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多功能稻草生物營養基質.pdf

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多功能 稻草 生物 營養 基質
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摘要
申請專利號:

CN201710686990.2

申請日:

20170811

公開號:

CN107484572A

公開日:

20171219

當前法律狀態:

有效性:

審查中

法律詳情:
IPC分類號: A01G9/10,A23K10/12,A23K10/14,A23K10/18,A23K10/37,C05G1/00,C05F17/00 主分類號: A01G9/10,A23K10/12,A23K10/14,A23K10/18,A23K10/37,C05G1/00,C05F17/00
申請人: 郭強,張善財,郭坤
發明人: 張善財,郭強,郭坤,溫云山,李冬寧,郭臻,陳宜浩,喻應學,郭偉,張雅麗,郭梓杰,喻朝陽
地址: 537400 廣西壯族自治區玉林市北流市西河南路0001號
優先權: CN201710686990A
專利代理機構: 北海市佳旺專利代理事務所(普通合伙) 代理人: 傅啟英
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法律狀態
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CN201710686990.2

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法律狀態類型:

摘要

本發明公開一種多功能稻草生物營養基質,應用多功能生物酵素發酵劑原料組份、輔料原料組份、合成發酵各種混合發酵料組份,通過生物工程方法,使稻草發酵轉化生產出多功能稻草生物營養基質;稻草生物營養基質生產,以纖維素酶、多功能纖溶激活物生物催化劑和微生態復合有益菌種為主體制備的多功能生物酵素發酵劑,使用添加于稻草秸稈原料中,可以分解粗纖維,將纖維二糖、纖維三糖及其低分子纖維糊精分解為葡萄糖,大大提高了稻草發酵物的營養價值,18種氨基酸總量增加,多種營養成份明顯提升,應用多功能稻草生物營養基質的工藝技術,可以生產多種復合生物營養基質,包括復合生物飼料營養基質、靈芝栽培營養基質、園藝栽培營養基質。

權利要求書

1.一種多功能稻草生物營養基質,應用多功能生物酵素發酵劑原料組份、輔料原料組份、合成發酵各種混合發酵料組份,通過生物工程方法,使稻草發酵轉化生產出多功能稻草生物營養基質,包括復合生物飼料營養基質、靈芝栽培營養基質、園藝栽培營養基質等多種營養基質,其特征在于:所述的多功能生物酵素發酵劑配制的原料組份的配比為:多功能纖溶激活物生物催化劑1%、纖維素C酶1%、纖維素Cx酶1%、纖維素βG酶2%、乳酸菌25%、醋酸菌15%、酵母菌25%、光合菌5%、嗜酸嗜糖菌2%、假絲酵母5%、假絲狀白地霉菌3%、鐵紅假絲酵母5%、紅發夫菌5%、紅糖5%;所述的各種輔料原料加入的比例,復合生物飼料營養基質輔料原料組份為:木薯粉35%、玉米粉25%、米糠30%、礦物質微量元素2%、多種維生素2%、多種氨基酸1%、磷酸氫鈣3%、葡萄糖酸鈣2%;靈芝栽培營養基質輔料原料組份為:麩皮80%,多種礦物質10%、磷酸氫鈣5%、葡萄糖酸鈣5%;園藝栽培營養基質輔料原料組份為:多種礦物質20%、磷酸氫鈣15%、干雞糞65%;所述的合成發酵各種混合發酵料組份加入的比例,復合生物飼料營養基質組份為:稻草發酵料70%,輔料28%、多功能生物酵素發酵劑2%;靈芝栽培營養基質組份為:稻草發酵料80%,輔料15%、發酵劑5%;園藝栽培營養基質組份為:稻草發酵料75%,輔料23%、發酵劑2%。2.如權利要求1所述的多功能稻草生物營養基質,其特征在于,所述稻草物料前處理裝置的稻草料經過切草機切成段1~2cm,浸泡加入PH:5.2醋酸作為緩沖液,浸泡24小時;控制溫度30℃~40℃,反應條件為PH:4.0~5.5,稻草浸泡后作為濕料備用。3.如權利要求1所述的多功能稻草生物營養基質,其特征在于,所述的生產工藝技術控制方法:①、稻草發酵料調節總水分50%~60%左右,注意密封發酵,加料過程注意盡量排空里面的氣體;②、稻草發酵合成起始溫度控制在15℃以上,冬季注意保溫,發酵控制溫度35℃~60℃,反應條件為PH:4.0~5.5;③、稻草生物營養基質合成根據不同的產品要求密封發酵300小時至360小時。

