一种无抗生物鸡饲料的制备方法技术

针对现有鸡饲料中抗生素用量大，存在潜在健康危险等问题，本发明专利技术提供了一种无抗生物鸡饲料的制备方法。所述方法包括以下步骤：木质纤维素原料水解，固液分离得到的液相稀释20‑100倍，获得液体无抗生物鸡饲料；固液分离之后的固相继续进行酶解，得到酶解后混合物，与基础鸡饲料按照1:10‑1:20的重量比进行混合搅拌，获得固体无抗生物鸡饲料。所述液体无抗生物鸡饲料替代水，所述固体无抗生物鸡饲料部分替代基础鸡饲料。本发明专利技术所述的方法，既能实现废弃生物质的高值利用，还提高动物免疫力，增强鸡的抗病抗菌能力，解决饲料中抗生素、抗氧化剂添加的问题，对于食品安全的实现具有非常重要的意义。而且，在完全不添加抗生素的情况下，鸡存活率、蛋鸡产蛋率均优于基础鸡饲料。

A Method for Preparing Antibiotic-free Chicken Feed

The present invention provides a preparation method of non-antibiotic chicken feed aiming at the problems of large amount of antibiotics in the existing chicken feed and potential health hazards. The method comprises the following steps: hydrolysis of lignocellulose raw material, dilution of liquid phase by solid-liquid separation of 20 to 100 times, obtaining liquid non-resistant chicken feed; enzymatic hydrolysis of solid phase after solid-liquid separation to obtain the mixture after enzymatic hydrolysis, and mixing with basic chicken feed according to the weight ratio of 1:10 to 1:20 to obtain solid non-resistant chicken feed. The liquid non-resistant chicken feed replaces water, and the solid non-resistant chicken feed partially replaces the basic chicken feed. The method can not only realize high value utilization of waste biomass, but also improve animal immunity, enhance disease resistance and antimicrobial ability of chickens, and solve the problem of adding antibiotics and antioxidants in feed, which is of great significance to the realization of food safety. Moreover, the survival rate and laying rate of laying hens were better than those of basic chicken feed without antibiotics at all.

