵母菌和枯草芽孢杆菌以15-25：15-25：5-15：1-3：180-220的质量比组成。其中，嗜酸乳杆菌进行了包埋处理。

2、所述饼粕饲料的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备活化生物菌剂：

a.包埋处理：将明胶和海藻酸钠以1：1的质量比混合粉碎，加入嗜酸乳杆菌混合后滴加浓度为1％的冰醋酸，加热至35-55℃，搅拌至溶液透明，冷却即可；

b.制备活化剂：配制0.2mol/L的中性磷酸缓冲液，pH值范围在5.7-7.5；

c.活化处理：将复合菌种采用活化剂浸泡1-2min后，采用功率为85-120W的微波辐射20-30s，过滤后采用温度为10-15℃的冷风进行干燥。

(2)制备饼粕饲料：

a.将活化生物菌剂在使用前接种到含15％糖蜜5％乳清粉的液体培养基内，发酵2-3天，得到复合发酵菌液；

进一步，活化生物菌剂的接种量为3-5％；

进一步，所述复合发酵菌液中的植物乳杆菌的浓度以10

b.将复合发酵菌液按0.15-0.3ml/g的接种量接种到杂粕上，控制杂粕含水量为60-65％，发酵温度≥25℃，密封发酵时间7～9天，造粒干燥即可。

综上所述，本发明的有益效果在于：本发明通过对复合菌剂进行活化处理得到活化生物菌剂，再采用活化生物菌剂对饼粕进行发酵处理，有效去除饼粕中的抗营养因子，产生丰富的功能活性物质，提高饼粕的饲用价值的同时还可以改善畜禽胃肠道微生态环境，抑制病原性微生物生长，增强免疫力，从而提高牛羊的抗病性。

其中，对复合菌种中的嗜酸乳杆菌进行包埋处理，在包埋处理后可以有效避免嗜酸乳杆菌在胃中死亡，使嗜酸乳杆菌作用于动物肠道，用于包埋处理的海藻酸钠溶解后，明胶中的蛋白质可以帮助活菌定植在肠壁上，有效调节肠道菌群生态。采用中性磷酸缓冲液作为活化剂，并采用较低功率的微波辐射，磷酸缓冲液中的磷酸根、钾离子、钠离子在水中解离后在微波辐射的刺激下对生物菌群细胞膜起到电位活化的作用，进而提高菌群的活性。采用活化后的菌剂对饼粕进行发酵，能有效去除饼粕中的抗营养因子，产生丰富的功能活性物质，使原本添加量很少的饼粕能作为饲料的主体，提高饼粕的利用率。经活化生物菌剂发酵后的饲料中含有大量的乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌等多种有益菌，畜禽采食后，有益菌群产生乳酸、乙酸等有机酸，降低消化道内pH，抑制病原性微生物生长，还可以产生细菌素、链球菌肽、过氧化氢、溶菌酶等多种功能性物质，可抑制沙门氏菌、绿脓杆菌、大肠杆菌的生长作用，从而改善畜禽胃肠道微生态环境。饲喂生物发酵饲料可促进畜禽对饲料营养的消化、吸收和利用，有助于减少畜禽粪便中氮、磷的排放。另外，饲喂发酵饲料可抑制畜禽肠道内的致病菌，清理腐败菌，减少氨、生物胺、粪臭素、硫化氢等有害物质的产生和排放，减少圈舍内污染物的含量，达到减少污染和净化环境的目的。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。

实施例1

1、一种提高牛羊抗病力的饼粕饲料，其组成包括杂粕和活化生物菌剂。

其中，所述的杂粕，其组成按重量百分比计包括：豆粕10份、菜籽粕20份、棉粕20份、玉米胚芽粕10份、硫酸铵5份、水35份。

所述的活化生物菌剂，包括复合菌种和活化剂，复合菌种是由植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、酒香酵母菌、假丝酵母菌和枯草芽孢杆菌以17：17：10：2：200的质量比组成。其中，嗜酸乳杆菌进行了包埋处理。

