[发明专利]一种玉米秸秆的预处理方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种动物饲料，特别是涉及一种玉米秸秆的预处理方法。

背景技术

常用秸秆的预处理方法有化学预处理、生物预处理和物理预处理方法。化学预处理方法主要是酸碱预处理，这类方法虽然糖化率比较高，但是污染严重、腐蚀性强、酸碱回收困难，这些缺陷目前依然无法有效解决。而且酸碱处理后的木质纤维素会产生某些对微生物发酵非常不利的抑制物，比如糠醛、5-羟甲基糠醛等。生物预处理方法虽然清洁，但是处理速度非常缓慢，而且处理效率很低，需要使用大量的酶，导致成本较高。物理预处理方法，如球磨法、辐射法、挤压法等对纤维素的结晶结构都有一定的破坏，能够提高酶与纤维素的接触面积，提高酶解效率。但是这类方法属于高能耗预处理方法，需要和其它预处理方法结合起来，以达到节能降耗、降低成本的目的。而且采用这类方法不能去除木质素，而木质素的存在一方面会吸附部分纤维素酶，另一方面会作为物理屏障阻碍纤维素酶对纤维素的酶解作用，不利于酶解效率的进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种玉米秸秆的预处理方法，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开一种玉米秸秆的预处理方法，包括步骤：

(1)、将玉米秸秆粉碎，并用球磨机进行球磨，获得秸秆粉末；

(2)、将秸秆粉末中加入去离子水，然后进行臭氧处理。

(3)、将臭氧处理后的秸秆粉末、缓冲液和酶混合进行酶解，控制条件：

温度30～60℃；

pH4～7；

复合酶加入量25～30u/g；

固液比1:7～1:10；

摇床转速100～16rpm。

优选的，在上述的玉米秸秆的预处理方法中，所述步骤(2)中，臭氧浓度为20～80mg/L，臭氧流动速率为0.5～2.0L/h，臭氧处理时间为0.5～2h。

优选的，在上述的玉米秸秆的预处理方法中，所述复合酶采用纤维素酶和木糖醇酶。

优选的，在上述的玉米秸秆的预处理方法中，所述缓冲液采用DNS溶液。

优选的，在上述的玉米秸秆的预处理方法中，所述DNS溶液制备方法：将酒石酸钾钠溶解在蒸馏水中，加热至80～90℃，依次加入3,5-二硝基水杨酸、氢氧化钠、苯酚，搅拌至溶解。

优选的，在上述的玉米秸秆的预处理方法中，所述3,5-二硝基水杨酸、氢氧化钠和苯酚的质量比为1:70:17。

与现有技术相比，本发明的优点在于：以酶解后秸秆作为生物饲料，可以提高干物质代谢率，显著提高木聚糖酶代谢率，以及饲料中的钙、磷的代谢率。

具体实施方式

本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

采用酶解法对秸秆物料进行转化，可以根本上改变秸秆的成分，使得纤维素和半纤维素转化成为可溶性还原糖，促进了秸秆有一种单纯的生物学原料向生物饲料转变。

玉米秸秆的预处理方法，

1、将玉米秸秆粉碎，并用球磨机进行球磨，获得秸秆粉末；

2、将秸秆粉末中加入去离子水，然后进行臭氧处理，臭氧浓度为20～80mg/L，臭氧流动速率为0.5～2.0L/h，臭氧处理时间为0.5～2h。

3、将臭氧处理后的秸秆粉末、缓冲液和酶混合进行酶解，控制条件：

温度30～60℃

PH4～7

酶加入量u/g 25～30

固液比1:7～1:10

摇床转速rpm 100～160

酶采用纤维素酶和木糖醇酶。

缓冲液采用DNS溶液：将酒石酸钾钠溶解在蒸馏水中，加热至80～90℃，依次加入3,5-二硝基水杨酸、氢氧化钠、苯酚，搅拌至溶解。3,5-二硝基水杨酸、氢氧化钠和苯酚的质量比为1:70:17。

酶解后的饲料OD值为0.376，还原糖产量为秸秆原料的1/3。

以酶解后秸秆作为生物饲料，可以提高干物质代谢率，显著提高木聚糖酶代谢率，以及饲料中的钙、磷的代谢率。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。