植物秸秆饲料发酵菌剂及其制备方法

1.一种植物秸秆饲料发酵菌剂，其特征在于：包括植物乳杆菌、 酵母菌、里氏木霉、枯草芽孢杆菌，各菌种分别经过固体试管、液体 三角瓶、液体麦芽汁三级常规培养成熟后，将所得麦芽汁菌液按植物 乳杆菌4-5份、酵母菌1-2份、里氏木霉2-3份、枯草芽孢杆菌 3-4份的比例混合菌液，接种到由豆粕、麸皮、玉米粉、尿素混合 制得的固体培养基中，接种量按固体原料的15-30％，接种好的固体 物料在30-45度下发酵培养36-60小时制得。
2.根据权利要求1所述的植物秸秆饲料发酵菌剂，其特征在于： 所述一级常规固体试管培养的条件为：植物乳杆菌是在厌氧环境下进 行，温度在30-37摄氏度之间，培养48-60小时；酵母菌在30摄氏 度下培养30-48小时；里氏木霉在28-32摄氏度下培养60小时，枯草 芽孢杆菌在38摄氏度下培养36小时。
3.根据权利要求1所述的植物秸秆饲料发酵菌剂，其特征在于： 所述二级常规液体三角瓶培养的条件为：植物乳杆菌在厌氧条件下进 行，在30-37度的温度下培养48-60小时；酵母菌在30度温度下培养 30-48小时；里氏木霉在28-32度温度下培养60小时；枯草芽孢杆菌 在38度温度下培养36小时。
4.根据权利要求1所述的植物秸秆饲料发酵菌剂，其特征在于： 所述三级麦芽汁培养的条件是：植物乳杆菌培养罐中加入1-2％的碳 酸钙；在枯草芽孢杆菌培养罐中加入2％的牛肉浸膏、1％的酵母浸膏； 里氏木霉培养罐中加入0.5-1％的纤维素；酵母菌培养罐中不添加物 质，接种后培养48-72小时备用，其中植物乳杆菌静止培养，其它各 菌种通入无菌压缩空气。
5.根据权利要求1所述的植物秸秆饲料发酵菌剂，其特征在于： 所述固体发酵培养基是用豆粕、麸皮、玉米粉、尿素混合均匀后，装 入高温灭菌器内进行高温灭菌，冷却制得。
6.根据权利要求1或5所述的植物秸秆饲料发酵菌剂，其特征 在于：所述固体发酵培养基中，豆粕、麸皮、玉米粉、尿素的比例分 别为40％、20％、38％、2％。
7.根据权利要求6所述的植物秸秆饲料发酵菌剂，其特征在于： 将接种好的固体物料装入到固体发酵容器中，在30-45度下发酵培养 36-60小时。
8.一种如权利要求1所述的植物秸秆饲料发酵菌剂的制备方法， 其特征在于包括以下步骤：
a：制备固体培养基和固体斜面培养：分别制备植物乳杆菌、酵 母菌、里氏木霉、枯草芽孢杆菌的固体试管培养基，做成固体斜面； 然后分别接种上述菌种后，按各自常规条件进行培养，其中植物乳杆 菌厌氧培养；
b：制备液体三角瓶培养基并进行液体培养：分别制备植物乳杆 菌、酵母菌、里氏木霉、枯草芽孢杆菌的液体三角瓶培养基；然后分 别接种上述步骤a培养后的斜面菌种，按各自常规条件进行培养成 熟，其中植物乳杆菌厌氧培养；
c：制备液体生产菌种：制备麦芽汁液体培养基加入培养罐中， 植物乳杆菌培养罐中加入1-2％的碳酸钙；在枯草芽孢杆菌培养罐中 加入2％的牛肉浸膏、1％的酵母浸膏；里氏木霉培养罐中加入0.5-1％ 的纤维素；酵母菌培养罐中不添加物质，接种后培养48-72小时备用， 其中植物乳杆菌静止培养，其它各菌种通入无菌压缩空气；
d：混合液体菌种：将上述制得的液体生产菌种按下的比例混合： 植物乳杆菌4～5、枯草芽孢杆菌1～2、里氏木霉2～3、酵母菌3～4， 搅拌均匀；
