一种发酵型饲料及其制备方法和应用
阅读说明：本技术 一种发酵型饲料及其制备方法和应用 (Fermented feed and preparation method and application thereof ) 是由 李宁 林辉 熊晓莉 于 2021-08-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种发酵型饲料及其制备方法和应用；所述发酵型饲料的制备方法包括以下步骤：(1)将发酵菌剂加入到含有无机钙的发酵培养基中,并添加水,进行液态发酵；(2)往步骤(1)得到的发酵液中加入黄粉虫粪、黄粉虫粉、全麦粉以及豆粉,所述黄粉虫粪为黄粉虫产生的排泄物,所述黄粉虫粉为黄粉虫的虫体干燥、粉碎后得到的粉末,然后进行固态发酵；(3)将步骤(2)得到的发酵产物造粒、烘干,得到所述发酵型饲料。本发明大幅度提升了饲料中可溶性钙含量,提升了饲料中钙的可吸收性,能够满足螯虾对于钙离子的需求。(The invention discloses a fermented feed and a preparation method and application thereof; the preparation method of the fermented feed comprises the following steps: (1) adding a fermentation microbial inoculum into a fermentation culture medium containing inorganic calcium, adding water, and carrying out liquid fermentation; (2) adding tenebrio molitor feces, tenebrio molitor powder, whole wheat flour and bean flour into the fermentation liquor obtained in the step (1), wherein the tenebrio molitor feces are excrement generated by tenebrio molitor, and the tenebrio molitor powder is powder obtained by drying and crushing tenebrio molitor bodies, and then carrying out solid state fermentation; (3) and (3) granulating and drying the fermentation product obtained in the step (2) to obtain the fermentation type feed. The invention greatly improves the content of soluble calcium in the feed, improves the absorbability of calcium in the feed and can meet the requirement of the crayfish on calcium ions.)
技术领域
本发明属于饲料技术领域，具体涉及一种发酵型饲料及其制备方法和应用。
背景技术
螯虾生长过程会经历多次蜕壳，每一次蜕壳对螯虾来说都是生死考验。螯虾在生长过程中如果缺钙会导致其因为脱壳不遂而死亡。因此，螯虾的养殖需要高钙饲料。
如今市面上大部分的高钙螯虾饲料都只是添加了不利于动物吸收的无机钙，并且在饲料中大量添加无机钙会降低饲料的营养占比。在目前螯虾养殖产业中也会通过向水体中泼洒生石灰的方式来增加养殖水体中钙离子浓度，但通过这种方式来为虾补钙会导致水体中钙离子过高，大量的钙离子会与磷酸根离子结合而导致水体中磷含量减少不利于虾的生长。另外，大量使用生石灰会使得水体的pH急剧上升，螯虾生长所需的pH范围在7.5-8.5之间，若pH超过这个范围就会影响螯虾生长甚至导致其死亡。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发酵型饲料及其制备方法和应用，大幅度提升饲料中可溶性钙含量，提升饲料中钙的可吸收性，能够满足螯虾对于钙离子的需求。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明公开了一种发酵型饲料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将发酵菌剂加入到含有无机钙的发酵培养基中，并添加水，进行液态发酵；
