[發明專利]一種用于降解農作物秸稈的酶菌復合劑

有效

• 申請號: 201310495579.9
• 申請日: 2013-10-21
• 公開（公告）號: CN103549129A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 刁其玉;屠焰;張立霞
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院飼料研究所
• 主分類號: A23K1/14
• 分類號: A23K1/14;A23K1/00;A23K1/165
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君

技術領域

本發明涉及飼料工業反芻動物粗飼料加工利用領域，具體涉及一種用于降解農作物秸稈的酶菌復合劑。

背景技術

我國是一個農業大國，有著極其豐富的農作物秸稈資源，每年全世界秸稈產量有30億噸之多。2009年我國農作物收獲后剩余的秸稈產量高達7.4億噸，位居世界前列。但是由于農作物秸稈理化性質的特殊性，其作為飼料有很多的限制性。秸稈質地比較粗硬、適口性不好、營養價值較差、木質素和纖維素含量高且消化利用率比較低等，只有很少一部分能被用來飼養反芻動物。單胃動物一般不能利用秸稈，反芻動物對秸稈的消化率也只是僅有20%-30%。如何提高秸稈資源的利用是一項長期被關注的事情。

近年來，國內外對如何有效提高秸稈利用率進行了大量的研究，以生物處理秸稈，既不需太復雜的設備和過多的能量等消耗，也不需要高溫、高壓、強堿和強酸等條件，只依靠益生菌和酶制劑的生物降解能力來降解秸稈中的抗營養因子，具有能耗低，污染小，易于操作等優點。研究結果表明，微生物及其代謝產物具有破解秸稈纖維結構的功能，故利用生物技術提高秸稈利用率越來越受到國內外科學研究者的重視。

用于農作物秸稈生物處理的微生物制劑主要有細菌和真菌等，其中產纖維素酶活性、木質纖維素分解效率較高的真菌。木霉、曲霉、青霉、輪枝孢霉、根霉等真菌，能分解纖維素和半纖維素，并在有氧中溫下作用最強，綠色木霉能產生高活性的纖維素酶。洋蘑、鬼傘菌、茯苓、多孔菌、韌皮菌等白腐真菌能夠降解木質素，降解木質素能力最強的微生物，利用白腐菌對玉米秸稈進行生物降解預處理，木質纖維素的降解率由原來未添加營養物質的35-40%提高到55-65%。

國內外對白腐真菌的研究較多，其研究主要集中在對環境治理和制漿造紙業，在飼料工業的研究也比較多。白腐真菌對木質素的降解機制是，依賴一個主要由細胞產生分泌的酶系統組成的細胞外降解體系，需氧并靠自身形成的H₂O₂激活，由酶觸發起動一系列自由基鏈反應，實現對底物無特異性的降解。研究發現白腐真菌分泌錳過氧化物酶(Mn-peroxidase)、木質素過氧化物酶(Ligninperoxidase)、漆酶等，所有這些酶形成白腐真菌的復合酶體系，一起參與木質素的降解活動。白腐真菌中的黃孢原毛平革菌是研究最多的木質素降解菌，具有適應性強，酶系產生穩定，有深度脫木質素能力等特點。黃孢原毛平革菌產生的胞外木質素過氧化物酶系包括木質素過氧化物酶、錳過氧化物酶、蟲漆酶、纖維二糖脫氫酶等，在過氧化氫存在下進行木質素降解，能將木素徹底分解為CO₂和H₂O。

綠色木霉能產生多種具有生物活性的酶系，如纖維素酶、幾丁質酶、木聚糖酶等，是所產纖維素酶活性最高的菌株之一，所產生的纖維素酶對作物秸稈有降解作用。

黑曲霉分泌纖維素酶和果膠酶，是公認安全的微生物，用黑曲霉發酵飼料安全、可靠，不產生毒素，而且黑曲霉生長快，抑雜菌能力強，在生產中操作方便，具有周期短，成本低等優點。

青霉可分泌過氧化物酶、尤其是木質素過氧化物酶，但報道并不多見。與白腐真菌相比，具有生長快即周期短，營養條件簡單等特點。更適應工業化生產應用和實驗研究。

目前文獻和專利申請中有很多用于農作物秸稈等粗飼料的生物制劑，一般包括細菌、真菌及酶制劑，但尚無以黃孢原毛平革菌配合黑曲霉、青霉菌、木霉菌真菌組合與木聚糖酶、纖維素酶有機組合的形式。

已有與本發明的酶菌組合最為接近報道如下：

CN200710061529.4（公開號為CN101058792A）公開了一種高效秸稈分解復合菌群，由下列重量份的菌種構成：黃孢原毛平革菌1.4-2.6份、香菇菌1.4-2.6份、哈茨木霉0.7-1.3份、綠色木霉0.7-1.3份、康寧木霉0.7-1.3份、黑曲霉0.7-1.3份、枯草芽孢桿菌0.73-1.24份、飼料芽孢桿菌0.73-1.24份、巨大芽孢桿菌0.73-1.24份、假絲酵母0.14-0.26份、酒精酵母0.14-0.26份、食用酵母0.07-0.13、褐色球形固氮菌0.14-0.26份、高溫放線菌0.35-0.65份。用于秸稈分解時，其添加量為秸稈重量的1-5‰。能全面降解秸稈中的木質素、纖維素、半纖維素及其他有機物質。