一种基于微生物发酵的液体饲喂方法及系统与流程

1.本发明属于动物营养和微生物发酵技术领域，尤其是涉及一种基于微生物发酵的液体饲喂方法及系统。


背景技术：

2.现有的饲喂方式可以分为固体饲喂和液体饲喂，而液体饲喂方式主要包括液体饲喂及发酵液体饲喂，分别具有如下缺陷：
3.(1)传统液体饲喂：目前市场上液体饲喂方式为在养殖场将颗粒料与水以1：3进行混合制成稀粥状料，再通过液体料线输送到畜舍，被动物采食。但是现在液体饲喂有比较大的弊端，主要表现为：1、管路残留与清理，众所周知，一个粥状的液体在管路输送过程中，很容易挂壁残留，那么残留的湿料清洗不干净很容易发霉变质，引起后续饲料的变质；2、改造难度：目前采用固体饲喂的猪场基本上是通过料塔储料，然后通过固体料线输送，输送后动物采食颗粒或粉料，配合水线饮水来完成整个采食过程，如果换成稀粥状料，那么料线和水线都得全面改造，工程巨大很难实现普及；
4.(2)发酵液体饲喂：爱尔兰科克郡费莫伊摩尔帕克动物和草原研究与创新中心蒂加斯猪发展部、爱尔兰沃特福德沃特福德技术学院科学部、爱尔兰都柏林贝尔菲尔德都柏林大学学院农业和食品科学学院研究报导表明，发酵全配合饲料容易引起动物生产性能下降，究其原因是因为发酵所引起的能量损失以及氨基酸脱羧作用，导致了可利用营养物质下降所致。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明旨在提出一种基于微生物发酵的液体饲喂方法及系统，在不改变现有饲料传送系统的基础上，结合液体发酵和菌酶替抗，将固体饲料与发酵菌液以即冲即喂的模式形成“麦片粥”给予动物，既发挥微生物本身功能，又发挥微生物代谢产物的功能，既发挥仿生湿料饲喂的功能，又避免了养殖场过度改造和饲喂安全的风险。
6.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
7.一种基于微生物发酵的液体饲喂方法，包括以下步骤：
8.(1)对益生菌进行液体扩培，得到菌液；
9.(2)将菌液、水、菌酶复合剂、缓冲液混合均匀得到混合液；
10.(3)混合液进入液体管线，固体饲料进入固体管线，固体管线的末端与液体管线的末端在下料口处汇合，混合液与固体饲料在下料口处形成混合饲料。
11.进一步地，所述益生菌为粪肠球菌与丁酸梭菌的混合物，其中粪肠球菌的编号为cicc20422，添加比例为1
‰
，丁酸梭菌的编号为accc19398，添加比例为0.5
‰
。
12.进一步地，步骤(1)得到的菌液的ph值≤3.5。
13.进一步地，步骤(1)中液体扩培的方法为：将28
‑
35℃的温水与益生菌及糖类物质混合后，密闭发酵20
‑
24h。
14.进一步地，步骤(2)中菌液、水、菌酶复合剂、缓冲液的用量比为1:3
‑
30:0.1
‑
0.3：0.3
‑
0.4。
15.进一步地，所述菌酶复合剂包括蛋白酶、淀粉酶、糖化酶、酵母粉、半乳糖苷酶、丁酸梭菌、抑菌芽孢杆菌。
16.进一步地，所述缓冲液为甲酸
‑
甲酸铵溶液。
17.进一步地，步骤(3)中固体饲料与混合液的混合比例为1:0.5
‑
2。
18.一种基于微生物发酵的液体饲喂系统，包括进水管；
19.发酵罐，所述发酵罐用于对益生菌进行液体扩培；
20.加热器，所述加热器的进液口与进水管的出水口连通，出液口与发酵罐的进液口连通；
21.缓冲罐，所述缓冲罐的进液口分别与发酵罐的出液口及加热器的出液口连通；
22.液体管线，所述液体管线的进液口分别与缓冲罐的出液口及进水管的出水口连通。
23.进一步地，还包括固体管线，所述固体管线用于输送固体饲料，固体管线的末端与液体管线的末端通过三通与料槽的下料口连通。
24.相对于现有技术，本发明所述的基于微生物发酵的液体饲喂方法及系统具有以下优势：
25.(1)本发明所述的饲喂方法及系统通过发酵菌液、菌酶复合剂与固体饲料在饲喂处混合，将饲料以即冲即食“麦片粥”的方式给予动物，提供了一种全新的饲喂方式，实现了发酵与液体饲料的结合，既解决了动物喜好稀状料的需求，又不需要改造线路，操作方便；
