本發(fā)明涉及一種蛋白飼料，特別涉及一種發(fā)酵型甘薯渣蛋白飼料及利用其進行的湖羊養(yǎng)殖方法。
背景技術(shù)：
甘薯全身是寶，兼有糧食作物、經(jīng)濟作物和藥用作物的特點。其作用非常廣泛,是輕工、化工、醫(yī)藥、食品、紡織等工業(yè)的重要原料。甘薯可以制成糖、檸檬酸、乳酸、丁酸、維生素和多種全粉衍生物產(chǎn)品。例如在浙江地區(qū)，已經(jīng)開發(fā)成熟的產(chǎn)品有精白薯粉、方便面薯粉、膨化薯片、食用色素的提取、烤薯、薯脯等。鮮薯通過加工處理后，所得產(chǎn)值比它本身高出幾倍甚至十幾倍。但隨著加工的規(guī)?；适淼矸郛a(chǎn)業(yè)中的副產(chǎn)物如何利用逐漸引起了人們的注意。在促進現(xiàn)有甘薯產(chǎn)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化的同時，要進一步加大對產(chǎn)業(yè)鏈中副產(chǎn)物開發(fā)利用的科技投入與力度，開展甘薯產(chǎn)業(yè)鏈副產(chǎn)物的深加工研究成為研究的新著眼點。
我國是一個資源小國，特別是人畜爭糧問題尤為突出。我國畜牧業(yè)的快速發(fā)展加劇了糧食供需不平衡的嚴重性，農(nóng)業(yè)部指出要充分利用牧草、農(nóng)副產(chǎn)品等非糧飼料資源，尤其是蛋白質(zhì)或能量含量高的飼料資源，發(fā)展節(jié)糧型畜牧業(yè)，進而緩解我國糧食供求矛盾、保障畜產(chǎn)品有效供給。以南方地區(qū)為例，是我國典型的大城市郊區(qū)畜牧業(yè)發(fā)展區(qū)域，依靠經(jīng)濟發(fā)達的城市占據(jù)著龐大的畜牧產(chǎn)品消費量。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，安全優(yōu)質(zhì)的牛羊肉越來越占據(jù)著人們飲食中的重要位置。然而，優(yōu)質(zhì)牛羊肉的生產(chǎn)離不開優(yōu)質(zhì)的飼料資源。南方地區(qū)雖然有著龐大消費市場的優(yōu)勢，然而，在常規(guī)飼料資源如玉米、大豆以及羊草、苜蓿上卻缺乏競爭力。與此同時,我國有著豐富的甘薯資源,發(fā)展?jié)摿Υ?。特別是對于反芻動物來說，相對于單胃動物更加適合高纖維的飼料，如果能夠利用甘薯產(chǎn)業(yè)鏈的副產(chǎn)物生產(chǎn)加工生物飼料，開展甘薯產(chǎn)業(yè)鏈副產(chǎn)物的深度加工和綜合利用，開發(fā)基于甘薯淀粉產(chǎn)業(yè)副產(chǎn)物的生物飼料，可使這一“廢料”變成巨大的飼料資源。同時根據(jù)南方地區(qū)的條件結(jié)合牛羊生理特點，摸索出基于甘薯淀粉產(chǎn)業(yè)副產(chǎn)物的生物飼料利用模式，并加以推廣，則對我國甘薯產(chǎn)業(yè)和畜牧業(yè)的可持續(xù)和協(xié)同發(fā)展有著重要意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)酵型甘薯渣蛋白飼料，粗蛋白含量高，生物利用率較高，解決了廢棄物利用的問題。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
一種發(fā)酵型甘薯渣蛋白飼料，該飼料的制備方法如下：
a、淀粉纖維降解混菌培養(yǎng)液的制備
產(chǎn)朊假絲酵母的活化，
