生物饲料用促消化复合菌剂及其应用

摘要

本发明提供了一种生物饲料用促消化复合菌剂，按干重重量份数计，由以下组分组成：产纤维小体微生物菌剂40‑80重量份、乳杆菌菌剂15‑37重量份、5‑25份枯草芽孢杆菌菌剂重量份，混合均匀，得到复合菌剂。所述的产纤维小体微生物为热纤梭菌、黄色溶纤梭菌或溶纤维假拟杆菌。本发明还提供了采用所述复合菌剂制备木质纤维素基生物饲料的方法。采用所述复合菌剂制备木质纤维素基生物饲料，不但促进食物的消化和吸收，显著提高了产蛋率，降低了料肉比，还可以抑制病原性细菌生长繁殖，降低发病率。此外，鸡发病率（降低）、蛋鸡产蛋率（提高）、肉鸡料肉比（提高）等效果显著优于基础鸡饲料。

权利要求

1.生物饲料用促消化复合菌剂，其特征在于：按干重重量份数计，由以下组分组成：产纤维小体微生物菌剂40-80重量份、乳杆菌菌剂15-37重量份、5-25份枯草芽孢杆菌菌剂重量份，混合均匀，得到复合菌剂；

所述产纤维小体微生物菌剂通过下述方法制备得到：按照1:20-1:50的固液重量体积比，向反应装置中加入预处理后的木质纤维素原料和葡萄糖培养基，按照5-10％体积分数的接种量接种产纤维小体的微生物，然后在42-65℃、100-150r/min的转速条件下混合均匀，定时检查容器内压力并放气当容器内无正压时结束培养；离心进行固液分离，所得到的固相为产纤维小体微生物菌剂；

所述的产纤维小体微生物为热纤梭菌、黄色溶纤梭菌或溶纤维假拟杆菌。

2.根据权利要求1所述的生物饲料用促消化复合菌剂，其特征在于：所述的预处理为碱法、水热法、汽爆法和磺化法预处理技术中的一种或多种的组合。

3.根据权利要求1所述的生物饲料用促消化复合菌剂，其特征在于：所述的木质纤维素原料为玉米秸秆、麦秸、玉米芯、玉米皮、稻草中的一种或多种的组合。

4.根据权利要求1所述的生物饲料用促消化复合菌剂，其特征在于：所述的葡萄糖培养基为每升水中添加磷酸氢二钾2.9g/L、磷酸二氢钾1.5g/L、尿素0.8g/L、氯化钙0.1g/L、氯化镁1.8g/L、硫酸亚铁0.0005g/L、硫化钠2g/L、玉米浆4g/L、柠檬酸三钠2g/L、葡萄糖1-

20g/L、pH 6.5-7.5。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的生物饲料用促消化复合菌剂，其特征在于：所述反应装置为带有搅拌桨的厌氧发酵设备。

6.如权利要求1-4任意一项所述的生物饲料用促消化复合菌剂的应用，其特征在于：将所述复合菌剂用于制备促消化生物饲料。

7.促消化生物饲料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)产纤维小体微生物菌剂的制备：按照1:20-1:50的固液重量体积比，向反应装置中加入预处理后的木质纤维素原料和葡萄糖培养基，然后在100-150r/min的转速条件下混合均匀；定时检查容器内压力并放气当容器内无正压时结束培养；离心进行固液分离，所得到的固相为产纤维小体微生物菌剂；

(2)复合菌剂的制备：按照干重重量，称取步骤(1)得到的产纤维小体微生物菌剂40-80重量份、乳杆菌菌剂15-37重量份、5-25份枯草芽孢杆菌菌剂重量份，混合均匀，得到复合菌剂；所述的产纤维小体微生物为热纤梭菌、黄色溶纤梭菌或溶纤维假拟杆菌；

(3)促消化生物饲料的制备：将步骤(1)制备的产纤维小体微生物菌剂或步骤(2)制备的复合菌剂按照质量分数7-30％添加到基础饲料中，搅拌均匀，得到促消化加强型生物饲料。

