【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及秸稈處理，尤其涉及一種利用作物秸稈微貯后制備糖化液的方法。
技術介紹
1、秸稈中木質纖維素作為結構性碳水化合物，是自然界存在數量巨大的可再生資源。在我國每年農作物秸稈產量高達7億多噸，農作物秸稈資源的不合理利用造成了巨大資源浪費和環境污染。
2、隨著畜牧養殖業的迅速發展，未來畜牧業用糧將占據整個糧食生產的50％，開發新型碳水化合物原料替代傳統能量原料至關重要。目前研究不同結構碳水化合物(如非淀粉多糖)的消化代謝利用規律及合理加工替代傳統的能量原料，是畜牧飼料資源開發的熱點之一。而有效地將秸稈木質纖維素降解成葡萄糖和易消化利用的低分子的碳水化合物進而轉化成能量飼料和蛋白質飼料等，是制備和生產動物飼料的切入點。這將有助于解決秸稈資源浪費和畜牧生產中飼料短缺問題。酶解技術應用于秸稈飼料的開發是最有效、最安全的方法，也是提高秸稈飼料營養價值必不可少的步驟，主要作用是利用纖維素酶和木聚糖酶分解纖維素和半纖維素，轉化成葡萄糖和木糖。單獨的酶解處理難以達到理想的效果。
3、如中國專利cn117187318a公開了的一種玉米秸稈酶解制備可發酵糖液的方法，通過添加氯化鐵強化乙醇溶劑對玉米秸稈進行預處理的同時引入了過量的氯化鐵分子，基于氯化鐵的添加增加了糖化液中氯離子和鐵離子的含量，使其易于與色素分子形成離子鍵，使得秸稈中大量色素物質難以去除。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種利用作物秸稈微貯后制備糖化液的方法，將枯草芽孢桿菌c
2、本專利技術是通過以下技術方案實現的：一方面，提供了一種利用作物秸稈微貯后制備糖化液的方法，依次包括作物秸稈接種微貯階段和堿解階段，所述接種菌株為枯草芽孢桿菌(bacillus?subtilis),保藏編號為cgmcc?no.25552，所述枯草芽孢桿菌(bacillussubtilis)的接種量為所述作物秸稈總量的5％-15％。
3、通過上述技術方案，在酶解之前，適當的物理、化學預處理是必需的，進而去除木質素，破壞纖維素的結晶度和聚合度，使長鏈纖維素斷裂成小分子鏈，增加了酶與纖維素和半纖維素的接觸面積，加速酶解速率。對玉米秸稈首先進行微貯，利用微生物對秸稈預處理主要是真菌利用產出各種水解酶，從而將木質纖維素的半纖維素或纖維素降解。特別是白色、棕色和軟腐真菌已被廣泛用于降解木質纖維素生物質中的半纖維素和木質素。白腐菌被認為是預處理木質纖維素生物質最有效的微生物候選者。與未預處理的對照樣品相比，使用白腐真菌進行生物法預處理后的木質纖維素生物質(麥秸、稻草和玉米秸稈)釋放的還原糖酶解糖化率提高了50～65％。微生物預處理法的能量需求也很低，所以使用微生物的生態友好型生物預處理被認為是替代苛刻的化學品和熱化學預處理的候選者。
4、基于上述作物秸稈接種微貯階段和堿解階段的結合，通過枯草芽孢桿菌cgmccno.25552能夠有效抑制有害菌的生長，保持玉米秸稈的營養成分和鮮度；利用枯草芽孢桿菌cgmcc?no.25552對秸稈中的木質纖維素水解，再利用堿液破壞木質素結構，增加酶制劑與木質纖維素的接觸面積，提高其糖化效率的同時去除秸稈中大量色素物質，降低糖液色度。
5、進一步地，所述作物秸稈接種微貯階段包括以下步驟：
6、步驟1)作物秸稈預處理；
7、步驟2)菌種活化；
8、步驟3)接種微貯；
9、步驟4)烘干，密封。
