CN106509422A - 提高秸秆适口性的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种提高秸秆适口性的加工方法，包括以下步骤：1)将秸秆粉碎，得到秸秆粉末；2)向秸秆粉末中加入质量分数为0.01～0.03％的TmCl₃溶液，搅匀，采用剂量率为14～20krad/min的Co‑60γ射线辐射5～10min，干燥，即得秸秆饲料。本发明采用Co‑60γ射线辐射和TmCl₃共同作用，可在极小的辐射剂量下完成秸秆纤维结构的快速破坏，有效提高秸秆饲料的适口性和消化率。

Description

提高秸秆适口性的加工方法

技术领域

本发明涉及饲料技术领域，具体涉及提高秸秆适口性的加工方法。

背景技术

农作物秸秆具有低能量、高纤维和少蛋白特性，纤维物质包括纤维素、半纤维素和木质素组成。纤维素分子是由β-D-葡萄糖通过β-1,4-糖苷键结合而成的葡萄线性同质多聚体。半纤维素是由两种或两种以上的糖基(D-木聚糖、D-甘露糖基、D-葡萄糖基和L-阿拉伯糖基等)与其他碳水化合物所组成的分子量较小的聚合物，它通过复合氢键与纤维素，通过共价键与木质素相结合。纤维素相邻两个葡萄糖单体间的糖苷键可以通过水解被打开，形成葡萄糖。半纤维素在生物质中与纤维素交织在一起，只有纤维部分水解时纤维素才能完全水解。反刍动物具有发达的瘤胃微生物区系和酶系统，从理论上讲纤维素和半纤维素完全可以被反刍动物消化代谢。木质素是一类酚酸多聚体混合物，结构复杂，由苯丙烷及其衍生物形成的三维网状结构，占秸秆干重5％以上。木质素结构中存在许多羟基等极性基团，具有很强的分子内能和分子间的氢键，木质素不能被水解为单糖，并且在纤维素周围形成保护层，影响纤维素水解。收获籽粒后的秸秆，随着水分的丧失，细胞逐渐死亡，秸秆内营养成分和含量发生一系列的变化，维生素部分如胡萝卜的含量大幅降低，细胞壁变厚老化，木质化程度加深，秸秆质地坚硬，适口性差，营养价值降低，导致反刍动物对秸秆消化和利用率降低，饲喂价值不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种提高秸秆适口性的加工方法，该方法制得的秸秆饲料适口性好，容易被反刍动物消化吸收。

本发明提供了一种提高秸秆适口性的加工方法，包括以下步骤：

1)将秸秆粉碎，得到秸秆粉末；

2)向秸秆粉末中加入质量分数为0.01～0.03％的TmCl₃溶液，搅匀，采用剂量率为14～20krad/min的Co-60γ射线辐射5～10min，干燥，即得秸秆饲料。

Tm³⁺为三价稀土金属，稳定性好，能量较高，受到Co-60γ射线辐射时，Tm3+迅速吸收辐射能，发生能级跃迁，迅速进入秸秆纤维素结晶区，稀土原子直径较大，会对秸秆纤维素结晶区造成剧烈碰撞、摩擦和剪切，使得秸秆最坚固的纤维素结晶区结构破坏，一旦结晶区结构破坏，秸秆纤维的其他区域也会在极短时间内破坏。

众所周知，纤维素分为结晶区和不定向区，结晶区致密度高，平行排列，定向良好，大分子间的氢键作用力最大；无定形区域致密度较小，大分子彼此之间的结合程度较弱，有较大的孔隙，分布也不完全平行。当TmCl₃溶液质量分数为0.01～0.03％时，可以迅速吸收吸收Co-60γ射线辐射能猛烈撞击纤维素结晶区，可快速将平行排列、定向良好的纤维素结晶态结构破坏，一旦纤维素结晶区被撞裂了，秸秆其他区域也将瞬间撞裂，因此可以在很短的辐射时间和辐射剂量下完成秸秆木质素、半纤维素和纤维素的化学键断裂，使得秸秆蓬松、比表面积大大提高，适口性和消化率也大大提高。稀土溶液浓度过高，会产生大量的稀土离子残留，对反刍动物不利，稀土溶液浓度过低，也会导致撞击力度不够，造成秸秆纤维适口性和消化率降低。

我们知道，水润胀纤维素时，纤维素分子链间已经断开的氢键在干燥过程中，还可以重新键和在一起，形成更加规整的结构，被水打开的微孔也趋于关闭，纤维素非晶区的取向链段形成新的晶区，称为角质化作用。但是Tm3+吸收Co-60γ射线辐射能在瞬间会产生极大的能级跃迁，对秸秆纤维的破坏程度极大，呈现不可逆破坏，即便在后续干燥中，也不会发生角质化作用。

将秸秆粉碎至20～100目。

秸秆粉末与TmCl₃溶液的料液比为1g：3～15ml。作为优选，秸秆粉末与TmCl₃溶液的料液比为1g：5～12ml。进一步优选地，秸秆粉末与TmCl₃溶液的料液比为1g：10ml。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1)本发明采用Co-60γ射线辐射和TmCl₃共同作用，可在极小的辐射剂量下完成秸秆纤维结构的快速破坏，有效提高秸秆饲料的适口性和消化率。

