CN1109280A - 碱处理的蔗渣和其制备及应用 - Google Patents

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Abstract

公开了单独用氧化钙或连同氢氧化钠一起软化 蔗渣；同时阻止实质上分解纤维素和半纤维素而制得 的碱处理的蔗渣，由碱处理的蔗渣制备的蔗渣饲料和 发酵蔗渣饲料，其制备和应用及用于发酵碱处理的蔗 渣的细菌。这些蔗渣和蔗渣饲料解除了精炼糖工业 处理这一未被利用的工业废物的困难，解决了牧畜养 殖工业中粗饲料短缺问题，而且对农业、甜味品工业、 食品工业和畜产品加工都是极为重要的。

Description

本发明涉及碱处理的蔗渣和其制备及应用，特别是涉及其结构被软化的同时防止纤维素和半纤维素分解的碱处理的蔗渣由所说的碱处理的蔗渣制备的蔗渣饲料与发酵蔗渣饲料，以及它们的制备与应用，和用于发酵所说碱处理的蔗渣的微生物。
虽然蔗渣已部分地用作燃料来源，但它是一种含有大量纤维素和半纤维素的糖甘蔗的压榨废物，并且未能发现其他用途。问题是全世界每年排弃的1亿多吨蔗渣仍未得到利用。
另一方面，食草家畜或牛、羊等反刍动物与人、猪和家禽等单胃动物不同，它们可同化天然植物的纤维素和半纤维素，并进一步在生理上利用所说的纤维素和半纤维素作为能源。
目前，对牛肉和牛奶等家畜产品的消耗量不断增加，从而显著地发展了集约化家畜饲养系统，以在小饲养棚中饲养大量以同一方向站立的牛；所说的集约化家畜饲料系统集中了饲养所需牧草的供应，并且已导致迅速增加了对可代替牧草之含纤维素和半纤维素粗饲料的需求。
长时间来对利用蔗渣作粗饲料的问题作了许多研究，但除纤维素和半纤维素外，蔗渣还含有大量与纤维样纤维素紧密键合的木质素，并且象竹一样所说的键合紧密了蔗渣的结构。当反刍动物能同化蔗渣本身时，对于反刍动物来说蔗渣的可消化性相对较低，并且其味道和营养价值也很不理想。已知，当牛同化粗饲料时，可引起所说蔗渣的碎片刺入牛的瘤胃壁内的危险。
为了改善蔗渣的营养价值，已提出许多通过分解木质素来软化蔗渣的结构以增加其可消化性的建议。大多数所说的建议包括，用碱试剂处理蔗渣，然后发酵所得的碱处理的蔗渣。在如Biotechnology and Bioengineering，Vol. 26，PP. 2126-433（1984）中所述的这样的碱处理中，已知是使用氢氧化钠、氢氧化钙及碳酸钠等碱试剂。在发酵碱处理的蔗渣时，例如按Animal Feed Science and Technology，Vol. 9，pp. 1-17（1983）中所述用氢氧化钠青储碱处理的蔗渣是已知的。
我们积极地研究了这些常规方法，发现在用氢氧化钠进行碱处理的情况下，由于它的强碱性，相当小量的氢氧化钠即可使蔗渣混合物的pH保持在相当高的水平，从而很容易分解木质素以软化蔗渣的结构，却不容易破坏粗饲料所必需的纤维素和半纤维素。另外，发现碱处理的蔗渣的pH水平降低，特别是在长时间里所说的pH水平逐步降低到乳酸菌增殖的范围，并且在从碱处理的蔗渣制备发酵蔗渣饲料所需的25至90天的长时间里进一步降低。已发现，为了避免所说的缺点并迅速提高碱处理的蔗渣的pH水平，应使用酸性溶液中和所说的碱处理的蔗渣，而且常规方法中还有许多其他缺点。
发现在使用氢氧化钙和碳酸钠的情况下，因为它们的碱性较弱，碱试剂的用量便须增加到约占蔗渣的12-30W/W%，d.s.b（本文使用的“W/W%”一词在下文中缩写为“%”），这样就提高了碱处理的成本，并且在反刍动物消耗过多碱试剂时须用大量的水，以致它们将大量排尿。因此，发现常规方法对于反刍动物的正常生理功能是极为不利的。
