CN113016950B - 一种利用甘蔗渣制备的系列产品及制备方法与甘蔗渣综合性利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用甘蔗渣制备的系列产品及制备方法，属于生物技术领域，即采用高效集成优化技术利用同一批甘蔗渣通过连续的工艺过程制备出多糖、木质素降解物、阿拉伯糖、木糖、水溶性膳食纤维、低聚糖及有机肥料；本发明还提供了一种甘蔗渣综合性资源化利用的方法，即利用同一批甘蔗渣通过连续的工艺过程制备出木质素降解物、阿拉伯糖、木糖、水溶性膳食纤维、低聚糖，加工剩余物开发成牛羊饲料。与现有技术相比，资源利用率显著提高，实现了甘蔗渣资源的高效生态循环利用，为甘蔗产业高质量可持续发展提供了保障。
Description
技术领域
本发明涉及生物技术领域，具体而言，涉及一种利用甘蔗渣制备系列产品及方法。
背景技术
甘蔗渣是甘蔗经过压榨后的一种富含植物纤维素类的制糖工业主要副产物，主要由纤维素、半纤维素、木质素和果胶质组成，其中含20％以上的半纤维素、50％左右的纤维素(α、β、γ三种纤维素)、20％以上的木质素。我国南方地区生产甘蔗渣的年产量约为2000万t。其中，90％左右的甘蔗渣被用于糖厂锅炉发电和供应蒸汽等燃料，约10％则被用于生产牛羊等动物饲料、生产燃料乙醇、造纸等领域中。目前，对甘蔗渣的研究主要集中在以下几个方面:(1)制浆造纸。广西、云南各糖厂榨糖后剩余的甘蔗渣大部分用于制浆造纸，生产生活用纸、报纸等，在一定程度上大大缓解了甘蔗渣的处理压力，但由于制浆造纸工艺的局限性，需要进行制浆前除髓工序，再者甘蔗渣制浆造出的纸的柔韧性没有木材造纸的好，这给整个生产操作带来了一定的困难，经济效益不明显。(2)生物发电。将甘蔗渣燃烧后产生的热量来进行生物发电是一种节省发电成本的好办法，但是由于存在技术设备等要求过高、对环境的污染较大等间题，虽然广西已有百家企业尝试用甘蔗渣来进行生物质发电，但这并不是对甘蔗渣利用的有效途径。(3)高密度纤维板材。将甘蔗渣用于制备高密度板材是一种有效的途径，因其富含纤维素和木质素，符合高密度板材的特性，高密度板材可用于家具、音箱、包装箱和建筑车厢等行业中。(4)动物饲料。甘蔗渣内含的水分和糖分能够满足反当动物的需求，因此将其制备成动物饲料是一种不错的选择，将甘蔗渣进行预处理如糖化、青贮等可有效促进动物对饲料的吸收能力。(5)食用菌基料。将甘蔗渣用作食用菌栽培基料已备受关注，目前已将甘蔗渣成功应用于花卉、木耳、蘑菇、蔬菜工厂化育苗等栽培中。
综上所述，由于蔗渣转化和利用技术欠缺，导致蔗渣全生物量利用率较低，而且还污染环境。因此，如何充分利用蔗渣，提升其附加值，从而提高甘蔗的全生物量利用率，具有十分重要的现实意义。
鉴于此，本发明提供一种利用甘蔗渣制备系列产品及方法。
发明内容
本发明为改变甘蔗渣资源利用率低、资源浪费的局面，实现甘蔗渣资源高效生态循环利用，从而为甘蔗产业高质量可持续发展提供保障。因此，本发明提供了利用甘蔗渣制备系列产品。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明提供利用甘蔗渣制备系列产品，采用高效集成优化技术利用同一批甘蔗渣通过连续的工艺过程制备出多糖、木质素降解物、阿拉伯糖、木糖、水溶性膳食纤维、低聚糖，加工剩余物开发成有机肥料；为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种利用甘蔗渣制备多糖的技术方案，料液质量比甘蔗渣：水＝1：8～12，水提温度83～88℃，水提两次，第一次2.5h，第二次1.5h，离心或过滤后得渣1，上清液浓缩后得多糖。