8.根据权利要求7所述的促消化生物饲料的制备方法，其特征在于：所述基础鸡饲料由以下组分组成：65重量份玉米，20重量份豆饼，3重量份鱼粉，1.8重量份骨粉，0.2重量份食盐，10重量份青绿菜叶。

说明书

生物饲料用促消化复合菌剂及其应用

技术领域

[0001] 本发明属于生物饲料技术领域，涉及采用木质纤维素制备鸡饲料的技术，具体涉及一种生物饲料用促消化复合菌剂及其采用所述复合菌剂制备促进消化、提高产蛋率、降低料肉比的饲料的方法。

背景技术

[0002] 养殖业发展的关键问题在于动物的健康水平和生产能力。作为最常见的家禽之一，鸡已经成为人类肉蛋食物的稳定来源。因此如何加快鸡肉的增长，提高产蛋能力，降低得病率是家禽饲养领域长期关注的热点。

[0003] 木质纤维素类生物质是地球上蕴藏最为丰富的可再生生物质资源。我国是农业大国，每年的农作物秸秆产量超过9亿吨。将木质纤维素类生物质用于饲料的制备，既能实现废弃生物质的高值利用，又能解决饲料价格高昂，依赖进口的问题。木质纤维素中的主要成分为纤维素、半纤维素和木质素等粗纤维；而鸡的消化道内不但没有消化粗纤维的酶，而且消化道短、消化道容积小，因此饲料通过消化道速度较快，一般饲料采食后4个小时排出，24小时排泄不可消化的部分，对营养物质消化吸收不完全。因此，大量粗纤维的存在会造成饲料的浪费。

[0004] 发明专利申请201710258656.7公开了“一种固体发酵秸秆鸡饲料及其制备方法”，该申请将玉米秸秆与酵母菌类复合发酵菌进行中温生物发酵，实现了对玉米秸秆中粗蛋白、短链纤维素和糖类的利用。发明专利ZL201310651866.4公开了“利用发酵玉米秸秆生产高效肉鸡饲料的方法”，该专利将玉米秸秆经氨水-蒸汽处理，然后添加生产单细胞蛋白的真菌和酵母以及产酶细菌进行发酵等处理，从而提高了玉米秸秆的利用率。发明专利ZL201510414300.9公开了“一种把农作物秸秆转化为猪鸡饲料资源的工艺”，该专利通过将秸秆进行预处理，然后添加纤维素酶进行水解，实现了将粗纤维中的糖从聚合体中释放，并作为饲料的碳水化合物添加的目的。发明专利申请201710767486.5公开了“一种爆破-酶解处理的生物秸秆颗粒鸡饲料”，该申请通过将玉米秸秆进行碱法和爆破预处理后，进行纤维素酶解，然后与基础鸡饲料混合制备颗粒型鸡饲料。然而，上述处理方法仍然存在以下问题：(1)粗纤维不充分水解，没有从根本上解决消化吸收效率的下降的问题；(2)处理成本高，经济性差，在产业中实际应用的前景仍然欠佳。

[0005] 热纤梭菌等产纤维小体微生物天然具有木质纤维素的高效降解活力。因此，依赖纤维小体以及产纤维小体微生物的糖化技术可以实现粗纤维到糖的高效转化。例如，研究人员此前的工作中利用热纤梭菌实现了微晶纤维素的高效水解(Zhang,J.,S.Liu,R.Li,W.Hong,Y.Xiao,Y.Feng,Q.Cui and Y.-J.Liu(2017)."Efficient whole-cell-catalyzing  cellulosesaccharification using engineered Clostridium thermocellum."Biotechnol Biofuels 10(1):124.)，但还未将其应用于木质纤维素底物的水解以及木质纤维素基饲料的开发和制备，而通过将产纤维小体微生物作为饲料添加剂制备鸡饲料，是否具有促进消化、提高产蛋率、降低料肉比的作用仍需探讨。