2、所述饼粕饲料的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备活化生物菌剂：

a.包埋处理：将明胶和海藻酸钠以1：1的质量比混合粉碎，加入嗜酸乳杆菌混合后滴加浓度为1％的冰醋酸，加热至40℃，搅拌至溶液透明，冷却即可；

b.制备活化剂：配制0.2mol/L的中性磷酸缓冲液，pH值为6.0；

c.活化处理：将复合菌种采用活化剂浸泡1.5min后，采用功率为100W的微波辐射25s，过滤后采用温度为10℃的冷风进行干燥。

(2)制备饼粕饲料：

a.将活化生物菌剂在使用前接种到含15％糖蜜和5％乳清粉的液体培养基内，发酵3天，得到复合发酵菌液；

进一步，活化生物菌剂的接种量为4％；

进一步，所述复合发酵菌液中的植物乳杆菌的浓度以10

b.将复合发酵菌液按0.25ml/g的接种量接种到杂粕上，控制杂粕含水量为60％，发酵温度为32℃，密封发酵时间7天，造粒干燥即可。

实施例2

1、一种提高牛羊抗病力的饼粕饲料，其组成包括杂粕和活化生物菌剂。

其中，所述的杂粕，其组成按重量百分比计包括：豆粕5份、菜籽粕15份、棉粕15份、玉米胚芽粕5份、硫酸铵3份、水30份。

所述的活化生物菌剂，包括复合菌种和活化剂，复合菌种是由植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、酒香酵母菌、假丝酵母菌和枯草芽孢杆菌以15：15：5：1：180的质量比组成。其中，嗜酸乳杆菌进行了包埋处理。

2、所述饼粕饲料的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备活化生物菌剂：

a.包埋处理：将明胶和海藻酸钠以1：1的质量比混合粉碎，加入嗜酸乳杆菌混合后滴加浓度为1％的冰醋酸，加热至35℃，搅拌至溶液透明，冷却即可；

b.制备活化剂：配制0.2mol/L的中性磷酸缓冲液，pH值为5.7；

c.活化处理：将复合菌种采用活化剂浸泡2min后，采用功率为85W的微波辐射20s，过滤后采用温度为10℃的冷风进行干燥。

(2)制备饼粕饲料：

a.将活化生物菌剂在使用前接种到含15％糖蜜和5％乳清粉的液体培养基内，发酵2-3天，得到复合发酵菌液；

进一步，活化生物菌剂的接种量为5％；

进一步，所述复合发酵菌液中的植物乳杆菌的浓度以10

b将复合发酵菌液按03ml/g的接种量接种到杂粕上，控制杂粕含水量为65％，发酵温度为28℃，密封发酵时间9天，造粒干燥即可。

实施例3

1、一种提高牛羊抗病力的饼粕饲料，其组成包括杂粕和活化生物菌剂。

其中，所述的杂粕，其组成按重量百分比计包括：豆粕15份、菜籽粕25份、棉粕25份、玉米胚芽粕15份、硫酸铵7份、水40份。

所述的活化生物菌剂，包括复合菌种和活化剂，复合菌种是由植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、酒香酵母菌、假丝酵母菌和枯草芽孢杆菌以25：25：15：3：220的质量比组成。其中，嗜酸乳杆菌进行了包埋处理。