淀粉纖維降解混菌分別活化，淀粉纖維降解混菌包括：黑曲霉，米曲霉，綠色木霉，枯草芽胞桿菌，乳酸類芽胞桿菌，解淀粉芽胞桿菌，里氏木霉，地衣芽胞桿菌和發(fā)酵乳桿菌，黑曲霉，米曲霉，綠色木霉，枯草芽胞桿菌，乳酸類芽胞桿菌，解淀粉芽胞桿菌，里氏木霉，地衣芽胞桿菌和發(fā)酵乳桿菌的活化培養(yǎng)液以等質(zhì)量比混合，制成淀粉纖維降解混菌培養(yǎng)液；
將產(chǎn)朊假絲酵母與淀粉纖維降解混菌的活化培養(yǎng)液按2-3：1質(zhì)量的比例混合得到混合菌液待用；
b、固體發(fā)酵
固體發(fā)酵培養(yǎng)基：甘薯渣40-50％，磷酸二氫鉀0.5-0.8％，硫酸鎂0.3-0.5％，尿素1-3％，pH值自然，余量為水；
采用所述固體發(fā)酵培養(yǎng)基對步驟a得到的混合菌液進行發(fā)酵培養(yǎng)，混合菌液的接種量為8-12％，置于恒溫30±2℃下，濕度80-90％的房間發(fā)酵時間36h-48h，鋪料厚度5-8cm，發(fā)酵完成后得到發(fā)酵型甘薯渣蛋白飼料。
本發(fā)明模擬瘤胃功能制作淀粉纖維降解混菌以提高對底物中淀粉及纖維的消化率，瘤胃液中含有多種可消化利用淀粉和纖維素的細菌、真菌等，發(fā)明人模擬瘤胃液中天然的混菌得到了適合工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的淀粉纖維降解混菌。
產(chǎn)朊假絲酵母菌又叫產(chǎn)朊圓酵母或食用圓酵母。其蛋白質(zhì)和維生素B的含量都比啤酒酵母高，它能以尿素和硝酸作為氮源，在培養(yǎng)基中不需要加入任何生長因子即可生長。它能利用五碳糖和六碳糖，既能利用造紙工業(yè)的亞硫酸廢液，還能利用糖蜜、木材水解液等生產(chǎn)出人畜可食用的蛋白質(zhì)。最佳發(fā)酵溫度為25℃～28℃。
本發(fā)明的發(fā)酵甘薯渣飼料粗蛋白含量高于常規(guī)發(fā)酵飼料，尤其是發(fā)酵飼料的真蛋白含量非常高，占總氮的92.8％，因此該發(fā)酵飼料的生物利用率較高。發(fā)酵飼料中粗脂肪EE含量也接近反芻動物的營養(yǎng)需要。
作為優(yōu)選，產(chǎn)朊假絲酵母和淀粉纖維降解混菌的活化方法是：5-10°Bé麥芽汁，培養(yǎng)溫度28-30℃，120rpm搖床培養(yǎng)12h。
一種發(fā)酵型甘薯渣蛋白飼料的制備方法，該方法包括如下步驟：
a、淀粉纖維降解混菌培養(yǎng)液的制備
產(chǎn)朊假絲酵母的活化，
淀粉纖維降解混菌分別活化，淀粉纖維降解混菌包括：黑曲霉，米曲霉，綠色木霉，枯草芽胞桿菌，乳酸類芽胞桿菌，解淀粉芽胞桿菌，里氏木霉，地衣芽胞桿菌和發(fā)酵乳桿菌，黑曲霉，米曲霉，綠色木霉，枯草芽胞桿菌，乳酸類芽胞桿菌，解淀粉芽胞桿菌，里氏木霉，地衣芽胞桿菌和發(fā)酵乳桿菌的活化培養(yǎng)液以等質(zhì)量比混合，制成淀粉纖維降解混菌培養(yǎng)液；
將產(chǎn)朊假絲酵母與淀粉纖維降解混菌的活化培養(yǎng)液按2-3：1質(zhì)量的比例混合得到混合菌液待用；
b、固體發(fā)酵
固體發(fā)酵培養(yǎng)基：甘薯渣40-50％，磷酸二氫鉀0.5-0.8％，硫酸鎂0.3-0.5％，尿素1-3％，pH值自然，余量為水；
采用所述固體發(fā)酵培養(yǎng)基對步驟a得到的混合菌液進行發(fā)酵培養(yǎng)，混合菌液的接種量為8-12％，置于恒溫30±2℃下，濕度80-90％的房間發(fā)酵時間36h-48h，鋪料厚度5-8cm，發(fā)酵完成后得到發(fā)酵型甘薯渣蛋白飼料。
