一种提高枯黄期芦苇杆品质的菌酶组合物及其方法与应用

1.本发明涉及生物发酵技术领域，具体涉及一种提高枯黄期芦苇杆品质的菌酶组合物及其方法与应用。


背景技术：

2.芦苇属禾本科芦苇属，为多年生高大禾草，其根茎发达，耐干旱、耐盐碱，可以适应不同类型的土壤和气候条件，在我国江河湖泽、池塘沟渠沿岸、低湿地以及有水源的空旷地带多有分布。芦苇生物量较高，其芦叶、芦花、芦茎、芦根、芦笋等均具有一定的饲用价值。芦苇经刈割、晒制成干草、或制作成青贮饲料后，可作为优质粗饲料饲喂牛羊等草食家畜。芦苇资源丰富，合理开发和利用芦苇饲料资源，有助于缓解区域畜牧业饲料紧缺的局面。
3.芦苇在抽穗期营养价值较高，适合于进行加工调制。然而芦苇进入枯黄期后，其木质化程度较高(中性洗涤纤维79.7％，酸性洗涤纤维53.6％、木质素7.5％)，蛋白含量较低(3.7％)，营养价值较低，严重限制了其在畜牧生产中的应用。常见秸秆饲料调制方法有理化处理和生物处理两种，生物学处理具有条件温和，专一性强、效果较好、处理成本较低等优点，越来越受到科研人员和畜牧生产者的关注。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种提高枯黄期芦苇杆品质的菌酶组合物及其方法与应用，该菌酶组合物能够显著提高枯黄期芦苇秆蛋白含量、降低其中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量，且发酵后的枯黄期芦苇秆酸香浓郁，质地保持良好、颜色接近本色，从而显著提升了枯黄期芦苇杆品质。
5.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
6.本发明提供了一种提高枯黄期芦苇杆品质的菌酶组合物，所述菌酶组合物的原料包括复合菌剂和复合酶；
7.所述复合菌剂包括以下重量份原料：植物乳秆菌1.5～2.5份和布氏乳秆菌5.5～6.5份，所述复合菌剂还包括以下重量份原料：产朊假丝酵母5.5～6.5份和/或黑曲霉0.5～1.5份；
8.所述复合酶包括以下重量份原料：纤维素酶9～11份和木聚糖酶2～4份；
9.所述复合菌剂与复合酶的质量比为1:3～5。
10.优选的，所述植物乳秆菌的含量≥2
×
10
10
cfu/g，所述布氏乳秆菌的含量≥1
×
10
10
cfu/g、所述产朊假丝酵母的含量≥5
×
10
10
cfu/g、所述黑曲霉的含量≥5
×
10
10
cfu/g。
11.优选的，所述纤维素酶的活性≥10000u/g，所述木聚糖酶的活性≥30000u/g。
12.本发明还提供了一种提高枯黄期芦苇杆品质的方法，包括以下步骤：将上述的菌酶组合物与枯黄期芦苇杆混合发酵，得到发酵后的枯黄期芦苇杆。
13.优选的，所述菌酶组合物与枯黄期芦苇杆的质量比为0.025～0.075：1000。
14.优选的，所述发酵为厌氧发酵，所述发酵的时间为45～60d。
15.优选的，所述方法还包括将枯黄期芦苇杆粉碎，得到粉碎后的枯黄期芦苇杆。
16.优选的，所述粉碎后的枯黄期芦苇杆长度为1～3cm；所述粉碎后的枯黄期芦苇杆中的水分含量为56％～64％。
17.本发明还提供了一种由上述方法得到的发酵后的枯黄期芦苇杆。
18.本发明还提供了一种发酵后的枯黄期芦苇杆在制备饲料中的应用。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
