用于水产动物的功能性发酵膨化饲料及其生产方法和装置
技术领域
本发明涉及饲料技术领域，更具体地，本发明涉及一种用于水产动物的功能性发酵膨化饲料及其生产方法和装置。
背景技术
自上世纪50年代开始，随着世界上许多国家限制或禁止在饲料中使用抗生素，寻找新的抗生素替代品成为畜牧业的一个紧迫的任务。益生菌发酵饲料是一类集益生菌的功效与优质饲料的优点为一体，具有潜在替代抗生素饲料的一种新型饲料。
全价益生菌发酵饲料是在营养均衡全面的无抗生素全价配合饲料中加入益生菌和水，混合后经过特殊的生产工艺，在适当的温度下在厌氧环境下发酵而成的饲料。现有的发酵饲料一般都由单一的原料或几种原料组成，营养不全面，满足不了动物的生长需求。并且市面上的发酵饲料基本上都是发酵粉料，满足不了动物的采食需求而且动物食用粉料的利用率较低，容易造成浪费。白便是水产动物(如虾类)养殖户常常遇到并为之困扰的问题，尤其是当昼夜温差大时，水产动物容易产生应激反应导致吃料不正常，空肠空胃，采食量降低并出现白便的状况，从而最终影响水产动物的肠道健康。
因此，如何提供一种营养全面而丰富、料型完整并能够改善水产动物的肠道健康状况的发酵膨化饲料成为本领域亟待解决的课题。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种用于水产动物的功能性发酵膨化饲料及其生产方法和装置，该功能性发酵膨化饲料呈颗粒状，营养全面而丰富、料型完整，并能够改善水产动物的肠道健康状况。
为达到上述目的，本发明提供一种用于水产动物的功能性发酵膨化饲料，所述功能性发酵膨化饲料由全价料和益生菌液制成，其中按重量计，所述全价料由以下原料制成：
面粉：210-230份
发酵豆粕：80-100份
豆粕：240-250份
鸡肉粉：105-115份
花生饼：140-160份
虾粉：8-12份
鸡血球蛋白粉：20-30份
鱼膏豆粕：28-33份
乌贼豆粕：60-70份
酶解虾浆：7-11份
磷酸二氢钙：10-15份
豆油：2-4份
大豆磷脂油：15-25份
氯化胆碱：0.8-1.2份
水产多维：1.7-2.2份
丙酸钙：0.8-1.2份
微量元素预混料：6-9份，
其中所述鱼膏豆粕是鱼膏和豆粕的混合物；所述乌贼豆粕是乌贼膏和豆粕的混合物。
在一些实施方案中，按重量计，所述全价料由以下原料制成：
面粉：217份
发酵豆粕：90份
豆粕：244份
鸡肉粉：111份
花生饼：150份
虾粉：10份
鸡血球蛋白粉：25份
鱼膏豆粕：30份
乌贼豆粕：66份
酶解虾浆：10份
磷酸二氢钙：13份
豆油：3份
大豆磷脂油：20份
氯化胆碱：1份
水产多维：2份
丙酸钙：1份
微量元素预混料：8份。
在一些实施方案中，所述益生菌液由水、培养基和益生菌制成，按重量计，所述水、培养基和益生菌的比例为1000：30：3至1000：100：8，优选1000：30：5；
优选地，所述培养基是牛肉膏蛋白胨培养基，所述豆粕是粗蛋白含量≥46％的豆粕，所述鸡血球蛋白粉是经喷雾干燥制得的鸡血球蛋白粉，所述微量元素预混料是来自澳华集团的虾蟹微量元素预混料PDX-02，所述鱼膏豆粕中鱼膏与豆粕的质量比为190：380，所述乌贼豆粕中乌贼膏与豆粕的质量比为219：500。
在一些实施方案中，所述益生菌选自枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、乳酸菌和酵母菌中的一种或多种，优选凝结芽孢杆菌。