一种制备木质素降解物的技术方案，渣1灭菌后中加入水，使料液质量比渣1：水＝1：12～18，锰过氧化物酶1000～5000U/L、D-氨基酸氧化酶50～100U/L,35～39℃，pH为3.9～5.3，氯化锰浓度1～3mmol/L，酶解时间6～30小时，离心或过滤后得上清液和渣2，上清液浓缩后得木质素降解物。
进一步地，在降解过程中臭氧通入量为3.0～7.0mg/gTS。
优选地，酶解时间18小时。
一种制备阿拉伯糖和木糖的技术方案，按料液质量比渣2：水＝1：9～15，在苹果酸0.01～0.05mmol/L，80～90℃，水解3～9小时，离心得渣3，上清液浓缩后干燥得阿拉伯糖和木糖的粗提物。
一种制备水溶性膳食纤维的技术方案，渣3灭菌后，料液质量比渣3：水＝1：8～12，木瓜蛋白酶0.1～0.5mg/L，脂肪酶1～3mg/L，58～62℃，水解2～5小时，离心得渣4，上清液浓缩后干燥得水溶性膳食纤维。
一种制备低聚糖的技术方案，渣4灭菌后，料液质量比渣4：水＝1：8～12，pH为5.2～5.8，纤维素酶添加量质量比为渣4的0.5～2.0％，半纤维素酶添加量质量比为渣4的0.2～1.0％，51～55℃，2～12h，然后在95℃下灭活5分钟，离心或过滤后得渣5，上清液经2000D膜分离后的滤出液浓缩后干燥得低聚糖，剩余部分与渣5合并即有机肥料。
进一步地，酶解时间为7h。
优选地，半纤维素酶添加量质量比为渣4的0.6％。
本发明还提供一种甘蔗渣综合性资源化利用的方法，采用高效集成优化技术利用同一批甘蔗渣通过连续的工艺过程制备出木质素降解物、阿拉伯糖、木糖、水溶性膳食纤维、低聚糖，加工剩余物开发成牛羊饲料；具体步骤如下：
步骤一、黄孢原毛平革菌或裂褶菌F17接种于料液质量比灭菌后甘蔗渣：水＝1：9～15中，在35～37℃，pH为4.2～4.8，D-氨基酸氧化酶50～100U/L,氯化锰浓度1～3mmol/L，臭氧通入量为9.0～15.0mg/gTS，培养5～9天，离心或过滤后得上清液和渣1，上清液浓缩后得木质素降解物；
进一步地，步骤一中接菌前按照膨化剂与蔗渣1：35～100的质量比，将碳酸氢钠和十二烷基苯磺酸钠溶液加入蔗渣中，使蔗渣含水量在30～50％之间，搅拌后静置1～3h，于微波反应器进行膨化，膨化温度72～78℃，膨化时间2～5min，其中膨化剂碳酸氢钠和十二烷基苯磺酸钠的质量比为1:2。
步骤二、所述的渣1灭菌后，料液质量比渣1：水＝1：8～12，pH为3.9～5.7，木聚糖水解酶添加量质量比为渣1的0.2～0.8％，半纤维素酶添加量质量比为渣1的0.1～0.5％，温度为36～50℃，时间为3～11h，然后在95℃下灭活5分钟，离心得渣2，上清液浓缩后干燥得阿拉伯糖和木糖的粗提物；
优选地，pH为4.8，温度为43℃，时间为7h。
步骤三、所述的渣2灭菌后，料液质量比渣2：水＝1：8～12，枯草杆菌蛋白酶0.5～1.5ml/L，脂肪酶2～5mg/L，52～58℃，pH7～10，水解2～5小时，离心得渣3，上清液浓缩后干燥得水溶性膳食纤维；
优选地，枯草杆菌蛋白酶为1.0ml/L，温度为55℃，pH8.5。
步骤四、所述的渣3灭菌后，料液质量比渣3：水＝1：8～12，pH为3.9～5.0，纤维素酶添加量质量比为渣3的0.5～2.0％，果胶酶添加量质量比为渣3的0.2～1.0％，温度40～50℃，时间2～12h，然后在95℃下灭活5分钟，离心或过滤后得渣4，上清液经2000D膜分离后的滤出液浓缩后干燥得低聚糖，剩余部分与渣4合并即牛羊饲料；
