[发明专利]一种强化甘薯渣纤维降解的方法

说明书

本发明涉及动物营养与饲料资源开发领域，具体涉及一种强化甘薯渣纤维降解的方法，通过先对甘薯渣纤维采用甘油和NaHCO₃处理，再协同挤压膨化操作，以强化甘薯渣纤维降解，在挤压过程中，协同使用NaHCO₃和甘油强化挤压效果，通过加热NaHCO₃产生的CO₂来提高内压，同时使用高沸点和比热性能的甘油来提高挤压温度，可显著提高纤维素和半纤维素的降解能力，显著提高了葡萄糖和木糖产量，提升了甘薯渣附加值，对挤压膨化效果具有显著提升作用。

技术领域

本发明涉及动物营养与饲料资源开发领域，具体涉及一种强化甘薯渣纤维降解的方法。

背景技术

甘薯是我国的粮食作物之一，其种植面积及产量均居世界首位，甘薯渣是甘薯淀粉提取过程中所产生的副产物，占甘薯淀粉总量的10％-14％，很多企业将其随废水排放掉，而其中含有大量的营养物质，包括淀粉、膳食纤维、蛋白质等，其中淀粉含量占48.26％，膳食纤维占26.73％，蛋白质占3.35％，将甘薯渣进行深加工和综合利用不仅可以减少环境污染，还可以增加其经济价值，实现资源的可持续利用。

甘薯作为我国重要粮食作物，主要用于生产淀粉，伴随着会产生大量的甘薯渣(1000万吨/年)，甘薯渣含有丰富的纤维资源，但除了少量(10％以内)用于动物饲养外，大部分被直接丢弃，造成严重的环境污染和资源浪费。显然，高效开发利用甘薯渣是解决能源和环境危机的重要途径。甘薯渣由纤维素、半纤维素和木质素组成，纤维素由于氢键强、聚合度高、结晶度高，与木质素、半纤维素形成立体网络结构，因此，如何高效水解纤维素和半纤维素是甘薯渣纤维资源利用的关键。

现有技术的甘薯渣纤维降解方法主要包括酸解、碱解、热化学处理、离子液体等，但这些方法在预处理过程中会产生有毒化合物，加工时间长，对生产设备腐蚀严重等缺陷，限制了此类预处理方法的应用，基于此，需要一种操作简便，加工规模大且无污染的预处理方法降解甘薯渣纤维。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种强化甘薯渣纤维降解的方法，本发明改进现有纤维降解工艺，强化纤维降解功效，提高单糖产量，降低能耗，增加甘薯渣附加值，对挤压膨化效果具有显著提升作用。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种强化甘薯渣纤维降解的方法，通过先对甘薯渣纤维采用甘油和NaHCO₃处理，再协同挤压膨化操作，以强化甘薯渣纤维降解；

优选的，强化甘薯渣纤维降解的方法包含以下步骤：

(1)将甘薯渣依次经净化、烘干、粉碎预处理，得到处理甘薯渣；

(2)向步骤(1)的处理甘薯渣中加入甘油、NaHCO₃和水，并混合搅拌均匀，得到混合甘薯渣；

其中，甘薯渣中的含水量为20％-30％、甘油的质量分数为1-10％，NaHCO₃的质量与水的体积比为1-2g：1L；

(3)采用双螺旋挤压膨化机处理混合甘薯渣，利用纤维素酶和半纤维素酶共同水解挤压前、以及挤压后的甘薯渣，经后处理，得到降解甘薯渣纤维。

优选的，所述甘薯渣中的含水量为25％、甘油的质量分数为5％，NaHCO₃的质量与水的体积比为1g/L。

优选的，所述步骤(1)甘薯渣预处理具体步骤为：将甘薯渣用水清洗干净后，干燥至恒重，经粉碎、过筛，得到甘薯渣样品。

优选的，所述步骤(3)中双螺杆挤压膨化机螺杆转速为100-140rpm，挤压温度为110-150℃，喂料速度为15-19Hz。

优选的，所述步骤(3)的保存后处理方法为：依次经干燥至恒重、筛分、密封、干燥保存。