本发明涉及饲料生产技术领域，特别是涉及一种中药固态发酵产物及其制备方法和应用。
背景技术：
中药固体废弃物主要来源于原料药生产、中成药生产、中药材加工与炮制、以及药物提取等过程。据不完全统计，目前我国中药药材年产量约为7000万吨，加工生产后的药渣等中药固体废弃物可达3500万吨，约为中药药材总产量的一半。
传统观点认为，中药固体废弃物为中药生产所产生的废物，要及时运出生产厂区，并对其进行堆放、填埋或者燃烧等处理，以减少对制药的污染，这种传统的处理方式会造成环境污染，特别是对空气、土壤和水源造成污染，会给生产厂区周边的环境和居民生活带来严重的损害。例如，中药固体废弃物一般为湿物料，水分含量高，不易保存，极易被细菌污染而腐败变质，腐败后的中药固体废弃物气味刺鼻难闻，在夏季情况会更加严重。
怎样才能有效地提升中药固体废弃物的利用价值，减少中药固体废弃物对环境的污染，这一问题亟待解决。近年来，随着人们对中药固体废弃物的利用价值的探究，出现了采用中药固体废弃物进行固态发酵制备养殖饲料，从而实现了中药固体废弃物的再利用，例如：一种微生物发酵饲料，该饲料按原料重量份计包括如下组分：果渣20-40份，玉米秸秆15-35份，中草药秸秆10-25份，豆粕1-25份，玉米粉5-25份，液体菌种2-15份；其中发酵采用的液体菌种包括产朊假丝酵母1-5份，枯草芽孢杆菌0.5-5份，同型乳酸菌1-5份，酿酒酵母0-5份。再例如：一种鸡饲料，由以下重量份原料制成：豆渣300-320份，玉米300-305份，黄豆35-40份，马铃薯渣100-120份，蔓荆子15-18份，尿素2-3份，硫酸铵1-1.2份，硫酸镁0.05-0.06份，枯草芽孢杆菌8-10份，产朊假丝酵母12-15份，曲霉x312-15份，植物乳杆菌8-10份，金莲花药渣25-30份，磷酸氢钙粉8-10份，维生素e1-2份等。中药固体废弃物湿度大，采用益生菌发酵时，微生物对湿度也有要求，最终所得的传统的饲料为了保持较高的益生菌数量，依然需要保持一定的湿度，然而，这样的湿度导致这些传统的饲料易腐败，贮存性能差，货架期受到影响。
技术实现要素：
基于此，本发明的主要目的是提供一种中药固态发酵产物及其制备方法和应用。采用本发明的中药固态发酵产物制备的饲料不易霉腐，易于储存，货架期长。
本发明的主要目的是通过以下技术方案实现的：
一种中药固态发酵产物，所述中药固态发酵产物的发酵基质主要包含中药和/或中药固体废弃物；所述中药固态发酵产物的发酵菌种包含有乳酸芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌以及产朊假丝酵母。
在其中一些实施例中，每g所述发酵基质接种(5-8.5)×107个乳酸芽孢杆菌活菌、(0.7-1.5)×109个枯草芽孢杆菌活菌以及(2.5-4)×107个产朊假丝酵母活菌。
在其中一些实施例中，所述中药包含有葛根和甘草。
在其中一些实施例中，以质量份计，所述发酵基质包含有：2000-3000份中药和/或中药固体废弃物、500-1000份谷物成分、8-15份铵盐、1-2.5份镁盐以及1-2.5份磷的有氧酸盐，所述发酵基质的含水量为40-60％，ph6-7。
在其中一些实施例中，所述铵盐为硫酸铵。
在其中一些实施例中，所述镁盐为硫酸镁。
在其中一些实施例中，所述谷物成分选自玉米粉、麦麸、豆粕、米糠以及花生麸中的至少一种。
在其中一些实施例中，所述磷的有氧酸盐为磷酸二氢盐。
本发明的另一目的是提供一种如上所述的中药固态发酵产物的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种中药固态发酵产物的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
取所述发酵菌种，接种至所述发酵基质，混合，发酵。
在其中一些实施例中，所述发酵采用静态封闭发酵。
在其中一些实施例中，所述发酵的条件包括：温度为30-35℃，时间为6-8d。
本发明的还一目的是提供一种如上所述的中药固态发酵产物的应用。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
如上所述的中药固态发酵产物在制备饲料中的应用。