发明内容

[0006] 本发明提供了一种生物饲料用促消化复合菌剂以及采用所述复合菌剂制备木质纤维素基生物饲料的方法。采用所述复合菌剂制备木质纤维素基生物饲料，不但促进食物的消化和吸收，显著提高了产蛋率，降低了料肉比，还可以抑制病原性细菌生长繁殖，降低发病率。

[0007] 本发明的技术方案：生物饲料用促消化复合菌剂，按干重重量份数计，由以下组分组成：产纤维小体微生物菌剂40-80重量份、乳杆菌菌剂15-37重量份、5-25份枯草芽孢杆菌菌剂重量份，混合均匀，得到复合菌剂。

[0008] 所述产纤维小体微生物菌剂通过下述方法制备得到：按照1:20-1:50的固液重量体积比，向反应装置中加入预处理后的木质纤维素原料和葡萄糖培养基，按照5-10％体积分数的接种量接种产纤维小体的微生物，然后在42-65℃、100-150r/min的转速条件下混合均匀，定时检查容器内压力并放气当容器内无正压时结束培养；离心进行固液分离，所得到的固相为产纤维小体微生物菌剂。该方法利用产纤维小体微生物对木质纤维素的降解作用，获得木质纤维素基可溶性糖；并利用其协同培养枯草芽孢杆菌、乳杆菌等益生菌，促进食物的消化和吸收；可以显著的提高产蛋率、降低料肉比。同时，产纤维小体微生物以及益生菌生长过程中还可以生产乳酸、乙酸等产物，降低原料的pH值，从而抑制病原性细菌的生长繁殖，降低发病率。

[0009] 其中，所述的产纤维小体微生物为热纤梭菌、黄色溶纤梭菌或溶纤维假拟杆菌。所述的预处理为碱法、酸法、水热法、汽爆法和磺化法预处理技术中的一种或多种的组合。所述的木质纤维素原料为玉米秸秆、麦秸、玉米芯、玉米皮、稻草中的一种或多种的组合。所述的葡萄糖培养基为每升水中添加磷酸氢二钾2.9g/L、磷酸二氢钾1.5g/L、尿素0.8g/L、氯化钙0.1g/L、氯化镁1.8g/L、硫酸亚铁0.0005g/L、硫化钠2g/L、玉米浆4g/L、柠檬酸三钠2g/L、葡萄糖1-20g/L、pH 6.5-7.5。所述反应装置为带有搅拌桨的厌氧发酵设备。

[0010] 所述的生物饲料用促消化复合菌剂的应用，将所述复合菌剂用于制备促消化生物饲料。

[0011] 促消化生物饲料的制备方法，包括以下步骤：

[0012] (1)产纤维小体微生物菌剂的制备：按照1:20-1:50的固液重量体积比，向反应装置中加入预处理后的木质纤维素原料和葡萄糖培养基，按照5-10％体积分数的接种量接种产纤维小体的微生物，然后在42-65℃、100-150r/min的转速条件下混合均匀；定时检查容器内压力并放气，当容器内无正压时结束培养；离心进行固液分离，所得到的固相为产纤维小体微生物菌剂。

[0013] (2)复合菌剂的制备：按照干重重量，称取步骤(1)得到的产纤维小体微生物菌剂40-80重量份、乳杆菌菌剂15-37重量份、5-25份枯草芽孢杆菌菌剂重量份，混合均匀，得到复合菌剂；所述的产纤维小体微生物为热纤梭菌、黄色溶纤梭菌或溶纤维假拟杆菌。

[0014] (3)促消化生物饲料的制备：将步骤(1)制备的产纤维小体微生物菌剂或步骤(2)制备的复合菌剂按照质量分数7-50％添加到基础饲料中，搅拌均匀，得到促消化加强型生物饲料。所述基础鸡饲料由以下组分组成：65重量份玉米，20重量份豆饼，3重量份鱼粉，1.8重量份骨粉，0.2重量份食盐，10重量份青绿菜叶。