本发明提供了能克服上述缺陷的碱处理的蔗渣及其应用，而且考虑到对所说蔗渣的大量需求，本发明还提供了以相对低成本和相对短的时间方便地制备所说蔗渣的方法。
为了克服上述缺点，我们主要集中研究了在碱处理蔗渣中所使用的碱试剂。结果，我们出人预料地发现，使用常规方法中尚未考虑到的氧化钙很适于生产碱处理的蔗渣，并且发现它对于从所说的碱处理的蔗渣制备发酵蔗渣饲料也是优选的试剂，从而完成了本发明。
此外，我们发现使用氢氧化钠连同氧化钙一起作为碱试剂，一点不比只使用氧化钙差，并且对于制备碱处理的蔗渣以及使用所说的碱处理的蔗渣制备发酵蔗渣来说要更好些，从而基于这些发现完成了本发明。
本发明利用加有或没加有氢氧化钠的氧化钙作为碱试剂对蔗渣进行碱处理，具有几方面的特征：（1）生产碱处理的蔗渣软化了蔗渣结构，而几乎没有破坏作为蔗渣之有效成分的纤维素和半纤维素；（2）因为氧化钙是一种活性碱试剂或吸收水并可放出足以促进碱性反应的热量，所以在相对短的时间内以相对小量的碱试剂即可达到碱处理的目的；（3）因为碱处理的蔗渣的pH水平能相对迅速地降低，所以可不用酸中和而在早期阶段接种乳酸菌的种子培养物；（4）因为容易控制、处理时间短并且生产成本较低，故适于大规模生产碱处理的蔗渣和使用所说的蔗渣生产发酵蔗渣饲料；（5）因为相对于蔗渣来说只使用小量碱试剂而没有考虑过多摄入碱试剂的问题，并且因为向其中加入适当量的钙或矿物盐而强化了蔗渣的营养价值，所以对于反刍动物在营养上更为适宜；（6）按本发明制得的发酵蔗渣饲料具有相对高的质量、极好的可消化性及食物味道，以及（7）所得到的碱处理的蔗渣和蔗渣饲料以及由碱处理的蔗渣制得的发酵蔗渣，更适于用作家畜饲料及有机肥料。
下文详细解释本发明。
可用于本发明的蔗渣包括当在精炼糖厂废弃时水含量约为40-50%的蔗渣，必要时也可使用干燥的和储存的蔗渣。在碱处理中共存的优选水含量范围是，从其中蔗渣与碱试剂能够充分混合的下限到其中防止碱溶液从碱处理的蔗渣中漏出的上限。具体地说，水含量约40到90%，更适宜的水含量是45到80%。
就用于本发明的氧化钙来说，应具有较高活性，即尽可能地没有水，必要时可选用颗粒或粉末形式的。适用于本发明的氧化钙的量在于固体基础（d.s.b）上一般不超过蔗渣的5%，较好在2至4%范围内。适用于本发明的氢氧化钠的量一般不超过氧化钙的用量，较好不多于3%。
当在与水共存情况下向蔗渣中加入碱试剂时，可使用使碱试剂与一定量水之蔗渣混合的任何方法，例如可首先将蔗渣浸软并与碱试剂充分混合，或反之亦可。可在室温下且通常在大约10至35℃范围内进行这些处理。
如此得到的蔗渣的最初pH水平一般不小于约pH10.3，较好在pH10.5至12范围内，并在室温下放置所说的蔗渣，可很容易地得到不大于pH10，更好是不大于pH9.5的碱处理的蔗渣，如此即可在大约10至40小时的短时间内达到碱处理的目的。
如此得到的碱处理的蔗渣是已被软化的，并且没有实质上破坏纤维素和半纤维素，具体地说，在使用氧化钙连同氢氧化钠的情况下，与单独使用氧化钙相比，破坏了处理的蔗渣中的木质素以进一步软化其结构，而没有实质上破坏纤维素和半纤维素，并且是一种发酵蔗渣饲料的适宜原料。可以没经发酵优先使用碱处理的蔗渣，将其与作为能源的废糖蜜和有机酸及脱脂大豆和棉籽渣等蛋白质营养素混合用作各种饲料。
我们发现，碱处理的蔗渣或将所说的碱处理的蔗渣与各种营养素混合制得的蔗渣饲料适于用作有机肥料，其可在土壤中适当地分解并表现出向土壤中提供营养素以及改善土壤的条件和温度的显著能力。在利用碱处理的蔗渣或蔗渣饲料作为肥料的情况下，可在土壤中散布相对小量的蔗渣或饲料，如通常每10公亩约40至500kg，而此用量可根据该蔗渣或饲料的组分、土壤条件及待生长的作物种类而定。