在一些实施方案中，所述功能性发酵膨化饲料中水分≤30.0％、粗蛋白≥33.0％、粗灰分≤7.0％、粗纤维≤11.0％、钙≤2.5％、总磷≥1.5％、赖氨酸≥2.0％、有机酸≥3.0％、益生菌≥5*107cfu/g。
在一些实施方案中，所述功能性发酵膨化饲料为圆柱形颗粒，所述圆柱形颗粒的底面直径为1-2mm，高度为2.5-4mm。
在一些实施方案中，所述水产动物是虾类；优选地，所述虾类是白对虾。
本发明进一步提供上述功能性发酵膨化饲料的生产方法，所述生产方法包括以下步骤：
步骤a：将全价料中的各原料混合，膨化并制粒得到膨化粒料；
步骤b：将步骤a中得到的膨化粒料烘干、冷却，得到干燥粒料；
步骤c：将步骤b中得到的干燥粒料与益生菌液均匀混合，得到接种粒料；
步骤d：将步骤c中得到的接种粒料发酵，得到功能性发酵膨化饲料。
在一些实施方案中，所述步骤b具体包括：将步骤a中得到的膨化粒料在110℃-130℃下烘干20min-30min，然后在20℃-30℃下冷却20min-40min，直到所得干燥粒料的温度低于或等于30℃，水分降低至8％-11％；优选地，将步骤a中得到的膨化粒料在115℃下烘干20min，然后在20℃下冷却30min，直到所得干燥粒料的温度为20℃，水分降低至9％。
在一些实施方案中，所述步骤c中所述干燥粒料与益生菌液按质量比1000：250至1000：500，优选1000：320混合；
优选地，所述步骤c具体包括：将所述益生菌液喷涂到所述干燥粒料上，以使所述干燥粒料与所述益生菌液混合。
在一些实施方案中，所述步骤d具体包括：将步骤c中得到的接种粒料包装到发酵袋中，在32℃-37℃下发酵50h-68h，优选在35℃下发酵68h，得到功能性发酵膨化饲料；
优选地，所述发酵袋是具有单向排气阀的发酵袋。
本发明还提供用于实现上述生产方法的装置，所述装置包括：
原料混合预处理设备，被配置用于将全价料中的各原料混合、膨化和制粒，以获得膨化粒料；
烘干冷却设备，被配置用于对膨化粒料进行烘干和冷却以获得干燥粒料；
益生菌液制备设备，被配置用于将水、培养基和益生菌混合以制备益生菌液；
益生菌液接种设备，被配置用于将干燥粒料与益生菌液均匀混合以获得接种粒料；以及
包装发酵设备，被配置用于将接种粒料包装和发酵以获得功能性发酵膨化饲料。
在一些实施方案中，所述原料混合预处理设备包括料仓、膨化机和制粒机；所述料仓用于将全价料中的各原料混合，所述膨化机用于将混合后的原料膨化，所述制粒机用于将膨化后的原料制粒。
在一些实施方案中，所述烘干冷却设备包括烘箱和冷却塔；所述烘箱用于将膨化粒料烘干，所述冷却塔用于将烘干后的膨化粒料冷却。
在一些实施方案中，所述益生菌液接种设备包括用于将益生菌液喷涂在干燥粒料上的喷酶设备和用于将益生菌液与干燥粒料均匀混合的混合机；优选地，所述喷酶设备包括能够360°喷涂益生菌液的螺旋形双喷头；优选地，所述混合机为360度圆形抛料混合机，所述360度圆形抛料混合机的内壁设置有4-6片，优选4片与所述内壁呈30°-45°，优选35°的抛料板。
在一些实施方案中，所述原料混合预处理设备、益生菌液接种设备和包装发酵设备的内部均设置有喷液系统，所述喷液系统被配置用于使用消毒液对设备进行清洗。
在一些实施方案中，所述装置还包括原料投料口，所述原料投料口与原料混合预处理设备之间、益生菌液制备设备与益生菌液接种设备之间以及益生菌液接种设备与包装发酵设备之间采用1060铝箔卷连接。
与现有技术相比，本发明提供的功能性发酵膨化饲料及其生产方法和装置具有以下优点：