优选地，温度为45℃，时间为7h。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
1、采用高效集成优化技术利用同一批甘蔗渣通过连续的工艺过程制备出多糖、木质素降解物、阿拉伯糖、木糖、水溶性膳食纤维、低聚糖，加工剩余物开发成有机肥料，作为生物有机肥料用于甘蔗等农作物施肥。其中多糖得率1.3％～1.9％；木质素降解物得率9～20％；阿拉伯糖得率2％～5.8％；木糖得率7％～16％；水溶性膳食纤维得率8％～15％；低聚糖得率15％～30％。与现有技术相比，资源利用率显著提高，实现了甘蔗渣资源高效生态循环利用，为甘蔗产业高质量可持续发展提供了保障。
2、采用高效集成优化技术利用同一批甘蔗渣通过连续的工艺过程制备出木质素降解物、阿拉伯糖、木糖、水溶性膳食纤维、低聚糖，加工剩余物开发成牛羊饲料。其中木质素降解物得率7～15％；阿拉伯糖得率2％～5.1％；木糖得率9％～13％；水溶性膳食纤维得率6％～12％；低聚糖得率13％～22％。与现有技术相比，资源利用率显著提高，实现了甘蔗渣资源高效生态循环利用，为甘蔗产业高质量可持续发展提供了保障。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器均为可以通过市售购买获得的常规产品。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述：
实施例1
取甘蔗渣1kg，按料液质量比甘蔗渣：水＝1：8，水提温度88℃，水提两次，第一次2.5h，第二次1.5h，离心得渣1，上清液浓缩后得多糖。
渣1灭菌后中加入水，使料液质量比渣1：水＝1：12，锰过氧化物酶5000U/L、D-氨基酸氧化酶50U/L,39℃，pH为3.9，氯化锰浓度3mmol/L，臭氧通入量为3.0mg/gTS，酶解时间30小时，过滤后得上清液和渣2，上清液浓缩后得木质素降解物。
按料液质量比渣2：水＝1：9，在苹果酸0.05mmol/L，80℃，水解9小时，离心得渣3，上清液浓缩后干燥得阿拉伯糖和木糖的粗提物。
渣3灭菌后，料液质量比渣3：水＝1：8，木瓜蛋白酶0.5mg/L，脂肪酶1mg/L，62℃，水解2小时，离心得渣4，上清液浓缩后干燥得水溶性膳食纤维。
渣4灭菌后，料液质量比渣4：水＝1：12，pH为5.2，纤维素酶添加量质量比为渣4的2.0％，半纤维素酶添加量质量比为渣4的0.2％，55℃，2h，然后在95℃下灭活5分钟，离心后得渣5，上清液经2000D膜分离后的滤出液浓缩后干燥得低聚糖，剩余部分与渣5合并即有机肥料。
多糖得率1.5％；木质素降解物得率9.3％；阿拉伯糖得率2.2％；木糖得率8.2％；水溶性膳食纤维得率8.1％；低聚糖得率18.5％。
实施例2
取甘蔗渣1kg，按料液质量比甘蔗渣：水＝1：12，水提温度83℃，水提两次，第一次2.5h，第二次1.5h，过滤后得渣1，上清液浓缩后得多糖。
渣1灭菌后中加入水，使料液质量比渣1：水＝1：18，锰过氧化物酶1000U/L、D-氨基酸氧化酶100U/L,35℃，pH为5.3，氯化锰浓度1mmol/L，臭氧通入量为7.0mg/gTS，酶解时间6小时，离心后得上清液和渣2，上清液浓缩后得木质素降解物。
按料液质量比渣2：水＝1：15，在苹果酸0.01mmol/L，90℃，水解3小时，离心得渣3，上清液浓缩后干燥得阿拉伯糖和木糖的粗提物。