为了从碱处理的蔗渣制备发酵蔗渣饲料，可自然发酵碱处理的蔗渣，或最好向碱处理的蔗渣中加入乳酸菌的种子培养物及营养素，然后在碱处理的蔗渣的pH水平降低到其中乳酸菌的种子培养物增殖的范围之后或之前发酵该混合物，即可很容易地达到所说的目的，在这种情况下，必要时可用酸性溶液部分地中和碱处理的蔗渣，以使最低pH水平适应于所接种之乳酸菌增殖的要求。
用于本发明的乳酸菌包括能够在含有碱处理的蔗渣的培养基中发酵的乳酸菌，例如优选的是肠球菌属、乳杆菌属、链球菌属和足球菌属的乳酸菌。具体地说，为制备具有高度增加之优选条件的发酵蔗渣，可选用由本发明人新分离的肠球菌属的粪肠球菌（Enterococcus faecium）HL-5（FERM BP-4504），该菌株可在不小于pH9.5的碱溶液中或在含有6.5%氯化钠的高浓度盐水溶液中增殖，进一步产生乳酸以降低碱处理之蔗渣的pH。
我们发现，该微生物能够在含有碱处理的蔗渣pH不大于10，较好不少于9至不大于10，更好不小于9.5至不大于10的碱性营养培养基中增殖，并且所说的微生物可在碱处理的蔗渣的pH降低接近于pH10的相对早期阶段接种，换句话说，可望使碱处理周期在大约1至2天或更短。另外，该生物的特征在于它可令人满意地将发酵蔗渣饲料的制备周期缩短到3至6天。当接种到上述其pH很容易降低的用氧化钙进行碱处理的蔗渣中时，该微生物可有利地缩短发酵蔗渣饲料的生产周期。
对本发明人从青储玉米中新分离的微生物肠球菌HL-5的鉴定结果如下所述。按照Biseibutsu no Bunrui to Doutei（微生物的分类和鉴定）（Hasegawa，Gakujyutsu Shutsupan Center编辑，1985年出版）中所述方法进行鉴定研究。
[A.形态学]
（1）在MRS琼脂中37℃保温时细胞的特征通常以0.9至1.2μm的球菌形式存在；
以偶联或短连接形式存在；
运动性：阴性；
不能产生芽胞；
革兰氏染色：阳性。
（2）在PG琼脂中37℃保温时的细胞特征通常以0.9至1.2μm的球菌形式存在；
以偶联或短连接形式存在；
运动性：阳性；
不能产生芽胞；
革兰氏染色：阳性。
[B.培养性质]
（1）在MRS琼脂平皿中37℃保温时所形成之菌落的特征
形状：保温3天后形成直径约1至2mm的环形菌落，
边缘：完整；
投影：半球形；
光泽：湿外表光泽；
表面：光滑；
颜色：乳白色且半透明。
（2）于37℃琼脂穿刺培养时无液化MRS明胶。
（3）当37℃在其中保温时形成酸和胶凝化石蕊牛乳。
[C.生物学性质]
（1）过氧化氢酶：阴性；
（2）氧化酶：阴性
（3）明胶液化：阴性；
（4）水解酪蛋白：阴性；
（5）水解精氨酸：阳性；
（6）对40%胆汁的耐受性：阳性；
（7）溶血作用：阴性；
（8）水解马尿酸：阳性；
（9）水解七叶苷：阳性；
（10）在10至45℃生长：阳性；
（11）在pH9.6生长：阳性；
（12）在6.5%NaCl中生长：阳性；
（13）氧需求：兼性厌氧；
（14）从碳源生成酸：
苦杏仁苷：阳性
阿拉伯糖：阳性
纤维二糖：阳性
七叶苷：阳性
果糖：阳性
半乳糖：阳性
葡萄糖：阳性
葡糖酸：阳性
乳糖：阳性
麦芽糖：阳性
甘露醇：阳性
甘露糖：阳性
松三糖：阴性
蜜二糖：阳性
蜜三糖：阳性
鼠李糖：阳性
核糖：阳性
水杨苷：阳性
山梨醇：阴性
蔗糖：阳性
海藻糖：阳性
木糖：阴性
熊果苷：阳性
山梨糖：阴性
（15）细胞壁的主要氨基酸：赖氨酸；
（16）甘氨酸（G）加胞嘧啶（C）的mol%数：38.6%。
