生物发酵饲料、其制备方法及应用与流程

本发明涉及生物饲料，具体而言，涉及一种生物发酵饲料、其制备方法及应用。背景技术：1、生物质能属于可再生能源，通常我们所指的生物质能是植物利用太阳能进行光合作用转化并储存于自身的能量，是仅次于煤炭、石油和天然气之后的第四大能源。但植物类木质纤维素细胞壁组成结构复杂且稳定，其纤维素、半纤维素和木质素紧密交联，阻碍微生物对其利用及酶制剂对纤维素的降解，其在常温下不会发生水解，即使在高温情况下，对其水解作用也很低，极大限制生物质原料在工业化生产中的应用。这严重限制了生物质原料的资源化利用，造成资源浪费的同时，增加环保处理压力。2、每年约产生9.88亿吨农作物秸秆，其中未被利用的达2.15亿吨，相当于6450万吨淀粉或9923万吨玉米，如此庞大的生物质资源，若将生物质秸秆类资源进行蒸汽爆破预处理技术处理，利用黑曲霉、米曲霉、米曲霉等产纤维素酶的微生物及酵母进行固态发酵，将生物质原料转化为单细胞蛋白，可缓解蛋白饲料资源短缺及“人畜争粮”的问题。3、通过不同的预处理技术，改变秸秆原料紧密的“三素”结构，可提高微生物对其利用效果。目前秸秆预处理方法主要有化学方法(酸法、碱法)、物理方法(高温蒸煮、机械粉碎、微波处理及高能辐射)和蒸汽爆破预处理方法，其中物理预处理技术对秸秆“三素”分离效果有限，能耗大，运行成本高；化学预处理技术进行半纤维素水解，得到的糖量最大，催化成本低，但是存在水解速度慢，酸回收问题及设备腐蚀严重，环境污染问题；蒸汽爆破预处理包括瞬时汽爆预处理技术和连续汽爆预处理技术。4、瞬时汽爆预处理技术可有效将秸秆原料中的三素分离，但对于秸秆原料性状无明显改变，且对纤维素、半纤维素、木质素降解效果有限。以瞬时汽爆秸秆原料为固态发酵培养基，不添加外源碳源情况下，影响固态发酵早期微生物的生长。另外，瞬时汽爆秸秆原料尺寸和孔隙率较大，不仅提供给微生物生长的单位比表面积较小，还影响微生物所需营养物质的传质，降低混菌固态发酵效率，影响微生物的生长和繁殖。5、连续汽爆预处理技术可有效将秸秆原料中的三素分离，可改变秸秆原料性状，将秸秆原料变成细小粉末状结构，同时可将部分纤维素和半纤维素降解为单糖。连续汽爆秸秆原料粒径小，孔隙率小，易结团和夹心，以连续汽爆秸秆原料为固态发酵培养基，对传热、传质会产生不利影响，妨碍微生物的呼吸和通气，微生物无法正常生长最终导致生物发酵失败。6、而即使将瞬时汽爆预处理技术和连续汽爆预处理技术二者联用，但现有技术中仍存在操作较复杂，重复性较低，不易扩大化生产的问题，且在发酵效果较差，所得发酵饲料的有效成分，如蛋白质含量较低，因而，如何提供一种操作简单且有效成分含量较高的发酵饲料的制备方法对秸秆的循环利用具有较大的意义。技术实现思路1、本发明的主要目的在于提供一种生物发酵饲料、其制备方法及应用，以解决现有技术中利用秸秆制备得到的发酵饲料的有效成分含量较低的问题。2、为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种生物发酵饲料的制备方法，该制备方法包括：将霉菌接种于生物发酵饲料培养基中，进行第一发酵，得到第一发酵产物；在进行第一发酵之后，将酵母菌接种于第一发酵产物中，进行第二发酵，得到生物发酵饲料；其中，生物发酵饲料培养基包括：秸秆产物和补充料；以质量含量计，秸秆产物包括：40％-70％的瞬时汽爆秸秆产物和30％-60％的连续汽爆秸秆产物；补充料包括：氮源、磷酸二氢钾和硫酸镁；以质量含量计，氮源的添加量为秸秆产物的总质量的3.5-5％；磷酸二氢钾的添加量为秸秆产物的总质量的0.1％-1％；硫酸镁的添加量为秸秆产物总质量的0.1-1％。