一种微生物两段式固态发酵喷浆玉米皮生产蛋白饲料的方法

本发明涉及生物饲料领域，具体涉及一种微生物两段式固态发酵喷浆玉米皮生产蛋白饲料的方法。

背景技术：

1、近年来，随着我国养殖业规模的不断扩大，面临严重的饲料蛋白资源短缺问题。通过生物技术对农副产品加工业的废渣、废弃物及废弃液进行处理，生产生物饲料或者添加剂，不但可以减少这些废弃生物质对环境的污染，实现废弃资源的高值化利用，还可以替代豆粕、玉米等在养殖业中的使用，缓解饲料蛋白短缺现状，促进我国养殖业绿色可持续发展。

2、喷浆玉米皮是玉米湿法加工的副产物，由玉米浆喷到玉米皮上并经干燥后制得，目前我国年产量约为42.9万吨。粗蛋白含量超过15％、粗纤维含量低于15％的喷浆玉米皮可作为饲料直接饲喂，市场价格约为1500元/吨。但喷浆玉米皮存在营养结构不均衡，会导致饲喂过程复杂、消化率低等问题。此外，喷浆玉米片储存过程易发生霉菌毒素偏高和适口性变差，直接抑制了其在饲料行业的应用。尽管，已有申请号为2018115725454中国专利对喷浆玉米皮进行发酵，但是只改善了饲料产品的益生菌数量与氨基酸结构，但真蛋白含量由15％降低为10.5％，较发酵前下降了30％，导致了蛋白质的损失。

3、通过生物发酵技术，利用饲用微生物转化廉价非蛋白氮，可有效提高喷浆玉米皮蛋白含量及价值。但目前，微生物(如酿酒酵母、芽孢杆菌、乳酸菌等)对于非蛋白氮尿素的利用率普遍只有30％，因此选择具有同化廉价非蛋白氮(比如尿素)能力的微生物或微生物组合对于高效生产蛋白饲料具有重要意义价值。

4、此外，生物发酵可有效降低喷浆玉米皮中粗纤维含量，同时提高其适口性和益生菌含量、降低ph值、避免霉菌污染、延长保存时间，对于提高喷浆玉米皮在饲料中的使用量、使用效果和喷浆玉米皮的经济价值和解决饲料缺口具有积极意义。

技术实现思路

1、发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种微生物两段式固态发酵喷浆玉米皮生产蛋白饲料的方法。

2、为解决上述技术问题，本发明公开了一种利用具有尿素同化能力的微生物进行两段式固态发酵喷浆玉米皮生产蛋白饲料的方法。具体技术方案如下：

3、一种微生物两段式固态发酵喷浆玉米皮生产蛋白饲料的方法，包括如下步骤：将好氧菌液接种至发酵原料进行好氧固态发酵，得到好氧发酵产物；接着将厌氧菌液接种至好氧发酵产物进行厌氧固态发酵即得蛋白饲料；

4、所述的好氧菌液包括黑曲霉菌液、酿酒酵母菌液和地衣芽孢杆菌菌液；所述的黑曲霉和酿酒酵母为具有尿素同化能力的微生物。

5、所述的厌氧菌液包括戊糖片球菌菌液。

6、其中，所述的黑曲霉为黑曲霉aspergillus niger atcc 16888；所述的酿酒酵母为酿酒酵母saccharomyces cerevisiae atcc 18824；所述的地衣芽孢杆菌为地衣芽孢杆菌bacillus licheniformis atcc 14580；所述的戊糖片球菌为戊糖片球菌pediococcuspentosaceus atcc 33316。

7、其中，所述的黑曲霉菌液中黑曲霉的活菌数为0.5～2×107cfu/g；所述的酿酒酵母菌液中酿酒酵母的活菌数为4～6×106cfu/g；所述的地衣芽孢杆菌菌液中地衣芽孢杆菌的活菌数为0.1～1.0×106cfu/g；所述的戊糖片球菌菌液中戊糖片球菌的活菌数为0.1～1.0×106cfu/g。优选地，所述的黑曲霉菌液中黑曲霉的活菌数为1.0×107cfu/g；所述的酿酒酵母菌液中酿酒酵母的活菌数为5.0×106cfu/g；所述的地衣芽孢杆菌菌液中地衣芽孢杆菌的活菌数为0.5×106cfu/g；所述的戊糖片球菌菌液中戊糖片球菌的活菌数为0.5×106cfu/g。