20.本发明提供了一种提高枯黄期芦苇杆品质的菌酶组合物及其方法与应用。本发明利用菌酶组合物协同固体发酵处理枯黄期芦苇杆，提高发酵后的枯黄期芦苇秆蛋白含量、降低中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量，提升芦苇秆的营养价值，同时发酵后的枯黄期芦苇秆酸香浓郁，质地保持良好、颜色接近本色，符合优质青贮饲料的标准，提升了枯黄期芦苇杆品质。本发明所述方法操作简便、易得，适于工业化生产。本发明制备得到的发酵后的枯黄期芦苇杆符合优质青贮饲料的标准，丰富了芦苇饲料资源，缓解区域畜牧业饲料紧缺的局面。
具体实施方式
21.本发明提供了一种提高枯黄期芦苇杆品质的菌酶组合物，所述菌酶组合物的原料包括复合菌剂和复合酶；
22.所述复合菌剂包括以下重量份原料：植物乳秆菌1.5～2.5份和布氏乳秆菌5.5～6.5份，所述复合菌剂还包括以下重量份原料：产朊假丝酵母5.5～6.5份和/或黑曲霉0.5～1.5份；
23.所述复合酶包括以下重量份原料：纤维素酶9～11份和木聚糖酶2～4份；
24.所述复合菌剂与复合酶的质量比为1:3～5。
25.在本发明中，本发明所述菌酶组合物通过设计复合菌剂的组成和复合酶的组成，能够提高显著提高枯黄期芦苇杆在发酵过程中的蛋白含量、降低中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量，提升芦苇秆的营养价值，同时还能保证其感官品质，提升枯黄期芦苇杆的品质。
26.在所述植物乳秆菌的含量优选为≥2
×
10
10
cfu/g，所述布氏乳秆菌的含量优选为≥1
×
10
10
cfu/g、所述产朊假丝酵母的含量优选为≥5
×
10
10
cfu/g、所述黑曲霉的含量优选为≥5
×
10
10
cfu/g。所述纤维素酶的活性优选为≥10000u/g，所述木聚糖酶的活性优选为≥30000u/g。所述植物乳秆菌、布氏乳秆菌、产朊假丝酵母和黑曲霉购自北京精准动物营养研究中心，所述纤维素酶、木聚糖酶购自宁夏夏盛实业集团有限公司。
27.本发明还提供了一种提高枯黄期芦苇杆品质的方法，包括以下步骤：将上述的菌酶组合物与枯黄期芦苇杆混合发酵，得到发酵后的枯黄期芦苇杆。
28.在本发明中，本发明利用菌酶组合物协同固体发酵处理枯黄期芦苇杆，发现菌酶组合物的组成、菌酶组合物与枯黄期芦苇杆的质量比、发酵时枯黄期芦苇杆的含水量、发酵时间等对于枯黄期芦苇杆的品质(如营养价值和感官品质)影响显著，而本发明的所述方法制备得到的发酵后的枯黄期芦苇杆气味、质地和色泽良好，同时营养价值高，提高了枯黄期芦苇杆的品质。
29.作为一优选的实施方式，所述菌酶组合物与枯黄期芦苇杆的质量比为0.025～0.075：1000，进一步优选为0.03～0.06:1000。所述发酵优选为厌氧发酵，所述发酵的时间
优选为45～60d，所述发酵的温度优选为22～27℃，进一步优选为室温25℃。作为一种优选的实施方式，所述方法还包括将枯黄期芦苇杆粉碎，得到粉碎后的枯黄期芦苇杆，粉碎后的枯黄期芦苇杆利于后续的发酵过程。进一步优选的，所述粉碎后的枯黄期芦苇杆长度为1～3cm，更优选为1.5～2.5cm；所述粉碎后的枯黄期芦苇杆中的水分含量优选为56％～64％，进一步优选为58％～62％。
30.本发明还提供了一种由上述方法得到的发酵后的枯黄期芦苇杆。
