CN103564157A

CN103564157A - 一种农作物秸秆饲料的加工方法

Info

Publication number: CN103564157A
Application number: CN201210268297.0A
Authority: CN
Inventors: 梁翠
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2014-02-12

Abstract

本发明公开了一种农作物秸秆饲料的加工方法，该方法包括以下步骤：（1）将农作物秸秆预处理得到农作物秸秆粗粉；（2）取农作物秸秆粗粉，加入以农作物秸秆粉重量计为10-30ml/g的柠檬酸和10-40mg/g的复合酶，酶解，得到酶解液；（3）上述酶解液中加入以酶解液重量计4%-8%的产朊假丝酵母和4-8%嗜单宁管囊酵母以及相应无机盐，发酵，即得农作物秸秆饲料。本发明所述农作物秸秆饲料的加工方法具有高效、清洁的特特点，制得的农作物秸秆饲料适口性好、消化率高、营养价值高，粗蛋白含量高达25%以上，可基本满足反刍牲畜的营养需求。

Description

一种农作物秸秆饲料的加工方法

技术领域

本发明涉及一种饲料的加工方法，具体涉及一种农作物秸秆饲料的加工方法。

背景技术

农作物秸秆是农作物生产系统中一项重要的生物资源，据不完全统计，我国农作物秸秆年产量近6亿吨，相当于天然草地生产野干草的几十倍。农作物秸秆以玉米、小麦和稻谷秸秆为主，占总秸秆产量的80%。农作物秸秆富含粗糖、粗蛋白等家畜家禽所需的成分，但其质地粗硬，适口性差，营养价值低，消化率差等缺点，仅有很小比例的农作物秸秆用作饲料，绝大多数农作物秸秆直接用来还田或作燃料使用，甚至直接焚烧，不但造成了资源浪费，还污染了空气环境。

目前，主要采用物理法、化学法、微生物处理法加工农作物秸秆。物理法包括切碎、浸泡、磨碎、蒸煮、高压蒸汽处理、热喷、膨化和辐射等，上述物理方法能提高农作物秸秆的适口性，增加采食量，提高消化率，但无法改变农作物秸秆的组织结构或提高营养价值。化学法包括酸处理、碱处理、氧化剂处理和氨化，其中，酸碱处理需要大量水冲洗，容易造成环境污染；氧化剂处理法虽能有效提高农作物秸秆的营养价值，但副作用较大，长期应用可导致动物中毒；氨化法采用尿素处理农作物秸秆，受温度影响较大，在低温条件下转氨时间较长，而且余氨有毒，在挥发不充分的情况下会对动物产生刺激或毒害。青贮、微贮等微生物处理方法的处理时间长，成本高，不适合规模化生产。

复合化学法是在是在碱化处理的基础上再进行氨化处理，如公开号为CN102165992A的中国发明专利，公开了一种玉米秸秆饲料的制作方法，该方法是先将刚收获的玉米秸秆自然风干或干燥处理，再用揉碎机丝化成秸秆丝条，然后加入秸秆丝条重量5%的尿素和4%的熟石灰，混合均匀后再压缩为160kg/m³的料块，在自然状态下放置不少于3天即可，采用该方法制得的玉米秸秆饲料的消化率较高，达到70%以上，但粗蛋白含量较低，无法满足牲畜的营养需要。同步酶解发酵法（SSF）是采取添加纤维素酶的方法水解木质纤维素生成单糖和利用酵母等微生物发酵生成乙醇这两个步骤耦合同步进行，通过微生物发酵解除了所得糖对酶的抑制。但该法存在的缺陷是水解和发酵所需的最佳温度不匹配，无法兼顾纤维素酶活性的发挥和发酵的效率，使得同步发酵时间较长，而且微生物长时间为维持自身新陈代谢会浪费大量碳源，需添加大量酶来弥补不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种农作物秸秆饲料的加工方法，采用该方法加工农作物秸秆耗时短、效率高，制得的农作物秸秆饲料适口性好、消化率高、营养丰富。

本发明提供的技术方案是提供一种农作物秸秆饲料的加工方法，包括以下步骤：

（1）预处理：将农作物秸秆粉碎、蒸煮、烘干，得到农作物秸秆粗粉；

（2）复合酶解：取上述农作物秸秆粗粉，加入以农作物秸秆粗粉重量计为10-30L/kg的柠檬酸，灭菌，冷却，加入以农作物秸秆粗粉重量计为35000-100000U/kg的复合酶，在45-55℃下酶解15-25h，得到酶解液；所述复合酶含有纤维素酶、淀粉酶和糖化酶；

（3）发酵：往上述酶解液中加入以农作物秸秆粗粉重量计4-8%的产朊假丝酵母和4-8%嗜单宁管囊酵母以及相应无机盐，在30-40℃下发酵48-60h，即得农作物秸秆饲料。

上述述农作物秸秆包括玉米秸秆、小麦秸秆和稻谷秸秆。

上述步骤（1）中，

所述的蒸煮是将粉碎后的农作物秸秆在150-200℃条件下加水蒸煮1-2h。在高温条件下，水可以渗透到农作物秸秆内部，水解少部分纤维素，并将半纤维素移除，以消除后续复合酶分子的空间阻碍，从而提高酶解效率。