参照Bergey's Manual of Systematic Bacteriology，Vol. 2（1986），将上述菌学性质与已知菌株的菌学性质比较。结果，基于上述性质可以看出，用粪肠球菌的微生物鉴定该微生物时所不同的是其从山梨糖生成酸的性质为阴性。
根据上述结果，本发明人确定该微生物为新的微生物粪肠球菌HL-5，并于1993年12月17日将其保藏在位于1-3，Higashi 1 Chome Tsukuba-shi Ibaralki-ken 的 National Institute of Bioscience and Human-Technology Agency of Industrial Science and Technology，其保藏号为FERM BP-4504。本发明中，除上述微生物外，能够在不小于pH9.5并含有碱处理的蔗渣的碱性培养基中增殖的其他肠球菌菌株，和其突变体也是可以利用的。可用于本发明的其他属于肠球菌属于菌株包括，例如Enterococcus Casseliflavds IFO 3531,Enterococcus durans IFO 13131,Enterococcus faecalis IFO 3791,Enterococcus faecium IFO 3535 和 Enterococcus hirae IFO 3181T。
已发现，与本发明人分离的粪肠球菌HL-5相似的肠球菌属乳酸菌，能够在碱处理的蔗渣的pH降低的相对早期阶段，即具体地说能在不小于pH9时增殖，更好是能够在不小于pH9.5的阶段充分增殖，并认识到须早期接种，因此该乳酸菌适于缩短发酵周期。
联合使用属于肠球菌的乳酸菌和一种或多种选自乳杆菌属、足球菌属和链球菌属的、能够在pH不小于和接近于8时增殖的乳酸菌，对于以缩短的生产周期生产具有极好味道的高质量发酵蔗渣饲料是十分有益的。
属于乳杆菌属的菌株例如包括 Lactopacillus rhamnosus IFO 3532、Lactobacillus plantarum IFO 3070、Lactobacillus sake IFO 3541、Lactobacillus acidophilus IFO 13952、Lactobacillus helveticus IFO 3809和Lactobacillus brevis IFO 3345，并可联合使用一个或多个所说的菌株改善发酵蔗渣饲料的优选性质。
此外，还可优先利用属于足球菌属和链球菌的微生物，例如Pediococcus acidilactici IFO3076和Streptococcus bovis IFO 12057。
可以将乳酸菌的种子培养物和营养素掺入碱处理的蔗渣中以发酵此碱处理的蔗渣，通常是将营养素，必要时连同适当量的水一起加入所说的碱处理的蔗渣中，接种乳酸菌的种子培养物，然后15至50℃的室温下发酵该混合物，例如可将含在软包装袋中的或者被包围的上述混合物厌氧发酵大约2或4天，以完成所说的发酵。
可用于本发明的营养素包括适于同化本发明制得之发酵蔗渣饲料的乳酸菌和/或动物增殖的营养素，通常可使用一种或多种能源、蛋白质、矿物质和维生素。例如可任意地使用废糖蜜、糖、谷物、大豆、大麦、磨碎的稻米、稻米糠、小麦粉、麦麸、玉米、玉米面筋、通用饲料、脱脂大豆、大豆酪蛋白、棉籽、棉籽渣、菜籽渣、啤酒糟、脱脂奶粉、牛奶酪蛋白、乳清、血粉、骨粉、羽毛粉、鱼粉、尿素、铵盐、钙盐、镁盐、钠盐、磷酸盐、铁盐、铜盐、锌盐、水溶性和脂溶性维生素。