本发明的又一目的是提供一种饲料。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种饲料，包含有上述的中药固态发酵产物。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明挑选乳酸芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌以及产朊假丝酵母，作为复合发酵菌种，接种至含有中药固态废弃物的固态发酵基质进行发酵，所得中药固态发酵产物制备的饲料不易霉腐，易于储存，货架期长。同时，发明人还发现，以此中药固态发酵产物制备的饲料醇香，适口性好，克服了传统中药固态废弃物发酵饲料苦味、饲养过程中养殖动物采食量普遍较低的缺陷。并且，中药固态发酵产物所含菌群能改善动物肠道环境，且蛋白质含量高、粗纤维少，保留了中药原材的药效成分，促进动物发育和生长，增强动物的免疫力。本发明实现了中药固体废弃物的再利用，避免了因不当堆放而产生的不良气味及污水，减少了对环境污染，还降低了饲料的生产成本。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明实施例所述的“中药固体废弃物”是指中药固体废弃物是指在中药资源产业化过程中产生的未被开发利用的中药资源生物体废弃组织器官及中药废渣等。“中药废渣”，也称药渣、提取渣，可以是中药煎好以后的残渣，也可以是用溶剂萃取一种药物或者多种药物后剩下的不溶性残渣，例如水提药渣，水提醇沉之后的药渣，等等。
本发明实施例提供一种中药固态发酵产物，所述中药固态发酵产物的发酵基质主要包含中药和/或中药固体废弃物；所述中药固态发酵产物的发酵菌种包含有乳酸芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌以及产朊假丝酵母。
本发明实施例挑选乳酸芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌以及产朊假丝酵母，作为复合发酵菌种，接种至含有中药固态废弃物的固态发酵基质进行发酵，在发酵的初期，枯草芽孢杆菌和产朊假丝酵母菌率先利用发酵基质中残余的氧气开始生长，枯草芽孢杆菌代谢出复合酶系，将中药和/或中药固体废弃物中的纤维素、淀粉酶解成微生物可利用的单糖；产朊假丝酵母菌在有氧状态下产生水与二氧化碳，进一步减少发酵基质中氧气为乳酸芽孢杆菌和产朊假丝酵母菌无氧发酵制造良好环境，同时抑制杂菌生长环境。乳酸芽孢杆菌和产朊假丝酵母菌在无氧条件下发酵，分别产乳酸、乙醇及复合酶系，留在发酵饲料中的乳酸和乙醇具有抑制杂菌生长的效用。所得中药固态发酵产物制备的饲料不易霉腐，易于储存，货架期长。同时，发明人还发现饲料成品中含有乙醇等香气成分和复合酶对中药得粗纤维的降解，提高了本饲料的适口性，以此中药固态发酵产物制备的饲料醇香，适口性好，克服了传统中药固态废弃物发酵饲料苦味、饲养过程中养殖动物采食量普遍较低的缺陷。并且，中药固态发酵产物所含菌群能改善动物肠道环境，蛋白质含量高、粗纤维少，保留了中药原材的药效成分，促进动物发育和生长，增强动物的免疫力。本发明实施例实现了中药固体废弃物的再利用，避免了因不当堆放而产生的不良气味及污水，减少了对环境污染，还降低了饲料的生产成本。
优选地，每g所述发酵基质接种(5-8.5)×107个乳酸芽孢杆菌活菌、(0.7-1.5)×109个枯草芽孢杆菌活菌以及(2.5-4)×107个产朊假丝酵母活菌。
可以理解的是，本发明的中药和/或中药固体废弃物中，对中药种类没有特别限定，也就是本发明中药固态发酵产物的发酵基质包含现有的一切就可能的中药和/或中药固体废弃物种类。如果中药和/或中药固体废弃物中，包含有葛根渣和甘草渣，或者葛根和甘草，效果相对更好。葛根经提取后所得葛根渣仍然保有淀粉及粗纤维，甘草提取后的甘草渣主要成分是纤维，保留有部分多糖及药理成分。葛根渣和甘草渣能够充当麸皮、豆粕等材料添加到发酵基质中，实现药材的完全利用，同时具有健胃消食的药效，能增加动物食欲，促进动物生长。因此，优选地，所述中药固体废弃物包含有葛根渣和甘草渣；或/和，所述中药包含有葛根和甘草。
优选地，以质量份计，所述发酵基质包含有：2000-3000份中药和/或中药固体废弃物、500-1000份玉米粉、8-15份铵盐、1-2.5份镁盐以及1-2.5份磷的有氧酸盐，所述发酵基质的含水量为40-60％，ph6-7。
本发明实施例所述的谷物成分如玉米粉、米糠、豆粕、花生麸、麦麸等。可以是一种，也可以是几种的结合。