渣3灭菌后，料液质量比渣3：水＝1：12，木瓜蛋白酶0.1mg/L，脂肪酶3mg/L，58℃，水解5小时，离心得渣4，上清液浓缩后干燥得水溶性膳食纤维。
渣4灭菌后，料液质量比渣4：水＝1：8，pH为5.8，纤维素酶添加量质量比为渣4的0.5％，半纤维素酶添加量质量比为渣4的1.0％，51℃，12h，然后在95℃下灭活5分钟，过滤后得渣5，上清液经2000D膜分离后的滤出液浓缩后干燥得低聚糖，剩余部分与渣5合并即有机肥料。
多糖得率1.3％；木质素降解物得率12.8％；阿拉伯糖得率3.9％；木糖得率7.3％；水溶性膳食纤维得率11.5％；低聚糖得率15.5％。
实施例3
取甘蔗渣1kg，按料液质量比甘蔗渣：水＝1：10，水提温度85℃，水提两次，第一次2.5h，第二次1.5h，离心后得渣1，上清液浓缩后得多糖。
渣1灭菌后中加入水，使料液质量比渣1：水＝1：15，锰过氧化物酶3000U/L、D-氨基酸氧化酶75U/L,37℃，pH为4.6，氯化锰浓度2mmol/L，臭氧通入量为5.0mg/gTS，酶解时间18小时，过滤后得上清液和渣2，上清液浓缩后得木质素降解物。
按料液质量比渣2：水＝1：12，在苹果酸0.03mmol/L，85℃，水解6小时，离心得渣3，上清液浓缩后干燥得阿拉伯糖和木糖的粗提物。
渣3灭菌后，料液质量比渣3：水＝1：10，木瓜蛋白酶0.3mg/L，脂肪酶2mg/L，60℃，水解3小时，离心得渣4，上清液浓缩后干燥得水溶性膳食纤维。
渣4灭菌后，料液质量比渣4：水＝1：10，pH为5.5，纤维素酶添加量质量比为渣4的1.2％，半纤维素酶添加量质量比为渣4的0.6％，51～55℃，7h，然后在95℃下灭活5分钟，离心后得渣5，上清液经2000D膜分离后的滤出液浓缩后干燥得低聚糖，剩余部分与渣5合并即有机肥料。
多糖得率1.9％；木质素降解物得率19.2％；阿拉伯糖得率5.8％；木糖得率15.6％；水溶性膳食纤维得率15.1％；低聚糖得率28.6％。
实施例4
步骤一、按照膨化剂与蔗渣1：35的质量比，将碳酸氢钠和十二烷基苯磺酸钠溶液加入蔗渣中，使蔗渣含水量在50％之间，搅拌后静置1h，于微波反应器进行膨化，膨化温度78℃，膨化时间2min，其中膨化剂碳酸氢钠和十二烷基苯磺酸钠的质量比为1:2；黄孢原毛平革菌接种于料液质量比灭菌后甘蔗渣：水＝1：15中，在35℃，pH为4.8，D-氨基酸氧化酶50U/L,氯化锰浓度3mmol/L，臭氧通入量为9.0mg/gTS，培养9天，离心得上清液和渣1，上清液浓缩后得木质素降解物。
步骤二、渣1灭菌后，料液质量比渣1：水＝1：8，pH为5.7，木聚糖水解酶添加量质量比为渣1的0.2％，半纤维素酶添加量质量比为渣1的0.5％，温度为36℃，时间为11h，然后在95℃下灭活5分钟，离心得渣2，上清液浓缩后干燥得阿拉伯糖和木糖的粗提物。
步骤三、渣2灭菌后，料液质量比渣2：水＝1：8，枯草杆菌蛋白酶1.5ml/L，脂肪酶2mg/L，58℃，pH7，水解5小时，离心得渣3，上清液浓缩后干燥得水溶性膳食纤维；
步骤四、渣3灭菌后，料液质量比渣3：水＝1：8，pH为5.0，纤维素酶添加量质量比为渣3的0.5％，果胶酶添加量质量比为渣3的1.0％，温度40℃，时间12h，然后在95℃下灭活5分钟，过滤后得渣4，上清液经2000D膜分离后的滤出液浓缩后干燥得低聚糖，剩余部分与渣4合并即牛羊饲料。
木质素降解物得率7.1％；阿拉伯糖得率4.8％；木糖得率8.9％；水溶性膳食纤维得率9.2％；低聚糖得率16.2％。
实施例5