通常上述营养素的掺入量不超过所用蔗渣（d.s.b.）的用量。所说的“掺入适当量的水”是指所掺入的水量下限为使乳酸发酵能够进行，上限为可防止营养素溶液从所得发酵蔗渣饲料中漏出，通常范围约为40至90%，较好为45至80%，且在保存发酵蔗渣饲料的情况下其水含量约为45至60%。可根据终产品的不同，如粗饲料或是充分平衡的含最适量营养素的饲料来任意选择用于发酵中的营养素种类和量。虽然根据所用营养素的种类和量的不同其产品情况可能有所变化，但乳酸酸化如此得到的发酵蔗渣饲料后其防腐性质和味道是极好的。为了改善所说发酵蔗渣饲料的防腐能力，必要时可用空气或热空气干燥该饲料，使其中水含量不多于40%，较好使所说的水含量降低到不多于30%，这样便可很容易地保藏和利用如此干燥的发酵蔗渣饲料。
本发明中如此得到的发酵蔗渣饲料是具有良好味道和极好可消化性的高质量饲料。该发酵蔗渣饲料主要可用作反刍动物饲料，但必要时也可用于猪和家禽等单胃动物，特别是所说的蔗渣饲料可用作能够控制和改善工业条件及防止动物感染的饲料。根据发酵蔗渣饲料的种类和牛的年龄。一般牛每天可同化约4至10kg该发酵饲料，每天牛的体重增加量不少于约2kg，更好不少于约2.5kg。
根据待饲养动物的种类和它们的年龄，可将发酵蔗渣饲料任意与其他营养素混合。
我们发现，蔗渣饲料可用作能在土壤中适当分解，并表现有显著地改善土壤营养素供应并改善土壤条件及湿度之能力的有机肥料。当蔗渣饲料作为肥料利用时，可在土壤中散布相对小量的蔗渣饲料，通常可根据蔗渣或饲料的组成、土壤的条件及待生长作物的种类选择每10公亩约60至800kg的用量范围。
下述实验详细解释使用氧化钙进行碱处理：
实验1
碱试剂对制备碱处理蔗渣的影响
用水浸渍蔗渣使其水含量达到70%，然后与作为碱试剂的分别占蔗渣3、5和7%的氢氧化钠（NaOH）（d.s.b.），及分别占蔗渣2、3、5或7%的氧化钙（CaO）（d.s.b.）尽可能地混合均匀。将混合物放置在室温下。根据其pH和成分及结构揉曲性的改变分析所得到的碱处理的蔗渣。
混合后立即取样品测碱处理的蔗渣的pH水平，并在24和48小时终止。将1份重量的碱处理的蔗渣样品与2份重量的精制水混合，将混合物放置10分钟、过滤混合物，并在pH计上检测滤出的所得物的pH以分析样品。涉及成分分析，将粗饲料和在24和48小时终止时收集的碱处理的蔗渣分别分成8份样品，测定它们的半纤维素、纤维素和木质素含量，并计算其平均值。
按照“Dietary Fiber”，3.1Chapter，pp. 38-46（1982，Dai-ichi Shutupan Co.，Ltd.，Tokyo，Japan出版）中所述的Van Soest的去污剂过滤法进行上述检测。粗蔗渣的成分基本上是由28.7%半纤维素、52.6%纤维素和11.9%木质素（d.s.b.）组成的。
用带橡胶手套的手抓住碱处理的蔗渣，借助其触摸感分析其结构揉曲性。结果如表1所示。
表1中，半纤维素、纤维素和木质素栏题下的数值为碱处理后剩余的半纤维素、纤维素和木质素，与它们在粗饲料中最初含量间的比例。
如表1所示，与氧化钙相比，常规使用的氢氧化钠趋向于缓慢降低pH。就蔗渣成分的改变来说，结果表明对于粗饲料很重要的纤维素和半纤维素受到氢氧化钠的显著分解与破坏。
相反，发现用氧化钙进行碱处理的蔗渣，其纤维素和半纤维素基本上没有分解，而更适于用作饲料原料。
此外，用氧化钙进行碱处理，可使蔗渣的pH水平相对迅速地降低到使其中用于生产发酵蔗渣饲料的乳酸菌增殖的范围，并使之有可能在相对早期阶段接种乳酸菌，而更适于作为发酵蔗渣饲料的原料。
HC：半纤维素，C：纤维素，L：木质素，F：揉曲性
*半纤维素、纤维素和木质素栏题下的数值是指剩余的半纤维素、纤维素和木质素对它们在粗蔗渣中初始含量的比例。
