技术领域
本发明涉及粗饲料的加工制造技术领域，具体涉及一种爆破、氧化钙和益生菌联合处理制备秸秆微贮饲料的方法。
背景技术
纤维是作物秸秆的主要成分，包括大分子多糖纤维素、单糖异构多聚体半纤维素和芳香性高聚物木质素。纤维素在空间按照一定的方式排列组合构成了细小的维管束结构，错综复杂的维管束构成了网状形态的胞壁。秸秆中第二大营养物质是半纤维素，和纤维素一样有着支架和骨干的作用，并且半纤维素也可以像淀粉一样，有储存碳水化合物的功能。
传统对农作物秸秆的处理方法有：切短和粉碎、浸泡和蒸煮、微波以及蒸汽爆破是秸秆常用的处理方法。浸泡秸秆之后，秸秆成分没有发生改变，但软化的口感能够在一定程度上增加动物的进食量。但该处理并没有真正增加动物对秸秆的消化率，因此该方法对动物生产的效果很小。微波常常不单一的作为预处理方法使用，在大多数情况下与纤维素酶酶解相结合，通过微波加热，造成秸秆表面水蒸气生成的孔洞增多，使纤维素酶可以通过孔洞越过木质素直接和纤维素接触，从而提高酶解。研究表明微波照射能够打破秸秆表面的蜡质层以及部分内部成分之间的链接，但由于秸秆密度小，体积大，尚无法在实际生产中用微波大批量处理，所以目前无法大规模推广利用。化学处理是运用化学反应使秸秆纤维素，半纤维素和木质素部分降解的一种常见方法，该方法能够降低粗纤维组分的紧密度，增加纤维素和半纤维素与瘤胃微生物的接触面积，进而提高秸秆的营养价值。NaOH干法处理解决了能耗和耗水问题，但在实际生产中，动物粪便会排放大量的钠离子，同样造成严重的环境污染，又因为NaOH价格偏高，因此不适合单一推广使用。
综上所述，上述对秸秆的处理方法存在着不同的缺陷，使用设备较多，制造成本较高，不适合大规模生产，容易对环境产生污染等，亟待进一步改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种爆破、氧化钙和益生菌联合处理制备秸秆微贮饲料的方法，用以解决现有方法制备的饲料制造成本高、环境污染严重、以及饲料利用率低，饲料的应用效果差的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供一种爆爆破、氧化钙和益生菌联合处理制备秸秆微贮饲料的方法，所述方法包括以下步骤：
步骤A：将干燥的玉米秸秆粉碎；
步骤B：加入质量分数为2-5％CaO，混匀形成秸秆氧化钙混合物；
步骤C：将所述秸秆氧化钙混合物，在爆破机中，1-2Mpa，保压150-280s处理，在0.00875s内瞬间释放压力爆破，将爆破后混合物晾干；
步骤D：按照爆破后混合物乳酸菌和酵母菌溶液，密封，在温度27-30℃下，发酵3-5天，获得微贮饲料。
优选的，所述混合物乳酸菌和酵母菌溶液是通过在每100kg水中加入100ml乳酸菌液和100ml酵母菌液制成的；
其中，所述乳酸菌液中乳酸菌的含量1×108cfu/mL，所述酵母菌中乳酸菌的含量为1×108cfu/mL。
优选的，所述玉米秸秆粉碎至1-4cm。
优选的，所述爆破后混合物通过电热鼓风干燥箱在60-70℃下烘干。
优选的，所述步骤B中，加入质量分数为4％的CaO。
优选的，所述步骤D中，密封温度为28℃。
本发明还提供上述方法制备的微贮饲料在制备代替50％青饲贮料，提高干秸秆利用，节省饲料成本。
本发明又提供上述方法制备的微贮饲料在制备提高肉羊血清中谷胱甘肽和还原型谷胱甘肽以及胃肠道乳酸菌和需氧菌水平饲料的用途。
本发明又提供上述方法制备的微贮饲料在制备改胃肠道健康的饲料的用途。
优选的，所述改善胃肠道健康是通过提高瘤胃乙酸的合成实现的。
本发明又提供所述的方法制备的微贮饲料在制备提高肉羊的采食量、食物转化效率的饲料的用途。
本发明具有如下优点：
本发明的爆破、氧化钙和益生菌联合处理制备秸秆微贮饲料的方法制备饲料的方法简单，制备的秸秆微贮饲料动物的吸收效率高、生产性能好，有效改善动物的健康状况。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
下面将更详细地描述本发明的具体实施例。提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
实施例1
本实施例的爆破、氧化钙和益生菌联合处理制备秸秆微贮饲料的方法，其包括以下步骤：