步骤一、取甘蔗渣1kg，按照膨化剂与蔗渣1：100的质量比，将碳酸氢钠和十二烷基苯磺酸钠溶液加入蔗渣中，使蔗渣含水量在30％之间，搅拌后静置3h，于微波反应器进行膨化，膨化温度72℃，膨化时间5min，其中膨化剂碳酸氢钠和十二烷基苯磺酸钠的质量比为1:2；
裂褶菌F17接种于料液质量比灭菌后甘蔗渣：水＝1：9中，在37℃，pH为4.2，D-氨基酸氧化酶100U/L,氯化锰浓度1mmol/L，臭氧通入量为15.0mg/gTS，培养5天，过滤后得上清液和渣1，上清液浓缩后得木质素降解物。
步骤二、渣1灭菌后，料液质量比渣1：水＝1：12，pH为3.9，木聚糖水解酶添加量质量比为渣1的0.8％，半纤维素酶添加量质量比为渣1的0.1％，温度为50℃，时间为3h，然后在95℃下灭活5分钟，离心得渣2，上清液浓缩后干燥得阿拉伯糖和木糖的粗提物。
步骤三、渣2灭菌后，料液质量比渣2：水＝1：12，枯草杆菌蛋白酶0.5ml/L，脂肪酶5mg/L，52℃，pH10，水解2小时，离心得渣3，上清液浓缩后干燥得水溶性膳食纤维。
步骤四、渣3灭菌后，料液质量比渣3：水＝1：12，pH为3.9，纤维素酶添加量质量比为渣3的2.0％，果胶酶添加量质量比为渣3的0.2％，温度50℃，时间2h，然后在95℃下灭活5分钟，离心后得渣4，上清液经2000D膜分离后的滤出液浓缩后干燥得低聚糖，剩余部分与渣4合并即牛羊饲料。
木质素降解物得率12.3％；阿拉伯糖得率2.1％；木糖得率10.3％；水溶性膳食纤维得率5.9％；低聚糖得率13.2％。
实施例6
步骤一、取甘蔗渣1kg，按照膨化剂与蔗渣1：65的质量比，将碳酸氢钠和十二烷基苯磺酸钠溶液加入蔗渣中，使蔗渣含水量在40％之间，搅拌后静置2h，于微波反应器进行膨化，膨化温度75℃，膨化时间3min，其中膨化剂碳酸氢钠和十二烷基苯磺酸钠的质量比为1:2；裂褶菌F17接种于料液质量比灭菌后甘蔗渣：水＝1：12中，在36℃，pH为4.5，D-氨基酸氧化酶75U/L,氯化锰浓度2mmol/L，臭氧通入量为12.0mg/gTS，培养7天，离心得上清液和渣1，上清液浓缩后得木质素降解物。
步骤二、渣1灭菌后，料液质量比渣1：水＝1：10，pH为4.3，木聚糖水解酶添加量质量比为渣1的0.5％，半纤维素酶添加量质量比为渣1的0.3％，温度为43℃，时间为7h，然后在95℃下灭活5分钟，离心得渣2，上清液浓缩后干燥得阿拉伯糖和木糖的粗提物。
步骤三、渣2灭菌后，料液质量比渣2：水＝1：10，枯草杆菌蛋白酶1.0ml/L，脂肪酶3mg/L，55℃，pH8.5，水解3小时，离心得渣3，上清液浓缩后干燥得水溶性膳食纤维。
步骤四、渣3灭菌后，料液质量比渣3：水＝1：10，pH为4.4，纤维素酶添加量质量比为渣3的1.2％，果胶酶添加量质量比为渣3的0.6％，温度45℃，时间7h，然后在95℃下灭活5分钟，过滤后得渣4，上清液经2000D膜分离后的滤出液浓缩后干燥得低聚糖，剩余部分与渣4合并即牛羊饲料。
木质素降解物得率15.0％；阿拉伯糖得率5.1％；木糖得率12.8％；水溶性膳食纤维得率11.7％；低聚糖得率21.9％。
对比例1
甘蔗渣灭菌后，料液质量比渣：水＝1：10，pH为5.5，纤维素酶添加量质量比为渣的1.2％，半纤维素酶添加量质量比为渣的0.6％，51～55℃，7h，然后在95℃下灭活5分钟，离心后得渣1，上清液经2000D膜分离后的滤出液浓缩后干燥得低聚糖，剩余部分与渣1合并即有机肥料。
低聚糖得率5.9％。
对比例2
取甘蔗渣1kg，灭菌后，料液质量比渣3：水＝1：10，木瓜蛋白酶0.3mg/L，脂肪酶2mg/L，60℃，水解3小时，离心得渣1，上清液浓缩后干燥得水溶性膳食纤维。