1.在产品的营养方面，本发明的功能性发酵膨化饲料采用优化的配料比，能够保障最终产品中的水分≤30.0％、粗蛋白≥33.0％、粗灰分≤7.0％、粗纤维≤11.0％、钙≤2.5％、总磷≥1.5％、赖氨酸≥2.0％、有机酸≥3.0％、益生菌≥5*107cfu/g，全面满足动物的营养需求；
2.在产品的料型方面，本发明的功能性发酵膨化饲料在生产工艺方面经过膨化制粒而生产出颗粒状饲料，在生产设备方面采用了360度圆形抛料混合机，可以有效避免料形受损，得到的最终产物料形完整、含粉率低、耐水性佳、利用率高，减少了动物采食损耗；
3.在产品的防病治病方面，本发明的功能性发酵膨化饲料采用优化的配方并利用微生物发酵技术，分解饲料配方中的大分子结构物质，使其转换为小分子结构物质，提高了饲料的消化利用率，使饲料在动物体内易消化，减少肠道负荷，从而有助于提高机体免疫，改善肠道健康、预防肠炎、白便等疾病；
4.在产品的诱食效果方面，本发明的功能性发酵膨化饲料采用益生菌液在特定的发酵环境下发酵，能够保证在发酵过程中产生大量发酵有益代谢产物酸香物质、风味氨基酸及小分子营养，营养价值高并且对于水产动物有很好的诱食效果，能够促进水产动物进食欲望；
5.在产品的使用方面，本发明的功能性发酵膨化饲料营养全面并具有料型完整、能够预防治疗白便、诱食效果好等优点，其既可以单独使用也可以与现有饲料结合使用；
6.在干燥粒料与益生菌液混合的均匀性方面，本发明采用了内部设有抛料板的混合机和包含螺旋形双喷头的喷酶设备，当干燥粒料进入混合机时，随着混合机转动，干燥粒料最初贴壁运动，当转速达到一定值时，干燥粒料会从抛料板终端扬起，向混合机中心运动，与螺旋形双喷头中喷出的菌液混合后再次随着重力落在底部，循环反复，直至每一等份半成品都与菌液充分混匀，有效保障益生菌液与干燥粒料混合均匀，混合均匀度变异系数能够控制在5％以内；
7.在产品发酵过程的能量损失方面，本发明的工艺流程可以降低能量损耗，并且可以将能量损耗控制在5％以内；
8.在生产装置的清理方面，本发明在原料混合预处理设备、益生菌液接种设备、包装发酵设备内部均设置有喷液系统，可以在每个设备的生产流程完成后及时喷洒消毒液清洗设备，以避免生产流程过后设备内残留的饲料和益生菌液滋生杂菌而使得设备发霉，从而更有利于保证功能性发酵膨化饲料的品质；
9.在生产装置各个设备之间的连接方式方面，本发明的装置的原料混合预处理设备与原料投料口之间、益生菌液制备设备与益生菌液接种设备之间以及益生菌液接种设备与包装发酵设备之间采用1060铝箔卷连接，重量轻、延展性好、耐腐蚀并且便于拆卸检查。
附图说明
图1是用于制备本发明的功能性发酵膨化饲料的装置的示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步说明。本领域技术人员应当理解，实施例仅用于说明本发明，其不以任何方式限制本发明的范围。
实施例1：功能性发酵膨化饲料1的制备
原料及配比：
全价料中的各组分及配比：面粉217kg、发酵豆粕90kg、豆粕(粗蛋白含量≥46％)244kg、鸡肉粉111kg、花生饼150kg、虾粉10kg、鸡血球蛋白粉25kg、鱼膏豆粕30kg、乌贼豆粕66kg、酶解虾浆10kg、磷酸二氢钙13kg、豆油(四级)3kg、大豆磷脂油20kg、氯化胆碱(有效含量60％)1kg、水产多维2kg、丙酸钙1kg、微量元素预混料8kg。其中鸡血球蛋白粉是经喷雾干燥制得的鸡血球蛋白粉；鱼膏豆粕是鱼膏与豆粕按190：380的重量比混合的混合物；乌贼豆粕是乌贼膏与豆粕按219：500的重量比混合的混合物；水产多维是来自澳华集团的澳华通用水产多维；微量元素预混料是来自澳华集团的虾蟹微量元素预混料PDX-02。