3、进一步地，霉菌为霉菌孢子液接种于霉菌种子培养基中，经霉菌培养后得到的产物；其中，霉菌种子培养基包括：主料和辅料；以质量含量计，主料包括：30％-60％的瞬时汽爆秸秆产物和连续汽爆秸秆产物40％-70％为底物；辅料包括：氮源、磷酸二氢钾和硫酸镁；以质量含量计，氮源的添加量为秸秆产物的总质量的1-3％；磷酸二氢钾的添加量为秸秆产物的总质量的0.1％-1％；硫酸镁的添加量为秸秆产物总质量的0.1-1％；优选地，生物发酵饲料培养基和霉菌种子培养基中的氮源各自独立地选自如下的一种或多种：尿素、硫酸铵或磷酸铵；优选地，霉菌种子培养基的湿度为40-70％；优选地，霉菌选自如下的一种或多种：黑曲霉或米曲霉；优选地，霉菌孢子液中的孢子浓度为1х106-107cfu/ml；优选地，霉菌孢子液的接种量与霉菌种子培养基的体积质量比为1-5％；优选地，霉菌培养的时间为2-2.5d；优选地，霉菌培养的温度为25-35℃。4、进一步地，瞬时汽爆秸秆产物的制备方法包括：将秸秆原料经预降解后，进行瞬时蒸汽爆破，得到瞬时汽爆秸秆产物；优选地，瞬时蒸汽爆破的压强为0.5-1.2mpa；优选地，瞬时蒸汽爆破的时间为0.5-10min；优选地，秸秆原料选自如下至少一种：水稻秸秆、油菜秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆、玉米芯、蔗渣或蔗叶；优选地，秸秆原料的长度为1-30cm；优选地，预降解包括：利用水、质量浓度为1-10％的酸溶液或质量浓度为1-10％的碱溶液浸泡或喷淋秸秆原料；优选地，预降解的时间为10-60min。5、进一步地，连续汽爆秸秆产物的制备方法包括：将秸秆原料经预降解后，进行连续蒸汽爆破，得到连续汽爆秸秆产物；优选地，连续蒸汽爆破的温度为150-220℃；优选地，连续蒸汽爆破的压强为0.5-1.2mpa；优选地，连续蒸汽爆破的时间为5-40min；优选地，秸秆原料选自如下至少一种：水稻秸秆、油菜秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆、玉米芯、蔗渣或蔗叶；优选地，秸秆原料的长度为1-10cm；优选地，预降解包括：利用水、质量浓度为1-10％的酸溶液或质量浓度为1-10％的碱溶液浸泡或喷淋秸秆原料；优选地，预降解的时间为10-60min。6、进一步地，酵母菌为接种于蔗糖培养基中，经酵母菌培养后得到的产物；优选地，酵母菌选自如下的一种或多种：酿酒酵母、马克思克鲁维酵母或产朊假丝酵母；优选地，酵母菌培养的ph值为4.8-5.0；优选地，酵母菌培养的温度为30-32℃；优选地，酵母菌培养的时间为1-2d。7、进一步地，生物发酵饲料培养基的湿度为40-70％；优选地，霉菌的接种量与生物发酵饲料培养基的质量比为3-5％；优选地，酵母菌的接种量与第一发酵产物的体积质量比为1-5％。8、进一步地，第一发酵的时间为24h-48h；优选地，第一发酵的温度为25-35℃；优选地，第二发酵的时间为3d-7d；优选地，第二发酵的温度为25-35℃。9、进一步地，制备方法还包括：对第二发酵后的产物进行烘干，得到生物发酵饲料；优选地，烘干的温度为50-60℃。10、为了实现上述目的，根据本发明的第二个方面，提供了一种利用上述的制备方法制备得到的生物发酵饲料，该生物发酵饲料的粗蛋白质含量＞26％；优选地，生物发酵饲料的氨基酸含量＞21％。11、为了实现上述目的，根据本发明的第三个方面，提供了一种利用上述的制备方法制备得到的生物发酵饲料在畜牧业的应用。12、应用本发明的技术方案，在进行生物发酵饲料制备的培养基中加入特定配比的瞬时汽爆秸秆和连续汽爆秸秆，能够混合得到具有足够空间结构及孔隙和较高还原糖含量的培养基，使得后续添加的微生物具有较好的生长发酵环境，能够高效地将难以降解的秸秆物质进行利用，以实现对秸秆的循环利用。