步骤A：将干燥的玉米秸秆粉碎，玉米秸秆粉碎至1cm。
步骤B：加入质量分数为2％CaO，混匀形成秸秆氧化钙混合物。
步骤C：将秸秆氧化钙混合物，在爆破机中，1Mpa，保压150s处理，在0.00875s内瞬间释放压力爆破，将爆破后混合物晾干，爆破后混合物通过电热鼓风干燥箱在60℃下烘干。
步骤D：按照爆破后混合物乳酸菌和酵母菌溶液，密封，在温度27℃下，发酵3-5天，获得微贮饲料。混合物乳酸菌和酵母菌溶液是通过在每100kg水中加入100ml乳酸菌液和100ml酵母菌液制成的；其中，乳酸菌液中乳酸菌的含量1×108cfu/mL，酵母菌中乳酸菌的含量为1×108cfu/mL。
实施例2
本实施例的爆破、氧化钙和益生菌联合处理制备秸秆微贮饲料的方法，其包括以下步骤：
步骤A：将干燥的玉米秸秆粉碎，玉米秸秆粉碎至2cm。
步骤B：加入质量分数为4％CaO，混匀形成秸秆氧化钙混合物。
步骤C：将秸秆氧化钙混合物，在爆破机中，1.5Mpa，保压200s处理，在0.00875s内瞬间释放压力爆破，将爆破后混合物晾干，爆破后混合物通过电热鼓风干燥箱在65℃下烘干。
步骤D：按照爆破后混合物乳酸菌和酵母菌溶液，密封，在温度28℃下，发酵3-5天，获得微贮饲料。其中，混合物乳酸菌和酵母菌溶液是通过在每100kg水中加入100ml乳酸菌液和100ml酵母菌液制成的；其中，乳酸菌液中乳酸菌的含量1×108cfu/mL，酵母菌中乳酸菌的含量为1×108cfu/mL。
实施例3
本实施例的爆破、氧化钙和益生菌联合处理制备秸秆微贮饲料的方法，其包括以下步骤：
步骤A：将干燥的玉米秸秆粉碎，玉米秸秆粉碎至4cm左右。
步骤B：加入质量分数为5％CaO，混匀形成秸秆氧化钙混合物。
步骤C：将秸秆氧化钙混合物，在爆破机中，2Mpa，保压280s处理，在0.00875s内瞬间释放压力爆破，将爆破后混合物晾干，爆破后混合物通过电热鼓风干燥箱在70℃下烘干。
步骤D：按照爆破后混合物乳酸菌和酵母菌溶液，密封，在温度30℃下，发酵3-5天，获得微贮饲料。混合物乳酸菌和酵母菌溶液是通过在每100kg水中加入100ml乳酸菌液和100ml酵母菌液制成的；其中，乳酸菌液中乳酸菌的含量1×108cfu/mL，酵母菌中乳酸菌的含量为1×108cfu/mL。
实施例4
试验设计与分组：试验羊由洛阳鑫沃牧业提供，选用2月龄体重相近，健康的湖羊48只，分为两个处理，每个处理4个重复，每个重复6只羊。处理一为对照组，饲喂添加普通玉米秸秆的基础日粮，处理二为试验组，饲喂添加本发明的秸秆微贮饲料的日粮，各组饲料组成及营养成分见下表1。
试验设备：752紫外分光光度计(上海菁华科技仪器有限公司)、台式冷冻离心机，TECAN M200全波段酶标仪、粉碎机(9FQ-420，郑州千鼎机械设备有限公司)、电热恒温水浴锅(XMTD-608，余姚市长江温度仪表厂)、电子天平(AB204-N)、磁力加热搅拌器(79-1，金坛市中大仪器厂)、塑料封口器(SG-200)、茂福炉(SRTX-3-9)、滤纸袋(中国农业大学肉牛研究中心)、索氏脂肪抽提装置、凯氏定氮仪(SKD-2000，上海沛欧分析仪器有限公司)。
试剂配制：4N-HCl溶液：准确量取360mL浓盐酸，用蒸馏水定容至1000mL，摇匀。MRS培养基：称量胰蛋白胨15g、葡萄糖20g、酵母浸粉1g、磷酸氢二钾2g、吐温80 1mL、乙酸钠5g、柠檬酸铵2g、硫酸镁0.2g、硫酸锰0.05g，固体培养基加入1.5％琼脂，用适量蒸馏水加热溶解，再添加蒸馏水到1L，最后在121℃、0.15MPa的高压蒸汽灭菌20min备用。伊红美蓝培养基：称取伊红美蓝培养基42.5g，加入1L蒸馏水，121℃、0.15MPa高压灭菌20min备用。LB培养基：准确称量胰蛋白胨10g、酵母浸粉5g、氯化钠10g，固体培养基加入1.5％的琼脂，蒸馏水加热溶解后，添加蒸馏水到1L，121℃、0.15MPa高压灭菌20min备用。生理盐水：称取0.9g NaCl，加少量蒸馏水溶解，然后定容到100mL，121℃、0.15MPa下高温灭菌20min备用。
表1饲料配方及营养水平(％，风干基础)
生产性能测定：试验前，预饲7天，正饲开始时，于早上8点和晚上6点分两次饲喂，饲喂前称量饲喂量，并在下一顿饲喂前称量剩料量，计算采食量，试验开始和30天称重，计算初重、末重和日增重。