說明書

技術領域

本發明屬于生物產業類領域,尤其是一種應用多功能纖溶激活物生物酵素發酵分解稻草,發酵轉化的多功能稻草生物營養基質。

背景技術

在農業生產中,大量的稻草秸稈沒有得到利用,而作為廢棄物,浪費了資源又污染了環境;部份用于畜牧飼喂,但又消化率不高,其主要原因是大量的纖維沒能得到轉化;稻草農業廢棄物處理過程中會產生硫化氫、氨氣、二氧化碳、甲烷等空氣污染氣體;在基質的技術處理中,常規工藝產生次生污染物現象嚴重,很難解決發酵過程中的異味氣體,EM菌高溫持續時間短,設備投入成本高,基質成分質量差等問題;發酵稻草工藝復雜,成本高。本發明的制備和工藝方法解決了這個難題。

以多功能稻草生物營養基質生產制備系統為載體,提升多功能稻草生物營養基質功能為產品目標取向,以創新技術提升高效益經濟性能;營養基質不僅保存了發酵原料中原有的營養物質,而且通過發酵代謝產生了一些新的生物活性成分;稻草的營養成分:粗蛋白含量為3%~5%,粗脂肪為0.6~1%左右,粗纖維為32~35%,粗灰分約為10~17%,無氮浸出物40~45%,水分5~10%。

以纖維素酶、多功能纖溶激活物生物催化劑和微生態復合有益菌種為主體制備的多功能生物酵素,使用添加于稻草秸稈原料中,可以分解纖維,將纖維二糖、纖維三糖及其低分子纖維糊精分解為葡萄糖;多功能生物酵素復合酶降解粗纖維(配合了分解各種抗營養因子如粘性多糖的非內源性酶),能把粗纖維原料大分子有機物(木質素、甲殼素等)分解為小分子有機物(糖類、酶類等),加之發酵物本體及其分泌(合成)的活性酶等物質的存在,大大提高了稻草粗纖維發酵物的營養價值,18種氨基酸總量明顯增加,不同營養成份提高,稻草粗纖維發酵物營養轉化率提高,降低了成本。

纖維素酶廣泛存在于自然界的生物體中,細菌、真菌、動物體內等都能產生纖維素酶;一般用于生產的纖維素酶來自于真菌,比較典型的有木酶屬、曲酶屬和青霉屬;自然界中很多真菌都能分泌纖維素酶,由許多具有高協同作用的酶組成,可分成三類:①外切葡聚糖酶C1;②內切葡聚糖酶Cx;③β~葡萄糖苷酶βG。C1酶:這是對纖維素最初起作用的酶,它破壞纖維素鏈的結晶結構,起水化作用。即C1酶是作用于不溶性纖維素表面,使用結晶纖維素鏈開裂,長鏈纖維素分子末端部分游離,從而使纖維素鏈易于水化。CX酶:作用C1酶活化的纖維素,分解β~1,4鏈的纖維素酶。主要包括內切~1,4~β~葡聚糖酶和外切~1,4~β~葡聚糖酶。前者是從高分子聚合物內部任意位置切開β~1,4鏈,主要生成纖維二糖、纖維三糖等,后者作用于低分子多糖,從非還原性末端游離出葡萄糖。βG酶:即作用為將纖維二糖、纖維三糖及其低分子纖維糊精分解為葡萄糖。上述三種纖維素酶在分解纖維素時,任何一種酶都不能裂解晶體纖維素,只有三種酶共同存在并協同作用時,才能完成水解過程。

多功能纖溶激活物它內含豐富的線形的高分子糖,即天然的中性粘多糖,其具有良好的生物相容性和生物降解性,多功能纖溶激活物是由具有高協同作用的復合酶組成,屬于生物催化劑;它以黃粉蟲、蠅蛆、蚯蚓、蝸牛、動物內臟等為原料,經過生物制備生產而成;它應用范圍廣,能使纖維水解生成纖維二糖、葡萄糖等,可消解醪液中的纖維、果膠質,充分釋放淀粉、蛋白質,促進酵母旺盛發酵,增加生產率,降低酵液粘度,加速原料液化、糖化,縮短發酵時間,增加營養;多功能纖溶激活物生物催化劑是酵素發酵的共性關鍵技術。