e：固体制剂制备：按豆粕40％、麸皮20％、玉米粉38％、尿素 2％混合均匀，高温灭菌后作为固体制剂培养基，接入培养好的混合 液体菌种，按固体原料量的15-30％接入，接种好的固体物料装入到 固体发酵容器中，在30-45度下发酵培养36-60小时即得到成熟的植 物秸秆发酵剂；
f：固体制剂的烘干：采用低温脉冲式烘干技术，物料和热空气 的混合温度不超过45度，烘干时间小于40秒。

技术领域\n本发明涉及一种秸秆饲料发酵菌剂，特别涉及一种多种有益菌株 混合使用的植物秸秆饲料发酵菌剂，具有多菌株同时发酵的效果。本 发明还涉及上述发酵菌剂的制备加工过程。\n背景技术\n随着粮食作物的种植量的增加和产量提高，植物秸秆作为粮食作 物的副产品也在大量的产生着，这些秸秆最原始的用途就是用作燃 料，生火煮饭取暖等。但随着人们生活水平的提高，电、煤、天然气 的利用，这种原始的用途慢慢将被人们所淘汰。植物秸秆的处理也就 成了一个严重的污染问题，现有的处理方法中如将秸秆粉碎埋藏进行 所谓的秸秆还田，这种做法使用效果很差，不能很好的将植物秸秆充 分利用，实际应用甚少。更有甚者将收割后的作物秸秆点燃烧毁，不 仅严重影响环境，造成大气污染，还会对公路民航等交通带来较大的 负面影响，也极大浪费了资源，这种做法也是国家明令禁止的处理方 法。\n植物秸秆作为饲料来喂养牛羊等家畜也有相当的历史，但这种喂 养方式也仅仅是粗放喂养，使用的秸秆有很大的局限性，仅限于地瓜 秧、花生秧等营养价值比较高的秸秆。使用时一般是将秸秆直接粉碎 后进行喂食，但这种喂养方法秸秆利用率太低，采食效果不好，用铡 成段的秸秆喂牛，剩余不能采食的秸秆量在三分之一以上，造成严重 秸秆浪费。而且动物直接食用秸秆的这种喂养方法生物利用度是极 低。后来开发的青贮秸秆饲料是将青的秸秆粉碎后直接打捆堆放并进 行自然发酵，这种秸秆饲料的缺陷是：自然界的天然微生物品种太多 太杂，致使在储存发酵过程中经常腐败变质而不能使用，且存储时间 短。即使是青贮饲料和发酵饲料，也都停留在地窖加工和小规模应用 上，还不能形成工业化生产、运输和商品化销售的秸秆饲料产品。\n在秸秆饲料的青贮与发酵过程中，最重要的因素是发酵用的微生 物菌种，现有的秸秆饲料发酵饲料，大部分是不加菌种而直接利用植 物秸秆表面的菌类和空气中的微生物菌类，这些菌类的特点是菌种多 样，结构复杂，在青贮时，过程难以控制，秸秆在发酵过程中容易腐 败变质，当然更谈不上什么干黄秸秆的黄贮了。有些是在干黄贮或青 贮时加入经过专门培养的发酵菌种，但现有的菌种只停留在单一菌种 上，如单独使用乳酸菌、枯草芽孢杆菌等菌类，这些菌类直接常规培 养成生产菌种进行接种。这种发酵剂的特点是培养制备容易，但发酵 过程单一，秸秆的转化效果不能很好的实现，适口性也不很好。而且 难以在秸秆饲料上实现产业化。\n发明内容\n本发明的目的在于提供一种可以产业化生产的秸秆饲料发酵菌 剂，其可以实现秸秆发酵饲料的商品化，延长贮存期，增加秸秆饲料 的营养价值，提高秸秆饲料利用率，减少腐败变质。\n本发明的植物秸秆饲料发酵菌剂极其适合干黄秸秆的发酵，包括 植物乳杆菌、酵母菌、里氏木霉、枯草芽孢杆菌，各菌种经过固体试 管、液体三角瓶、液体麦芽汁三级常规培养后，按比例混合菌液并进 行固体发酵培养成熟制得。