中药固体废弃物的含水量保持在50-60％，酸碱度为6-7，本发明实施例直接以中药固体废弃物(如药渣)为原料进行发酵时，无需额外加入水分、无需另外调节ph的条件下，就能够满足复合菌种的发酵要求。如果发酵基质中含有晾干的中药，或者新鲜的中药植株，可以相应通过加水或者干燥等方式调整含水量。
可以理解的是，本发明实施例不限定铵盐的种类。出于取材方便易得以及提升生物利用率的考虑，优选地，所述铵盐为硫酸铵。
可以理解的是，本发明实施例不限定镁盐的种类，出于取材方便易得的考虑，优选地，所述镁盐为硫酸镁。
可以理解的是，本发明实施例不限定磷酸二氢盐的种类，例如可以采用磷酸二氢钾。磷酸二氢钾为碱性缓冲剂，缓冲微生物利用铵盐和镁盐后发酵基质ph下降，保持发酵基质ph6-7。
上述的中药固态发酵产物的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
取所述发酵菌种，接种至所述发酵基质，混合，发酵。
优选地，所述发酵采用静态封闭发酵。接种后的发酵基质装入发酵装置之后就能密封发酵。整个发酵过程中，无需搅拌。
优选地，所述发酵的条件包括：温度为30-35℃，时间为6-8d。
上述制备方法：在发酵装置中密封静置发酵，避免了发酵过程中外界微生物的干扰，污染小；在接种菌种之后，发酵基质装于发酵装置中静置即可，无需搅拌，无需在发酵过程中额外添加物料，将温度控制于合适的范围进行适度发酵，操作简单；以中药固体废弃物为原料进行发酵，变废为宝，实现废物再利用，成本较低。
上述的中药固态发酵产物在制备饲料中的应用。
一种饲料，包含有上述的中药固态发酵产物。
本发明实施例所述的饲料，为鸡饲料、鸭饲料、猪饲料、狗饲料、牛饲料等等。可以理解的是，根据养殖动物的营养需要，在用本发明实施例提供的中药固态发酵产物的基础上，可继续添加矿物质微量元素、维生素、氨基酸中任何两类或两类以上，营养型全餐饲料。当然，在添加矿物质微量元素、维生素、氨基酸的过程中，这些物质在饲料种的含量需要符合相关营养标准的规定。
本发明实施例中：乳酸芽孢杆菌菌种活菌数为30亿/g，菌株编号：cicc10331；枯草芽孢杆菌菌种活菌数为1000亿/g，菌株编号：cicc10023；产朊假丝酵母菌种活菌数为30亿/g，菌株编号：cicc1314；三种菌株均购自中国工业微生物菌种保藏中心。
本发明以下实施例中：灵芝提取渣，葛根渣，甘草渣，均来自由广州泽力医药科技有限公司进行天然成分提取后得到。
实施例1
本实施例提供一种中药固态发酵产物及其制备方法和应用。
该中药固态发酵产物所采用的发酵基质的原料配方见表1。
该中药固态发酵产物的制备方法包括如下步骤：
一、称取灵芝提取渣1400g，葛根渣600g，甘草渣600g，加入玉米粉600g，硫酸铵12g，硫酸镁1.6g，磷酸二氢钾1.6g，混合制成含水量50％、ph6-7的发酵基质。
二、取乳酸芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和产朊假丝酵母，接种至步骤一所得发酵基质，使每g所述发酵基质接种7.47×107个乳酸芽孢杆菌活菌、1.24×109个枯草芽孢杆菌活菌以及3.73×107个产朊假丝酵母活菌。
三、将步骤二接种后的发酵基质装桶后压实，密封发酵8天，发酵温度为32℃，发酵过程中不需要搅拌。
本实施例发酵结束后，所得中药固态发酵产物中，发酵菌体含量不小于2亿/g。本实施例所得中药固态发酵产物可以直接作为饲料使用。
实施例2
本实施例提供一种中药固态发酵产物及其制备方法和应用。
该中药固态发酵产物所采用的发酵基质的原料配方见表1。
该中药固态发酵产物的制备方法包括如下步骤：
一、称取灵芝提取渣1000g，葛根渣600g，甘草渣600g，加入玉米粉800g，硫酸铵12g，硫酸镁1.6g，磷酸二氢钾1.6g，混合制成含水量40％、ph6-7的发酵基质。
二、取乳酸芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和产朊假丝酵母，接种至步骤一所得发酵基质，使每g所述发酵基质接种5.97×107个乳酸芽孢杆菌活菌、0.995×109个枯草芽孢杆菌活菌以及2.985×107个产朊假丝酵母活菌。
三、将步骤二接种后的发酵基质装桶后压实，密封发酵6天，发酵温度为35℃，发酵过程中不需要搅拌。