(2)往步骤(1)得到的发酵液中加入黄粉虫粪、黄粉虫粉、全麦粉以及豆粉，所述黄粉虫粪为黄粉虫产生的排泄物，所述黄粉虫粉为黄粉虫的虫体干燥、粉碎后得到的粉末，然后进行固态发酵；
(3)将步骤(2)得到的发酵产物造粒、烘干，得到所述发酵型饲料。
作为优选的技术方案，所述步骤(1)中，发酵菌剂包括粪肠球菌和植物乳酸杆菌。
作为优选的技术方案，所述步骤(1)中，发酵培养基包括贝壳粉和红糖。
作为优选的技术方案，所述步骤(1)中，液态发酵时发酵温度为30-40℃，发酵时间为2-3d。
作为优选的技术方案，所述步骤(2)中，先向发酵液中添加羧甲基纤维素钠，待羧甲基纤维素钠完全溶解发酵液成胶状后再加入黄粉虫粪、黄粉虫粉、全麦粉以及豆粉。
作为优选的技术方案，所述步骤(2)中，按重量份计，加入黄粉虫粪40-60份、黄粉虫粉5-15份、全麦粉10-30份以及豆粉10-30份。
作为优选的技术方案，所述步骤(2)中，固态发酵时发酵温度为30-40℃，发酵时间为2-3天。
本发明还公开了上述制备方法制备的发酵型饲料。
本发明还公开了上述发酵型饲料在饲喂螯虾中的应用。
本发明的有益效果为：
1、本发明采用两段式液固态结合发酵方式，使得无机钙转化为更有利于动物吸收的有机钙(乳酸钙)，发酵后可溶性钙含量是发酵前的十倍以上，大大提升了饲料中可溶性钙含量。发酵后的饲料与市面上高钙饲料相比，在总钙含量相差不大的情况下，可溶性钙是其三倍左右，大大提升了饲料中钙的可吸收性，能够满足螯虾对于钙离子的需求。
2、本发明采用的两段式液固态结合发酵方式，能大大减少发酵过程中物料的含水率，在相同含水率的条件下两段式发酵方式的发酵效果是一段式发酵方式的两倍，达到了降低物料含水率、节约烘干成本的目的。
3、本发明通过生物发酵技术，使得饲料原料中的蛋白质被分解为更有利于动物消化吸收的多肽和氨基酸，并且发酵产生的有机酸能够提升饲料的营养价值，使饲料的气味在水中更具穿透性，具有诱食作用。
4、传统的发酵水产饲料需要将发酵好的组分烘干，再向烘干后的组分中加入液态粘合剂后造粒烘干。而本发明中采用了粘合剂与饲料原料共混发酵技术，发酵好的混合组分可直接造粒烘干，减少了需两次烘干的能量消耗，并且该发酵方式并不会影响饲料的发酵效果以及粘合剂的粘合性能。
5、本发明将黄粉虫粪作为饲料原料之一，变废为宝，解决了黄粉虫养殖产业中大量养殖副产物无法处理的环境问题。黄粉虫粪中含粗蛋白19.53％、全氮3.12％、全碳41.85％、全磷4.73％、全硫0.31％、粗纤维18.06％，并且含锌、硼、铁、镁、钙、铜等多种微量元素，对于动物的生长有良好的促进作用。目前养殖户将虫粪以低价出售或丢弃，这样不但造成资源浪费而且污染环境。本发明以黄粉虫粪作为饲料原料之一，更大程度提升了虫粪的经济效益。
6、本发明实现了麦麸饲料(麦麸、新鲜蔬菜、厨余垃圾等组成)饲喂螯虾的可行性。麦麸饲料的营养价值不高，并且螯虾对其不喜好且消化吸收不好，无法满足螯虾在生长过程中的营养需求。麦麸饲料是黄粉虫养殖产业最为主要的饲料来源，能满足黄粉虫全阶段生长所需要的营养物质。麦麸饲料经过黄粉虫生物处理，因黄粉虫消化系统简单，故而能保留饲料的大部分营养物质，经过黄粉虫消化后的这些营养物质，会更利于水产动物再次消化吸收，能够得到高蛋白的黄粉虫和经过黄粉虫消化产生的更有利于螯虾消化吸收的虫粪。以虫粉和虫粪为原料制备成饲料便可以实现麦麸饲料饲喂螯虾的可行性，可以降低螯虾养殖行业的饲料成本。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明的工艺流程图；
图2为发酵过程中粘合与发酵后粘合的效果对比图；
图3为两段式液固态结合发酵与单段式固态发酵的效果对比图；
图4为饲料中水溶性钙与总钙对比图；
图5为饲料中小分子肽含量对比图；
图6为饲料中有机酸含量对比图；
图7为对黑壳虾的饲喂结果对比图一；