【技术实现步骤摘要】
一种无抗生物鸡饲料的制备方法
本专利技术属于生物饲料
，涉及采用木质纤维素制备鸡饲料的技术，具体涉及一种无抗生素添加的鸡饲料及其低成本的制备方法。
技术介绍
养殖业发展的关键问题和主要制约因素之一在于疾病。为了实现疾病的预防、降低经济损失，目前往往采用向鸡饲料中添加抗生素(青霉素、土霉素、金霉素、新霉素、泰乐霉素等)以及驱虫剂(痢特灵、氨丙啉、盐霉素、莫能霉素、氯苯胍等)等方法。然而，抗生素的使用不但导致鸡肠道中的有害微生物产生抗药性，而且其在肉蛋中的残留会通过食物链的富集效应对人体健康造成危害。因而，如何健康的预防疾病成为困扰养殖业发展的主要问题。在此背景下，提高动物生产性能且保证动物健康水平的新型无抗饲料应运而生。专利技术专利申请201410436597.4公布了一种“无抗蛋鸡饲料”，所述鸡饲料中添加了百里香提取物。由于百里香提取物具有抵御黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌和大肠杆菌等不同病原体的抗菌作用，从而提高蛋鸡的免疫力。专利技术专利ZL201310431300.0公开了“一种提高抗病能力的鸡饲料”，该专利通过向鸡饲料中添加干辣椒粉、月见草籽、小球藻粉、小麦胚芽等提高蛋鸡免疫力。专利技术专利ZL201310489122.7公开了“一种含纤维低聚糖的蛋鸡饲料”，该专利通过在饲料中添加纤维低聚糖提高蛋鸡健康水平，从而提高蛋鸡生产性能和抗病能力。上述方法在一定程度上实现了在不使用抗生素的前提下预防疾病的目标，但所添加的成分价格不菲，从而导致鸡饲料成本上涨，大大限制了其在养殖业中的应用。另外，在鸡饲料储藏过程中，经常需要加入山道喹、乙基化羟基甲苯、丁基化羟基甲氧苯等抗氧化剂来减少维生素、脂肪等营养物质的氧化损失。木质纤维素类生物质是地球上蕴藏最为丰富的可再生生物质资源，富含纤维素、半纤维素以及木质素。目前木质纤维素水解主要通过化学法和生物法，化学法条件剧烈，产物复杂，化学试剂残留，因此水解物不适宜于饲料添加。生物法通常是在温和的条件下进行的，不需要复杂步骤，但主要依赖于真菌游离酶制剂来实现，真菌游离酶制剂策略存在效率和成本上的不足，且现有较为高效的酶制剂都需要从国外进口，关键技术被国外发达国家垄断。纤维小体是与真菌来源酶制剂相对应的一种纤维素降解催化体系。已知纤维小体是热纤梭菌等厌氧细菌生产的一种具有复杂结构和组分的多酶复合体，是自然界中已知的最高效的纤维素降解体系之一。研究人员此前的工作中利用热纤梭菌这一产纤维小体微生物实现了微晶纤维素的高效水解(Zhang,J.,S.Liu,R.Li,W.Hong,Y.Xiao,Y.Feng,Q.CuiandY.-J.Liu(2017)."Efficientwhole-cell-catalyzingcellulosesaccharificationusingengineeredClostridiumthermocellum."BiotechnolBiofuels10(1):124.)，但还未将其应用于木质纤维素底物的水解以及木质纤维素基饲料的开发和制备。基于纤维小体及其生产菌株的木质纤维素水解方法是否可以产生有效的益生元成分，添加到鸡饲料中是否能起到代替抗生素的抗病作用，同时保证动物存活率和生产能力也仍未知。
技术实现思路
针对现有鸡饲料中抗生素用量大，存在潜在健康危险等问题，本专利技术提供了一种无抗生物鸡饲料的制备方法。该方法制备的无抗生物鸡饲料不但完全避免了抗生素的添加，还提高动物免疫力，增强鸡的抗病抗菌能力。本专利技术的技术方案：无抗生物鸡饲料的制备方法，包括以下几个步骤：(1)木质纤维素原料水解：按照1:3-1:8的固液重量体积比，向带有进气口、出气口的反应装置中加入粉碎的木质纤维素原料和水，再添加适量氨水并混合均匀，然后在密闭条件、135-190℃的温度下处理30-60min，使木质素成分和植物单宁部分水解，形成具有抗氧化性的游离型酚类化合物。降温至100-135℃，继续在密闭条件下处理1-2h；进一步实现半纤维素的部分水解，形成木寡糖。木寡糖具有调节肠胃功能，提高免疫力的功效，作为益生元替代饲料中的抗生素发挥抗菌作用。通过进气口向反应装置中通入足量氮气，并将连接出气口的管道接入水中进行氨的回收；固液分离，得到处理后的木质纤维素原料，使其含水量不超过30％；并将液相另行存储在容器中。其中，所述的木质纤维素原料为玉米秸秆、麦秸、玉米芯、玉米皮、稻草中的一种或多种的组合。所述的氨水的用量为铵根离子与木质纤维素原料干重的质量比15-20％；所述的糖化反应进行36小时后通过流加氢氧化钠的方式控制pH为5.8-6.5。所述反应装置为可以实现整体翻转搅拌的厌氧发酵设备。(2)木质纤维素原料酶解：按照1:3-1:10的固液重量体积比，向反应装置中添加步骤(1)处理后的木质纤维素原料和培养基组分，搅拌至混合均匀。按照5-10％体积分数的接种量接种产纤维小体的微生物，通过向设备中通入氮气获得厌氧环境，并在厌氧条件、5-20r/min、42-65℃下进行厌氧酶解反应1-7天，使纤维素酶解为纤维寡糖和葡萄糖，得到酶解后混合物。其中，葡萄糖可以作为饲料中良好的碳水化合物补充成分，纤维寡糖和木寡糖一样，也具有调节肠胃功能，提高免疫力的功效。酶解后混合物中包括未处理完全的木质纤维素底物、残余培养基、产纤维小体微生物菌体、含有纤维寡糖和葡萄糖的酶解液。其中，所述的产纤维小体的微生物为热纤梭菌、黄色溶纤梭菌或溶纤维假拟杆菌。所述的培养基为：磷酸氢二钾2.9g/L、磷酸二氢钾1.5g/L、尿素0.8g/L、氯化钙0.1g/L、氯化镁1.8g/L、硫酸亚铁0.0005g/L、硫化钠2g/L、玉米浆4g/L、柠檬酸三钠2g/L、pH7.0-7.5。(3)无抗生物鸡饲料的制备：将步骤(1)固液分离得到的液相稀释20-100倍，获得液体无抗生物鸡饲料；步骤(2)得到的酶解后混合物与基础鸡饲料按照1:10-1:20的重量比进行混合搅拌，获得固体无抗生物鸡饲料。所述液体无抗生物鸡饲料替代水，所述固体无抗生物鸡饲料部分替代基础鸡饲料。由于木质素成分和植物来源单宁可以转化为具有抗氧化和抗菌双重作用的酚类化合物，进一步提高了鸡饲料的抗病性，还减少了外源化学抗氧化剂的添加。其中，所述基础鸡饲料由以下组分组成：65重量份玉米，20重量份豆饼，3重量份鱼粉，1.8重量份骨粉，0.2重量份食盐，10重量份青绿菜叶。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术所述的无抗生物鸡饲料的制备方法，采用木质纤维素生物质为原料，利用产纤维小体微生物将木质纤维素生物质转化为单糖、寡糖以及酚类化合物，既能实现废弃生物质的高值利用，还提高动物免疫力，增强鸡的抗病抗菌能力，解决饲料中抗生素、抗氧化剂添加的问题，对于食品安全的实现具有非常重要的意义。(2)与现有的利用木质纤维素制备饲料的技术相比，本专利技术所述工艺采用基于产纤维小体细菌的木质纤维素糖化技术，显著降低糖化阶段的用酶成本，从而进一步降低了饲料成本。(3)本专利技术所述的无抗生物鸡饲料，与对照基础鸡饲料相比，在完全不添加抗生素的情况下，鸡存活率不低于98％、蛋鸡产蛋率不低于90％，效果显著优于基础鸡饲料。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的说明。实施例1：制备无抗生物鸡饲料(1)木质纤维素原料水解：按本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.无抗生物鸡饲料的制备方法，其特征在于：包括以下几个步骤：（1）木质纤维素原料水解：按照1:3‑1:8的固液重量体积比，向带有进气口、出气口的反应装置中加入粉碎的木质纤维素原料和水，再添加适量氨水并混合均匀，然后在密闭条件、135‑190℃的温度下处理30‑60min；降温至100‑135℃，继续在密闭条件下处理1‑2h；通过进气口向反应装置中通入足量氮气，并将连接出气口的管道接入水中进行氨的回收；固液分离，得到处理后的木质纤维素原料，并使其含水量不超过30%；（2）木质纤维素原料酶解：按照1:3‑1:10的固液重量体积比，向反应装置中添加步骤（1）处理后的木质纤维素原料和培养基组分，搅拌至混合均匀；按照5‑10%体积分数的接种量接种产纤维小体的微生物，并在厌氧条件、5‑20 r/min、42‑65℃下进行厌氧酶解反应1‑7天，使纤维素酶解为纤维寡糖和葡萄糖，得到酶解后混合物；（3）将步骤（1）固液分离得到的液相进行稀释，获得液体无抗生物鸡饲料；步骤（2）得到的酶解后混合物与基础鸡饲料按照重量比进行混合搅拌，获得固体无抗生物鸡饲料。