8、其中，所述的黑曲霉菌液、酿酒酵母菌液、地衣芽孢杆菌菌液和戊糖片球菌菌液的体积比为1～2:1～2:0.5～1:0.5～1。优选地，所述的黑曲霉菌液、酿酒酵母菌液、地衣芽孢杆菌菌液和戊糖片球菌菌液的体积比为2:2:1:1。

9、其中，所述的发酵原料包括干物质，所述的干物质包括喷浆玉米皮和尿素，所述的尿素在干物质中的质量比为1％～5％；优选地，所述的尿素在干物质中的质量比为3.63％。优选地，所述的喷浆玉米皮为粉碎处理后过40目圆孔筛的喷浆玉米皮，加入水后在115-121℃下灭菌，灭菌后加入尿素即得发酵原料。

10、其中，所述的干物质占发酵总质量的比例为10％～80％，优选为25％～45％，进一步优选为35％。其中，所示的发酵总质量为发酵原料、好氧菌液和厌氧菌液这三种溶液的总质量。

11、其中，所述的好氧菌液与干物质的质量比为1％～50％，优选为2％～38％，进一步优选为14％～32％。更优选为20％。

12、其中，所述的好氧固态发酵，发酵温度为15～50℃，发酵时间为1～336h；所述的厌氧固态发酵，发酵温度为20～40℃，发酵时间为1～72h。优选地，所述的好氧固态发酵，发酵温度为22～44℃，发酵时间为72～168h，进一步优选为36℃，72h；所述的厌氧固态发酵，发酵温度为36℃，发酵时间为48h。

13、第二方面，本发明还提供了第一方面所述的方法制备得到的蛋白饲料。

14、其中，所述的蛋白饲料，粗蛋白含量为29％～36％，其中尿素和无机氨氮折合蛋白含量为3％～6％，粗纤维含量为8％～10％，ph值为4.2～4.8，酵母菌活菌数为6～9×106cfu/g，地衣芽孢杆菌活菌数为3～7×106cfu/g，乳酸菌活菌数为5～6×106cfu/g，玉米赤霉烯酮含量为61.2μg/kg，黄曲毒素含量为12.2μg/kg。玉米赤霉烯酮和黄曲霉两种毒素含量低于我国《gb13078.2-2006饲料卫生标准》的要求。上述％若无特殊说明均为质量比。

15、有益效果：与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

16、1.本发明得到的喷浆玉米皮饲料采用喷浆玉米皮为主原料，并添加尿素，采用黑曲霉菌液、酿酒酵母菌液、地衣芽孢杆菌菌液和戊糖片球菌经过两段式固态发酵后得到的蛋白饲料能够高效利用尿素，尿素利用率达到54.4％，粗蛋白含量由约20％提高至35％，真蛋白含量由10％提高至20％，能够降解喷浆玉米皮中的纤维素，大大增加喷浆玉米皮的营养价值。本发明采用黑曲霉菌液、酿酒酵母菌液、地衣芽孢杆菌菌液和戊糖片球菌均为饲用菌种，并用于饲料发酵，可以促进消化吸收，安全性高。

17、2.本发明实行的好氧-厌氧两段式固态发酵喷浆玉米皮，以黑曲霉、酿酒酵母、地衣芽孢杆菌进行好氧发酵，针对原料中粗纤维的降解与碳源组成的调节，同时降解原料当中潜在的黄曲霉毒素和玉米赤霉烯酮，因此酿酒酵母得以获得更多的碳源，以用于生长，并积累更多的蛋白质含量。以戊糖片球菌针对好氧发酵后的原料进行二阶段厌氧发酵，调节一阶段好氧发酵过程中黑曲霉带来的异味导致的适口性变差，在厌氧发酵过程中，合成的乳酸将使得发酵饲料的ph下降，抑制了腐败菌的滋生并增加了原料的风味，提高适口性，最终使得喷浆玉米皮的营养价值显著提高，如粗蛋白提升了80％～85％，粗纤维降低了20％～25％，活菌数增加至13.16×106cfu/g，且没有影响异味。原料毒素玉米赤霉烯酮含量从400～450μg/kg下降至40～70μg/kg，黄曲霉素含量低至12.2μg/kg，均低于我国《gb13078.2-2006饲料卫生标准》的要求。本发明提供了一种蛋白含量高、益生菌含量丰富、适口性好的喷浆玉米皮蛋白饲料，不仅能促进喷浆玉米皮在养殖业的充分有效的利用，还能有效缓解我国饲料蛋白资源短缺，促进养殖业可持续绿色发展。