本实施例发酵结束后，所得中药固态发酵产物中，发酵菌体含量不小于2亿/g。本实施例所得中药固态发酵产物可以直接作为饲料使用。
实施例3
本实施例提供一种中药固态发酵产物及其制备方法和应用。
该中药固态发酵产物所采用的发酵基质的原料配方见表1。
该中药固态发酵产物的制备方法包括如下步骤：
一、称取灵芝提取渣1000g，葛根渣500g，甘草渣500g，加入麦麸1000g，硫酸铵8g，硫酸镁1g，磷酸二氢钾2.5g，混合制成含水量60％、ph6-7的发酵基质。
二、取乳酸芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和产朊假丝酵母，接种至步骤一所得发酵基质，使每g所述发酵基质接种5×107个乳酸芽孢杆菌活菌、1.5×109个枯草芽孢杆菌活菌以及2.5×107个产朊假丝酵母活菌。
三、将步骤二接种后的发酵基质装桶后压实，密封发酵7天，发酵温度为30℃，发酵过程中不需要搅拌。
本实施例发酵结束后，所得中药固态发酵产物中，发酵菌体含量不小于2亿/g。本实施例所得中药固态发酵产物可以直接作为饲料使用。
实施例4
本实施例提供一种中药固态发酵产物及其制备方法和应用。
该中药固态发酵产物所采用的发酵基质的原料配方见表1。
该中药固态发酵产物的制备方法包括如下步骤：
一、称取灵芝提取渣2000g，葛根渣500g，甘草渣500g，加入豆粕500g，硫酸铵15g，硫酸镁2.5g，磷酸二氢钾1g，混合制成含水量35％、ph6-7的发酵基质。
二、取乳酸芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和产朊假丝酵母，接种至步骤一所得发酵基质，使每g所述发酵基质接种8.5×107个乳酸芽孢杆菌活菌、0.7×109个枯草芽孢杆菌活菌以及4×107个产朊假丝酵母活菌。
三、将步骤二接种后的发酵基质装桶后压实，密封发酵8天，发酵温度为34℃，发酵过程中不需要搅拌。
本实施例发酵结束后，所得中药固态发酵产物中，发酵菌体含量不小于2亿/g。本实施例所得中药固态发酵产物可以直接作为饲料使用。
实施例5
本实施例提供一种中药固态发酵产物及其制备方法和应用。
该中药固态发酵产物所采用的发酵基质的原料配方见表1。
该中药固态发酵产物的制备方法包括如下步骤：
一、称取灵芝提取渣2600g，加入玉米粉500g，硫酸铵15g，硫酸镁2.5g，磷酸二氢钾1g，混合制成含水量40％、ph6-7的发酵基质。
二、取乳酸芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和产朊假丝酵母，接种至步骤一所得发酵基质，使每g所述发酵基质接种7.47×107个乳酸芽孢杆菌活菌、1.24×109个枯草芽孢杆菌活菌以及3.73×107个产朊假丝酵母活菌。
三、将步骤二接种后的发酵基质装桶后压实，密封发酵8天，发酵温度为32℃，发酵过程中不需要搅拌。
本实施例发酵结束后，所得中药固态发酵产物中，发酵菌体含量不小于2亿/g。本实施例所得中药固态发酵产物可以直接作为饲料使用。
表1
实施例6
本实施例是实施例1的变化例，相对于实施例1的主要变化之处包括采用的复合菌种的活菌数不同，具体地：
本实例中药固态发酵产物的制备方法包括如下步骤：
一、称取灵芝提取渣1400g，葛根渣600g，甘草渣600g，加入玉米粉600g，硫酸铵12g，硫酸镁1.6g，磷酸二氢钾1.6g，混合制成含水量50％、ph6-7的发酵基质。
二、取乳酸芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和产朊假丝酵母，接种至步骤一所得发酵基质，使每g所述发酵基质接种1×107个乳酸芽孢杆菌活菌、0.5×109个枯草芽孢杆菌活菌以及5×107个产朊假丝酵母活菌。
三、将步骤二接种后的发酵基质装桶后压实，密封发酵8天，发酵温度为32℃，发酵过程中不需要搅拌。
本实施例发酵结束后，所得中药固态发酵产物可以直接作为饲料使用。
对比例1
本对比例是实施例1的对比例，相对于实施例1的主要差别包括采用的发酵菌种不同。具体地：
本对比例中药固态发酵产物的制备方法包括如下步骤：
一、称取灵芝提取渣1400g，葛根渣600g，甘草渣600g，加入玉米粉600g，硫酸铵12g，硫酸镁1.6g，磷酸二氢钾1.6g，混合制成含水量50％、ph6-7的发酵基质。
