发酵的蔗渣饲料和其制备及应用制造技术

本发明专利技术公开的是一种易消化、高性能及高质量的发酵蔗渣饲料，它是通过能够在不低于ｐＨ９. ５的碱性营养培养基或在含６. ５ｗ／ｗ％氯化钠的营养培养基中繁殖的乳酸菌的种子培养物掺入到一种碱处理的蔗渣中并发酵所得混合物而制得，其中碱碱处理的蔗渣是通过在防止纤维素及半纤维素的实质分解的同时软化蔗渣而制得。 本发明专利技术也涉及该蔗渣的制备及应用。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发酵的蔗渣饲料和其制备及应用，特别是涉及由碱处理的蔗渣制备的发酵蔗渣饲料，以及它们的制备与应用。虽然蔗渣已部分地用作燃料来源，但它是一种含有大量纤维素和半纤维素的糖甘蔗的压榨废物，并且未能发现其他用途。问题是全世界每年排弃的1亿多吨蔗渣仍未得到利用。另一方面，食草家畜或牛、羊等反刍动物与人、猪和家禽等单胃动物不同，它们可同化天然植物的纤维素和半纤维素，并进一步在生理上利用所说的纤维素和半纤维素作为能源。目前，对牛肉和牛奶等家畜产品的消耗量不断增加，从而显著地发展了集约化家畜饲养系统，以在小饲养棚中饲养大量以同一方向站立的牛；所说的集约化家畜饲料系统集中了饲养所需牧草的供应，并且已导致迅速增加了对可代替牧草之含纤维素和半纤维素粗饲料的需求。长时间来对利用蔗渣作粗饲料的问题作了许多研究，但除纤维素和半纤维素外，蔗渣还含有大量与纤维样纤维素紧密键合的木质素，并且象竹一样所说的键合紧密了蔗渣的结构。当反刍动物能同化蔗渣本身时，对于反刍动物来说蔗渣的可消化性相对较低，并且其味道和营养价值也很不理想。已知，当牛同化粗饲料时，可引起所说蔗渣的碎片刺入牛的瘤胃壁内的危险。为了改善蔗渣的营养价值，已提出许多通过分解木质素来软化蔗渣的结构以增加其可消化性的建议。大多数所说的建议包括，用碱处理蔗渣，然后发酵所得的碱处理的蔗渣。在如Biotechnology and Bioengineering，Vol.26，PP.2126-433(1984)中所述的碱处理中，已知是使用氢氧化钠、氢氧化钙及碳酸钠等碱试剂。在发酵碱处理的蔗渣时，例如按Animal Feed Science and Technology，Vol.9，pp.1-17(1983)中所述用氢氧化钠青储碱处理的蔗渣是已知的。我们积极地研究了这些常规方法，发现在用氢氧化钠进行碱处理的情况下，由于它的强碱性。相当小量的氢氧化钠即可使蔗渣混合物的PH保持在相当高的水平，从而很容易分解木质素以软化蔗渣的结构，却不容易破坏粗饲料所必需的纤维素和半纤维素。另外，发现碱处理的蔗渣的PH水平在长时间里逐步降低到乳酸菌增殖的范围，并且在从碱处理的蔗渣制备发酵蔗渣饲料所需的25至90天的长时间里进一步降低。已发现，为了避免所说的缺点并迅速提高碱处理的蔗渣的PH水平，应使用酸性溶液中和所说的碱处理的蔗渣，而且常规方法中还有许多其他缺点。发现在使用氢氧化钙和碳酸钠的情况下，因为它们的碱性较弱，碱试剂的用量便须增加到约占蔗渣的12-30W/W%，(按干固体计)本文使用的“W/W%”一词在下文中缩写为“%”)，这样就提高了碱处理的成本，并且在反刍动物消耗过多碱试剂时须用大量的水，以致它们将大量排尿。因此，发现常规方法对于反刍动物的正常生理功能是极为不利的。本专利技术提供了能克服上述缺陷发酵蔗渣饲料及其应用，而且考虑到对所说蔗渣饲料的大量需求，本专利技术还提供了以相对低成本和相对短的时间方便地制备所说发酵蔗渣饲料的方法。为了克服上述缺陷，我们主要集中研究了能够在含有碱处理的蔗渣的相对高的PH或高盐浓度的培养基中繁殖的乳酸菌种子培养物。结果，我们发现，能够在不低于PH9.5的碱性营养培养基或含有6.5%氯化钠的营养培养基中繁殖的乳酸菌是较好的，且通过将本专利技术的乳酸菌种子培养物接种到碱处理过的蔗渣中，能够很容易地从该不低于PH9的碱处理蔗渣制备出高质量的发酵蔗渣饲料，从而完成了本专利技术。