一種利用所述的發(fā)酵型甘薯渣蛋白飼料進行的湖羊養(yǎng)殖方法，該方法是：在湖羊日糧中用甘薯渣蛋白飼料替代30％-60％的蛋白飼料進行養(yǎng)殖。經(jīng)試驗驗證，相比單獨使用菜粕作為蛋白飼料來源，在湖羊日糧中用甘薯渣蛋白飼料替代30％-60％的蛋白飼料可得到理想的飼養(yǎng)效果，有利于湖羊健康，而不影響湖羊的生產(chǎn)。
一種湖羊養(yǎng)殖日糧配方，所述湖羊日糧配方中含有質(zhì)量分數(shù)3％-10％的所述的發(fā)酵型甘薯渣蛋白飼料。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明以甘薯渣為原料，混入混合發(fā)酵菌種(用淀粉纖維分解混菌與產(chǎn)朊假絲酵母混合)進行發(fā)酵制成蛋白飼料。發(fā)酵過程中，發(fā)酵菌種可將甘薯渣中含有的大量淀粉以及纖維降解成動物容易消化的短鏈糖類，發(fā)酵菌種在降解過程中還會產(chǎn)生大量菌體蛋白，進一步提高營養(yǎng)價值。調(diào)節(jié)發(fā)酵步驟及發(fā)酵菌種的比例，提高原料中淀粉和纖維的降解率以及發(fā)酵產(chǎn)物中菌體蛋白的含量，以促進甘薯的深度加工利用。
具體實施方式
下面通過具體實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的具體說明。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實施并不局限于下面的實施例，對本發(fā)明所做的任何形式上的變通和/或改變都將落入本發(fā)明保護范圍。
在本發(fā)明中，若非特指，所有的份、百分比均為重量單位，所采用的設(shè)備和原料等均可從市場購得或是本領(lǐng)域常用的。下述實施例中的方法，如無特別說明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。
甘薯渣：來自某甘薯加工廠。
中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心的產(chǎn)朊假絲酵母，保藏編號：CICC 1314；
淀粉纖維降解混菌包括：黑曲霉，保藏編號：CICC 2316；米曲霉，保藏編號：CICC 2011；綠色木霉，保藏編號：CICC 13038；枯草芽胞桿菌，保藏編號：CICC 10089，乳酸類芽胞桿菌，保藏編號CICC 20133，解淀粉芽胞桿菌，保藏編號：CICC 21746，里氏木霉，保藏編號：CICC 41027，地衣芽胞桿菌，保藏編號：CICC 10182，發(fā)酵乳桿菌，保藏編號:CICC 22821。
測定指標
1、真蛋白：試驗采用考馬斯亮藍G250法測定發(fā)酵后甘薯渣蛋白含量。具體步驟如下：
1)稱取樣品約1g左右于50ml離心管中，加入15ml0.9％生理鹽水，振蕩后靜置浸提1h；
2)浸提完成后離心，2000min-1,5min,移取上清置15ml離心管；
3)加適量活性炭于盛有浸提液的15ml離心管中，靜置30min以上；
4)3000min-1,離心5min；
5)取上清液0.2ml入試管待測，加入6ml考馬斯亮藍染劑，靜置5min以上，1h以內(nèi)，可見光分光光度計波長595nm測定OD值；
6)計算真蛋白含量。
2、粗蛋白：凱氏定氮法測定樣品中粗蛋白含量。
3、粗脂肪：利用索氏脂肪提取器，溶解試樣中的脂肪及脂溶性物質(zhì)于乙醚中，差值計算得粗脂肪含量。
