瞬时弹射式蒸汽爆破干黄玉米秸秆发酵生产生物饲料的研究

来源 :河南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pjpdl6123475
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
我国玉米秸秆产量丰富,年产量高达2亿吨,大部分秸秆尚未被有效利用,而将玉米秸秆生产秸秆生物饲料是一种经济高效的利用手段,解决目前玉米秸秆利用难,利用率低的问题,改善环境,提高饲料经济价值。本研究以玉米秸秆为原料,经过瞬时弹射式蒸汽爆破(Instant Catapult Steam Explosion,ICSE)预处理,对饲料生产的高蛋白菌种进行优化筛选,并优化饲料的生产工艺,推动玉米秸秆转化生物饲料工业化运动,以期达到生产三种高价值的生物饲料。本文利用ICSE预处理后玉米秸秆水解液添加产朊假丝酵母生产单细胞蛋白饲料。对玉米秸秆、ICSE预处理后的玉米秸秆及ICSE预处理后的玉米秸秆水解后的发酵醪进行成分检测分析,结果表明2.0Mpa,150s ICSE预处理玉米秸秆与未处理玉米秸秆相比:半纤维素减少85.7%,纤维素减少4.6%,木质素减少13.8%,消除99%以上呕吐毒素(DON),黄曲霉毒素B1(AFB1)和玉米赤霉烯酮(F-2),淀粉含量降低25%,粗蛋白、粗脂肪和矿质元素无明显变化。ICSE预处理使玉米秸秆中的天门冬氨酸,精氨酸和赖氨酸分别降低44.7%,72.7%和76%,17种氨基酸总量由4.03 g/100g下降到3.63 g/100g;对ICSE预处理后的玉米秸秆水解条件进行单因素优化实验,筛选出最优玉米秸秆水解条件,条件为纤维素酶15FPU/g,木聚糖酶3000U/g,料水比1:7,水解时间为72h。在此条件下水解100g玉米秸秆产糖35.7g。对四株产朊假丝酵母进行在木糖、纤维二糖生长性能的筛选,选出一株能高效降解木糖和纤维二糖的产朊假丝酵母,菌株编号为Candida utilis BNCC 336517,在以木糖为唯一碳源的培养基中对木糖的降解率发酵培养48h达到42%,在以纤维二糖为唯一碳源的培养基中表现出良好的性能,发酵培养24h对纤维二糖的降解率达到95%。之后对本株产朊假丝酵母进行在玉米秸秆水解液耐受性驯化实验,本株酵母在驯化完成后能在百分百完全水解液中生长,且生长性能良好。之后对菌株Candida utilis BNCC 336517在玉米秸秆水解液中发酵条件进行优化,当对玉米秸秆水解液进行滤膜过滤除菌,(NH4)2SO4添加量为5g/L时,发酵24h能得到最大菌体量,菌体量为2.08×108。对成品单细胞蛋白饲料进行营养成分检测,菌体干重达到14g/L,粗蛋白46.8%,粗脂肪8.08%,粗灰分5.27%,P含量达到0.46%,Ca含量达到0.06%。利用ICSE预处理后玉米秸秆生产单细胞蛋白饲料工艺是可行的,产品营养成分丰富,具有市场推广潜力,具有一定经济价值。通过优化瞬时弹射式蒸汽爆破(Instant Catapult Steam Explosion,ICSE)预处理玉米秸秆同步酶解发酵(Synchronous saccharification and fermentation,SSF)工艺,提高玉米秸秆转化生物真蛋白饲料工艺的效率和可行性。使用合成培养基和秸秆酶解物培养产朊假丝酵母(Candid utilis BNCC 336517),比较不同温度条件下单纯酶解和同步酶解发酵对瞬时弹射式蒸汽爆破预处理秸秆的糖转化率影响;进一步设计正交试验获得玉米秸秆转化真蛋白最佳条件。产朊假丝酵母能高效利用纤维二糖;37℃,单纯酶解100 g瞬时弹射式蒸汽爆破预处理玉米秸秆可产32.16g总糖。同步酶解发酵后干物质降解率51.61%,总糖利用率为84.1%;相同温度条件下三因素三水平正交实验结果:料水比1:7,纤维素酶复合物20 FPU,添加1%(NH4)2SO4,发酵96 h后产品真蛋白质含量为14.66%。得到产朊假丝酵母最优同步酶解发酵条件,且该条件下转化玉米秸秆生产生物饲料具有经济可行性。干黄玉米秸秆经瞬时弹射式蒸汽爆破(ICSE)预处理后微贮,生产玉米秸秆微贮饲料,调查产品营养成分变化及奶牛瘤胃物质消化率变化规律。使用1.2Mpa,200s;1.8Mpa,200s;2.0Mpa,150s三种条件对干黄玉米秸秆进行ICSE预处理,接种乳酸菌厌氧微贮60天;对微贮产品粗营养成分、氨基酸组成和真菌毒素含量进行检测和比较分析;采用原位尼龙袋技术,对微贮产品进行奶牛瘤胃干物质消失率评价,为下一步干黄玉米秸秆微贮产品在反刍动物养殖过程中的应用和推广提供借鉴。1.8Mpa,200s预处理后微贮饲料品质相对最佳,微贮后pH值4.45,含水量54%,粗蛋白10.85%,粗脂肪8.12%,粗纤维27.73%,NDF含量为44.5%,ADF 35.53%,总氨基酸3.91%。瘤胃消失率试验表明,粗蛋白消失率为77.1%,NDF消失率为22.8%,DM消失率为51.7%。微贮后真菌毒素含量均在国家安全标准范围之内。经过1.8Mpa,200s预处理后微贮干黄玉米秸秆明显改善了玉米秸秆饲料的品质,在反刍动物养殖中具有一定的应用和推广潜力。
其他文献
农业是我国国民经济的重要产业,是经济发展的基础,是人类的衣食之源,生存之本。农业的稳定发展,关系到社会的安定,百姓的稳定。农产品是农业的重要产物。随着社会的发展进步,人们对美好生活的向往和追求逐渐增强,绿色、安全的高品质农产品被更多人关注。机会越多,竞争也就越大,农产品公司如何把握时机,紧跟市场需求,采取最有效推广方式使公司利益最大化成了急需解决的问题,而这一切都与公司的营销策略息息相关。体验营销
城镇型绿道在解决上述问题的过程中发挥重要的功能。本文第一部分阐述了研究的背景与意义,利用文献综述、实地调查、学科交叉和归纳演绎的方法对城镇型绿道进行研究。第二部
当前,我国经济体制改革已进入了新旧体制转换的关键时期。抑制通货膨胀,创造良好的经济环境,以价格改革为中心进行配套改革,强化市场机制,加快形成“国家调节市场,市场引导企业”的
飞机执行飞行任务中,飞机发动机风扇叶片压力面受力磨损严重,需要定时进行润滑剂喷涂。人工喷涂工作效率低,工作环境差,自动化程度低。本文为实现机务维修中飞机发动机叶片压力面的润滑剂自动喷涂作业展开研究,其目标是建立风扇叶片压力面的喷涂模型,研究其涂层均匀性,并依据涂层均匀性进行喷涂路径规划,最终实现对润滑剂雾化系统及机器人本体系统的设计与仿真。根据飞机发动机风扇叶片压力面的表面结构特点,可以将其表面分
采用Larsen谐振子算符代数运算与变分微扰相结合的方法,研究处于电磁场中量子阱内电子一体纵光学声子耦合诉性质的曙依赖性,得到了有限温度下系统的自能。