[發明專利]一種Fenton反應預處理與樺褐孔菌固體發酵協同轉化麥稈飼料化的方法

在審

• 申請號: 202110296604.5
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN112931687A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 徐向群;張超;陳肖肖
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: A23K10/12
• 分類號: A23K10/12;A23K10/30;A23K50/10;A23K20/20;C12N1/14;C12R1/645
• 代理公司: 杭州知見專利代理有限公司 33295
• 代理人: 趙越劍

本發明公開了一種Fenton反應預處理與樺褐孔菌固體發酵協同轉化麥稈飼料化的方法，以農業資源廢棄物麥稈為原料，采用Fenton反應預處理與樺褐孔菌固體發酵的方法制備飼料蛋白，提供了一種安全、低成本、環境友好的預處理方法，不僅可以變廢為寶，而且提供了一種新的安全、高營養價值的優質飼料蛋白。本發明制備的麥稈飼料蛋白能有效提高反芻動物的生產性能和飼料轉化率，具有很好的市場前景。

技術領域

本發明發酵工程技術領域，特別涉及一種Fenton反應預處理與樺褐孔菌固體發酵協同轉化麥稈飼料化的方法。

背景技術

近年來，國內外一直在尋找生物手段處理農作物秸稈的最佳途徑，該問題的最大難點在于秸稈中的非水溶性木質纖維素很難被酸，堿和酶降解，主要是纖維素的結晶度、聚合度以及包裹著纖維素與半纖維素的木質素所致。木質素與半纖維素以共價鍵形式結合，將纖維素分子包埋在其中，形成一種天然屏障，使酶不易與纖維素分子接觸，而木質素的水不溶性、化學結構的復雜性，導致了秸稈的難降解性。因此要徹底降解纖維素，必須先解決木質素的降解問題。

農作物秸稈的一些常見的預處理方法有物理處理，化學處理等。物理處理法有研磨、浸泡、制粒等，這些方法均能降低纖維素的結晶度，最終導致纖維素能夠被水解酶更好的降解。但是物理處理的方法需要機器和加工過程，導致應用于農業有一定的限制，雖然減小顆粒大小確實有利于后續酶處理的過程，但是粉碎態的農作物秸稈不利于后期飼料化操作。酸堿處理的方法雖然能能降低纖維素的結晶度，增加糖類的產量，但是硫酸和氫氧化鈉的應用，不僅成本昂貴，還造成了嚴重的環境污染問題。同時，目前以上方法未見有能增加蛋白質含量的作用，單一的微生物固體發酵方法也未能顯著提高蛋白質含量。

Fenton反應的實質是二價鐵離子(Fe2+)、和雙氧水之間的鏈反應催化生成羥基自由基，具有較強的氧化能力，其氧化電位僅次于氟，另外，羥基自由基具有很高的電負性或親電性，其電子親和能高達569.3kJ具有很強的加成反應特性，因而Fenton試劑可無選擇氧化水中的大多數有機物，特別適用于生物難降解或一般化學氧化難以奏效的有機廢水的氧化處理。

發明內容

本發明的目的在于提供一種Fenton反應預處理與樺褐孔菌固體發酵協同轉化麥稈飼料化的方法，解決了麥稈作為飼料使用過程中存在的粗蛋白含量過低和木質素含量高的問題，提高了麥稈作為飼料的營養價值。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種Fenton反應預處理與樺褐孔菌固體發酵協同轉化麥稈飼料化的方法，包括以下步驟：

(1)種子液的制備：將樺褐孔菌的菌種先在麥芽蛋白胨瓊脂培養基中活化，再轉移至液體種子培養基培養，得到種子液；

(2)麥稈Fenton預處理：將麥稈剪切至1.0-1.5cm長度的麥稈段，進行Fenton預處理，處理完成后沖洗干凈，晾干；

(3)固體發酵：將步驟(2)處理后的麥稈與營養液混勻，滅菌后，接種種子液，在濕度75±3％、溫度26-28℃下發酵25-30天，發酵結束后取出發酵產物，烘干，獲得產品。

步驟(2)將麥稈剪切至1.0-1.5cm長度是便于降解，如果磨成粉狀，后續加入液體混合后不利于菌種培養；同時水的浸泡讓水分充分滲透基質，也是有利于菌種降解麥稈內部；麥稈晾干是由于樺褐孔菌不能在含水量太大的基質上培養，所以晾干至無水明顯流出。

Fenton預處理，反應條件溫和、成本低、對環境友好，可以降低木質素的分子量，促進木質纖維素生物質的酶糖化，同時處理后的麥稈無試劑殘留，利于后期樺褐孔菌固體發酵，從而提高蛋白質含量。

Fenton反應本身不能改變或者提高作物秸稈的營養價值，但是可以破壞木質素結構，促進樺褐孔菌對木質纖維素的降解能力，可進而提高白腐真菌產蛋白質能力。本發明將Fenton反應預處理與樺褐孔菌固體發酵協同處理，可以顯著增加發酵產物的蛋白含量，同時降低木質素含量，提高了麥稈作為飼料的營養價值。