\n以上所述的麦芽汁菌液的混合比例为：植物乳杆菌4-5份、酵 母菌1-2份、里氏木霉2-3份、枯草芽孢杆菌3-4份。\n上述所述一级常规固体试管培养的条件为：植物乳杆菌是在厌氧 环境下进行，温度在30-37摄氏度之间，培养48-60小时；酵母菌 在30摄氏度下培养30-48小时；里氏木霉在28-32摄氏度下培养60 小时，枯草芽孢杆菌在38摄氏度下培养36小时。\n上述所述二级常规液体三角瓶培养的条件为：植物乳杆菌是在厌 氧环境下进行，温度在30-37摄氏度之间；酵母菌在30摄氏度下培 养；里氏木霉在28-32摄氏度下培养；枯草芽孢杆菌在38摄氏度下 培养。\n上述所述三级麦芽汁菌液的培养条件是：植物乳杆菌培养罐中加 入1-2％的碳酸钙；在枯草芽孢杆菌培养罐中加入2％的牛肉浸膏、1％ 的酵母浸膏；里氏木霉培养罐中加入0.5-1％的纤维素；酵母菌培养罐 中不添加物质，接种后培养48-72小时备用，其中植物乳杆菌静止培 养，其它各菌种通入无菌压缩空气。\n上述所述固体发酵培养基是用豆粕、麸皮、玉米粉、尿素按比例 混合均匀，装入高温灭菌器内进行高温灭菌，冷却制得。所述固体发 酵培养基中，豆粕、麸皮、玉米粉、尿素的比例分别为40％、20％、 38％、2％。\n上述所述固体发酵培养的培养条件是：菌种的接种量按固体原料 的15-30％，接种好的固体物料装入到固体发酵容器中，在30-45度 下发酵培养36-60小时。\n本发明的植物秸秆饲料发酵菌剂的制备方法，包括以下步骤：\na：制备固体培养基和固体斜面培养：分别按植物乳杆菌、酵母 菌、里氏木霉、枯草芽孢杆菌的最适培养条件制备固体试管培养基， 做成固体斜面；然后分别接种上述菌种后，按最适条件进行培养，其 中植物乳杆菌厌氧培养；\nb：制备液体三角瓶培养基并进行液体培养：分别按植物乳杆菌、 酵母菌、里氏木霉、枯草芽孢杆菌的最适培养条件制备液体三角瓶培 养基；然后分别接种上述步骤a培养后的斜面菌种，按最适条件进行 培养，其中植物乳杆菌厌氧培养；\nc：制备液体生产菌种：制备麦芽汁液体培养基加入培养罐中， 植物乳杆菌培养罐中加入1-2％的碳酸钙；在枯草芽孢杆菌培养罐中 加入2％的牛肉浸膏、1％的酵母浸膏；里氏木霉培养罐中加入0.5-1％ 的纤维素；酵母菌培养罐中不添加物质，接种后培养48-72小时备用， 其中植物乳杆菌静止培养，其它各菌种通入无菌压缩空气；\nd：混合液体菌种：将上述制得的液体生产菌种按下的比例混合： 植物乳杆菌4～5、枯草芽孢杆菌1～2、里氏木霉2～3、酵母菌3～4， 搅拌均匀；\ne：固体制剂制备：用豆粕、麸皮、玉米粉、尿素混合均匀，高 温灭菌后作为固体制剂培养基，接入培养好的混合液体菌种，按固体 原料量的15-30％接入，接种好的固体物料装入到固体发酵容器中， 在30-45度下发酵培养36-60小时即得到成熟的植物秸秆发酵剂；\nf：固体制剂的烘干：采用低温脉冲式烘干技术，物料和热空气 的混合温度不超过45度，烘干时间小于40秒，最大限度的保证发酵 剂产品的活性不受损失。\n上述所述步骤e中的固体制剂培养基的配制比例为豆粕40％、麸 皮20％、玉米粉38％、尿素2％。