渣1灭菌后，料液质量比渣1：水＝1：10，pH为5.5，纤维素酶添加量质量比为渣1的1.2％，半纤维素酶添加量质量比为渣1的0.6％，51～55℃，7h，然后在95℃下灭活5分钟，上清液经2000D膜分离后的滤出液浓缩后干燥得低聚糖，剩余部分与离心后的渣合并得渣2。
按料液质量比渣2：水＝1：10，水提温度85℃，水提两次，第一次2.5h，第二次1.5h，离心后得渣3，上清液浓缩后得多糖。
渣3灭菌后中加入水，使料液质量比渣3：水＝1：15，锰过氧化物酶3000U/L、D-氨基酸氧化酶75U/L,37℃，pH为4.6，氯化锰浓度2mmol/L，臭氧通入量为5.0mg/gTS，酶解时间18小时，过滤后得上清液和渣4，上清液浓缩后得木质素降解物。
按料液质量比渣4：水＝1：12，在苹果酸0.03mmol/L，85℃，水解6小时，离心得渣5即有机肥料，上清液浓缩后干燥得阿拉伯糖和木糖的粗提物。
木质素降解物得率8.2％；阿拉伯糖得率1.8％；木糖得率5.6％；水溶性膳食纤维得率5.6％；低聚糖得率9.5％。
对比例3
取甘蔗渣1kg，灭菌后，料液质量比渣3：水＝1：10，木瓜蛋白酶0.3mg/L，脂肪酶2mg/L，60℃，水解3小时，离心得渣1，上清液浓缩后干燥得水溶性膳食纤维。
按料液质量比渣1：水＝1：10，水提温度85℃，水提两次，第一次2.5h，第二次1.5h，离心后得渣2，上清液浓缩后得多糖。
按料液质量比渣2：水＝1：12，在苹果酸0.03mmol/L，85℃，水解6小时，离心得渣3，上清液浓缩后干燥得阿拉伯糖和木糖的粗提物。
渣3灭菌后，料液质量比渣3：水＝1：10，pH为5.5，纤维素酶添加量质量比为渣3的1.2％，半纤维素酶添加量质量比为渣3的0.6％，51～55℃，7h，然后在95℃下灭活5分钟，离心，上清液经2000D膜分离后的滤出液浓缩后干燥得低聚糖，剩余部分与离心得到的渣合并得渣4。
渣4灭菌后中加入水，使料液质量比渣1：水＝1：15，锰过氧化物酶3000U/L、D-氨基酸氧化酶75U/L,37℃，pH为4.6，氯化锰浓度2mmol/L，臭氧通入量为5.0mg/gTS，酶解时间18小时，过滤后得上清液和渣5即有机肥料，上清液浓缩后得木质素降解物。
木质素降解物得率9.2％；阿拉伯糖得率1.6％；木糖得率5.7％；水溶性膳食纤维得率3.8％；低聚糖得率6.3％。
对比例4
甘蔗渣灭菌后，料液质量比渣：水＝1：10，pH为4.4，纤维素酶添加量质量比为渣的1.2％，果胶酶添加量质量比为渣的0.6％，温度45℃，时间7h，然后在95℃下灭活5分钟，过滤后得渣1，上清液经2000D膜分离后的滤出液浓缩后干燥得低聚糖，剩余部分与渣1合并即牛羊饲料。
低聚糖得率10.1％。
对比例5
步骤一、取甘蔗渣1kg，灭菌后，料液质量比渣：水＝1：10，枯草杆菌蛋白酶1.0ml/L，脂肪酶3mg/L，55℃，pH8.5，水解3小时，离心得渣1，上清液浓缩后干燥得水溶性膳食纤维。
步骤二、渣1灭菌后，料液质量比渣1：水＝1：10，pH为4.3，木聚糖水解酶添加量质量比为渣1的0.5％，半纤维素酶添加量质量比为渣1的0.3％，温度为43℃，时间为7h，然后在95℃下灭活5分钟，离心得渣2，上清液浓缩后干燥得阿拉伯糖和木糖的粗提物。
