[发明专利]一种Fenton反应预处理与桦褐孔菌固体发酵协同转化麦秆饲料化的方法

说明书

本发明公开了一种Fenton反应预处理与桦褐孔菌固体发酵协同转化麦秆饲料化的方法，以农业资源废弃物麦秆为原料，采用Fenton反应预处理与桦褐孔菌固体发酵的方法制备饲料蛋白，提供了一种安全、低成本、环境友好的预处理方法，不仅可以变废为宝，而且提供了一种新的安全、高营养价值的优质饲料蛋白。本发明制备的麦秆饲料蛋白能有效提高反刍动物的生产性能和饲料转化率，具有很好的市场前景。

技术领域

本发明发酵工程技术领域，特别涉及一种Fenton反应预处理与桦褐孔菌固体发酵协同转化麦秆饲料化的方法。

背景技术

近年来，国内外一直在寻找生物手段处理农作物秸秆的最佳途径，该问题的最大难点在于秸秆中的非水溶性木质纤维素很难被酸，碱和酶降解，主要是纤维素的结晶度、聚合度以及包裹着纤维素与半纤维素的木质素所致。木质素与半纤维素以共价键形式结合，将纤维素分子包埋在其中，形成一种天然屏障，使酶不易与纤维素分子接触，而木质素的水不溶性、化学结构的复杂性，导致了秸秆的难降解性。因此要彻底降解纤维素，必须先解决木质素的降解问题。

农作物秸秆的一些常见的预处理方法有物理处理，化学处理等。物理处理法有研磨、浸泡、制粒等，这些方法均能降低纤维素的结晶度，最终导致纤维素能够被水解酶更好的降解。但是物理处理的方法需要机器和加工过程，导致应用于农业有一定的限制，虽然减小颗粒大小确实有利于后续酶处理的过程，但是粉碎态的农作物秸秆不利于后期饲料化操作。酸碱处理的方法虽然能能降低纤维素的结晶度，增加糖类的产量，但是硫酸和氢氧化钠的应用，不仅成本昂贵，还造成了严重的环境污染问题。同时，目前以上方法未见有能增加蛋白质含量的作用，单一的微生物固体发酵方法也未能显著提高蛋白质含量。

Fenton反应的实质是二价铁离子(Fe2+)、和双氧水之间的链反应催化生成羟基自由基，具有较强的氧化能力，其氧化电位仅次于氟，另外，羟基自由基具有很高的电负性或亲电性，其电子亲和能高达569.3kJ具有很强的加成反应特性，因而Fenton试剂可无选择氧化水中的大多数有机物，特别适用于生物难降解或一般化学氧化难以奏效的有机废水的氧化处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Fenton反应预处理与桦褐孔菌固体发酵协同转化麦秆饲料化的方法，解决了麦秆作为饲料使用过程中存在的粗蛋白含量过低和木质素含量高的问题，提高了麦秆作为饲料的营养价值。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种Fenton反应预处理与桦褐孔菌固体发酵协同转化麦秆饲料化的方法，包括以下步骤：

(1)种子液的制备：将桦褐孔菌的菌种先在麦芽蛋白胨琼脂培养基中活化，再转移至液体种子培养基培养，得到种子液；

(2)麦秆Fenton预处理：将麦秆剪切至1.0-1.5cm长度的麦秆段，进行Fenton预处理，处理完成后冲洗干净，晾干；

(3)固体发酵：将步骤(2)处理后的麦秆与营养液混匀，灭菌后，接种种子液，在湿度75±3％、温度26-28℃下发酵25-30天，发酵结束后取出发酵产物，烘干，获得产品。

步骤(2)将麦秆剪切至1.0-1.5cm长度是便于降解，如果磨成粉状，后续加入液体混合后不利于菌种培养；同时水的浸泡让水分充分渗透基质，也是有利于菌种降解麦秆内部；麦秆晾干是由于桦褐孔菌不能在含水量太大的基质上培养，所以晾干至无水明显流出。

Fenton预处理，反应条件温和、成本低、对环境友好，可以降低木质素的分子量，促进木质纤维素生物质的酶糖化，同时处理后的麦秆无试剂残留，利于后期桦褐孔菌固体发酵，从而提高蛋白质含量。

Fenton反应本身不能改变或者提高作物秸秆的营养价值，但是可以破坏木质素结构，促进桦褐孔菌对木质纤维素的降解能力，可进而提高白腐真菌产蛋白质能力。本发明将Fenton反应预处理与桦褐孔菌固体发酵协同处理，可以显著增加发酵产物的蛋白含量，同时降低木质素含量，提高了麦秆作为饲料的营养价值。