\n由于本发明的秸秆饲料发酵菌剂采用多菌种混合复合作用，可以 弥补单菌种发酵的不足，同时还可以克服自然发酵菌种过于复杂、发 酵过程定向性差、可控制性差的问题。实践证明这种多菌种复合作用 产生了意想不到的效果。\n一、改善秸秆饲料的适口性，提高了采食速度和采食量。在本发 明的秸秆发酵剂中木霉所产生的纤维素酶作用下，纤维素中木聚糖链 和木质素聚合物的酯键被酶解，长链分子变成短链、支链分子变成了 直链，增加了产品的柔软性和膨胀度，适口性得到了很好的改善。由 于秸秆发酵剂中酵母菌的作用产生了酸香、醇香、果香味，也极大的 改善了适口性。由于秸秆发酵剂中枯草芽孢杆菌的作用，秸秆饲料中 谷氨酸(味精)的含量可增加数倍，很大程度上增加了动物食欲。\n二、显著增加秸秆饲料的营养成分。秸秆发酵剂中的木霉所产的 纤维素酶、酵母菌在起作用，使秸秆中的五碳糖转化成为菌体蛋白， 可消化粗蛋白大量增加，粗蛋白的利用率可以提高到90％以上。秸秆 中的纤维素、半纤维素等多糖类物质在木霉所产的纤维素酶的作用下 被降解成为单糖，由于单糖在有益微生物发酵下进一步合成挥发性脂 肪酸，挥发性脂肪酸的含量可大大提高。秸秆发酵剂中的酵母菌、芽 孢杆菌在发酵过程中产生大量B族维生素，B族维生素最大增加量为 10倍以上。\n三、对本发明使用的各菌种分别独立进行培养，可以更加适合不 同菌种的不同培养条件，使每个菌种都具有最强的活性，在固体制剂 生产前才将各菌种按比例混合接种。\n四、使用本发明产品进行植物秸秆饲料的发酵，可使整个秸秆发 酵过程大大地缩短，青、黄秸秆发酵在7-10天即可成熟，节约了由 于微生物活动带来的营养消耗，从而保护了更多营养不损失。又由于 外置了乳酸菌，整个秸秆发酵过程都显得比较均匀，因此整体完好的 保存时间会更长。\n五、使用本发明产品进行植物秸秆饲料的发酵，秸秆饲料中的大 量有益微生物在动物肠道中形成优势菌群，抑制了有害菌的繁殖，形 成健康的菌系平衡，产生免疫因子，增强机体抵抗力，减少动物用药， 降低药物残留，可以改善牛奶品质，生产无抗奶。\n具体实施方式\n实施例1：\n本实施例的植物秸秆发酵菌剂是用植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、酵母菌(Saccharomyces chevalieri)、里氏木霉 (Trichoderma reesei)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis subsp.Subtilis) 组成的混合菌剂，经过下述培养制得。\n一、按下述的配比分别制备固体斜面试管培养基。\n(1)植物乳杆菌培养基：\n酪蛋白胨10.0克，牛肉提取物15.0克，酵母提取物10.0克， 葡萄糖5.0克，乙酸钠5.0克，柠檬酸二胺2.0克，Tween 80 1.0克， K2HPO4 2.0克，MgSO4.7H2O 0.2克，MnSO4.H2O 0.05克，CaCO320.0克，琼脂15.0克，蒸馏水定容1.0L，pH6.8。\n(2)酵母菌培养基：\n12 Brix.麦芽汁1.0L，加琼脂1.5-2.0％。麦芽汁制备：称大米 500g，洗净，加水4000ml，煮成米粥，冷却至60-65℃。