[发明专利]一种利用芦苇屑生产动物饲料的方法

说明书

本发明涉及一种利用芦苇屑生产动物饲料的方法，具体是利用苇浆厂备料工段产生的废弃物芦苇屑，经水热预处理、木聚糖酶和纤维素酶水解、酵母菌发酵，制备一种富含低聚木糖(XOS)的酵母饲料的方法。该方法不仅把废弃物芦苇屑中的半纤维素水解为对动物生长具有营养保健作用，可以代替传统抗生素使用的XOS产品，而且把纤维素转化为饲料酵母，提高了XOS的浓度或含量，是一种即含有丰富的蛋白质、氨基酸、维生素，又富含功能性XOS的保健型饲料，实现了废弃物芦苇屑的高值化利用。

技术领域

本发明属于饲料添加剂领域，具体是将造纸厂闲置废料(芦苇屑)通过高温预水解、酶水解糖化、发酵过程，制备含有丰富蛋白质、氨基酸、维生素，又富含功能性XOS的保健型饲料的方法。

背景技术

芦苇是一种对于生长环境具有广泛的适应、抗逆性，繁殖能力强的多年生禾本科植物，天然的芦苇种群主要以根茎的繁殖进行更新，是特别典型的无性系植物，生长周期短，对生产地要求低，产量高，应用价值极大；具有吸附水中污染性有毒物质、净化水质，维护湿地生态的作用，随着全球对生态环境保护的重视，芦苇的种植也逐渐受到中国政府的支持与保护。近些年，我国大力推行芦苇湿地建设，坚持提高芦苇单产和总产量，以致于我国芦苇面积达50多万hm²，芦苇年产量250万～300万t。早年，芦苇主要用于编织草席或其他手工产品，随着人们对芦苇含有较高纤维素含量的认识，而逐渐用于制浆造纸，因此，以芦苇替代木材原料进行制浆造纸，不仅可以解决目前木材资源短缺问题，也促进了造纸行业的发展。但是年处理10万吨芦苇的浆厂，在筛选工段大约会产生1万吨芦苇屑，其主要成分是苇膜、苇叶及一些芦苇的碎屑及尘土，因为这些碎屑不适合造纸而不得不作为垃圾处理掉，一般以焚烧和掩埋方式处理掉，造成严重的资源浪费。据原料成分分析，这些废弃物中含有大量的半纤维素、纤维素、木素，而这每种成分都可以通过生物精炼技术转化为环境友好型产品，对促进造纸厂的转型升级具有重要意义。

XOS(低聚木糖)，作为半纤维素的一种高附加值产品，是一种由2～7个木糖分子通过β-(1,4)糖苷键链接组成的功能性低聚糖，是不易被消化道消化降解的膳食纤维，具有选择性促进双歧杆菌，尤其是青春双歧杆菌的繁殖；增强肠道对钙、维生素的吸收；助消胆固醇、油脂；提高免疫力等功效，在食品、医药保健、动物饲料等行业已经得到广泛应用。随着人们对高品质生活的不断追求、XOS保健功能的日益显著，其需求量逐年上涨，目前主要通过玉米芯的半纤维素水解制得，原料相对单一。以山东龙力为代表的XOS生产厂家也在近几年遍布到了全国各地，这种社会需求与科技进步的推动力使得生产工艺成本的缩减、产品纯度的提高以及开发利用新原料成为该行业的研究热点与瓶颈。

众所周知，生物质原料组分以纤维素含量为首，大量研究通过对生物质预处理、酶水解，来降解纤维素成还原性糖，其利用主要以生物乙醇的生产工艺最为成熟，但原料的中半纤维素水解产物木糖发酵转化率低，难以利用。半纤维素主要以生产XOS、木糖、木糖醇、糠醛等木糖系列产品为主，存在的问题是，在联合使用木聚糖酶-纤维素酶水解的过程中，由于纤维素与半纤维素的相互包裹作用，含有少量纤维素酶的粗木聚糖酶水解，使得半纤维素在水解的同时，相当部分纤维素也得到降解，其降解产物葡萄糖，不仅对生物酶具有抑制作用，也为后续XOS的纯化提高了成本。如果能使葡萄糖转变成其他具有增值产品的同时，使XOS 含量比例得到相对提高，可以制备一种可通过平衡宿主动物肠道菌群而对动物产生有利影响的活性益生菌动物饲料，相关研究表明，通过补充该成分，机体胃肠道内的微生态平衡可以得到调整或维持，从而促进肠道内有益菌群的繁殖，在数或种类上补充肠道必须益生菌，实现优势菌群、生物拮抗等作用，有效替代抗生素，对于畜产品的生产及销售具有双赢作用。

目标产物的溶出量不仅与制备工艺有关，原料的选择也尤为重要。芦苇屑的主要成分是苇膜、苇叶及一些芦苇的碎屑及尘土，按照NREL的方法对该原料做了原料分析，发现半纤维素含量(纤维素：半纤维素：木素＝1.6:1.4:1)较高，可以作为功能XOS的生产原料。