图8为对黑壳虾的饲喂结果对比图二；
图9为对小龙虾的饲喂结果对比图一；
图10为对小龙虾的饲喂结果对比图二；
图11为对小龙虾的饲喂结果对比图三；
图12为对小龙虾的饲喂结果对比图四。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
一、发酵型饲料制备
根据图1所示的工艺流程图，按照以下步骤制备发酵型饲料：
(1)选取高质量的贝壳碎屑，将贝壳碎屑用破碎机破碎至粉末状；
(2)选取高质量的块状红糖，将红糖用研磨钵研磨至细小颗粒；
(3)将粪肠球菌、植物乳酸杆菌，按1：1比例混合，制备乳酸菌发酵菌剂；
(4)取一定量的自来水烧开，凉至室温；
(5)按照重量份计，将步骤(1)中制备的贝壳粉5份、步骤(2)中制备的红糖颗粒5份、步骤(3)中制备乳酸菌发酵菌剂6份、步骤(4)中制备的凉白开水100份依次加入发酵瓶中，将发酵瓶密封后充分摇匀使红糖溶解，待红糖溶解后将发酵瓶放入恒温培养箱中；发酵温度控制在30℃-40℃，发酵2天；每3h摇晃一次发酵瓶，使得发酵过程中产生的乳酸与贝壳粉充分反应，生成有利于螯虾吸收的乳酸钙，此步骤为液态发酵过程起到了活化和扩培乳酸菌的作用，以及起到了快速大量生成乳酸钙的作用；
(6)步骤(5)结束后向发酵液中加入2份羧甲基纤维钠，待羧甲基纤维素钠完全溶解成胶状；
(7)将黄粉虫粪过45目筛，取筛下物；
(8)选取高质量的豆粕，将豆粕用破碎机破碎至粉末状；
(9)将黄粉虫干燥打碎成粉末；
(10)按照重量份计，取步骤(7)中的黄粉虫粪50份、步骤(8)中制备的豆粉20份、步骤(9)中制备的黄粉虫粉10份、全麦粉20份，充分混合均匀；
(11)将步骤(6)中制备的胶态发酵液及步骤(10)中制备的混合料混合，充分混合均匀，混合后将混合料重新加入发酵瓶中在密封条件下发酵；发酵温度控制在30℃-40℃，发酵2天，即可开封获得发酵产物；
(12)将步骤(11)中制备的发酵产物与螺旋藻粉2份进行混合，采用环膜质粒机、辊式碎粒机制备成饲料颗粒；
(13)将步骤(12)中获得的饲料颗粒进行分段式烘干，保证含水量低于13％。
二、改变上述发酵型饲料的制备条件，进行性能测试
1、发酵过程中粘合与发酵后粘合的效果对比
发酵过程中粘合：液态发酵过程结束后向发酵液中添加羧甲基纤维素钠粉末，待羧甲基纤维素钠完全溶解发酵液成胶状后，与物料混合均匀，再进行厌氧固态发酵，发酵结束后直接造粒烘干成成品饲料。
发酵过程后粘合：在固液发酵都结束后，将物料烘干破碎成粉末后，再与用清水溶解好的羧甲基纤维素钠混合均匀后，造粒烘干成成品饲料。
未发酵饲料：将未发酵的物料，直接与溶解好的羧甲基纤维素钠混合均匀后，造粒烘干成成品饲料。
上述饲料的性能如图2所示，可见发酵过程中粘合、发酵后粘合以及未发酵直接粘合饲料一小时溶散率相差不大，说明了与粘合剂共混发酵并不会影响粘合剂的粘合效果。证明本发明中采用粘合剂与饲料原料共混发酵技术，发酵好的混合组分可直接造粒烘干，减少了需两次烘干的能量消耗，并且该发酵方式并不会影响饲料的发酵效果以及粘合剂的粘合性能。
2、两段式液固态结合发酵与单段式固态发酵在不同含水率下的发酵效果对比
发酵条件：两段式液固态结合发酵的条件为液态发酵两天、固态发酵两天，单段式固态发酵的条件为固态发酵四天。
上述饲料的性能如图3所示，从图中可见，在不同含水率下两段式发酵的发酵效果都远远优于单段式发酵。在两段式的发酵过程成中，当物料干基含水率小于100％时，发酵效果会随着含水率的增加而增加，当干基含水率高于100％时，物料的干基含水率对发酵效果影响不大。
纯固态单段式发酵过程初期，物料的乳酸菌含量很低，发酵效果差，物料的含水率越高，越有利于乳酸菌在发酵初期大量增殖，从而提升发酵效果缩短发酵周期，因此单式发酵物料含水率严重影响了发酵效果，物料的含水率过低便达不到预期的发酵效果，物料的含水率过高虽然有不错的发酵效果，但是不利于后期物料的造粒与烘干，增加了烘干所需要的能量成本。
两段式发酵中液态发酵过程，具有活化和扩培乳酸菌的作用，能够在较短时间内生成大量乳酸菌，提升发酵效果，降低含水率对发酵的影响程度，并且液态发酵过程中有机酸(以乳酸钙为主)的生成速率远高于纯固态发酵，同时产生的有机酸在液态中的分布更加均匀，更有利于与添加在其中的贝壳粉反应，加快了反应速率，大大提高了乳酸钙的生成速率以及无机钙转化为有机钙的转化率。液态发酵过程中，随着时间的增加pH会越来越低，过低的pH值会抑制乳酸菌生长，本发明在液态发酵过程中添加的贝壳粉起到了调节发酵液pH的作用，使发酵液的pH始终稳定在适合乳酸菌生长繁殖的范围。