步骤三、按照膨化剂与渣2以1：65的质量比，将碳酸氢钠和十二烷基苯磺酸钠溶液加入蔗渣中，使蔗渣含水量在40％之间，搅拌后静置2h，于微波反应器进行膨化，膨化温度75℃，膨化时间3min，其中膨化剂碳酸氢钠和十二烷基苯磺酸钠的质量比为1:2；裂褶菌F17接种于料液质量比灭菌后甘蔗渣：水＝1：12中，在36℃，pH为4.5，D-氨基酸氧化酶75U/L,氯化锰浓度2mmol/L，臭氧通入量为12.0mg/gTS，培养7天，离心得上清液和渣3，上清液浓缩后得木质素降解物。
步骤四、渣3灭菌后，料液质量比渣3：水＝1：10，pH为4.4，纤维素酶添加量质量比为渣3的1.2％，果胶酶添加量质量比为渣3的0.6％，温度45℃，时间7h，然后在95℃下灭活5分钟，过滤后得渣4，上清液经2000D膜分离后的滤出液浓缩后干燥得低聚糖，剩余部分与渣4合并即牛羊饲料。
木质素降解物得率5.7％；阿拉伯糖得率1.2％％；木糖得率6.3％；水溶性膳食纤维得率5.2％；低聚糖得率8.1％。
对比例6
步骤一、取甘蔗渣1kg，灭菌后，料液质量比渣：水＝1：10，枯草杆菌蛋白酶1.0ml/L，脂肪酶3mg/L，55℃，pH8.5，水解3小时，离心得渣1，上清液浓缩后干燥得水溶性膳食纤维。
步骤二、渣1灭菌后，料液质量比渣1：水＝1：10，pH为4.3，木聚糖水解酶添加量质量比为渣1的0.5％，半纤维素酶添加量质量比为渣1的0.3％，温度为43℃，时间为7h，然后在95℃下灭活5分钟，离心得渣2，上清液浓缩后干燥得阿拉伯糖和木糖的粗提物。
步骤三、渣2灭菌后，料液质量比渣2：水＝1：10，pH为4.4，纤维素酶添加量质量比为渣2的1.2％，果胶酶添加量质量比为渣2的0.6％，温度45℃，时间7h，然后在95℃下灭活5分钟，过滤，上清液经2000D膜分离后的滤出液浓缩后干燥得低聚糖，剩余部分与过滤后得到的渣合并得到渣3。
步骤四、膨化剂与渣3以1：65的质量比，将碳酸氢钠和十二烷基苯磺酸钠溶液加入蔗渣中，使蔗渣含水量在40％之间，搅拌后静置2h，于微波反应器进行膨化，膨化温度75℃，膨化时间3min，其中膨化剂碳酸氢钠和十二烷基苯磺酸钠的质量比为1:2；裂褶菌F17接种于料液质量比灭菌后甘蔗渣：水＝1：12中，在36℃，pH为4.5，D-氨基酸氧化酶75U/L,氯化锰浓度2mmol/L，臭氧通入量为12.0mg/gTS，培养7天，离心得上清液和渣4即牛羊饲料，上清液浓缩后得木质素降解物。
木质素降解物得率6.5％；阿拉伯糖得率1.1％；木糖得率5.3％；水溶性膳食纤维得率3.2％；低聚糖得率5.0％。
与对比例及现有技术相比，本发明资源利用率显著提高，为甘蔗产业高质量可持续发展提供了保障。
本发明中未详细说明的环节均为本领域普通技术人员可自行选择的公知常识。虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域普通技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (4)
1.一种利用甘蔗渣制备系列产品的制备方法，其特征在于，按照多糖、木质素降解物、阿拉伯糖、木糖、水溶性膳食纤维、低聚糖、有机肥料的特定顺序制备出所述产品；具体步骤如下：料液质量比甘蔗渣：水=1：8～12，水提温度83～88℃，水提两次，第一次2.5h，第二次1.5h，离心或过滤后得渣1，上清液浓缩后得多糖；所述的渣1灭菌后中加入水，使料液质量比渣1：水=1：12～18，锰过氧化物酶1000～5000U/L、D-氨基酸氧化酶50～100U/L,35～39℃，pH为3.9～5.3，氯化锰浓度1～3mmol/L，通入臭氧，酶解时间6～30小时，离心或过滤后得上清液和渣2，上清液浓缩后得木质素