[0015] 本发明的有益效果：

[0016] (1)采用所述复合菌剂制备木质纤维素基生物饲料，利用产纤维小体微生物对木质纤维素的降解作用，获得木质纤维素基可溶性糖，并利用其协同培养枯草芽孢杆菌、乳杆菌等益生菌，促进食物的消化和吸收，从而显著的提高产蛋率、降低料肉比。

[0017] (2)采用所述复合菌剂制备木质纤维素基生物饲料，利用产纤维小体微生物以及益生菌生长过程中生产的乳酸、乙酸等产物，降低了原料的pH值，从而实现了抑制病原性细菌生长繁殖、降低发病率的效果。

[0018] (2)本发明中采用所述复合菌剂制备木质纤维素基生物饲料，与对照基础鸡饲料相比，鸡发病率低于1.8％、蛋鸡产蛋率不低于90％，饲养肉鸡的料肉比可低至1.41，比基础鸡饲料降低25.8％，效果显著优于基础鸡饲料。

具体实施方式

[0019] 下面结合实施例对本发明做进一步的说明。

[0020] 实施例1：促消化生物饲料的制备

[0021] (1)产纤维小体微生物菌剂的制备：

[0022] 按照1:20的固液重量体积比，向反应装置中加入碱法预处理后的玉米秸秆和葡萄糖培养基，按照5％体积分数的接种量接种热纤梭菌，然后在55℃、120r/min的转速条件下混合均匀；定时检查容器内压力并放气，当容器内无正压时结束培养；离心进行固液分离，所得到的固相为产纤维小体微生物菌剂。

[0023] 所述的葡萄糖培养基为每升水中添加磷酸氢二钾2.9g/L、磷酸二氢钾1.5g/L、尿素0.8g/L、氯化钙0.1g/L、氯化镁1.8g/L、硫酸亚铁0.0005g/L、硫化钠2g/L、玉米浆4g/L、柠檬酸三钠2g/L、葡萄糖1-20g/L、pH 6.5-7.5。所述反应装置为带有搅拌桨的厌氧发酵设备。

[0024] (2)复合菌剂的制备：

[0025] 按照干重重量，称取步骤(1)得到的产纤维小体微生物菌剂40重量份、乳杆菌菌剂35重量份、25份枯草芽孢杆菌菌剂重量份，混合均匀，得到复合菌剂。

[0026] (3)促消化生物饲料的制备：

[0027] 将步骤(2)制备的复合菌剂按照质量分数30％添加到基础饲料中，搅拌均匀，得到促消化加强型生物饲料。所述基础鸡饲料由以下组分组成：65重量份玉米，20重量份豆饼，3重量份鱼粉，1.8重量份骨粉，0.2重量份食盐，10重量份青绿菜叶。

[0028] 实施例2：促消化生物饲料的制备

[0029] 与实施例1不同的是，

[0030] (1)产纤维小体微生物菌剂的制备：按照1:20的固液重量体积比，向反应装置中加入磺化法预处理后的玉米芯和葡萄糖培养基，按照5％体积分数的接种量接种黄色溶纤梭菌，然后在60℃、100r/min的转速条件下混合均匀；定时检查容器内压力并放气，当容器内无正压时结束培养；离心进行固液分离，所得到的固相为产纤维小体微生物菌剂。

[0031] (2)复合菌剂的制备：按照干重重量，称取步骤(1)得到的产纤维小体微生物菌剂50重量份、乳杆菌菌剂37重量份、13份枯草芽孢杆菌菌剂重量份，混合均匀，得到复合菌剂。