31.本发明制备得到的发酵后的枯黄期芦苇杆不仅提高了其蛋白含量、降低中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量，因此该发酵后的枯黄期芦苇杆的营养价值高，而且发酵后的枯黄期芦苇杆酸香浓郁，质地保持良好、颜色接近本色，因此，发酵后的枯黄期芦苇杆感官品质好，符合优质青贮饲料的标准，适于饲喂牛羊等草食家畜。基于此，本发明还提供了一种发酵后的枯黄期芦苇杆在制备饲料中的应用。
32.在本发明中，若无特殊说明，所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。
33.下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.实施例1
35.一种提高枯黄期芦苇杆品质的方法，步骤如下：
36.(1)将枯黄期芦苇秆粉碎至2cm，得到粉碎后的枯黄期芦苇杆；
37.(2)在粉碎后的枯黄期芦苇杆中加水，控制粉碎后的枯黄期芦苇杆的水分含量64％(用快速水份测定仪控制加水量)；
38.(3)菌酶组合物的制备：将植物乳秆菌、布氏乳秆菌、产朊假丝酵母、黑曲霉按质量比为2：6：6：1混合，得到复合菌剂；将纤维素酶、木聚糖酶按质量比为10:3混合，得到复合酶；将复合菌剂、复合酶按质量比为1:4混合，即得菌酶组合物；其中，所述植物乳秆菌的含量≥2
×
10
10
cfu/g，所述布氏乳秆菌的含量≥1
×
10
10
cfu/g、所述产朊假丝酵母的含量≥5
×
10
10
cfu/g、所述黑曲霉的含量≥5
×
10
10
cfu/g；所述纤维素酶的活性≥10000u/g，所述木聚糖酶的活性≥30000u/g。
39.(4)将步骤(2)中20kg的含水量为64％的粉碎后的枯黄期芦苇杆加入1g菌酶组合物中充分混合，在室温25℃下进行厌氧发酵45d，即得发酵后的枯黄期芦苇杆。
40.实施例2
41.一种提高枯黄期芦苇杆品质的方法，步骤如下：
42.(1)将枯黄期芦苇秆粉碎至2cm，得到粉碎后的枯黄期芦苇杆；
43.(2)在粉碎后的枯黄期芦苇杆中加水，控制粉碎后的枯黄期芦苇杆的水分含量56％(用快速水份测定仪控制加水量)；
44.(3)菌酶组合物的制备：将植物乳秆菌、布氏乳秆菌、产朊假丝酵母按质量比为2：6：6混合，得到复合菌剂；将纤维素酶、木聚糖酶按质量比为9:3混合，得到复合酶；将复合菌剂、复合酶按质量比为1:4混合，即得菌酶组合物；其中，所述植物乳秆菌的含量≥2
×
10
10
cfu/g，所述布氏乳秆菌的含量≥1
×
10
10
cfu/g、所述产朊假丝酵母的含量≥5
×
10
10
cfu/g、所述黑曲霉的含量≥5
×
10
10
cfu/g；所述纤维素酶的活性≥10000u/g，所述木聚糖酶的活性≥30000u/g。
45.(4)将步骤(2)中20kg的含水量为56％的粉碎后的枯黄期芦苇杆加入1.5g菌酶组合物中充分混合，在室温25℃下进行厌氧发酵45d，即得发酵后的枯黄期芦苇杆。
46.实施例3
47.一种提高枯黄期芦苇杆品质的方法，步骤如下：
48.(1)将枯黄期芦苇秆粉碎至2cm，得到粉碎后的枯黄期芦苇杆；
49.(2)在粉碎后的枯黄期芦苇杆中加水，控制粉碎后的枯黄期芦苇杆的水分含量60％(用快速水份测定仪控制加水量)；
50.(3)菌酶组合物的制备：将植物乳秆菌、布氏乳秆菌、黑曲霉按质量比为2：6：1混合，得到复合菌剂；将纤维素酶、木聚糖酶按质量比为11:4混合，得到复合酶；将复合菌剂、复合酶按质量比为1:4混合，即得菌酶组合物；其中，所述植物乳秆菌的含量≥2
×
10
10
cfu/g，所述布氏乳秆菌的含量≥1
×
10
10
cfu/g、所述产朊假丝酵母的含量≥5