所述的烘干是将蒸煮后的农作物秸秆在60-70℃下烘至恒重。

上述步骤（2）中，

所述的复合酶除上述纤维素酶、淀粉酶和糖化酶之外，还包括半纤维素酶、木质素酶和木聚糖酶中的一种或任意组合。所述复合酶能迅速水解农作物秸秆粗硬的细胞壁，将纤维素、半纤维素、木质素分解为还原糖。

选择pH为4.5-5的柠檬酸溶液浸泡农作物秸秆粗粉，是为了创造上述复合酶的最佳酶解环境，加快酶解进程。

本发明所述的农作物秸秆的加工方法利用微生物酶解技术，先让复合酶在其最优条件下降解高温蒸煮后的农作物秸秆一定时间后，生成尽可能多的还原糖，作为后续发酵的启动碳源，然后再接入混合酵母进行同步发酵产生菌体蛋白，缩短农作物秸秆饲料化的时间、节省酶用量，提高了还原糖的利用率。制备的农作物秸秆饲料适口性好、消化率高、营养丰富，粗蛋白含量高达27%以上，能满足反刍动物的营养需求。

具体实施方式

下面以实施例作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

实施例1

（1）预处理：将玉米秸秆粉碎，过40目筛，置于蒸煮锅中，加水没过物料，加温至150℃蒸煮1h，在60℃烘干至恒重，得到玉米秸秆粗粉；

（2）复合酶解：取上述玉米秸秆粗粉100kg，加入1000L pH为4.5的柠檬酸，120℃灭菌20min，冷却，加入35000U的复合酶，在45℃下酶解15h，得到酶解液；所述复合酶为纤维素酶、淀粉酶和糖化酶的混合物；

（3）发酵：往上述酶解液中加入以酶解液重量计44kg的产朊假丝酵母和44kg嗜单宁管囊酵母以及0.9kg磷酸二氢钾，在30℃下发酵48h，即得玉米秸秆饲料，测得消化率为70.02%，粗蛋白含量为25.12%。

实施例2

（1）预处理：将小麦秸秆粉碎，过50目筛，置于蒸煮锅中，加水没过物料，加温至200℃蒸煮2h，在70℃烘干至恒重，得到小麦秸秆粗粉；

（2）复合酶解：取上述小麦秸秆粗粉100kg，加入3000L pH为5的柠檬酸，120℃灭菌20min，冷却，加入100000U的复合酶，在55℃下酶解25h，得到酶解液；所述复合酶为纤维素酶、半纤维素酶、木质素酶、木聚糖酶、淀粉酶和糖化酶的混合物；

（3）发酵：往上述酶解液中加入以酶解液重量计88kg的产朊假丝酵母和88kg嗜单宁管囊酵母以及1.8kg磷酸二氢钾，在40℃下发酵60h，即得小麦秸秆饲料，测得消化率为71.2%、粗蛋白含量为27.3%。

实施例3

（1）预处理：将稻谷秸秆粉碎，过45目筛，置于蒸煮锅中，加水没过物料，加温至180℃蒸煮1.5h，在65℃烘干至恒重，得到稻谷秸秆粗粉；

（2）复合酶解：取上述稻谷秸秆粗粉100kg，加入1500L pH为4.8的柠檬酸，120℃灭菌20min，冷却，加入70000U的复合酶，在50℃下酶解20h，得到酶解液；所述复合酶为纤维素酶、半纤维素酶、木质素酶、淀粉酶和糖化酶的混合物；

（3）发酵：往上述酶解液中加入以酶解液重量计70kg的产朊假丝酵母和70kg嗜单宁管囊酵母以及1.4kg磷酸二氢钾，在35℃下发酵50h，即得稻谷秸秆饲料，测得消化率为70.52%、粗蛋白含量为26.1%。

实施例4

（1）预处理：将玉米秸秆粉碎，过65目筛，置于蒸煮锅中，加水没过物料，加温至150℃蒸煮2h，在60℃烘干至恒重，得到玉米秸秆粗粉；

（2）复合酶解：取上述玉米秸秆粗粉100kg，加入3000L pH为4.5的柠檬酸，120℃灭菌20min，冷却，加入35000U的复合酶，在55℃下酶解15h，得到酶解液；所述复合酶为纤维素酶、半纤维素酶、木聚糖酶、淀粉酶和糖化酶的混合物；

（3）发酵：往上述酶解液中加入以酶解液重量计44kg的产朊假丝酵母和88kg嗜单宁管囊酵母以及1.3kg磷酸二氢钾，在30℃下发酵60h，即得玉米秸秆饲料，测得消化率为70.1%、粗蛋白含量为25.88%。

Claims

1.一种农作物秸秆饲料的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.一种农作物秸秆饲料的加工方法，其特征在于：所述农作物秸秆包括玉米秸秆、小麦秸秆和稻谷秸秆。

3.根据权利要求1或2所述的加工方法，其特征在于：步骤（1）中，所述的蒸煮是将粉碎后的农作物秸秆在150-200℃条件下蒸煮1-2h。

4.根据权利要求1或2所述的加工方法，其特征在于：步骤（1）中，所述的烘干是将蒸煮后的农作物秸秆在60-70℃下烘至恒重。

5.根据权利要求1或2所述的加工方法，其特征在于：步骤（2）中，柠檬酸的pH为4.5-5。

6.根据权利要求1或2所述的加工方法，其特征在于：步骤（2）中，所述的复合酶还包括半纤维素酶、木质素酶和木聚糖酶中的一种或任意组合。