二、取乳酸芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和产朊假丝酵母，接种至步骤一所得发酵基质，使每g所述发酵基质接种7.47×107个同型乳酸菌活菌、1.24×109个枯草芽孢杆菌活菌以及3.73×107个产朊假丝酵母活菌。
三、将步骤二接种后的发酵基质装桶后压实，密封发酵8天，发酵温度为32℃，发酵过程中不需要搅拌。
本实施例发酵结束后，所得中药固态发酵产物中，发酵菌体含量不小于2亿/g。本实施例所得中药固态发酵产物可以直接作为饲料使用。
中药固态发酵产物测试
一、适口性测试
测试方法：将实施例和对比例所得中药固态发酵产物直接作为饲料，以猪为饲养动物进行饲喂实验，试验猪的月龄、体重、健康状况整体较好且一致。试验猪分为7组(每组10头)，每天饲喂四次，自由采食、饮水，记录试验猪每天平均采食量。
结果参见下表：
表2(单位：kg/头)
根据上表可知，实施例1-4的日均采食量相对于优于实施例5、6，这说明，本发明在接种发酵时，初始接种量和发酵基质的成分在最终发酵产物的适口性提升方面存在优选方案。实施例1-6的日均采食量明显优于对比例1，这说明，本发明菌株的选择对发酵产物的适口性是至关重要的。
二、贮存时间
测试方法：分别取实施例1与对比例1样品用密封袋密闭后，放入加速稳定性箱里进行稳定性实验：设置条件：温度37℃±2℃，湿度75％rh±5％rh。存放一个月，观察感官性状，ph值变化。
测试结果：见下表。
表3
根据上表可知，实施例1的所得固体发酵物在温度37℃±2℃、湿度75％rh±5％rh的条件下，放置30天也不结块霉变，相对于对比例1，储存性能明显提升。采用同样的方法对实施例2-6所得固体发酵物进行检测，结果与实施例1一致。这说明菌株组合的选择，对于固体发酵物的储存性能至关重要。
另外，本发明还检测了实施例1发酵基质在发酵前后的蛋白质和粗纤维含量变化，结果显示，发酵之后蛋白质含量由8％提高为8.35％、粗纤维由10.6％减少为9.6％，提高了饲料的适口性与营养价值，固废物中水分含量由50％下降为43％，避免污水溢出，保留了中药原材的药效成分，促进动物发育和生长，增强动物的免疫力。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
1.一种中药固态发酵产物，其特征在于，所述中药固态发酵产物的发酵基质包含中药和/或中药固体废弃物；所述中药固态发酵产物的发酵菌种包含有乳酸芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌以及产朊假丝酵母。
2.根据权利要求1所述的中药固态发酵产物，其特征在于，每g所述发酵基质接种(5-8.5)×107个乳酸芽孢杆菌活菌、(0.7-1.5)×109个枯草芽孢杆菌活菌以及(2.5-4)×107个产朊假丝酵母活菌。
3.根据权利要求1或者2所述的中药固态发酵产物，其特征在于，所述中药包含有葛根和甘草。
4.根据权利要求1或者2所述的中药固态发酵产物，其特征在于，以质量份计，所述发酵基质包含有：2000-3000份中药和/或中药固体废弃物、500-1000份谷物成分、8-15份铵盐、1-2.5份镁盐以及1-2.5份磷的有氧酸盐，所述发酵基质的含水量为40-60％，ph6-7。
5.根据权利要求4所述的中药固态发酵产物，其特征在于，所述铵盐为硫酸铵；和/或，所述镁盐为硫酸镁。
6.根据权利要求4所述的中药固态发酵产物，其特征在于，所述谷物成分选自玉米粉、麦麸、豆粕、米糠以及花生麸中的至少一种。
7.根据权利要求4所述的中药固态发酵产物，其特征在于，所述磷的有氧酸盐为磷酸二氢盐。
8.权利要求1至7任一项所述的中药固态发酵产物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
取所述发酵菌种，接种至所述发酵基质，混合，发酵。
9.根据权利要求8所述的中药固态发酵产物的制备方法，其特征在于，所述发酵采用静态封闭式发酵。
10.根据权利要求8或者9所述的中药固态发酵产物的制备方法，其特征在于，所述发酵的条件包括：温度为30-35℃，时间为6-8d。
11.权利要求1至7任一项所述的中药固态发酵产物在制备饲料中的应用。
12.一种饲料，其特征在于，包含有权利要求1至7任一项所述的中药固态发酵产物。
技术总结