×
10
10
cfu/g、所述黑曲霉的含量≥5
×
10
10
cfu/g；所述纤维素酶的活性≥10000u/g，所述木聚糖酶的活性≥30000u/g。
51.(4)将步骤(2)中20kg的含水量为60％的粉碎后的枯黄期芦苇杆加入0.5g菌酶组合物中充分混合，在室温25℃下进行厌氧发酵60d，即得发酵后的枯黄期芦苇杆。
52.实施例4
53.一种提高枯黄期芦苇杆品质的方法，步骤如下：
54.(1)将枯黄期芦苇秆粉碎至1cm，得到粉碎后的枯黄期芦苇杆；
55.(2)在粉碎后的枯黄期芦苇杆中加水，控制粉碎后的枯黄期芦苇杆的水分含量58％(用快速水份测定仪控制加水量)；
56.(3)菌酶组合物的制备：将植物乳秆菌、布氏乳秆菌、产朊假丝酵母按质量比为2.5：6.5：6.5混合，得到复合菌剂；将纤维素酶、木聚糖酶按质量比为9:2混合，得到复合酶；将复合菌剂、复合酶按质量比为1:5混合，即得菌酶组合物；其中，所述植物乳秆菌的含量≥2
×
10
10
cfu/g，所述布氏乳秆菌的含量≥1
×
10
10
cfu/g、所述产朊假丝酵母的含量≥5
×
10
10
cfu/g、所述黑曲霉的含量≥5
×
10
10
cfu/g；所述纤维素酶的活性≥10000u/g，所述木聚糖酶的活性≥30000u/g。
57.(4)将步骤(2)中20kg的含水量为58％的粉碎后的枯黄期芦苇杆加入1g菌酶组合物中充分混合，在室温25℃下进行厌氧发酵50d，即得发酵后的枯黄期芦苇杆。
58.实施例5
59.一种提高枯黄期芦苇杆品质的方法，步骤如下：
60.(1)将枯黄期芦苇秆粉碎至3cm，得到粉碎后的枯黄期芦苇杆；
61.(2)在粉碎后的枯黄期芦苇杆中加水，控制粉碎后的枯黄期芦苇杆的水分含量58％(用快速水份测定仪控制加水量)；
62.(3)菌酶组合物的制备：将植物乳秆菌、布氏乳秆菌、黑曲霉按质量比为1.5：6.5：1.5混合，得到复合菌剂；将纤维素酶、木聚糖酶按质量比为11:3混合，得到复合酶；将复合菌剂、复合酶按质量比为1:3混合，即得菌酶组合物；其中，所述植物乳秆菌的含量≥2
×
10
10
cfu/g，所述布氏乳秆菌的含量≥1
×
10
10
cfu/g、所述产朊假丝酵母的含量≥5
×
10
10
cfu/g、所述黑曲霉的含量≥5
×
10
10
cfu/g；所述纤维素酶的活性≥10000u/g，所述木聚糖酶的活性≥30000u/g。
63.(4)将步骤(2)中20kg的含水量为58％的粉碎后的枯黄期芦苇杆加入1g菌酶组合物中充分混合，在室温25℃下进行厌氧发酵55d，即得发酵后的枯黄期芦苇杆。
64.实施例6
65.一种提高枯黄期芦苇杆品质的方法，步骤如下：
66.(1)将枯黄期芦苇秆粉碎至2cm，得到粉碎后的枯黄期芦苇杆；
67.(2)在粉碎后的枯黄期芦苇杆中加水，控制粉碎后的枯黄期芦苇杆的水分含量60％(用快速水份测定仪控制加水量)；
68.(3)菌酶组合物的制备：将植物乳秆菌、布氏乳秆菌、产朊假丝酵母、黑曲霉按质量比为2.5：5.5：5.5：0.5混合，得到复合菌剂；将纤维素酶、木聚糖酶按质量比为9:3混合，得到复合酶；将复合菌剂、复合酶按质量比为1:4混合，即得菌酶组合物；其中，所述植物乳秆菌的含量≥2
×
10
10
cfu/g，所述布氏乳秆菌的含量≥1
×
10
10
cfu/g、所述产朊假丝酵母的含量≥5
×
10
10
cfu/g、所述黑曲霉的含量≥5
×
10
10
cfu/g；所述纤维素酶的活性≥10000u/g，所述木聚糖酶的活性≥30000u/g。