多功能生物酵素發酵劑發酵稻草,應用技術體系采用自主研發的耐高溫高壓微生物益生菌活菌簇、多功能纖溶激活物與纖維素酶組配,可達到綜合效應。形成的發酵技術內核“超級催化酶”,是一組廣泛的消化酶和代謝酶,能夠綜合且強力地將包括多肽類和多糖的強大有效的活性微生物組合。稻草原料發酵制備方法發明的創新,將多功能纖溶激活物與纖維素酶、益生菌結合使用添加于稻草原料中發酵,可以分解纖維,將纖維二糖、纖維三糖及其低分子纖維糊精分解為葡萄糖。多功能纖溶激活物復合酶降解粗纖維(配合了分解各種抗營養因子如粘性多糖的非內源性酶),能把植物纖維原料大分子有機物(木質素、甲殼素等)分解為小分子有機物(糖類、酶類等),加之發酵物本體及其分泌(合成)的活性酶等物質的存在,大大提高了植物纖維發酵物的營養價值,18種氨基酸總量明顯增加,提高不同營養成份。

應用多功能生物酵素發酵劑發酵稻草,把稻草原料,以快速方便的方法,將傳統90天發酵時間縮短為15天,對原料中的毒素、霉菌等抗營養因子一次性脫除;用多功能纖溶激活物催化劑使自然生化反應高速提增,提高了發酵稻草轉化率,具有“點石成金”的效應。

多功能稻草生物營養基質的制備技術利用了生物轉化方式,通過發酵稻草制備合成發酵代謝產生了一些新的生物活性功能有效成份;稻草多種復合生物營養基質合成發酵可使多種微生物復合菌培育而成菌群,形成了一個復雜而又穩定的微生態系統,相互協作,互惠互利,共生共棲的現象。

輔料配合發酵提升多功能稻草生物營養基質功能,提升高效益經濟性能。營養基質不僅保存了發酵原料中原有的營養物質,而且通過發酵代謝產生了一些新的生物活性成分。

單一的稻草秸稈粗蛋白含量低,氨基酸組成不平衡,色氨酸、賴氨酸、蛋氨酸少,生物學價值低,礦物質中鈣少磷多,畜禽養殖不易消化吸收,另外缺少維生素,因此在生產上應與能量飼料、蛋白質飼料、礦物質飼料和維生素飼料配合使用;玉米、米糠、木薯等糧食作物是能量飼料,淀粉含量高,粗脂肪含量高,蛋氨酸含量高,含有豐富的磷,維生素E、維生素B1、維生素D、煙酸,有效能值高,適口性好,易消化;淀粉能量飼料與稻草配伍發酵,對粗纖維中的植物活性成分更加充分利用,提高了飼料轉化效率;同時也降低了飼料成本,提高了產品的能量和適口性,增效較好。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多功能稻草生物營養基質,包括復合生物飼料營養基質、靈芝栽培營養基質、園藝栽培營養基質等多種營養基質。

本發明技術解決方案如下:

1、一種多功能稻草生物營養基質,應用多功能生物酵素發酵劑原料組份、輔料原料組份、合成發酵各種混合發酵料組份,通過生物工程方法,使稻草發酵轉化生產出多功能稻草生物營養基質,包括復合生物飼料營養基質、靈芝栽培營養基質、園藝栽培營養基質等多種營養基質,其特征在于:

所述的多功能生物酵素發酵劑配制的原料組份的配比為:多功能纖溶激活物生物催化劑1%、纖維素C1酶1%、纖維素Cx酶1%、纖維素βG酶2%、乳酸菌25%、醋酸菌15%、酵母菌25%、光合菌5%、嗜酸嗜糖菌2%、假絲酵母5%、假絲狀白地霉菌3%、鐵紅假絲酵母5%、紅發夫菌5%、紅糖5%;

所述的各種輔料原料加入的比例,復合生物飼料營養基質輔料原料組份為:木薯粉35%、玉米粉25%、米糠30%、礦物質微量元素2%、多種維生素2%、多種氨基酸1%、磷酸氫鈣3%、葡萄糖酸鈣2%;靈芝栽培營養基質輔料原料組份為:麩皮80%,多種礦物質10%、磷酸氫鈣5%、葡萄糖酸鈣5%;園藝栽培營養基質輔料原料組份為:多種礦物質20%、磷酸氫鈣15%、干雞糞65%;

所述的合成發酵各種混合發酵料組份加入的比例,復合生物飼料營養基質組份為:稻草發酵料70%,輔料28%、多功能生物酵素發酵劑2%;靈芝栽培營養基質組份為:稻草發酵料80%,輔料15%、發酵劑5%;園藝栽培營養基質組份為:稻草發酵料75%,輔料23%、發酵劑2%。

2、如技術方案1所述的多功能稻草生物營養基質,其中,前處理的稻草料經過切草機切成段(1~2cm),浸泡加入PH:5.2醋酸作為緩沖液,浸泡24小時,控制溫度30℃40℃,反應條件為PH:4.0~5.5,稻草浸泡后作為濕料備用。