[0032] (3)促消化生物饲料的制备：将步骤(2)制备的复合菌剂按照质量分数7％添加到基础饲料中，搅拌均匀，得到促消化加强型生物饲料。

[0033] 实施例3：促消化生物饲料的制备

[0034] 与实施例1不同的是，

[0035] (1)产纤维小体微生物菌剂的制备：按照1:30的固液重量体积比，向反应装置中加入水热法预处理后的玉米皮和葡萄糖培养基，按照10％体积分数的接种量接种溶纤维假拟杆菌，然后在55℃、150r/min的转速条件下混合均匀；定时检查容器内压力并放气，当容器内无正压时结束培养；离心进行固液分离，所得到的固相为产纤维小体微生物菌剂。

[0036] (2)复合菌剂的制备：按照干重重量，称取步骤(1)得到的产纤维小体微生物菌剂60重量份、乳杆菌菌剂20重量份、20份枯草芽孢杆菌菌剂重量份，混合均匀，得到复合菌剂。

[0037] (3)促消化生物饲料的制备：将步骤(2)制备的复合菌剂按照质量分数15％添加到基础饲料中，搅拌均匀，得到促消化加强型生物饲料。

[0038] 实施例4：促消化生物饲料的制备

[0039] 与实施例1不同的是，

[0040] (1)产纤维小体微生物菌剂的制备：按照1:40的固液重量体积比，向反应装置中加入碱法和汽爆法联合预处理后的麦秸和葡萄糖培养基，按照10％体积分数的接种量接种热纤梭菌，然后在60℃、150r/min的转速条件下混合均匀；定时检查容器内压力并放气，当容器内无正压时结束培养；离心进行固液分离，所得到的固相为产纤维小体微生物菌剂。

[0041] (2)复合菌剂的制备：按照干重重量，称取步骤(1)得到的产纤维小体微生物菌剂70重量份、乳杆菌菌剂15重量份、15份枯草芽孢杆菌菌剂重量份，混合均匀，得到复合菌剂。

[0042] (3)促消化生物饲料的制备：将步骤(2)制备的复合菌剂按照质量分数15％添加到基础饲料中，搅拌均匀，得到促消化加强型生物饲料。

[0043] 实施例5：促消化生物饲料的制备

[0044] 与实施例1不同的是，

[0045] (1)产纤维小体微生物菌剂的制备：按照1:50的固液重量体积比，向反应装置中加入磺化法和水热法联合预处理后的稻草和葡萄糖培养基，按照10％体积分数的接种量接种热纤梭菌，然后在60℃、150r/min的转速条件下混合均匀；定时检查容器内压力并放气，当容器内无正压时结束培养；离心进行固液分离，所得到的固相为产纤维小体微生物菌剂。

[0046] (2)复合菌剂的制备：按照干重重量，称取步骤(1)得到的产纤维小体微生物菌剂80重量份、乳杆菌菌剂15重量份、5份枯草芽孢杆菌菌剂重量份，混合均匀，得到复合菌剂。

[0047] (3)促消化生物饲料的制备：将步骤(2)制备的复合菌剂按照质量分数20％添加到基础饲料中，搅拌均匀，得到促消化加强型生物饲料。

[0048] 实施例6：促消化生物饲料的制备

[0049] 与实施例1不同的是，

[0050] (1)产纤维小体微生物菌剂的制备：按照1:20的固液重量体积比，向反应装置中加入磺化法-水热联合预处理后的玉米秸秆和葡萄糖培养基，按照5％体积分数的接种量接种热纤梭菌，然后在60℃、100r/min的转速条件下混合均匀；定时检查容器内压力并放气，当容器内无正压时结束培养；离心进行固液分离，所得到的固相为产纤维小体微生物菌剂。

[0051] (2)促消化生物饲料的制备：将步骤(1)制备的产纤维小体微生物菌剂按照质量分数7％添加到基础饲料中，搅拌均匀，得到促消化加强型生物饲料。

[0052] 实施例7：促消化生物饲料的制备

[0053] 与实施例1不同的是，

[0054] (1)产纤维小体微生物菌剂的制备：按照1:20的固液重量体积比，向反应装置中加入磺化法-水热联合预处理后的玉米秸秆和葡萄糖培养基，按照5％体积分数的接种量接种黄色溶纤梭菌，然后在65℃、100r/min的转速条件下混合均匀；定时检查容器内压力并放气，当容器内无正压时结束培养；离心进行固液分离，所得到的固相为产纤维小体微生物菌剂。