【技术特征摘要】
1.无抗生物鸡饲料的制备方法，其特征在于：包括以下几个步骤：（1）木质纤维素原料水解：按照1:3-1:8的固液重量体积比，向带有进气口、出气口的反应装置中加入粉碎的木质纤维素原料和水，再添加适量氨水并混合均匀，然后在密闭条件、135-190℃的温度下处理30-60min；降温至100-135℃，继续在密闭条件下处理1-2h；通过进气口向反应装置中通入足量氮气，并将连接出气口的管道接入水中进行氨的回收；固液分离，得到处理后的木质纤维素原料，并使其含水量不超过30%；（2）木质纤维素原料酶解：按照1:3-1:10的固液重量体积比，向反应装置中添加步骤（1）处理后的木质纤维素原料和培养基组分，搅拌至混合均匀；按照5-10%体积分数的接种量接种产纤维小体的微生物，并在厌氧条件、5-20r/min、42-65℃下进行厌氧酶解反应1-7天，使纤维素酶解为纤维寡糖和葡萄糖，得到酶解后混合物；（3）将步骤（1）固液分离得到的液相进行稀释，获得液体无抗生物鸡饲料；步骤（2）得到的酶解后混合物与基础鸡饲料按照重量比进行混合搅拌，获得固体无抗生物鸡饲料。2.根据权利要求1所述的无抗生物鸡饲料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的产纤维小体的微生物为热纤梭菌、黄色溶纤梭菌或溶纤维假拟杆菌。3.根据权利要求2所述的无抗生物鸡饲料的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔球，刘亚君，刘世岳，李仁民，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37