益生菌液中的各组分及配比：水1000g、牛肉膏蛋白胨培养基30g、凝结芽孢杆菌5g。
制备装置：
使用如图1所示的装置制备功能性发酵膨化饲料1，该装置包括原料混合预处理设备、烘干冷却设备、益生菌液制备设备、益生菌液接种设备和包装发酵设备。
原料混合预处理设备包括料仓、膨化机和制粒机，料仓用于将全价料中的各原料混合，膨化机用于将混合后的原料膨化，制粒机用于将膨化后的原料制粒。
烘干冷却设备包括烘箱和冷却塔，烘箱用于将膨化粒料烘干，冷却塔用于将烘干后的膨化粒料冷却。
益生菌液制备设备用于将水、培养基和益生菌混合以制备益生菌液。
益生菌液接种设备包括用于将益生菌液喷涂在干燥粒料上的喷酶设备和用于将益生菌液与干燥粒料均匀混合的混合机。喷酶设备包括能够360°喷涂益生菌液的螺旋形双喷头。混合机为360度圆形抛料混合机，其内壁设置4片与内壁呈35°的抛料板。
制备方法：
将全价料中的各组分在料仓中混合、在膨化机中膨化并在制粒机中制粒以获得膨化粒料。
将上述膨化粒料在烘箱中在115℃下烘干20min，然后在冷却塔中在20℃下冷却30min，直到粒料的温度为20℃，水分降低至9％，以获得干燥粒料。
将上述干燥粒料与益生菌液按照1000：320的质量比在混合机中使用喷酶设备将益生菌液均匀喷涂在干燥粒料上，以获得接种粒料。
将上述接种粒料包装到具有单向排气阀的发酵袋中，在35℃下发酵68h，以获得功能性发酵膨化饲料1。
实施例2：功能性发酵膨化饲料2的制备
原料及配比：
全价料中的各组分及配比：面粉230kg、发酵豆粕100kg、豆粕(粗蛋白含量≥46％)240kg、鸡肉粉115kg、花生饼160kg、虾粉8kg、鸡血球蛋白粉30kg、鱼膏豆粕28kg、乌贼豆粕60kg、酶解虾浆11kg、磷酸二氢钙15kg、豆油(四级)4kg、大豆磷脂油15kg、氯化胆碱(有效含量60％)1.2kg、水产多维1.7kg、丙酸钙1.2kg、微量元素预混料9kg。其中鸡血球蛋白粉是经喷雾干燥制得的鸡血球蛋白粉；鱼膏豆粕是鱼膏与豆粕按190：380的重量比混合的混合物；乌贼豆粕是乌贼膏与豆粕按219：500的重量比混合的混合物；水产多维是来自澳华集团的澳华通用水产多维；微量元素预混料是来自澳华集团的虾蟹微量元素预混料PDX-02。
益生菌液中的各组分及配比：水1000g、牛肉膏蛋白胨培养基30g、凝结芽孢杆菌3g。
制备装置：
与实施例1所用的制备装置基本相同，不同之处在于混合机的内壁设置有6片与内壁呈30°的抛料板。
制备方法：
将全价料中的各组分在料仓中混合、在膨化机中膨化并在制粒机中制粒以获得膨化粒料。
将上述膨化粒料在烘箱中在130℃下烘干25min，然后在冷却塔中在25℃下冷却40min，直到粒料的温度为25℃，水分降低至8％，以获得干燥粒料。
将上述干燥粒料与益生菌液按照1000：500的质量比在混合机中使用喷酶设备将益生菌液均匀喷涂在干燥粒料上，以获得接种粒料。
将上述接种粒料包装到具有单向排气阀的发酵袋中，在37℃下发酵60h，以获得功能性发酵膨化饲料2。
实施例3：功能性发酵膨化饲料3的制备
原料及配比：