[0055] (2)促消化生物饲料的制备：将步骤(1)制备的产纤维小体微生物菌剂按照质量分数30％添加到基础饲料中，搅拌均匀，得到促消化加强型生物饲料。

[0056] 实施例8：促消化生物饲料的制备

[0057] 与实施例1不同的是，

[0058] (1)产纤维小体微生物菌剂的制备：按照1:20的固液重量体积比，向反应装置中加入磺化法-水热联合预处理后的玉米秸秆和葡萄糖培养基，按照5％体积分数的接种量接种溶纤维假拟杆菌，然后在42℃、100r/min的转速条件下混合均匀；定时检查容器内压力并放气，当容器内无正压时结束培养；离心进行固液分离，所得到的固相为产纤维小体微生物菌剂。

[0059] (2)促消化生物饲料的制备：将步骤(1)制备的产纤维小体微生物菌剂按照质量分数30％添加到基础饲料中，搅拌均匀，得到促消化加强型生物饲料。

[0060] 实施例9：蛋鸡饲喂试验

[0061] 试验选用30周龄生产性能相近健康的海兰褐蛋鸡300只，随机分成6组，每组分5个重复，每个重复10只鸡。试验组1-5分别饲喂实施例1-5制备的木质纤维素基生物饲料，空白对照组，仅饲喂基础饲粮。每只鸡每天饲喂150g饲料，每天饲喂两次，自由饮水，共喂养30天。

[0062] 实施例10：肉鸡饲喂试验

[0063] 试验选用30日龄生产性能相近健康的白羽肉鸡300只，随机分成6组，每组分5个重复，每个重复10只鸡。试验组1-5分别饲喂实施例1-5制备的木质纤维素基生物饲料，空白对照组，仅饲喂基础饲粮。喂食方法为：第一周自由采食，自由饮水；第二周起，每天天亮前、中午和天黑后关灯2-3小时，不喂食、不饮水，其余时间开灯自由采食，自由饮水。共喂养30天，称量并记录每个肉鸡增重情况，计算料肉比。

[0064] 表1.实施例1-5制备的促消化生物饲料饲喂鸡后的指标参数

[0065]

[0066] 由表1可知，实施例1-5采用复合菌剂制备促消化饲料，采用所述促消化饲料饲喂蛋鸡和肉鸡，发病率为0-2％，与对照组相比，降低2-4％，甚至做到零发病率；其中，蛋鸡的产蛋率为92-96％，与对照组相比，增加了4-8个百分点；肉鸡的料肉比为1.41-1.71，与对照组相比，降低了了10-25.8％。

[0067] 实施例6-8采用产纤维小体微生物菌剂制备的促消化饲料，采用所述促消化饲料饲喂蛋鸡和肉鸡，发病率为2％，与对照组相比，略有降低；其中，蛋鸡的产蛋率为90-92％，与对照组相比，增加了2-4个百分点，略低于实施例1-5；肉鸡的料肉比为1.68-1.74，与对照组相比，降低了8.4-11.6％，同样略低于实施例1-5。

[0068] 这说明，与仅采用产纤维小体微生物菌剂制备的促消化饲料相比，采用所述复合菌剂制备的促消化饲料，效果更好。这是因为，利用产纤维小体微生物降解木质纤维素得到的木质纤维素基可溶性糖，协同培养了枯草芽孢杆菌、乳杆菌等益生菌，进一步促进食物的消化和吸收，从而显著的提高产蛋率、降低料肉比；而且利用产纤维小体微生物以及益生菌生长过程中生产的乳酸、乙酸，达到了抑制病原性细菌生长繁殖、降低发病率的目的。