降解物；所述的渣2，按料液质量比渣2：水=1：9～15，在苹果酸0.01～0.05mmol/L，80～90℃，水解3～9小时，离心得渣3，上清液浓缩后干燥得阿拉伯糖和木糖的粗提物；所述的渣3灭菌后，料液质量比渣3：水=1：8～12，木瓜蛋白酶0.1～0.5mg/L，脂肪酶1～3mg/L，58～62℃，水解2～5小时，离心得渣4，上清液浓缩后干燥得水溶性膳食纤维所述的渣4灭菌后，料液质量比渣4：水=1：8～12，pH为5.2～5.8，纤维素酶添加量质量比为渣4的0.5～2.0%，半纤维素酶添加量质量比为渣4的0.2～1.0%，51～55℃，2～12h，然后在95℃下灭活5分钟，离心或过滤后得渣5，上清液经2000D膜分离后的滤出液浓缩后干燥得低聚糖，剩余部分与渣5合并即有机肥料。
2.根据权利要求1所述的系列产品的制备方法，其特征在于，降解过程中所述臭氧通入量为3.0～7.0mg/gTS，所述渣1酶解时间18小时。
3.根据权利要求1所述的系列产品的制备方法，其特征在于，所述渣4的酶解时间7h，所述半纤维素酶添加量质量比为所述渣4的0.6%。
4.一种甘蔗渣综合性资源化利用的方法，其特征在于，采用高效集成优化技术利用同一批甘蔗渣通过连续的工艺过程按照木质素降解物、阿拉伯糖、木糖、水溶性膳食纤维、低聚糖、牛羊饲料的特定顺序制备出所述木质素降解物、所述阿拉伯糖、所述木糖、所述水溶性膳食纤维、所述低聚糖，加工剩余物开发成所述牛羊饲料；具体步骤如下：
步骤一、黄孢原毛平革菌或裂褶菌F17接种于料液质量比灭菌后甘蔗渣：水=1：9～15中，在35～37℃，pH为4.2～4.8，D-氨基酸氧化酶50～100U/L,氯化锰浓度1～3mmol/L，臭氧通入量为9.0～15.0mg/gTS，培养5～9天，离心或过滤后得上清液和渣1，上清液浓缩后得木质素降解物；
步骤二、所述的渣1灭菌后，料液质量比渣1：水=1：8～12，pH为3.9～5.7，木聚糖水解酶添加量质量比为渣1的0.2～0.8%，半纤维素酶添加量质量比为渣1的0.1～0.5%，温度为36～50℃，时间为3～11h，然后在95℃下灭活5分钟，离心得渣2，上清液浓缩后干燥得阿拉伯糖和木糖的粗提物；
步骤三、所述的渣2灭菌后，料液质量比渣2：水=1：8～12，枯草杆菌蛋白酶0.5～1.5ml/L，脂肪酶2～5mg/L，52～58℃，pH7～10，水解2～5小时，离心得渣3，上清液浓缩后干燥得水溶性膳食纤维；
步骤四、所述的渣3灭菌后，料液质量比渣3：水=1：8～12，pH为3.9～5.0，纤维素酶添加量质量比为渣3的0.5～2.0%，果胶酶添加量质量比为渣3的0.2～1.0%，温度40～50℃，时间2～12h，然后在95℃下灭活5分钟，离心或过滤后得渣4，上清液经2000D膜分离后的滤出液浓缩后干燥得低聚糖，剩余部分与渣4合并即牛羊饲料;
所述步骤一中接菌前按照膨化剂与蔗渣1：35～100的质量比，将碳酸氢钠和十二烷基苯磺酸钠溶液加入蔗渣中，使蔗渣含水量在30～50%之间，搅拌后静置1～3h，于微波反应器进行膨化，膨化温度72～78℃，膨化时间2～5min，其中膨化剂碳酸氢钠和十二烷基苯磺酸钠的质量比为1:2；所述步骤二中pH为4.8；所述步骤二中温度为43℃；所述步骤二中，时间为7h；所述步骤三中枯草杆菌蛋白酶为1.0ml/L；所述步骤三中温度为55℃；所述步骤三中pH8.5；述步骤四中温度为45℃；所述步骤四中时间为7h。
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