69.(4)将步骤(2)中20kg的含水量为60％的粉碎后的枯黄期芦苇杆加入1.5g菌酶组合物中充分混合，在室温25℃下进行厌氧发酵60d，即得发酵后的枯黄期芦苇杆。
70.对比例1
71.一种提高枯黄期芦苇杆品质的方法，步骤如下：
72.(1)将枯黄期芦苇秆粉碎至2cm，得到粉碎后的枯黄期芦苇杆；
73.(2)在粉碎后的枯黄期芦苇杆中加水，控制粉碎后的枯黄期芦苇杆的水分含量60％(用快速水份测定仪控制加水量)；
74.(3)复合菌剂的制备：将植物乳秆菌、布氏乳秆菌、产朊假丝酵母、黑曲霉按质量比为2：6：6：1混合，得到复合菌剂；其中，所述植物乳秆菌的含量≥2
×
10
10
cfu/g，所述布氏乳秆菌的含量≥1
×
10
10
cfu/g、所述产朊假丝酵母的含量≥5
×
10
10
cfu/g、所述黑曲霉的含量≥5
×
10
10
cfu/g。
75.(4)将步骤(2)中20kg的含水量为60％的粉碎后的枯黄期芦苇杆加入1g步骤(3)中的复合菌剂中充分混合，在室温25℃下进行厌氧发酵60d，即得发酵后的枯黄期芦苇杆。
76.试验例1
77.对实施例1～3以及对比例1制备得到的发酵后的枯黄期芦苇杆进行发酵感官评价、粗蛋白含量、中性洗涤纤维含量和酸性洗涤纤维含量的测定，其中发酵感官得分按照表1进行评价，所述粗蛋白含量按照gb/t6432-2018测定，中性洗涤纤维含量按照gb/t20806-2006测定，酸性洗涤纤维含量按照ny/t1459-2007测定。
78.表1发酵感官评价方法
[0079][0080]
实施例1～3和对比例1得到的发酵后的枯黄期芦苇杆品质比较结果见表2。
[0081]
表2不同方法得到的发酵后的枯黄期芦苇杆品质比较结果
[0082][0083][0084]
由表2的结果表明，实施例1的枯黄期芦苇秆经菌酶组合物协同固体发酵后，发酵后的枯黄期芦苇杆酸香浓郁，质地保持良好、颜色接近本色，符合优质青贮饲料的标准；芦
苇发酵产物中粗蛋白含量较芦苇原料提高了22.6％，中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维分别下降了8.6％和9.2％；枯黄期芦苇秆经菌酶组合物协同固体发酵后，其营养价值得到了明显提高。
[0085]
实施例2的枯黄期芦苇秆经菌酶组合物协同固体发酵后，发酵后的枯黄期芦苇杆酸香浓郁，质地保持良好、颜色接近本色，符合优质青贮饲料的标准；发酵后的枯黄期芦苇杆中粗蛋白含量较芦苇原料提高了21.0％，中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维分别下降了6.9％和7.9％；枯黄期芦苇秆经菌酶组合物协同固体发酵后，其营养价值得到了明显提高。
[0086]
实施例3的枯黄期芦苇秆经菌酶组合物协同固体发酵后，发酵后的枯黄期芦苇杆酸香浓郁，质地保持良好、颜色接近本色，符合优质青贮饲料的标准；发酵后的枯黄期芦苇杆中粗蛋白含量较芦苇原料提高了18.12％，中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维分别下降了6.88％和7.7％；枯黄期芦苇秆经菌酶组合物协同固体发酵后，其营养价值得到了明显提高。
[0087]
对比例1的枯黄期芦苇秆经复合菌剂固体发酵后，发酵产物有较淡的酸香味，质地保持良好、颜色接近本色；发酵产物中粗蛋白含量较芦苇原料略有提高了4.0％，中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维分别下降了1.7％和3.0％；枯黄期芦苇秆复合菌剂固体发酵后，其营养价值略有提高，发酵品质尚好。