4、NDF、ADF：采用范氏(Van Soest)的洗滌纖維分析法測定中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)。
實施例1：
1混菌菌種制備
淀粉纖維降解混菌培養(yǎng)液制備：
淀粉纖維降解混菌組成為：黑曲霉，米曲霉，綠色木霉，枯草芽胞桿菌，乳酸類芽胞桿菌，解淀粉芽胞桿菌，里氏木霉，地衣芽胞桿菌和發(fā)酵乳桿菌。將以5°Bé麥芽汁，自然pH，在28-30℃，120rpm搖床培養(yǎng)12h活化的菌種以1：1：1：1：1：1：1：1：1的質(zhì)量比例混合，制成淀粉纖維降解混菌培養(yǎng)液。
產(chǎn)朊假絲酵母的活化：5°Bé麥芽汁，121℃滅菌20分鐘，接入菌種，自然pH，培養(yǎng)溫度28-30℃，120rpm搖床培養(yǎng)12h待用。
2淀粉纖維降解混菌與酵母菌混合發(fā)酵發(fā)酵參數(shù)評測
2.1試驗設(shè)計
試驗采用L9(34)正交表，考察發(fā)酵時間、接種量、尿素添加量、菌種比例(C：產(chǎn)朊假絲酵母；R：淀粉纖維降解混菌)四個因素對發(fā)酵產(chǎn)物真蛋白含量的影響。按表1的因素水平組合進行3次重復(fù)試驗。
表1混合菌種發(fā)酵參數(shù)
2.2混合菌種發(fā)酵甘薯渣結(jié)果
對比原甘薯渣樣品，蛋白含量僅為3.5％，粗脂肪2.3％，14.2％的NDF和10.7％的ADF，淀粉纖維降解混菌混合酵母共同發(fā)酵甘薯渣后營養(yǎng)成分如表2所示，真蛋白的含量有明顯的增多，甘薯渣中纖維物質(zhì)的分解量約在30％左右。其中處理組6和8的真蛋白含量最高可達28.52％和28.07％，顯著地高于其他處理組，而粗蛋白的含量是處理組6和8的28.79％和28.98％較顯著地大于其他處理組。而粗脂肪的增加量比較平均，沒有顯著大于其他處理組的粗脂肪含量。
表2混合菌種甘薯渣發(fā)酵營養(yǎng)成分變化指標
A是發(fā)酵時間。一般情況下，發(fā)酵前期中底物蛋白質(zhì)含量隨時間延長而增長，到一定時間后，達到充分發(fā)酵飽和值，之后會因菌體自溶而呈現(xiàn)蛋白含量減少。因此，掌握合理的發(fā)酵時間是影響發(fā)酵程度的重要因素。
B是淀粉纖維降解混菌的接種量。一般來說，適宜的淀粉纖維降解混菌比例可，為酵母的增殖提供更好的營養(yǎng)基礎(chǔ)。
C是尿素添加量。尿素作為N源添加成分，在前期細菌增殖過程中，為微生物繁殖提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。
D是菌種比例。C為酵母，R為淀粉纖維降解混菌，根據(jù)不同的比例添加，在發(fā)酵前期可能產(chǎn)生不同中間產(chǎn)物。
正交分析表3中可知，按照極差R的大小，影響發(fā)酵產(chǎn)物真蛋白含量的因素主次順序為發(fā)酵時間>接種量>尿素添加量>菌種比例，根據(jù)K值的大小，四因素最適合發(fā)酵甘薯渣的配比應(yīng)為A3B3C1D2，即發(fā)酵時間36h，接種量12％，尿素添加量為1％，菌種比例為2:1。
表3混合菌種甘薯渣發(fā)酵真蛋白(TP)含量正交分析
正交分析表4中可知，按照極差R的大小，影響發(fā)酵產(chǎn)物粗蛋白含量的因素主次順序為發(fā)酵時間>接種量>菌種比例>尿素添加量，根據(jù)K值的大小，四因素最適合發(fā)酵甘薯渣的配比應(yīng)為A3B2C1D2，即發(fā)酵時間36h，接種量8％，尿素添加量為1％，菌種比例為2:1。