10、通過上述技術方案，作物秸稈經過預處理后變成細小顆粒，不僅有利于后續微貯時微生物與秸稈的接觸，而且對秸稈的微觀結構進行了初步的破壞，相對于不做預處理的秸稈，粉末狀態更有利于實驗的進行，首先，若秸稈不做粉碎處理則秸稈較長，難以壓實密封，對實驗器具有較高的要求，其次，在微貯時，需定時翻拌，粉末狀態的秸稈更容易翻拌均勻，且在微貯前對秸稈粉末的水分進行了調整，在該水分條件下，粉末不易飛揚，更有利于微生物的發酵，從而達到對秸稈分解的作用。菌種活化時稱取10克紅糖加入1l無菌水中，稱取粉末枯草芽孢桿菌cgmcc?no.25552?1.00g加入至紅糖培養基中，放置于37℃搖床中震蕩12h對其進行活化，活化后菌種活菌數為1*109cfu/ml，菌種活性高，對秸稈的分解性強，隨著微貯時間的延長，秸稈顏色逐漸加深，質地變軟，微觀條件下可看到秸稈中的纖維素和半纖維素被部分降解，纖維素和木質素之間的復合結構變得松散。接種時采用噴灑的方式，邊噴灑邊翻拌，確保菌種均勻的接種于秸稈粉中，接種量在一定程度上決定了微生物的發酵狀態，接種量較少，則會延長發酵周期，過多則菌絲生長速度過快容易因其溶氧不足，易產生粘稠性物質，不易于對秸稈的分解。
11、進一步地，在步驟1)中，將風干后的作物秸稈截成段，并用粉碎機粉碎至粒徑為20-40目的超細粉末。傳統微貯直接將秸稈收集、打捆、堆積，秸稈未經粉碎，占地面積增加，且若不壓實則難以創造厭氧環境，不利于微生物的發酵，將秸稈打捆堆積，不便對其進行翻拌，秸稈在微貯過程中在微生物的作用下產熱，打捆堆積起來的秸稈不利于散熱，容易引發火災，粉末狀態下的秸稈增大了微生物與其內部結構的接觸面積，提高了微生物的分解效率。
12、進一步地，在步驟2)中，于無菌環境下，將紅糖加入無菌水中，并將粉末枯草芽孢桿菌cgmcc?no.25552加入至紅糖培養基中，放置于37℃搖床中震蕩12h對其進行活化，即得活化菌種；所述枯草芽孢桿菌(bacillus?subtilis)的保藏編號為cgmcc?no.25552；保藏時間為2022年8月19日；保藏單位為中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(cgmcc)；保藏地址為北京市朝陽區北辰西路1號院3號。
13、通過上述技術方案，活化菌種的具體過程是：于無菌環境下，稱取10克紅糖加入1l無菌水中，稱取粉末枯草芽孢桿菌cgmcc?no.25552?1.00g加入至紅糖培養基中，放置于37℃搖床中震蕩12h對其進行活化；經活化后的菌種，菌種活菌數為1*109cfu/ml，活菌數量充足，且將其制備成菌液更便于菌種均勻的接入其中。
14、進一步地，在步驟3)中，將步驟1)所得秸稈粉末內摻入水分，調節水分含量至秸稈總量的40％-60％，接入秸稈總量5％-15％的活化菌種，翻拌均勻后放入50-80℃恒溫培養箱中，每1-4h噴水翻拌，微貯后取出。微貯后的秸稈質地變軟，顏色加深，均有香甜味，微觀條件下可觀察到秸稈中纖維素與半纖維素被部分降解，纖維素與木質素之間的復合結構明顯松動。
15、進一步地，在步驟4)中，所述烘干溫度為40-70℃。在該溫度范圍下對接桿進行烘干，秸稈不易結塊，且烘干效率較高，溫度較低則烘干速率較低，烘干時間較長，秸稈容易滋生霉菌，烘干溫度過高則水分快速流失且會造成部分營養成分的損失，影響后續糖化效果。
16、進一步地，在所本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種利用作物秸稈微貯后制備糖化液的方法，依次包括作物秸稈接種微貯階段和堿解階段，所述接種菌株為枯草芽孢桿菌(Bacillus?subtilis),保藏編號為CGMCCNO.25552，所述枯草芽孢桿菌(Bacillus?subtilis)的接種量為所述作物秸稈總量的5％-15％。