3、如技術方案1所述的多功能稻草生物營養基質,生產關鍵工藝技術控制方法:①、稻草發酵料調節總水分50%~60%左右,注意密封發酵,加料過程注意盡量排空里面的氣體;②、稻草發酵合成起始溫度控制在15℃以上,冬季注意保溫,發酵控制溫度35℃~60℃,反應條件為PH:4.0~5.5;③、稻草生物營養基質合成根據不同的產品要求發酵300小時至360小時;將發酵后的多功能稻草生物營養基質,進行質量檢測、計量、密封包裝(貯存)為成品。

本發明采用多功能稻草生物營養基質制備技術,分解稻草纖維,可生產復合生物飼料營養基質、靈芝栽培營養基質、園藝栽培營養基質等多種復合生物營養基質,從而形成一條以低聚木糖為生物品質核心效益的稻草秸稈高值利用的新型農業產業鏈。

具體實施方式:

下面結合實施例對本發明進一步描述:

一種多功能稻草生物營養基質,應用多功能生物酵素發酵劑原料組份、輔料原料組份、合成發酵各種混合發酵料組份,通過生物工程方法,使稻草發酵轉化生產出多功能稻草生物營養基質,包括復合生物飼料營養基質、靈芝栽培營養基質、園藝栽培營養基質等多種營養基質;

生產時,將稻草原料經過切草機切成段(1~2cm),過篩去除砂塵雜質后,稻草料進入浸泡槽浸泡,加入PH:5.2醋酸作為緩沖液,浸泡24小時,待用。

所述的多功能生物酵素發酵劑配制的原料組份按配比稱量:多功能纖溶激活物生物催化劑原料1%、纖維素C1酶1%、纖維素Cx酶1%、纖維素βG酶2%、乳酸菌25%、醋酸菌15%、酵母菌25%、光合菌5%、嗜酸嗜糖菌2%、假絲酵母5%、假絲狀白地霉菌3%、鐵紅假絲酵母5%、紅發夫菌5%、紅糖5%。

所述的各種輔料原料加入的比例,復合生物飼料營養基質輔料原料組份按配比稱量:木薯粉35%、玉米粉25%、米糠30%、礦物質微量元素2%、多種維生素2%、多種氨基酸1%、磷酸氫鈣3%、葡萄糖酸鈣2%;靈芝栽培營養基質輔料原料組份按配比稱量:麩皮80%,多種礦物質10%、磷酸氫鈣5%、葡萄糖酸鈣5%;園藝栽培營養基質輔料原料組份按配比稱量:多種礦物質20%、磷酸氫鈣15%、干雞糞65%。

所述的合成發酵各種混合發酵料組份加入的比例,復合生物飼料營養基質按配比稱量:稻草發酵料70%,輔料28%、多功能生物酵素發酵劑2%;靈芝栽培營養基質按配比稱量:稻草發酵料80%,輔料15%、發酵劑5%;園藝栽培營養基質按配比稱量:稻草發酵料75%,輔料23%、發酵劑2%。

生產關鍵工藝技術控制方法:①、稻草發酵料調節總水分50%~60%左右,注意密封發酵,加料過程注意盡量排空里面的氣體;②、稻草發酵合成起始溫度控制在15℃以上,冬季注意保溫,發酵控制溫度35℃~60℃,反應條件為PH:4.0~5.5;③、稻草生物營養基質合成根據不同的產品要求發酵300小時至360小時;將發酵后的多功能稻草生物營養基質,進行質量檢測、計量、包裝為成品。

發酵的營養基質送至成品貯存場堆放,加塑料膜蓋密封貯存90天內可隨時取用,也可以密封包裝外送。

本發明的生物技術發酵機制:應用多功能生物酵素與稻草原料輔料混合后,在纖維素酶與多功能纖溶激活物之輔酶(β~葡聚糖酶136萬U/ml, 纖維素酶11萬U/ml, 半纖維酶15萬U/ml,果膠酶0.8萬U/ml)的輔助下,微生物迅速繁殖啟動,微生物發酵劑中乳酸菌等馬上把原料中的PH值降低,使有害菌包括黃曲毒素無法生存并自溶(有害菌不喜歡酸性環境),在發酵過程中,黃曲毒素和原料中的有毒物質氰氫酸、亞麻苦苷等(包括其他配料中的毒素)在微生物的發酵中被分解和脫除,復合酶開始降解粗纖維,同時生成大量的糖分,將原料的一些成分轉化為菌蛋白;在有一種微微的甜酒香味飄出時,發酵完成。