[0088]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种提高枯黄期芦苇杆品质的菌酶组合物，其特征在于，所述菌酶组合物的原料包括复合菌剂和复合酶；所述复合菌剂包括以下重量份原料：植物乳秆菌1.5～2.5份和布氏乳秆菌5.5～6.5份，所述复合菌剂还包括以下重量份原料：产朊假丝酵母5.5～6.5份和/或黑曲霉0.5～1.5份；所述复合酶包括以下重量份原料：纤维素酶9～11份和木聚糖酶2～4份；所述复合菌剂与复合酶的质量比为1:3～5。2.根据权利要求1所述的菌酶组合物，其特征在于，所述植物乳秆菌的含量≥2
×
10
10
cfu/g，所述布氏乳秆菌的含量≥1
×
10
10
cfu/g、所述产朊假丝酵母的含量≥5
×
10
10
cfu/g、所述黑曲霉的含量≥5
×
10
10
cfu/g。3.根据权利要求1或2所述的菌酶组合物，其特征在于，所述纤维素酶的活性≥10000u/g，所述木聚糖酶的活性≥30000u/g。4.一种提高枯黄期芦苇杆品质的方法，其特征在于，包括以下步骤：将权利要求1～3任意一项所述的菌酶组合物与枯黄期芦苇杆混合发酵，得到发酵后的枯黄期芦苇杆。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述菌酶组合物与枯黄期芦苇杆的质量比为0.025～0.075：1000。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述发酵为厌氧发酵，所述发酵的时间为45～60d。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将枯黄期芦苇杆粉碎，得到粉碎后的枯黄期芦苇杆。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述粉碎后的枯黄期芦苇杆长度为1～3cm；所述粉碎后的枯黄期芦苇杆中的水分含量为56％～64％。9.一种由权利要求4～8任意一项所述方法得到的发酵后的枯黄期芦苇杆。10.根据权利要求9所述的发酵后的枯黄期芦苇杆在制备饲料中的应用。

技术总结
本发明提供了一种提高枯黄期芦苇杆品质的菌酶组合物及其方法与应用，属于生物发酵技术领域，菌酶组合物的原料包括复合菌剂和复合酶；所述复合菌剂包括植物乳秆菌和布氏乳秆菌，所述复合菌剂还包括产朊假丝酵母和/或黑曲霉；所述复合酶包括纤维素酶和木聚糖酶。本发明利用菌酶组合物协同固体发酵处理枯黄期芦苇杆，提高发酵后的枯黄期芦苇秆蛋白含量、降低中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量，提升芦苇秆的营养价值，同时发酵后的枯黄期芦苇秆酸香浓郁，质地保持良好、颜色接近本色，符合优质青贮饲料的标准，提升了枯黄期芦苇杆品质。本发明所述方法操作简便、易得，适于工业化生产。本发明丰富了芦苇饲料资源，缓解区域畜牧业饲料紧缺的局面。料紧缺的局面。


技术研发人员：王文奇 陈翔宇 杨会国 刘艳丰 秦荣艳 刘佳佳 阿不夏合满
受保护的技术使用者：新疆畜牧科学院饲料研究所
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/9/7