26.(2)本发明所述的菌酶复合剂能够实现替抗，降低饲料配方中添加剂的使用，既发挥微生物本身功能，又发挥微生物代谢产物的功能，发酵菌液的低ph值还可以起到调节肠道、肠道抑菌以及防止非瘟的作用。
附图说明
27.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
28.图1为本发明实施例所述的液体饲喂系统的连接结构示意图；
29.图2为本发明实施例所述的不同菌液添加量与颗粒料混合的ph变化曲线示意图。
30.附图标记说明：
31.1、发酵罐；2、加热器；3、缓冲罐；4、进水管；5、液体管线。
具体实施方式
32.除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
33.下面结合实施例及附图来详细说明本发明。
34.微生物是公认的调节肠道的优良手段。首先微生物可以降低肠道ph值，ph值的降低可以抑制病原菌，而当给猪饲喂这些低ph值的混合物，可以降低猪胃肠道的ph值，并抑制
胃肠道中大肠杆菌、沙门氏菌等病原微生物的繁殖。另外一方面，微生物的介入可以带来肠道微生物菌群的改变，有研究表明，饲料中添加有益菌，尤其是乳酸菌可以带来肠道中定值乳酸菌数量的增加，改善肠道持续的抑菌能力和健康功能。本发明结合液体饲喂、微生物发酵、微生物本身的优势，同时又吸取液体饲喂、微生物发酵配合饲料的劣势，整合出一套独特的微生物应用方案，实现在养殖场不改变现有饲料传输系统的基础之上，结合液体发酵和菌酶替抗的方式，将饲料即以冲即喂的全新模式形成麦片粥，直接应用于养殖现场给予动物，达到诱食、替抗、防瘟、促增长的作用，既能发挥微生物本身功能，又能发挥微生物代谢产物的功能；既能发挥液体饲喂的功能，又避免了养殖场过度改造和饲喂安全的风险。
35.如图1所示，本发明中的基于微生物发酵的液体饲喂方法，包括以下步骤：
36.步骤一、对益生菌进行液体扩培，得到菌液
37.进水管4中的水经过加热器2加热至28
‑
35℃形成温水，之后注入发酵罐1，之后向发酵罐中添加益生菌1％、红糖或者葡萄糖3％，然后密闭发酵20
‑
24小时，形成菌液，将发酵后的菌液转移到缓冲罐3中待用，同时为保证联系生产，发酵罐继续启动下一批次发酵，其中益生菌包括编号cicc20422的粪肠球菌和编号为accc19398的丁酸梭菌，添加比例为粪肠球菌(100亿)1
‰
，丁酸梭菌(100亿)0.5
‰
，发酵形成的菌液ph值要求低于3.5；
38.步骤二、将菌液、水、菌酶复合剂、缓冲液混合均匀得到混合液
39.缓冲罐中的菌液用水稀释两倍，加入菌酶复合剂和缓冲液进行混合；菌酶复合剂具体组成成分为蛋白酶33.5％、淀粉酶2.6％、糖化酶16.3％、酵母粉42％、半乳糖苷酶4.2％、丁酸梭菌1.2％，抑菌芽孢杆菌0.2％，总添加量为1％
‑
1.5％；缓冲液具体组分为甲酸
‑
甲酸铵溶液，总添加量为1.5％
‑
2％。
40.步骤三、混合液进入液体管线，固体饲料进入固体管线，固体管线的末端与液体管线的末端在下料口处汇合，混合液与固体饲料在下料口处形成混合饲料
41.使用流量泵将缓冲罐中的液体与水按1:5的比例通过梯度泵的方式形成混合液进入液体管线5，并沿液体管线运输，固体的颗粒料沿固体管线运输，液体管线及固体管线在料槽的下料口处汇合，当禽畜在下料口处采食时，液体管线及固体管线使混合液与颗粒料以0.5
‑
2：1的比例瞬间形成“麦片粥”，被动物采食，实现即冲即喂。
42.体外模拟评估
43.(1)将步骤一中发酵24小时后形成的菌液按不同比例与颗粒料混合，放置30min后，添加缓冲液，并分别测量混合后、放置30min后、加入缓冲液后的ph值，其测量结果如表1及图2所示，图2中的横坐标为序号，纵坐标为ph值，根据测量结果可知，本发明的菌液、颗粒料和缓冲液能够显著降低饲料的ph值，起到调节肠道、肠道益菌以及防止非瘟的作用。
44.表1不同菌液添加量与颗粒料混合的ph测量结果