本發明的多功能稻草生物營養基質產品性能與效應:

1、復合生物飼料營養基質功能提升效應

利用多功能生物酵素,將稻草與玉米、米糠、木薯等能量飼料配合發酵,從中產生形成的多糖和復合多糖,能夠顯著提高動物體血清溶菌酶活力,具激發動物的免疫力系統活力、調節體內狀態的功效,能夠有效“鍛煉”免疫系統,使其能夠及時準確應對外界侵擾;發酵稻草生物營養基質含有豐富的酶、多肽成份,可替代以往飼料中的化學生長素添加劑、化學抗生素藥物;而且提高了食品安全性和環境保護功能。由于多功能生物酵素,具有無藥殘、不會產生耐藥性,安全、無毒、高效、低成本、不污染環境等諸多優點;利用生物酵素提高養殖動物的非特異性免疫抗病能力已成為國內外養殖病害防治領域的研究重點;因此,生物酵素發酵稻草營養基質對健康養殖業的發展具有重要意義。

畜禽養殖高能飼料投入成本高;高能飼料以利用率高、穩定性好、便于直觀觀察等優點已普遍應用于養殖中;但是,單一投喂高能飼料,投入成本高,飼料的蛋白含量過高很容易造成整個機體狀態失衡,動物體體型較為肥胖,出現“脂肪過多,能量過剩,營養失衡”問題和相關疾病;高能飼料增加了肝臟負擔,特別是在高密度養殖的時候,很容易造成亞健康狀態誘發動物肝膽綜合癥;但是盲目地向飼料中添加過多的粗纖維飼料,致使容易造成飼料中蛋白質及熱量的水平過低,影響動物的生長;如何進行飼料的科學配比,依然是動物養殖的一個重要關注點;飼料配方不當,動物消化不良,使糞便發酵產生大量的氨氣和硫化氫等臭味體;在養殖中,高能飼料蛋白含量過高,致使70%的氨沒有被動物吸收,隨糞便排泄而成為環境的污染源;動物糞便處理是養殖業環保治理的關鍵。

以稻草粗纖維蛋白替代高能飼料過高的蛋白含量;通過使用稻草粗纖維蛋白,增加飼料中粗纖維含量,經過生化發酵處理,提升了粗纖維蛋白質含量和能量并且促進吸收消化,對粗纖維中的植物活性成分更加充分利用,提高了養殖飼料轉化效率;以粗纖維蛋白解決養殖動物糞便污染;稻草粗纖維蛋白的高密度發酵技術,其明顯效果:能消除有機物、腐殖質,從而凈化環境;降解氨氮、亞硝基氨、分解硫化氫;增加養殖動物體內的有益菌種,抑制有害細菌生長,增加抗病能力;穩定的PH值,補充微量元素;解決養殖污染的有效途徑是在飼養中添加生物酵素營養基質,使動物體內氨氮的吸收明顯提高。

、靈芝栽培專用營養基質植物合成凝集靈芝多糖成份效應

靈芝品質中的重要營養成份,這跟富含靈芝多糖、β~葡聚糖、硒、牛磺酸等含量的多寡有關。多功能稻草生物營養基質,利用生物轉化方式,對特定的、功能性強的營養成分進行增加特定代謝路徑以增強轉化效率,從而達到提高有效活性成分的含量。以多功能纖溶激活物靶向凝集功能,通過植物吸收的生物鏈效應,品質調控使自然生化反應催化提速,提高了轉化率,靈芝多糖成份明顯提高。多功能纖溶激活物靶向合成凝集靈芝所需而難以合成的多糖物質、硒微量元素等,使傳統的提升靈芝多糖功能凝集等難以達到的效應變成了現實。

、園藝栽培營養基質長效保水有機栽培效應

園藝基質一般是指采用泥炭、椰糠、珍珠巖、枯枝落葉等堆肥原料,根據不同的植物生長特性,配制適合特定條件下的專用栽培營養基質;在花卉、蔬菜和特種果樹栽培尤其是設施農業中大量使用泥炭,造成泥炭被過量開采,導致生態環境的惡化;稻草園藝栽培營養基質生產出高品質有機栽培基質,促進了循環農業的發展;解決農業廢棄物污染問題,有利于減少泥炭資源的破壞,大力保護生態環境;稻草園藝栽培營養基質是保水輕質有機肥料,可用于城市保水綠化、屋頂陽臺的輕質減負栽培、盆栽和高爾夫球場草坪等場所的長效有機栽培。

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