实验2
合用氧化钙和氢氧化钠对碱处理的蔗渣的影响
按实施例1的方法浸渍蔗渣使水含量达到70%，将浸渍的蔗渣分别与占蔗渣2%或3%的氧化钙（CaO）及1.2或4%氢氧化钠（NaOH）混合，并基于其pH和成分及结构揉曲性研究如此制得的碱处理的蔗渣。结果如表2中所示。
如表2所示，结果出人预料地发现，联合使用氧化钙和氢氧化钠作碱试剂，提供了与实验1只使用氧化钙时相似的有利结果。换句话说，与只使用氧化钙的情况相似，实验2中的碱处理的蔗渣的各样品均有足够的揉曲性，而且没有破坏纤维素和半纤维素，表明合用氧化钙和氢氧化钠是有利的。
Figure 941134555_IMG2
HC：半纤维素，C：纤维素，L：木质素，F：揉韧性
*半纤维素、纤维素和木质素栏题下的数字代表剩余的半纤维素、纤维素和木质素对它们在粗蔗渣中的初始含量的比例。
具体地说，结果表明其中掺入不超过氧化钙用量的氢氧化钠，可使蔗渣中纤维素和半纤维素的有效成分得到足够地保留，而且还使木质素被破坏，经如此碱处理的蔗渣是足够柔韧的，而且很适于作为碱处理的蔗渣。
下列实施例A举例说明碱处理的蔗渣的制备。实施例A举例说明发酵蔗渣的应用，但这些实例都不意味着对本发明的任何限制。
实施例A-1
浸渍蔗渣，使水含量达到70%，在所得浸渍的蔗渣中加入占蔗渣重量4%的碱试剂氧化钙（d.s.b.），放置过夜后得到约pH9.7的碱处理的蒸渣。
该蔗渣可用作发酵蔗渣饲料的原料，或者可在不经发酵时作为粗饲料用于配制复合饲料。
实施例A-2
浸渍蔗渣使其含水量达到60%后，将所得浸渍的蔗渣分别与作为碱试剂的占蔗渣重量（d.s.b.）3%的氧化钙和1%的氢氧化钠混合，将混合物放置过夜后得到的pH10.2的碱处理的蔗渣。
与实施例A-1的产品相似，该产品可用作发酵蔗渣饲料的原料，或者可用作配方饲料的粗品。
实施例A-3
将水含量约为47%的蔗渣分别与作为碱试剂的占蔗渣量（d.s.b.）3%的氧化钙和2%的氢氧化钠混合，将混合物放置过夜后即得到pH约为9.6的碱处理的蔗渣。
与实施例A-1的产品相似，该产品可用作发酵蔗渣饲料的原料或优选用作配方饲料的粗品。
实施例A-4
将水含量约45%的蔗渣分别与作为碱制剂的占蔗渣重量（d.s.b.）2%氧化钙和2%的氢氧化钠混合，将混合物放置过夜后得到pH约为10.3的碱处理的饲料蔗渣。
与实施例A-1的产品相似，该产品可用作发酵蔗渣饲料的原料，或者可用作配方饲料的粗品。
实施例B-1
将粪肠球菌FERM BP-4504的种培养物接种到含有100份（重量）按实施例1所述方法制得的碱处理的蔗渣、10份（重量）废糖蜜、0.2份（重量）尿素和0.2份（重量）盐的营养培养基中，用塑料薄膜复盖混合物并于室温下发酵2天，得到发酵蔗渣饲料。
该发酵蔗渣饲料可被充分消化，适于用作反刍动物的有极好味道的高质量饲料。其可有利地增加发酵蔗渣饲料的饲料价值，并可将其他营养素混入发酵蔗渣饲料中以生产用于猪和家禽等单胃动物的饲料。
实施例B-2
将Enterococcus casseliflavus IFO 3531和Lactobacillus plantarum IFO 3070的种子培养物接种到含有100份（重量）按实施例A-1所述方法制得的碱处理的蔗渣，和作为营养素的20份（重量）麦麸、10份（重量）废糖蜜、0.2份（重量）磷酸铵和40份（重量）水的营养培养基中，按实施例B-1的同样方法发酵该混合物，得到发酵蔗渣饲料。
该发酵蔗渣饲料可被充分消化，适于用作反刍动物的有极好味道的高品质饲料。在发酵蔗渣饲料中混入其他营养素可有利地提高其饲料价值并生产出适用于猪和家禽等单胃动物食用的饲料。
