[發明專利]一種利用甜高粱秸稈和/或相關廢渣生產菌體蛋白飼料的方法

在審

• 申請號: 201410671531.3
• 申請日: 2014-11-21
• 公開（公告）號: CN104472855A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 宋安東;楊森;呂朝鋒;王石壘;謝慧;陳紅歌;王風芹;韋伊強;趙瑞曉;趙宏軍;高德昌;任天寶;薛歧庚
• 申請（專利權）人: 河南農業大學
• 主分類號: A23K1/00
• 分類號: A23K1/00;A23K1/14
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時立新;張智偉

技術領域

本發明屬于蛋白飼料的生產技術領域，具體涉及一種利用甜高粱秸稈和/或相關廢渣生產菌體蛋白飼料的方法。

背景技術

隨著我國畜牧業快速發展，飼料需求量大大增長。然而在世界范圍內，飼料產量特別是飼料用蛋白的產量往往是供不應求。目前，國內飼料用蛋白主要來源于豆粕和魚粉，且大部分依賴進口，價格也是逐年上漲。并且，隨著全球范圍內環境污染和溫室效應所帶來的負面效果，傳統類豆粕和魚粉等飼料蛋白的產量呈現逐年減少趨勢。面對飼料蛋白資源短缺的局面，開發新型替代性飼料蛋白資源就成為一個亟待解決的世界性難題。在蛋白飼料的開發利用中，國內外都非常重視單細胞蛋白飼料的開發研究，其中特別是以秸稈類生物質，比如小麥、玉米等作物的秸稈轉化而成的單細胞蛋白的研究。甜高粱[Sorghum?bicolor?(L．)?Moench]是一種優良的糧食、飼料、糖料和能源類作物，它光合速率較高，而且具有抗旱、耐澇、耐鹽堿等優良特性，目前在國內外已經開始推廣，種植面積逐年擴大。由甜高粱秸稈壓榨出的汁液富含各種糖類，可作為新型生物能源生物乙醇的生產原料；收獲籽粒后甜高粱秸稈也可以通過各種預處理技術和固態發酵技術生產纖維素乙醇。在使用以上兩種方法生產乙醇的同時會產生大量的甜高粱廢渣，主要由纖維素、半纖維素和木質素組成，其成分與甜高粱秸稈有所差異。

近幾年，對甜高粱秸稈類飼料化利用的新技術主要包括：微生物固態發酵法，蒸汽爆破法和蒸汽爆破-微生物發酵聯合處理的方法，其中各有優點和不足。公開號CN?101584378?A，名稱為“一種以甜高粱秸稈為原料生產高蛋白飼料的方法”，通過直接使用假絲酵母和鼠李糖乳桿菌兩次固態發酵甜高粱秸稈，最終飼料中總蛋白比例升高，且具有較高的適口性。然而，眾所周知，由于甜高粱秸稈中的纖維素、半纖維素和木質素相互纏繞的物理保護作用，極大限制了微生物對秸稈中粗纖維的降解效率，因此，單純的秸稈固體發酵技術仍有很大的提升空間。公開號CN?101816370?B，名稱為“基于汽爆技術的利用農作物秸稈制備高營養價值飼料的方法”，通過向秸稈中加入尿素等化學物質進行軟化，再進行蒸汽爆破作為飼料使用。本項技術工藝簡便，但秸稈脲酶極低，對尿素或氨水中的氨利用率低，在蒸汽爆破后，可能會形成大量氨氣釋放到空氣中，造成一定污染；另一方面，雖然蒸汽爆破很大程度上破壞了纖維素的物理結構，提高了動物對甜高粱秸稈中碳水化合物的利用能力，但對秸稈中總蛋白和真蛋白的含量影響不大。公開號CN?102077903?A，名稱為“一種蒸汽爆破與微生物發酵聯合處理秸稈的方法”，先將秸稈蒸汽爆破，再接入米曲霉或康氏木霉的孢子液進行發酵，結果表明：秸稈經過處理后纖維素等含量下降明顯，且具有一定可行性。以上專利雖然綜合了蒸汽爆破和微生物發酵兩種技術的優勢，但微生物固態發酵使用菌種較為單一，對秸稈中的戊糖利用效率不高等問題，特別是發酵后的飼料產品含有大量真菌孢子，長期保藏和運輸也存在問題。

綜上所述：利用甜高粱秸稈生產蛋白飼料在目前雖取得很多進展，但技術仍存在以下不足之處：

1）現有蒸汽爆破預處理甜高粱秸稈技術的效率有待于進一步的提高，使用尿素等氨爆技術易造成二次污染，且氨氣損失后不利于微生物再次作為氮源使用；

2）優化發酵微生物菌種組合，其關鍵問題在于秸稈中戊糖利用效率不高，秸稈中真蛋白的轉化效率低和飼料適口性差等問題；

3）解決二次發酵生產周期長，工藝復雜，和真菌發酵后期大量孢子處理問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用甜高粱秸稈和/或相關廢渣生產菌體蛋白飼料的方法。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種利用甜高粱秸稈和/或相關廢渣生產菌體蛋白飼料的方法，步驟如下，且下述所有%均為質量百分比：

①預處理：將事先粉碎好的甜高粱秸稈和/或相關廢渣，添加稀酸預浸泡，直至物料中含水量達50-70%，再進行蒸汽爆破預處理，然后自然晾干；

②固體發酵制曲：使用馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基，按照常規方法分別將黑曲霉和里氏木霉活化培養至黑曲霉和里氏木霉孢子數分別達（2.7-7.1）×10⁹個/g、（1.8-5.3）×10⁸個/g；活化后的兩種菌液按質量比黑曲霉:里氏木霉=1:1.5-3的接種比例接入滅菌的固體培養基，接種量為5-10%，25-32℃常規淺盤固體發酵培養2-4天，獲得固體曲種；