表4混合菌種甘薯渣發(fā)酵粗蛋白(CP)含量正交分析
備注：因素A、B、C、D分別指發(fā)酵時間，菌種接種量，尿素添加量及菌種比例。
對生成脂肪的效應(yīng)的正交分析表5中,可以看到按極差的大小，影響因素的主次順序應(yīng)為接種量>發(fā)酵時間>菌種比例>尿素添加量，最適組合應(yīng)為A2B2C3D3，即發(fā)酵時間24h，淀粉纖維降解混菌接種量為8％，尿素添加6％，菌種比例為1:2。說明淀粉纖維降解混菌在EE的生產(chǎn)方面可能起的作用更大。
表5混合菌種甘薯渣發(fā)酵粗脂肪(EE)含量正交分析
備注：因素A、B、C、D分別指發(fā)酵時間，菌種接種量，尿素添加量及菌種比例。
對分解纖維的效應(yīng)的正交分析表6和表7中，按分析表6可以看到按極差的大小，影響因素的主次順序應(yīng)為接種量>發(fā)酵時間>尿素添加量>菌種比例，而按表7中極差R排列則為菌種比例>尿素添加量>發(fā)酵時間>接種量。相比于原樣14.2％的NDF和10.7％的ADF，分解率在30％左右。
表6混合菌種甘薯渣發(fā)酵中性洗滌纖維(NDF)含量正交分析
備注：因素A、B、C、D分別指發(fā)酵時間，菌種接種量，尿素添加量及菌種比例。
表7混合菌種甘薯渣發(fā)酵酸性洗滌纖維(ADF)含量正交分析
本實驗?zāi)M牛發(fā)酵器官瘤胃，提供能在有氧條件下分解甘薯渣的復(fù)合菌種，制成液體種子，用于與產(chǎn)朊假絲酵母的聯(lián)合發(fā)酵甘薯渣生產(chǎn)蛋白飼料，考察了發(fā)酵時間、接種量、尿素添加量及菌種添加比例4個因素對發(fā)酵效應(yīng)的影響，生產(chǎn)蛋白飼料的最適條件發(fā)酵時間36h，接種量12％，尿素添加量為1％，酵母培養(yǎng)液與淀粉纖維降解混菌培養(yǎng)液比值為2:1。
實施例2
一種發(fā)酵型甘薯渣蛋白飼料，制備方法如下：
1淀粉纖維降解混菌培養(yǎng)液的制備
產(chǎn)朊假絲酵母的活化：5°Bé麥芽汁，121℃滅菌20分鐘，接入菌種，自然pH，培養(yǎng)溫度28-30℃，120rpm搖床培養(yǎng)12h待用。
淀粉纖維降解混菌包括：黑曲霉，米曲霉，綠色木霉，枯草芽胞桿菌，乳酸類芽胞桿菌，解淀粉芽胞桿菌，里氏木霉，地衣芽胞桿菌，發(fā)酵乳桿菌。將以5°Bé麥芽汁，自然pH，在28-30℃，120rpm搖床培養(yǎng)12h活化的菌種以1：1：1：1：1：1：1：1：1的質(zhì)量比例混合，制成淀粉纖維降解混菌培養(yǎng)液。
將活化好的產(chǎn)朊假絲酵母與淀粉纖維降解混菌培養(yǎng)液按2：1質(zhì)量的比例混合得到混合菌液待用。
2固體發(fā)酵
固體發(fā)酵培養(yǎng)基：甘薯渣40％，磷酸二氫鉀0.5％，硫酸鎂0.3％，尿素1％，pH值自然，余量為水。
采用固體發(fā)酵培養(yǎng)基對步驟1得到的混合菌液進行發(fā)酵培養(yǎng)，混合菌液的接種量為12％，置于恒溫30℃下，濕度90％的房間發(fā)酵時間36h，鋪料厚度5-8cm。發(fā)酵完成后得到發(fā)酵型甘薯渣蛋白飼料。
3飼料營養(yǎng)成分