3、饲料中水溶性钙与总钙对比
B：未加贝壳粉的发酵饲料，C：加贝壳粉未发酵的饲料，D：加贝壳粉的发酵饲料，E：某品牌高钙饲料。
上述饲料的性能如图4所示，从图中可见，B和C水溶性钙含量相差不大分别为2.53和2.34mg/g，D的可溶性钙含量是B和E的6.8倍左右，C和E的总钙含量是B的6倍左右，由此可见单纯的向饲料中添加贝壳粉不进行发酵处理，只能增加饲料中总钙的含量，不会提升饲料中可溶性钙的含量，这并不利于虾蟹对钙的吸收，补钙效果不佳。发酵过程添加贝壳粉有利于生成大量有利于虾蟹吸收的有机钙，提升了虾蟹对钙的吸收。D的可溶性钙的含量是E的三倍左右，总钙含量相差不大，分别为29.09和27.32mg/g，由此可知E中钙的存在形式主要以不利于虾蟹吸收的不可溶性的无机钙形式存在。D中可溶性钙为16.08mg/g，占总钙含量的55.28％，通过发酵大大提升了饲料中有机钙的含量，更有利于虾蟹对钙的吸收利用。
4、饲料中小分子肽含量对比
饲料中小分子肽含量对比如图5所示，从图中可见，乳酸菌能够使黄粉虫粪以及其它成分中的大分子蛋白质分解成小分子肽，从而提升了饲料中小分子肽的含量，提升了虾蟹对蛋白质的消化能力，同时改善了饲料的气味使，其具备了独特风味，提升饲料的诱食性和适口性。结果表明，发酵后饲料的小分子肽含量是发酵前的4倍，是某品牌高钙虾蟹饲料的3倍。
5、饲料中有机酸含量对比
饲料中有机酸含量对比如图6所示，从图中可见，通过发酵能产生大量的乳酸以及使蛋白质分子部分分解成氨基酸，从而使饲料的总有机酸含量大大增加。有机酸能够提升饲料的营养价值，能提升虾蟹食欲，有机酸具有独特的香味，使饲料的气味在水中更具穿透性，具有诱食作用。结果表明发酵饲料的有机酸含量是未发酵饲料和某高钙饲料的5倍左右。
6、饲喂效果对比
(1)对黑壳虾的诱食性对比
实验方法：向养有若干黑壳虾的玻璃缸中放置两个投食皿，再向分别向两个皿中投喂0.1克的发酵饲料和某品牌高钙饲料，计不同时间器皿上黑壳虾的数量，以及吃完饲料所需要的时间。
对黑壳虾的饲喂结果如图7和图8所示，从图可见，各个时间段投喂发酵饲料的器皿上黑壳虾的数量都多于投喂某高钙饲料的器皿，发酵饲料被吃完用时90分钟，某高钙饲料被吃完用时180分钟。结果表明，黑壳虾更为偏爱发酵饲料，发酵饲料对黑壳虾有更强的诱食效果。这是因为发酵饲料的风味得到改善，发酵产生的具有香味的小分子对黑壳虾有较强的吸引能力。
(2)小龙虾苗的生长效果
体长生长实验方法：选取60只1cm长的小龙虾苗，每一只苗单独放在一个隔离瓶中饲喂，再将小龙虾分为三组，每组20只，三组分别饲喂发酵饲料、未发酵饲料、某品牌高钙饲料。
饲料系数实验方法：将60只小龙虾苗分别放入隔离瓶中饲喂并分成3组，每组20只虾。并记录每组20只虾饲喂前质量总和。3组虾分别饲喂发酵饲料、未发酵饲料、某品牌高钙饲料，每天向每组虾饲喂1g饲料共计10天。记录十天后每组虾的质量总和。
蜕壳周期实验方法：将60只小龙虾苗分别放入隔离瓶中饲喂并分成3组，每组20只虾。并记录每组20只虾饲喂前质量总和。3组虾分别饲喂发酵饲料、未发酵饲料、某品牌高钙饲料，每天向每组虾饲喂1g饲料，记录每一只虾第一次脱壳、第二次脱壳、第三次脱壳日期并计算出每两次脱壳的时间间隔。
对小龙虾苗的饲喂结果如图9、图10、图11、图12所示，从图中可见，饲喂发酵饲料、未发酵饲料、某高钙饲料的小龙虾一月体长增量为2.2、1.6、1.5厘米，小龙虾十日体重增量为5.2、4.4、3.4克，饲料系数分别为1.9、2.3、3.0，蜕壳平均周期为11、12、14天，表明发酵饲料的饲喂效果优于未发酵饲料，更优于某品牌高钙饲料。表明了以黄粉虫粪和黄粉虫粉为原料饲喂小龙虾效果很好，能够满足小龙虾生长需要的营养需求，具有促进其生成的效果，通过发酵提高了饲料的营养价值、饲料转化率和饲料中可溶性钙离的含量，缩短了小龙虾的脱壳周期。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
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