养分消化率测定：采用酸不溶灰分法(AIA)进行。
日粮营养物质消化率(％)＝100×[1-(日粮酸不溶灰分/粪样酸不溶灰分)×(粪样养分含量/日粮养分含量)]。干物质(DM)依据饲料水分的测定方法，蛋白(CP)采用凯氏定氮法，粗脂肪(EE)采用乙醚浸提法，钙(Ca)采用乙二胺四乙酸二钠络合滴定测钙法，磷(P)采用钒钼黄比色法。
粪便微生物指标测定：每组取0.5g-20℃保存的粪样，加4.5mL生理盐水溶解作为10倍稀释溶液，然后吸取0.5mL 10倍稀释溶液，加入4.5mL生理盐水作为100倍稀释溶液，依次稀释到合适的浓度，进行培养。
乳酸菌采用MRS固体培养基厌氧培养48h，大肠杆菌采用伊红美蓝固体培养基培养48h，总菌采用LB固体培养基培养48h，然后进行活菌数测定。
不同处理对肉羊生产性能的影响见表2。血清生化指标和抗氧化指标测定，将-20℃保存的血清送检，血清抗氧化物指标采用南京建成试剂盒测定，血清生化指标如表3所示，血清抗氧化指标如表4所示。各组肉羊粪便微生物含量见表5。
表2不同处理对肉羊生产性能的影响
表3血清生化指标
表4血清抗氧化指标
表5粪便中乳酸菌，大肠杆菌和总菌含量(lgCFU/g)
在表2的生产性能指标中，试验组肉羊的平均日增重和日采食量显著高于对照组(P<0.05)，料肉比显著低于对照组(P<0.05)，说明添加微贮秸秆能显著提高肉羊的日采食量、日增重，提高食物饲料的转化效率。
在表3血清的生化指标中，可以看出，试验组的血糖浓度显著高于对照组(P<0.05)，说明本微贮饲料提高了动物对碳水化合物的利用。表4抗氧化指标中，试验组的谷胱甘肽和还原性谷胱甘肽含量显著高于对照组(P<0.05)，其它各项指标均差异不显著(P>0.05)。谷胱甘肽是由谷氨酸、甘氨酸和半胱氨酸形成的三肽化合物，广泛存在于植物和动物细胞，并于细胞中合成，有还原型谷胱甘肽和氧化型谷胱甘肽两类，其中还原型谷胱甘肽占99.5％。谷胱甘肽是体内重要的抗氧化剂和自由基清除剂，具有抗氧化和提高免疫力的作用，饲喂处理后的秸秆能够提高试验动物的肌体健康。在表5的粪便微生物指标中可以看出，添加微贮秸秆可以提高肉羊肠道有益乳酸菌的数量，有利于动物胃肠道健康。
经本发明的方法处理后的秸秆能够显著提高肉羊的采食量、日增重和饲料转化率，提高其免疫力、抗氧化能力和胃肠道健康。
实施例5
粗饲料替换比例以及饲喂周期的设定，替换比例设计如表4所示：
表4微贮饲料和青贮料添加比例
饲喂方法设计如下：选用4只安装瘘管的湖羊，在相同的饲喂管理条件下，采用拉丁方试验进行。预饲7天，正饲10天，并在第11天，通过瘤胃瘘管采集瘤胃内容物。然后开始下一组的饲喂，重复操作，直到试验组全部做完。
瘤胃内容物处理及保存，将一部分新鲜采集的瘤胃内容物过滤，将滤得的瘤胃液分装，随后将瘤胃内容物和分装的瘤胃液-20℃保存。
挥发性脂肪酸测定，将-20℃保存的瘤胃液在室温下放置一段时间解冻，经4000r/min的转速离心5min，取5mL置于10mL离心管中，分别加入25％的偏磷酸1mL，摇匀，静止30min后，4000r/min，离心10min，取上清液供色谱测定用。
色谱条件：分析柱采用IonPac AS-11分离柱(4*250mm)和IonPacAS-11保护柱(4*50mm)，淋洗液：1mmol/L NaOH，流速：0.6mL/min，柱箱温度：30℃，进样体积：25μL，检测方式：抑制型电导，ASRS 3004mm，自动循环。
氨氮测定，参照通过比色测定瘤胃液氨氮含量方法的改进进行测定。
表5不同比例的本发明秸秆微贮饲料对羊瘤胃挥发性酸(VFA)和氨态氮(NH3-N)的影响(μg/mL)
50％本发明秸秆微贮饲料代替青贮饲料组羊瘤胃中乙酸和氨态氮的含量显著高于75％替代组和对照组(P<0.05)，50％的微贮秸秆代替青贮料更有利于瘤胃乙酸的合成，提高了羊对粗饲料的消化率。
本发明采用加碱后爆破的方法预处理玉米秸秆，然后再进行短期微贮，制成的微贮饲料代替青贮料饲喂反刍动物，该方法便于大规模快速生产微贮饲料，提高秸秆利用效率和改善动物健康状况，减少环境污染。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。