2)本发明的秸秆饲料在后续干燥过程中不会发生角质化作用。

具体实施方式

以下具体实施例对本发明作进一步阐述，但不作为对本发明的限定。

实施例1

1)将秸秆粉碎至20目，得到秸秆粉末；

2)向秸秆粉末中加入质量分数为0.01％的TmCl₃溶液，秸秆粉末与TmCl₃溶液的料液比为1g：3ml，搅匀，采用剂量率为14krad/min的Co-60γ射线辐射5min，即得秸秆饲料。

对照例1

1)将秸秆粉碎至20目，得到秸秆粉末；

2)将秸秆粉末采用剂量率为14krad/min的Co-60γ射线辐射5min，干燥，即得秸秆饲料。

实施例2

1)将秸秆粉碎至20目，得到秸秆粉末；

2)向秸秆粉末中加入质量分数为0.03％的TmCl₃溶液，秸秆粉末与TmCl₃溶液的料液比为1g：15ml，搅匀，采用剂量率为20krad/min的Co-60γ射线辐射10min，减压回收乙醇和丙酮，即得秸秆饲料。

实施例3

1)将秸秆粉碎至20目，得到秸秆粉末；

2)向秸秆粉末中加入质量分数为0.02％的TmCl₃溶液，秸秆粉末与TmCl₃溶液的料液比为1g：12ml，搅匀，采用剂量率为18krad/min的Co-60γ射线辐射8min，减压回收乙醇和丙酮，即得秸秆饲料。

实施例4

1)将秸秆粉碎至20目，得到秸秆粉末；

2)向秸秆粉末中加入质量分数为0.03％的TmCl₃溶液，秸秆粉末与TmCl₃溶液的料液比为1g：10ml，搅匀，采用剂量率为20krad/min的Co-60γ射线辐射5min，减压回收乙醇和丙酮，即得秸秆饲料。

实验例1

将2头装有永久性瘤胃瘘管的中国荷斯坦牛，平均体重560±12kg，舍饲栓系，处于干奶末期，一头为实验组，另一头为对照组。选用孔径为40～45μm尼龙布，经裁剪后缝制成12×8cm的尼龙袋，袋的三边用细涤纶线作双道缝合，针孔以防水耐温胶密封。每个尼龙袋中装入3g干燥玉米秸秆，袋口用细线缝合。每三个尼龙袋用尼龙绳缝在直径6mm和15cm的塑料软管的一头上，将塑料软管另一端系上25cm长的粗尼龙绳上，尼龙绳固定在瘤胃瘘管外端的铁环上，防止滑落。实验组的尼龙袋中装入3g实施例1的秸秆饲料。对照组的尼龙袋中装入3g对照例1的秸秆饲料。

在试验期的第1天于5:30通过瘘管投入瘤胃腹囊，每头牛放入5根绳，即每头牛一次投放15个尼龙袋。在投样后第4、8、12、24、48和72h各取一根绳(3个袋)。将取出的尼龙袋用冷水缓慢冲洗至澄清，一般10～15min。冲洗干净后放入55～60℃烘箱中烘干，取出回潮48h后称重，测定残渣中干物质(DM)、中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)的消化率，结果见表1。

表1

未加工前，玉米秸秆为黄绿色，质地粗硬，散发糊香味。干物质、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维72h的瘤胃降解率分别为39.39％、30.59％、22.91％。实验组的玉米秸秆经处理后秸秆呈黄褐色，松散柔软，散发氨味，干物质、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维瘤胃降解率均有极大提高。对照组辐射时间短，辐射剂量小，饲料质地依然粗硬，干物质、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维瘤胃降解率几乎没有提高。

实验例2

选择生长发育、营养状况、食欲和体质均正常，且年龄、体重(400kg±10kg)及发育阶段基本一致的南阳黄牛12头，随机分为3组，每组4头，单槽饲喂，分别为实验组、阳性对照组和阴性对照组。三组混合精料水平完全相同，实验组饲喂实施例1的玉米秸秆，阳性对照组饲喂对照例1的玉米秸秆，阴性对照组饲喂仅经粉碎的干燥玉米秸秆，日粮组成及营养物质含量见表2。

试验期为30天，每天早上7:00和下午5:30分2次喂料，每天每头牛喂精饲料4.5kg，粗饲料自由采食，自由饮水。每日统计每头牛玉米秸秆采食量，结果见表3。

表2基础日粮组成及营养成分表

每kg预混料中含有Fe 25000mg、Cu 3230mg、Mn 3010mg、Zn 2100mg、Se 100mg、Co30mg、VA 1000000IU、VD₃ 32000IU、VE 3000IU。

表3肉牛对秸秆干物质的采食量

Claims (5)

1.提高秸秆适口性的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)将秸秆粉碎，得到秸秆粉末；

2)向秸秆粉末中加入质量分数为0.01～0.03％的TmCl₃溶液，搅匀，采用剂量率为14～20krad/min的Co-60γ射线辐射5～10min，干燥，即得秸秆饲料。

2.根据权利要求1所述的提高秸秆适口性的加工方法，其特征在于：步骤1)中，将秸秆粉碎至20～100目。

3.根据权利要求1所述的提高秸秆适口性的加工方法，其特征在于：步骤2)中，秸秆粉末与TmCl₃溶液的料液比为1g：3～15ml。

4.根据权利要求3所述的提高秸秆适口性的加工方法，其特征在于：秸秆粉末与TmCl₃溶液的料液比为1g：5～12ml。

5.根据权利要求4所述的提高秸秆适口性的加工方法，其特征在于：秸秆粉末与TmCl₃溶液的料液比为1g：10ml。