45.序号菌液添加量混合后ph30min后ph添加缓冲系统后ph106.226.236.22210％6.276.244.97320％6.286.224.87430％6.226.244.82540％6.26.224.67650％6.076.184.52
760％6.046.114.37870％5.966.064.29980％5.96.024.261090％5.835.964.2011100％5.365.724.1712150％4.975.553.8113200％4.765.333.77
46.(2)将步骤一中发酵24小时后形成的菌液按不同比例与颗粒料混合，加入菌酶复合剂，进行体外模拟胃酸处理3小时，模拟结果如表2所示。
47.表2体外模拟胃酸处理结果
[0048][0049]
通过体外模拟胃酸处理结果可以看出，颗粒料与菌液通过1:1
‑
1:2添加，添加后再复配2
‰
菌酶复合剂，通过体外ph 3.0(胃液环境)、38℃(动物体温)以及70％水分(食糜状态)进行胃酸处理模拟，获得小分子蛋白占蛋白含量分别为42.78％；44.74％；45.87％；50.3％；33.43％，以及干物质状态下还原糖含量分别为42.78％；44.74％；45.87％；50.3％；33.43％，对以菌种编号为atcc25922的大肠杆菌为指示菌的抑菌圈分别为10.24mm；12.16mm；13.34mm；12.44mm；11.67mm，对以菌种编号为atcc43300金黄色葡萄球菌为指示菌的抑菌圈分别为11.28mm；13.45mm；14.25mm；13.42mm；13.42mm；11.87mm。证明本发明中的液体饲喂方法能够极大的提升饲料的预消化能力和抑菌能力。
[0050]
动物实验分析
[0051]
将测试猪平均分为三组，其中一组饲喂固体饲料，一组按固体饲料：水＝1:1进行饲喂，一组按固体饲料：混合液＝1:1进行饲喂，分别测量饲喂后测试猪的胃肠道微生物指标及ph值，并进行统计学分析，统计结果如表3及表4所示。
[0052]
表3胃肠道微生物统计结果
[0053][0054][0055]
从表3可以看出：胃肠道菌群的酵母菌含量明显增加，酵母菌具有粘合肠道菌到体表的能力，进而阻止这些细菌进入肠道上皮细胞。乳酸菌和酵母菌的增长降低了肠道沙门氏菌和大肠杆菌的增值，降低了猪肠道的疾病价值。
[0056]
表4胃肠道ph值统计结果
[0057] 固体饲料固体饲料：水＝1:1固体饲料：混合液＝1:1p
‑
value胃4.4
a
4.6
a
4.0
b
<0.01近端小肠5.95.85.70.48中段小肠6.0
a
5.8
b
6.1
a
<0.01远端小肠6.4
a
5.7
b
6.1
ab
0.02盲肠5.75.55.70.17近端结肠5.95.85.80.72中段结肠6.166.10.54远端结肠6.4
ab
6.2
a
6.5
b
0.04
[0058]
从表4可以看出，饲喂菌液饲料胃中ph值降低。胃是对抗病原菌的一个重要的屏障，ph值的降低增强了这种屏障作用，同时可以防止大肠肝菌，对猪尤其是胃酸分泌不足的猪有一个非常重要的作用。低的胃酸ph值有助于蛋白的分解能力，因此提高了动物的生产
性能。
[0059]
与胃的结果相反，饲喂菌液饲料的猪小肠ph值高于饲喂干料和液体饲料的猪，这主要是因为菌液饲料的低ph值和高乳酸刺激了胰液的分泌，从而也促进了猪的小肠消化吸收功能。
[0060]
养殖结果分析
[0061]
在北京试验猪场(原种猪)经过113天的育肥试验，对照组采用饲喂干颗粒料，定时饮水的方式进食，实验组采用本发明的液体饲喂方法，以固体饲料：混合液＝1:1进行饲喂。试验周期结束后，体重差异达到22.5公斤，平均日增重达到966g,料肉比下降了0.41，每头猪节省造肉成本260元；由于消化吸收率的增加，减少猪只粪便的排放30
‑
50％，契合猪场当下的环保需求；大幅降低饲料成本和提升养殖效率，缩短养殖时间(育肥猪)25
‑
35天。
[0062]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。