全价料中的各组分及配比：面粉210kg、发酵豆粕80kg、豆粕(粗蛋白含量≥46％)250kg、鸡肉粉105kg、花生饼140kg、虾粉12kg、鸡血球蛋白粉20kg、鱼膏豆粕33kg、乌贼豆粕70kg、酶解虾浆7kg、磷酸二氢钙10kg、豆油(四级)2kg、大豆磷脂油25kg、氯化胆碱(有效含量60％)0.8kg、水产多维2.2kg、丙酸钙0.8kg、微量元素预混料6kg。其中鸡血球蛋白粉是喷雾干燥鸡血球蛋白粉；鱼膏豆粕是鱼膏与豆粕按190：380的重量比混合的混合物；乌贼豆粕是乌贼膏与豆粕按219：500的重量比混合的混合物；水产多维是来自澳华集团的澳华通用水产多维；微量元素预混料是来自澳华集团的虾蟹微量元素预混料(PDX-02)。
益生菌液中的各组分及配比：水1000g、牛肉膏蛋白胨培养基100g、凝结芽孢杆菌8g。
制备装置：
与实施例1所用的制备装置基本相同，不同之处在于混合机的内壁设置有5片与内壁呈45°的抛料板。
制备方法：
将全价料中的各组分在料仓中混合、在膨化机中膨化并在制粒机中制粒以获得膨化粒料。
将上述膨化粒料在烘箱中在110℃下烘干30min，然后在冷却塔中在30℃下冷却20min，直到粒料的温度为30℃，水分降低至11％，以获得干燥粒料。
将上述干燥粒料与益生菌液按照1000：250的质量比在混合机中使用喷酶设备将益生菌液均匀喷涂在干燥粒料上，以获得接种粒料。
将上述接种粒料包装到具有单向排气阀的发酵袋中，在32℃下发酵50h，以获得功能性发酵膨化饲料3。
测试例1：饲料指标测试
测试目的：对实施例1制备的功能性发酵膨化饲料1进行饲料指标测试以获得功能性发酵膨化饲料1的各项指标测试结果。
测试指标：水分、粗蛋白、粗灰分、粗纤维、总磷、钙、赖氨酸、有机酸、益生菌。
测试标准/方法：
水分：按GB/T 6435执行；
粗蛋白：按GB/T 6432执行；
粗灰分：按GB/T 6438执行；
粗纤维：按GB/T 6434执行；
钙：按GB/T 6436执行；
总磷：按GB/T 6437执行；
赖氨酸：按GB/T 18246执行；
有机酸：高效液相色谱法；
益生菌：平板菌落计数法。
测试结果：如表1所示。
表1：本发明的功能性发酵膨化饲料1的饲料指标检验结果
从表1中可以看出，本发明的功能性发酵膨化饲料中的水分≤30.0％、粗蛋白≥33.0％、粗灰分≤7.0％、粗纤维≤11.0％、钙≤2.5％、总磷≥1.5％、赖氨酸≥2.0％、有机酸≥3.0％、益生菌≥5*107cfu/g，具有全面而均衡的营养成分，能够全面满足动物的营养需求。
测试例2：白对虾养殖效果测试
测试目的：研究在白对虾养殖过程中，仅使用市售白对虾料与结合使用本发明的功能性发酵膨化饲料和市售白对虾料在白对虾养殖效果方面的对比。
测试条件：将32000只白对虾分为测试组和对照组两个大组，每个大组分为4个平行的小组，每个小组有4000只白对虾。将各小组白对虾分别置于3m×3m×1.8m的室外池中进行20天的养殖测试，对室外池进行持续通气并每天换水一次。
测试组和对照组所用饲料：在20天的养殖过程中，向测试组的4个小组投喂20％实施例1中所制备的功能性发酵膨化饲料1+80％白对虾料，向对照组的4个小组投喂白对虾料。该白对虾料是澳华集团市售的通用白对虾料。
测试指标A：白对虾的平均体长、体重和肥满度。
其中肥满度是反映鱼虾肥瘦程度和生长情况的指标，其计算公式为K(肥满度)＝(W/L3)×100。式中W为体重(g)，L为体长(cm)。肥满度越高，说明鱼虾生长得越好。
测试结果A：如表2所示。
表2：测试组和对照组的白对虾平均体长、平均体重和平均肥满度测试结果