实施例B-3
将Eenterococcus faecalis IFO 3791和Lactobacillus brevis IFO 3345的种子培养物接种到含有100份（重量）按实施例A-3中所述方法制得的碱处理的蔗渣和作为营养素的10份（重量）麦麸、10份（重量）脱脂大豆、5份（重量）玉米粉、10份（重量）废糖蜜、0.2份（重量）磷酸铵和60份（重量）水的营养培养基中，在软性包装袋中将混合物室温发酵2天后，得到发酵的蔗渣饲料。
该发酵蔗渣饲料可充分消化，特别适于作为反刍动物的有极好味道的高品质饲料。可在该发酵蔗渣饲料中混入其他营养素，以有利地提高其饲料价值，并可生产出适于猪和家禽等单胃动物食用的饲料。
实施例B-4
将Enterococcus faecium FERM BP-4505、Lactobacillus rhamnosus IFO 3532和Lactobacillus acidophilus IFO 13952的种子培养物接种到含有100份（重量）按实施例A-4所述方法制得的碱处理的蔗渣和作为营养素的20份（重量）麦麸、5份（重量）压磨大麦、5份（重量）稻糠、10份（重量）废糖蜜、5份（重量）乳清和70份（重量）水的营养培养基中，在软袋中将混合物室温发酵3天，得到发酵的蔗渣饲料。
该可被充分消化的发酵蔗渣饲料特别适于作用反刍动物的有极好味道的高品质饲料。可以将其他营养素混入发酵蔗渣饲料中，以有利地提高发酵蔗渣饲料的饲养价值，并产生适于猪和家禽等单胃动物食用的饲料。
实施例B-5
在热空气中干燥按实施例B-3所述方法制得的发酵蔗渣饲料，制得水含量占20%的干燥的发酵蔗渣饲料。
该蔗渣饲料是具有足够可消化性、良好品味和极好防腐性质的高品质饲料，其可适于长途运输。
实施例B-6
将100份重量按实施例A-3所述方法制得的碱处理的蔗渣与作为营养素的10份重量的麦麸、10份重量的脱脂大豆、2份重量的棉籽、5份重量的废糖蜜、1份重量的乳酸和40份重量的水均匀混合后，得到蔗渣饲料。
该蔗渣饲料是具有足够可消化性和良好味的高品质饲料，其可适于喂饲反刍动物。
实施例B-7
用可按实施例B-3的方法制得的发酵蔗渣饲料，将体重各为400至500kg的20头牛喂60天。该发酵蔗渣饲料的味道是牛所喜欢的，其平均摄入量为每头牛每天约20至50kg，且在令人满意的身体和喂养条件下其每天体重增加约2.1kg。
如上所述，可按照本发明，使用作为碱试剂的氧化钙并合用或不合用氢氧化钠，以原未被利用的农业废物蔗渣为原料，在不破坏其有效成分纤维素和半纤维素的情况下，制成碱处理的蔗渣，并进一步用乳酸菌接种此碱处理的蔗渣，然后发酵所得混合物，以在相对短时间内生产有良好口味和高质量的发酵蔗渣饲料。
如此制得的碱处理的蔗渣和蔗渣饲料以及发酵蔗渣饲料，可用作家畜的饲料，并且还可到利用作为有机肥料。
因此，本发明的方法使精炼糖厂解除了处理蔗渣这一未能利用的工业废物的困难，并解决了家畜饲养工业中粗饲料的短缺问题，同时本发明对于农业、甜味品工业、食品工业及家畜产品加工者都是极有意义的。此外，从全球角度看，可以毫不夸张地说，本发明为解救我们所面临的环境破坏、人口过剩和食品危机问题建立了一种新的技术，借以在没有与我们争夺食物的情况下，从每年大量排出的蔗渣或未被利用的生物量提供大量牲畜和乳产品。
虽然本文描述了本发明的优选实施方案，但其中可作出多种改动。这些改动都将落入本发明的实际精神和范围内，并被包括在其待批权利要求中。

Claims (22)

1、碱处理的蔗渣，它是在防止实质上分解纤维素和半纤维素的情况下软化蔗渣而制得的。