2.根據權利要求1所述的利用作物秸稈微貯后制備糖化液的方法，其特征在于，所述作物秸稈接種微貯階段包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的利用作物秸稈微貯后制備糖化液的方法，其特征在于，在步驟1)中，將風干后的作物秸稈截成段，并用粉碎機粉碎至粒徑為20-40目的超細粉末。
4.根據權利要求3所述的利用作物秸稈微貯后制備糖化液的方法，其特征在于，在步驟2)中，于無菌環境下，將紅糖加入無菌水中，并將粉末枯草芽孢桿菌CGMCC?NO.25552加入至紅糖培養基中，放置于37℃搖床中震蕩12h對其進行活化，即得活化菌種；所述枯草芽孢桿菌(Bacillus?subtilis)的保藏編號為CGMCC?NO.25552；保藏時間為2022年8月19日；保藏單位為中國微生物菌種保藏
5.根據權利要求4所述的利用作物秸稈微貯后制備糖化液的方法，其特征在于，在步驟3)中，將步驟1)所得秸稈粉末內摻入水分，調節水分含量至秸稈總量的40％-60％，接入秸稈總量5％-15％的活化菌種，翻拌均勻后放入50-80℃恒溫培養箱中，每1-4h噴水翻拌，微貯后取出。
6.根據權利要求4所述的利用作物秸稈微貯后制備糖化液的方法，其特征在于，在步驟4)中，所述烘干溫度為40-70℃。
7.根據權利要求1所述的利用作物秸稈微貯后制備糖化液的方法，其特征在于，在所述堿解階段中，微貯秸稈堿解時的堿固比為4-9:1，堿解溫度為70-90℃，堿解時間為0.5-3h。
8.根據權利要求7所述的利用作物秸稈微貯后制備糖化液的方法，其特征在于，所述堿解階段的堿液為NaOH、KOH中的一種，堿液濃度為1-5％。
9.根據權利要求1所述的利用作物秸稈微貯后制備糖化液的方法，其特征在于，還包括糖化階段，所述糖化階段具體包括如下步驟：
10.根據權利要求9所述的利用作物秸稈微貯后制備糖化液的方法，其特征在于，酶制劑的添加量為微貯秸稈總量的0.25％-1.5％，酶解溫度為40-60℃，酶解時間為24h-72h。
...【技術特征摘要】
1.一種利用作物秸稈微貯后制備糖化液的方法，依次包括作物秸稈接種微貯階段和堿解階段，所述接種菌株為枯草芽孢桿菌(bacillus?subtilis),保藏編號為cgmccno.25552，所述枯草芽孢桿菌(bacillus?subtilis)的接種量為所述作物秸稈總量的5％-15％。
2.根據權利要求1所述的利用作物秸稈微貯后制備糖化液的方法，其特征在于，所述作物秸稈接種微貯階段包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的利用作物秸稈微貯后制備糖化液的方法，其特征在于，在步驟1)中，將風干后的作物秸稈截成段，并用粉碎機粉碎至粒徑為20-40目的超細粉末。
4.根據權利要求3所述的利用作物秸稈微貯后制備糖化液的方法，其特征在于，在步驟2)中，于無菌環境下，將紅糖加入無菌水中，并將粉末枯草芽孢桿菌cgmcc?no.25552加入至紅糖培養基中，放置于37℃搖床中震蕩12h對其進行活化，即得活化菌種；所述枯草芽孢桿菌(bacillus?subtilis)的保藏編號為cgmcc?no.25552；保藏時間為2022年8月19日；保藏單位為中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(cgmcc)；保藏地址為北京市朝陽區北辰西路1號院3號...
【專利技術屬性】
技術研發人員：何志華，何晨旭，劉少晨，黃克政，朱明偉，夏軒峰，樊永樂，楊亞格，李瑩瑩，
申請(專利權)人：河南星漢生物科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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