2、所述饼粕饲料的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备活化生物菌剂：

a.包埋处理：将明胶和海藻酸钠以1：1的质量比混合粉碎，加入嗜酸乳杆菌混合后滴加浓度为1％的冰醋酸，加热至55℃，搅拌至溶液透明，冷却即可；

b.制备活化剂：配制0.2mol/L的中性磷酸缓冲液，pH值为7.5；

c.活化处理：将复合菌种采用活化剂浸泡1min后，采用功率为120W的微波辐射20s，过滤后采用温度为15℃的冷风进行干燥。

(2)制备饼粕饲料：

a.将活化生物菌剂在使用前接种到含15％糖蜜和5％乳清粉的液体培养基内，发酵2天，得到复合发酵菌液；

进一步，活化生物菌剂的接种量为3％；

进一步，所述复合发酵菌液中的植物乳杆菌的浓度以10

b.将复合发酵菌液按0.15ml/g的接种量接种到杂粕上，控制杂粕含水量为60％，发酵温度为30℃，密封发酵时间8天，造粒干燥即可。

一、饼粕饲料成分含量测定

1.1实验材料

采用实施例1-3的方法制备的饲料。

1.2实验方法

采用凯氏定氮法对饲料中粗蛋白的含量进行测定；

参照GB/T 18246-2000测定饲料中的氨基酸总量；

参照GB/T 6433-2006测定饲料中粗脂肪的含量，结果如表1所示。

1.3实验结果

表1

二、嗜酸乳杆菌包埋效果实验

2.1实验材料

样品1：采用实施例1的方法进行包埋得到的嗜酸乳杆菌；

样品2：采用壳聚糖对嗜酸乳杆菌进行包埋处理。

2.2实验方法

以0.1mol/L的盐酸溶液为模拟胃液，分别将样品1和样品2置于模拟液中，每隔0.5h、1h、2h、4h测定溶液中嗜酸乳杆菌的数量，结果如表2所示。

2.3实验结果

表2

由实验结果可知，采用壳聚糖包埋处理的嗜酸乳杆菌在模拟胃液中0.5h时即开始释放，1h时达到峰值，在释放完毕之后由于模拟胃酸的酸性而导致部分嗜酸乳杆菌失活，4h后基本未检出嗜酸乳杆菌。

三、活化生物菌剂筛选

3.1实验材料

样品3：在与实施例1的相同条件下，不采用微波辐射活化处理；

样品4：在与实施例1的相同条件下，改用酸性磷酸缓冲液作为活化剂，pH值为3；

样品5：在与实施例1的相同条件下，改用碱性磷酸缓冲液作为活化剂，pH值为10。

3.2实验方法

按实施例1的方法制备饼粕饲料，采用样品3-5的菌剂进行发酵，根据1.2的实验方法对饲料中蛋白质、氨基酸和粗脂肪的含量进行测定，结果如表3所示。

3.3实验结果

表3

由实验结果可知，样品4和样品5由于采用的磷酸缓冲液作为活化剂反而由于酸性、碱性太强而将微生物菌杀灭，粗蛋白和氨基酸含量都较低。

四、抗营养因子检测实验

4.1实验材料

样品6：采用实施例1的方法制备的饼粕饲料；

样品7：在与实施例1的相同条件下，不进行菌剂活化处理，直接添加复合菌种制备饼粕饲料；

样品8：在与实施例1的相同条件下，不添加微生物菌剂，直接将杂粕混合发酵制备饼粕饲料。

4.2实验方法

采用分光光度法测定植酸和单宁的含量；

使用植物凝集素(PHA)ELISA试剂盒测定植物凝集素含量，结果如表4所示。

4.3实验结果

表4

由实验结果可知，经活化生物菌剂发酵后的饼粕饲料中的抗营养因子含量均大幅下降，植酸被微生物分解，可释放出有机磷物质，微生物又可以直接吸收利用有机磷物质，进而降低了植酸磷的排泄。

五、动物饲喂效果实验

5.1实验材料

按样品6、样品8的方法制备的饼粕饲料。

5.2实验方法

5.2.1实验动物

选取健康无病，18月龄的肉牛20头，按体重、日龄相近原则分为2组，编号为1，2，每组10头。

5.2.2饲喂方法

采用样品6、样品8所制备的饲料作为日粮分别对1、2组的肉牛进行饲喂，并对肉牛的平均日增重情况进行记录，在饲喂一个月后对肉牛进行采血，并检测血液中尿素氮、免疫球蛋白A、免疫球蛋白G和免疫球蛋白M的含量，结果如表5所示。

5.3实验结果

表5

由实验结果可知，未经发酵的饼粕饲料中含有大量抗营养因子，尤其当采食过量植物凝集素时，能显著拮抗产生IgA，影响肉牛的免疫系统功能。并且在饲喂过程中发现，第2组的肉牛采食量日益减少，日增重也相应减少。而从尿素氮水平变化可以看出，肉牛机体蛋白质合成率较低，氨基酸平衡较差，这是由于植酸可与蛋白质结合而形成沉淀，影响肉牛对饲料中蛋白质的吸收利用，导致饲料利用率下降。综合以上实验可以得知，本发明的技术方案可以有效去除饼粕中的抗营养因子，产生丰富的功能活性物质，使原本添加量很少的饼粕能作为饲料的主体，提高饼粕的利用率。