将1500g麦芽 粉掺入米粥中搅拌均匀，置于55-60℃保温箱内糖化4小时，即可取 出过滤。将滤液装瓶灭菌备用，用时将滤液稀释至所需糖度。\n(3)里氏木霉培养基：\nCasein peptone，tryptic digest 5.0g，Peptone 5.0g，Tween 80 1.0， Yeast extract 10.0g，Cellulose 10.0g，滤纸条，滤纸浆，Distilled water 1.0L，pH7.5。\n(4)枯草芽孢杆菌培养基：\n蛋白胨10.0克，牛肉提取物3.0克，酵母提取物10.0克，NaCl5.0克，琼脂15.0克，蒸馏水1.0L，pH7.0。\n二、接种进行固体斜面试管培养。按照各菌种的最适培养条件， 分别接入试管原种，植物乳杆菌放入厌氧培养箱中，在30-37度的温 度下培养48-60小时；酵母菌在30度温度下培养30-48小时；里氏木 霉在28-32度温度下培养60小时；枯草芽孢杆菌在38度温度下培养 36小时；培养成熟的试管放入4度冰箱保藏备用。\n三、按下述配比分别制备液体三角瓶培养基。\n(1)植物乳杆菌培养基：\n酪蛋白胨10.0克，牛肉提取物15.0克，酵母提取物10.0克， 葡萄糖5.0克，乙酸钠5.0克，柠檬酸二胺2.0克，Tween 80 1.0克， K2HPO4 2.0克，MgSO4.7H2O 0.2克，MnSO4.H2O 0.05克，CaCO320.0克，蒸馏水定容1.0L，pH6.8。\n(2)酵母菌培养基：\n12 Brix.麦芽汁1.0L。麦芽汁制备：称大米500g，洗净，加水 4000ml，煮成米粥，冷却至60-65℃。将1500g麦芽粉掺入米粥中搅 拌均匀，置于55-60℃保温箱内糖化4小时，即可取出过滤。将滤液 装瓶灭菌备用，用时将滤液稀释至所需糖度。\n(3)里氏木霉培养基：\nCasein peptone，tryptic digest 5.0g，Peptone 5.0g，Tween 80 1.0， Yeast extract 10.0g，Cellulose 10.0g，滤纸条，滤纸浆，Distilled water 1.0L，pH7.5。\n(4)枯草芽孢杆菌培养基：\n蛋白胨10.0克，牛肉提取物3.0克，酵母提取物10.0克，NaCl5.0克，蒸馏水1.0L，pH7.0。\n四、接种进行液体三角瓶培养。按照各菌种的最适培养条件，分 别接入固体斜面试管菌种，植物乳杆菌放入厌氧培养箱中，在30-37 度的温度下培养48-60小时；酵母菌在30度温度下培养30-48小时； 里氏木霉在28-32度温度下培养60小时；枯草芽孢杆菌在38度温度 下培养36小时，经检测活菌数达到每毫升1亿个视为成熟；培养成 熟的三角瓶放入4度冰箱保藏备用。\n五、生产用菌种制备。\n制备麦芽汁液体培养基，经过高温灭菌后分别打入到一、二、三、 四号培菌罐中，并在一号罐中加入1-2％的碳酸钙，在二号罐中加入 2％的牛肉浸膏、1％的酵母浸膏，3号罐中加入0.5-1％的纤维素，冷 却到30度，对应一、二、三、四号罐分别接入植物乳杆菌、枯草芽 孢杆菌、里氏木霉、酵母菌，分别在上述(1)的培养温度下培养48-72 小时备用。