从表2可以看出：经过20天投喂后，测试组白对虾的平均体长增加了16.6％、平均体重增加了79.3％、平均肥满度增加了13.5％。对照组白对虾的平均体长增加了16.9％、平均体重增加了76.6％、平均肥满度增加了10.0％。可以看出，测试组白对虾的平均体长增长率与对照组接近，但测试组的白对虾平均体重增长率和平均肥满度增长率均高于对照组，而肥满度又是反映鱼虾肥瘦程度和生长情况的指标，这说明喂养测试组饲料的白对虾组别的生长状况优于喂养对照组饲料的白对虾组别，由此说明本发明的功能性发酵膨化饲料与现有饲料结合使用有助于虾的生长。
测试指标B：饲料总投喂量、白对虾的体重总增量和饲料系数(料肉比)。
其中饲料系数(料肉比)指养殖对象增加一单位重量所消耗饲料的重量。料肉比高说明用的饲料多，但增长的肉少；反之，料肉比低说明用的饲料少，但增长的肉多。
测试结果B：如表3所示。
表3：测试组和对照组的饲料总投喂量、白对虾的体重总增量和平均饲料系数测试结果
从表3可以看出：经20天的养殖后，测试组的平均饲料系数(1.43)低于对照组的平均饲料系数(1.5)，说明测试组的白对虾对于饲料的利用率更高，进食相同量的饲料能够增长更多的体重。这说明本发明的功能性发酵膨化饲料与现有饲料结合使用能够提高白对虾在生长过程中对于饲料的利用率。
测试指标C：白对虾平均肠道蓝绿弧菌浓度。
其中蓝绿弧菌即为副溶血性弧菌，副溶血性弧菌是影响虾类肠道健康的主要因素，当虾肠道内的副溶血性弧菌浓度达到10cfu/ml即可引起轻度肠炎，乃至白便和严重偷死。本发明中采用稀释涂布平板法测量蓝绿弧菌浓度。
测试结果C：如表4所示。
表4：测试组和对照组的白对虾肠道内平均蓝绿弧菌浓度测试结果
从表4中可以看出，经过20天投喂后，测试组白对虾肠道内的平均蓝绿弧菌浓度从30cfu/ml下降至0，即测试组白对虾肠道内已经不存在蓝绿弧菌；对照组白对虾肠道内的平均蓝绿弧菌浓度从30
cfu/ml下降至10cfu/ml。对照组白对虾肠道内的蓝绿弧菌浓度虽然有所下降，但仍然处于可能引发虾肠道疾病的浓度下。这说明本发明的功能性发酵膨化饲料与现有饲料结合使用能够快速高效地降低并清除白对虾肠道内的蓝绿弧菌，从而有助于虾的肠道健康。
测试例3：白对虾实际养殖试验1
试验地点：广西钦州市
试验对象：白对虾，土塘精养
试验背景：6亩白对虾精养塘中出现裸藻水，白对虾出现白便状况，采食量差，3小时内不能吃完20斤白对虾料(澳华集团市售的通用白对虾料)。
试验条件：使用实施例2中制备的功能性发酵膨化饲料2连续投喂3天。
试验效果：投喂3天后，土塘中的白便基本消失，白对虾能够在1.5小时内吃完27斤白对虾料。
测试例4：白对虾实际养殖试验2
地点：广西合浦县
测试对象：白对虾，土塘精养
试验背景：3.5亩土塘精养白对虾出现白便，虾的体色不好、活力差，摄食量低，投喂量只有20斤/餐。
试验条件：前3天内全程使用实施例3中制备的功能性发酵膨化饲料3进行投喂；第4天开始，上午采用功能性发酵膨化饲料3：白对虾料(澳华集团市售的通用白对虾料)为1：1进行投喂，下午采用功能性发酵膨化饲料3：白对虾料为5：2进行投喂。
试验效果：投喂6天后，土塘中白便消失，饲料投喂量达到35斤/餐，对白对虾解剖后发现虾的肠道很清晰。
从测试例3和测试例4可以看出，本发明的功能性发酵膨化饲料既可以单独使用也可以与现有饲料结合使用，并且都能够快速修复虾的肠道，促进消化吸收并有效改善白便状况。
尽管本文中已经示出并描述了本发明的优选实施方案，但对于本领域技术人员显而易见的是这些实施方案仅以示例的方式提供。本领域技术人员在不脱离本发明的情况下可想到多种变化、改变和替代。应当理解，本文所述的实施方案的各种替代方式可用于实施本发明。所附权利要求旨在限定本发明的范围，并由此涵盖这些权利要求范围内的结构及其等同项。