2、根据权利要求1的碱处理的蔗渣，其中在水的共存下将氧化钙单独或连同氢氧化钠一起掺入所说的蔗渣中。
3、根据权利要求2的碱处理的蔗渣，其中所说水的含量范围为大约40至90W/W%。
4、根据权利要求2的碱处理的蔗渣，其中所说的氧化钙以不超过所说蔗渣干重的5W/W%的量掺入所说的蔗渣中。
5、根据权利要求2的碱处理的蔗渣，其中所说的氢氧化钠以不超过所说氧化钙含量的量掺入到所说的蔗渣中。
6、根据权利要求1的碱处理的蔗渣，其可直接用作饲料。
7、制备碱处理的蔗渣的方法，其包括：
（a）在水共存下将氧化钙连同或不连同氢氧化钠掺入到蔗渣中，以使所说的蔗渣处于不小于pH10.3的pH条件下。
（b）放置混合物；以及
（c）回收所得到的pH降到不小于pH10的碱处理的蔗渣。
8、根据权利要求7的方法，其中所说的水的含量大约40至90W/W%范围内。
9、根据权利要求7的方法，其中所说的氧化钙以不超过占所说蔗渣干重5W/W%的量掺入到所说的蔗渣中。
10、软化蔗渣的方法，其包括在水的共存下将氧化钙连同氢氧化钠一起或没有氢氧化钠单独掺入蔗渣中以软化所说的蔗渣，同时防止纤维素和半纤维素分解。
11、根据权利要求1的碱处理的蔗渣，其另外还含有营养源。
12、根据权利要求7的方法，其中步骤（c）还包括一个将营养源掺入到所得碱处理的蔗渣中的步骤。
13、可经将营养源和乳酸菌的种子培养物掺入权利要求1所说的碱处理的蔗渣中，并发酵所得混合物而得到的发酵蔗渣饲料。
14、根据权利要求13的发酵蔗渣饲料，其中所说的种子培养物是选自由肠球菌、乳杆菌、链球菌和足球菌属的乳酸菌组成的一组中的一个或多个成员。
15、根据权利要求13的发酵蔗渣饲料，其中所说的肠球菌属的乳酸菌是粪肠球菌FERM BP-4504。
16、根据权利要求13的发酵蔗渣饲料，其中所说的营养源是选自由能源、蛋白质、矿物质和/或维生素组成的一组中的成员。
17、根据权利要求13的发酵蔗渣饲料，其中所说的营养源是以不超过所说蔗糖干重的量掺入的。
18、制备发酵蔗渣饲料的方法，其包括：
（a）在水共存下，将氧化钙与氢氧化钠一起或没有氢氧化钠而单独掺入蒸渣中，使所说的蔗渣处于不小于pH10.3的条件下，并放置所得到的混合物；
（b）将营养源和乳酸菌的种子培养物掺入到所得到的碱处理的pH降低到不小于pH10的蔗渣中；
（c）发酵该混合物并回收所得到的发酵蔗渣。
19、根据权利要求18的方法，其中所说的碱处理的蔗渣在（b）步骤中被软化；同时防止纤维素和半纤维素受到实质性分解。
20、根据权利要求18的方法，其中所说的种子培养物是选自由肠球菌、乳杆菌、链球菌和足球菌属乳酸菌组成的一组中的一个或多个成员。
21、根据权利要求20的方法，其中所说的肠球菌属的乳酸菌是选下列一组细菌中的成员：Enterococcus casseliflavus、Enterococcus durans、Enterococcus faecalis、Enterococcus faecium和Enterococcus hirae，且所说的乳杆菌属的乳酸菌是选自下列一组细菌的成员：Lactopacillus rhamnosus、Lactobacillus plantarum、Lactobacillus sake、Lactobacillus acidophilus、Lactobacillus helveticus和Lactobacillus brevis。
22、粪肠球菌HL-5（FERM BP-4504），其为能够在pH不小于9.5的碱性营养培养基中增殖的细菌。
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