其中：一号菌种静止培养，二、三、四号菌种要通入无菌 压缩空气，经检测活菌数达到每毫升2亿个视为成熟。\n六、混合菌液的制备。\n本实施例所使用的秸秆发酵剂是采用多菌株单独培养制种，然后 按一定比例进行复合后，接种到固体原料上进行发酵培养生产而成 的。上述四个菌种的混合比例为：植物乳杆菌4份、枯草芽孢杆菌1 份、里氏木霉2份、酵母菌3份。在容器中充分混合均匀后，低温保 藏备用。\n七、固体发酵培养基的制备。\n将豆粕、麸皮、玉米粉、尿素分别按40％、20％、38％、2％的量 混合均匀，装入高温灭菌器内进行高温灭菌，然后冷却到30度，制 成固体发酵培养基。接入培养好的混合液体菌种，接种量按固体原料 的15-30％，接种好的固体物料装入到固体发酵容器中，在30-45度 下发酵培养36-60小时即可得到成熟的植物秸秆发酵菌剂，经检测活 总菌数达到每克10亿个视为成熟。\n八、烘干和包装。\n本实施例的产品在干燥时采用低温脉冲式烘干技术，物料和热空 气的混合温度不超过45度，烘干时间小于40秒，这样可以最大限度 的保证发酵剂产品的活性不受损失，烘干后的产品经化验室检测合格 后包装，每个小包装500克。\n实施例2：\n本实施例的整个过程与实施例相同，所不同的是在制备混合菌液 时使用的各菌液的比例略有不同，如植物乳杆菌5份、枯草芽孢杆菌 2份、里氏木霉3份、酵母菌4份。\n上述本发明的植物秸秆发酵菌剂，由于是多菌种的复合作用，可 以达到多菌种的复合发酵效果。这种接入的发酵剂会起主导作用，抑 制秸秆中的有害菌种的繁殖发酵，所以发酵过程容易控制，不会产生 腐败变质的现象，特别适合干黄植物秸秆的发酵。\n本发明的发酵菌剂即可以作为常规的植物秸秆发酵菌剂，进行地 窖式的秸秆饲料发酵，也可以对打包密封的秸秆进行厌氧发酵，从而 可以实现秸秆饲料的产业化生产和商品化销售。\n以打包发酵为例进行简单说明。\n下面以玉米秸秆为初始原料，使用本发明产品，制备奶牛秸秆产 业化饲料为例进行说明。\n一、首先将收集来的干黄玉米秸秆进行揉搓。经过揉搓后形成秸 秆丝，秸秆丝的长度控制在3～5厘米之间为宜。\n二、加水湿润。将步骤一中制得的秸秆丝均匀摊平放置，并向秸 秆丝喷洒清水，使之充分湿润，使物料总含水量达到60％～80％之 间。且秸秆丝加水后，重量达到干重的2-3倍。\n三、加水活化本发明产品。按干秸秆重量千分之一至千分之三的 比例取本发明的固体制剂产品，将本发明的固体制剂产品放置在干净 容器内，加入温度不超过45摄氏度的温清水三到五倍，并充分搅拌 均匀。\n四、喷洒接种。将上述已经活化的本发明的制剂水溶液均匀的喷 洒在步骤二得到的湿润秸秆丝上，对秸秆丝打捆压实，密封包膜，进 行厌氧发酵。\n五、堆放发酵。将包膜完毕的秸秆丝堆放进行发酵，发酵场所气 温应保持在10摄氏度以上，发酵时间在7天左右便可以使用，发酵 过程也可以在装车运输过程中完成。发酵完成后，由于在密封的塑料 薄膜内进行厌氧发酵，最终秸秆饲料中的酸度会达到一个平衡，抑制 了所有的微生物的活动，发酵过程会自然终止，所以发酵后的秸秆丝 捆在包膜内可以长期保存而不会变质腐败。\n经过上述本发明产品的处理，每一千千克的玉米秸秆可以得到两 千至三千千克的包膜秸秆丝捆。这种秸秆丝可以随时打开包膜喂养。