本专利技术使用了一种发酵方法，其中接种的是能够在PH9.5的营养培养基或含有6.5%氯化钠的营养培养基中繁殖的乳酸菌，优选属于肠球菌属的乳酸菌，该方法具有如下特征(1)不经酸中和在早期接种乳酸菌种子培养物，因为该乳酸菌能够在不低于9.5的高PH条件下繁殖；(2)在制备碱处理的蔗渣时使用能够在相对高的浓度下进行碱化的氢氧化钙、碳酸钠等作为碱化剂，而不仅限于能够在相对低的浓度下进行碱化的氯化钠，而且还可如下所述任意使用加有或未加氢氧化钠的氧化钙；(3)选用于由碱处理的蔗渣大规模生产发酵蔗渣饲料，因为它易于控制、时间短且生产成本相对较低。而且，我们发现，在蔗渣的碱处理过程中使用加有或未加氢氧化钠的氧化钙合适于制备碱处理的蔗渣及利用该碱处理的蔗渣制备发酵蔗渣饲料，从而完成了本专利技术。具体地说，本专利技术利用加有或没加有氢氧化钠的氧化钙作为碱试剂对蔗渣进行碱处理，具有几方面的特征(1)生产碱处理的蔗渣软化了蔗渣结构，而几乎没有破坏作为蔗渣之有效成分的纤维素和半纤维素；(2)因为氧化钙是一种活性碱试剂或吸收水并可放出足以促进碱性反应的热量，所以在相对短的时间内以相对小量的碱试剂即可达到碱处理的目的；(3)因为碱处理的蔗渣的PH水平能相对迅速地降低，所以可不用酸中和而在早期阶段接种乳酸菌的种子培养物；(4)因为容易控制、处理时间短并且生产成本较低，故适于大规模生产碱处理的蔗渣和使用所说的蔗渣生产发酵蔗渣饲料；(5)因为相对于蔗渣来说只使用小量碱试剂而没有考虑过多摄入碱试剂的问题，并且因为向其中加入适当量的钙或矿物盐而强化了蔗渣的营养价值，所以对于反刍动物在营养上更为适宜；(6)按本专利技术制得的发酵蔗渣饲料具有相对高的质量、极好的可消化性及食物味道。下文详细解释本专利技术。可用于本专利技术的蔗渣通常按下述方法制备可使用当在精炼糖厂废弃时水含量约为40-50%的蔗渣，必要时也可使用干燥的和储存的蔗渣。在碱处理中共存的优选水含量范围是，从其中蔗渣与碱试剂能够充分混合的下限到其中防止碱溶液从碱处理的蔗渣中漏出的上限。具体地说，水含量约40到90%，更适宜的水含量是45到80%。就用作本专利技术碱试剂的氧化钙来说，应具有较高活性，即尽可能地没有水，必要时可选用颗粒或粉末形式的。适用于本专利技术的氧化钙的量在于固体基础(d.s.b)上一般不超过蔗渣的5%，较好在2至4%范围内。与本专利技术氧化钙一起使用的氢氧化钠的量一般不超过氧化钙的用量，较好不多于3%。当在与水共存情况下向蔗渣中加入碱试剂时，可使用使碱试剂与一定量水之蔗渣混合的任何方法，例如可首先将蔗渣浸软并与碱试剂充分混合，或反之亦可。可在室温下且通常在大约10至35℃范围内进行这些处理。如此得到的蔗渣的最初PH水平一般不小于约PH10.3，较好在PH10.5至12范围内，并在室温下放置所说的蔗渣，可很容易地得到不大于PH10，更好是不大于PH9.5的碱处理的蔗渣，如此即可在大约10至40小时的短时间内达到碱处理的目的。如此得到的碱处理的蔗渣是已被软化的，并且没有实质上破坏纤维素和半纤维素，具体地说，在使用氧化钙连同氢氧化钠的情况下，与单独使用氧化钙相比，破坏了处理的蔗渣中的木质素以进一步软化其结构，而没有实质上破坏纤维素和半纤维素，并且是一种发酵蔗渣饲料的适宜原料。可用于制备本专利技术发酵蔗渣饲料的碱处理蔗渣允许使用上述氧化钙及已知的碱试剂作为碱试剂，如氢氧化钠、氢氧化钙和碳酸钠。为了从碱处理的蔗渣制备发酵蔗渣饲料，可向碱处理的蔗渣中加入乳酸菌的种子培养物及营养素，然后在碱处理的蔗渣的PH水平降低到其中乳酸菌的种子培养物增殖的范围之后或之前发酵该混合物，即可很容易地达到所说的目的，在这种情况下，必要时可用酸性溶液部分地中和碱处理的蔗渣，以使最低PH水平适应于所接种之乳酸菌增殖的要求。用于本专利技术的乳酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
发酵的蔗渣饲料，它是通过将营养源及能够在不低于ｐＨ９. ５的碱性营养培养基中或在含有６. ５ｗ／ｗ％氯化钠的营养培养基中繁殖的乳酸菌的种子培养物加到碱处理的蔗渣中，并发酵所得混合物而制得的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：入谷敏，三桥正和，茶圆博人，三宅俊雄，
申请(专利权)人：株式会社林原生物化学研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]