在此發(fā)酵條件下進行中試，甘薯渣蛋白飼料營養(yǎng)成分為真蛋白29.7％，粗蛋白32.0％，粗脂肪4.5％，NDF9.7％，ADF8.5％，pH 4.5，乳酸89.0mmol/L。該發(fā)酵甘薯渣飼料粗蛋白含量高于常規(guī)發(fā)酵飼料，尤其是發(fā)酵飼料的真蛋白含量非常高，占總氮的92.8％，因此該發(fā)酵飼料的生物利用率較高。發(fā)酵飼料中粗脂肪EE含量也接近反芻動物的營養(yǎng)需要。在工廠化生產(chǎn)時可以直接使用濕甘薯渣(甘薯加工副產(chǎn)物甘薯渣的水分就接近本發(fā)明的60％)，整個制作過程簡單快速，不必像其他發(fā)酵飼料需要經(jīng)過原料的烘干過程，并且混菌發(fā)酵飼料中乳酸含量高，有利于抑制沙門氏菌、大腸桿菌等不良菌的繁殖和提高動物的健康狀況。
實施例3
一種發(fā)酵型甘薯渣蛋白飼料，制備方法同實施例2，不同之處為：固體發(fā)酵培養(yǎng)基：甘薯渣45％，磷酸二氫鉀0.8％，硫酸鎂0.5％，尿素2％，pH值自然，余量為水。
實施例4
一種發(fā)酵型甘薯渣蛋白飼料，制備方法同實施例2，不同之處為：固體發(fā)酵培養(yǎng)基：甘薯渣50％，磷酸二氫鉀0.8％，硫酸鎂0.5％，尿素2.5％，pH值自然，余量為水。
實施例 甘薯渣蛋白飼料的應(yīng)用
原料采用上述方法中試得到的甘薯渣蛋白飼料。
試驗設(shè)4個處理日糧：即對照組(C)，飼喂普通日糧(包括羊草和精料)；試驗1、2、3組，分別用甘薯渣蛋白飼料替代33％，66％和100％的菜粕。試驗基礎(chǔ)日糧及試驗日糧見表8。
試驗動物選用60頭裝健康的湖羊，進行隨機區(qū)組設(shè)計，按日齡、體重相接近原則分成4組，每組15只。試驗羊供應(yīng)日糧每日兩次，自由飲水。試驗正試期30天，預(yù)飼期7天。初始體重為20公斤左右。
表8日糧組成及其化學(xué)成分表
試驗管理 預(yù)試前進行羊舍修補、消毒，對所有羊進行體內(nèi)外驅(qū)蟲，以減少羊舍環(huán)境衛(wèi)生和寄生蟲對湖羊營養(yǎng)代謝的影響。隨機分組后統(tǒng)一編號，采用按組分欄飼養(yǎng)。飼養(yǎng)(每天上午9點和下午4點)固定專人飼喂，并在羊舍內(nèi)提供充足潔凈的飲水。并保證欄舍良好的衛(wèi)生防疫條件和環(huán)境條件。試驗期間注意觀察采食、疾病情況。
取樣分析 各處理組飼料測定干物質(zhì)、粗蛋白、NDF、ADF等常規(guī)營養(yǎng)成分含量。
試驗由專人負責(zé)，負責(zé)試驗動物飼養(yǎng)、程重、記錄。采食量每周測定。在早上6:30空腹稱重，測定采食量，分別計算各處理組日平均采食量(ADFI)、日增重(ADG)和增重飼料比(G/F)。
數(shù)據(jù)采用軟件中的MIXED程序分析(SAS Institute,2000)。試驗結(jié)果用平均數(shù)和SEM表示。
由表9看出，各組羊在試驗開始時體重差異不顯著(P>0.05)。當(dāng)日糧中用甘薯渣蛋白飼料替代菜粕時可提高采食量最高達到3.8％，但是過多的甘薯渣蛋白飼料的添加可能會影響采食量，有降低采食量的趨勢。使用甘薯渣蛋白飼料可以提高湖羊的日增重達2.6％。但是各組的增重飼料比差異不顯著。
采食含有發(fā)酵飼料的湖羊健康狀況明顯好于對照組。當(dāng)日糧中添加6％-9％的甘薯渣蛋白飼料時沒有發(fā)生腹瀉情況。
表9甘薯渣蛋白飼料替代菜粕對湖羊生長性能的影響
相比單獨使用菜粕作為蛋白飼料來源，在湖羊日糧中用甘薯渣蛋白飼料替代30％-60％的蛋白飼料可得到理想的飼養(yǎng)效果，有利于湖羊健康，而不影響湖羊的生產(chǎn)。
以上所述的實施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。