本發(fā)明涉及秸稈綜合利用
技術領域：
，特別涉及一種全秸稈營養(yǎng)粉的制備方法。
背景技術：
：我國每年可收獲各種作物秸稈9億多噸。這里所述秸稈，包括小麥、玉米、水稻、棉花、高粱、大豆、花生、薯類、瓜類等作物及苜蓿、沙打旺等牧草收獲籽實后剩余的莖、葉、皮（殼）、蔓藤（秧）等以及玉米芯、甘蔗（渣）、蘆葦、竹子等。光、水、肥、土等作物生長的基本要素，不僅保證了籽實收成，而且養(yǎng)育了作物秸稈的茁壯成長，而恰恰是先由秸稈的充分生長，才保證了籽實的豐收。因此不能忽略了農業(yè)的另一半（甚至是另一大半）。籽實中擁有的營養(yǎng)成份，秸稈中也都會擁有，唯一差別在于籽實中的淀粉人體能消化利用而秸稈中的纖維素人體不能消化利用。秸稈中的纖維素不是營養(yǎng)成份，但卻是保健成份。秸稈中的粗纖維（纖維素、半纖維素、木質素、果膠等）是號稱人類第七大營養(yǎng)素的膳食纖維，其中的半纖維素形成的木糖、低聚木糖，纖維素形成的纖維低聚糖以及礦質元素、抗氧化劑、小分子有機酸、麥芽糖等，均是對人體具有生理活性和保健功能的成份。因此說，科學利用秸稈作為人類的營養(yǎng)食品和保健食品是必要的、可行的。在現(xiàn)有技術和實踐中，未發(fā)現(xiàn)利用秸稈制備全營養(yǎng)粉的方法。技術實現(xiàn)要素：為了彌補現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種全秸稈營養(yǎng)粉的制備方法。本發(fā)明的技術方案為：一種全秸稈營養(yǎng)粉的制備方法，包括以下步驟：（1）秸稈片段置于磨盤中磨漿10-50分鐘，得秸稈漿狀物；（2）將所述秸稈漿狀物置于汽爆罐中，加入秸稈漿狀物質量1-20倍水，加入堿至堿液濃度為1-10%，向汽爆罐中通入水蒸汽至溫度升至80-100℃后，停止通水蒸汽；向汽爆罐中通入惰性氣體，將汽爆罐內空氣排凈、封口；然后間歇性向汽爆罐內通入水蒸汽以及惰性氣體，以維持汽爆罐內溫度為60-120℃、壓力為0.5-3MPa，保溫保壓20-120分鐘后噴放；（3）將步驟（2）所得噴放漿狀物置于酶解罐中，加入噴放漿狀物質量1-10倍水，向汽爆罐中通入惰性氣體，然后加入木聚糖酶，酶解40-180分鐘；然后加入復合蛋白酶，間歇1分鐘，通入惰性氣體1分鐘，酶解20-80分鐘；隨后加入常溫型α-淀粉酶，酶解10-50分鐘；然后通入蒸汽升溫至40-100℃，保溫5-30分鐘，滅活酶的活性；所述常溫型α-淀粉酶由微波誘導所得變異地衣芽孢桿菌分泌所得α-淀粉酶，所述常溫型α-淀粉酶的適宜溫度為22-35℃，適宜pH6-8；（4）滅酶后向所述酶解罐中通入二氧化碳，調節(jié)罐內pH值至2-5，持續(xù)通入二氧化碳20-60分鐘后加入食用堿調節(jié)pH值至5-8；（5）將步驟（4）所得產物從酶解罐轉移出，經干燥、粉碎，得秸稈全粉。作為優(yōu)選方案，步驟（1）中秸稈片段的獲取過程為：收獲秸稈，去雜、除塵、水洗，切成1-10cm的片段。作為優(yōu)選方案，步驟（2）汽爆罐中加入堿液維持罐內pH值6-8。作為優(yōu)選方案，步驟（2）通入汽爆罐內惰性氣體的體積為汽爆罐容積的1-10倍。作為優(yōu)選方案，所述常溫型α-淀粉酶的獲取步驟為：將地衣芽孢桿菌的培養(yǎng)液置于微波發(fā)生器，設置微波功率為850-950W，脈沖頻率為2300MHz，微波處理20s，冷卻20s，依此往復25-35次；將微波處理后的培養(yǎng)液涂布在固體培養(yǎng)基上，30℃條件下培養(yǎng)1-2天，由存活下來的菌落中篩選四株常溫下α-淀粉酶活性高的地衣芽孢桿菌的變異菌株；選出常溫下α-淀粉酶活性最高的地衣芽孢桿菌的變異菌株擴大培養(yǎng)，從而獲得所述常溫型α-淀粉酶。進一步的，步驟（3）中，木聚糖酶的加入量滿足每千克干基噴放漿狀物200-900U。進一步的，步驟（3）中，所述復合蛋白酶由具備內肽酶活性的堿性蛋白酶和具備端肽酶活性的蛋白酶K組成；復合蛋白酶的加入量滿足每千克干基噴放漿狀物300-800U。進一步的，常溫型α-淀粉酶的加入量滿足每千克干基噴放漿狀物200-700U。作為優(yōu)選方案，步驟（5）中干燥為噴霧干燥、閃蒸干燥、沸騰流化床干燥中的一種。本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明采用汽爆技術以及多級酶解技術，制備了富含膳食纖維、肽類、氨基酸、麥芽糖、低聚木糖、礦物質等的具有營養(yǎng)和保健雙重功能的秸稈全粉；本發(fā)明投入小、周期短、易推廣。具體實施方式實施例1一種全秸稈營養(yǎng)粉的制備方法，包括以下步驟：（1）收獲玉米秸稈，去雜、除塵、水洗，切成3-4cm的片段，秸稈片段置于磨盤中磨漿30分鐘，得秸稈漿狀物。（2）將所述秸稈漿狀物置于汽爆罐中，加入秸稈漿狀物質量8倍水，加入堿至堿液濃度為5%，向汽爆罐中通入水蒸汽至溫度升至95℃后，停止通水蒸汽；向汽爆罐中通入惰性氣體，通入汽爆罐內惰性氣體的體積為汽爆罐容積的5倍，將汽爆罐內空氣排凈、封口；然后間歇性向汽爆罐內通入水蒸汽以及惰性氣體，以維持汽爆罐內溫度為110℃、壓力為1.5MPa，保溫保壓70分鐘后噴放。步驟（2）中用稀堿液維持罐內pH值7，目的在于避免半纖維素等組份的降解失控而形成對人體有危害的醛類產物等。采用較低蒸煮溫度、較高罐內壓力以及惰性氣體環(huán)境，目的在于保證半纖維素、纖維素、木質素等組份避免高溫、有氧條件下的氧化、酯化等反應。（3）將步驟（2）所得噴放漿狀物置于酶解罐中，加入噴放漿狀物質量5倍水，向汽爆罐中通入惰性氣體，然后加入木聚糖酶，木聚糖酶的加入量滿足每千克干基噴放漿狀物600U，酶解100分鐘；然后加入復合蛋白酶，復合蛋白酶的加入量滿足每千克干基噴放漿狀物500U，間歇1分鐘，通入惰性氣體1分鐘，酶解40分鐘；隨后加入常溫型α-淀粉酶，常溫型α-淀粉酶的加入量滿足每千克干基噴放漿狀物400U，酶解30分鐘；然后通入蒸汽升溫至80℃，保溫15分鐘，滅活酶的活性；所述常溫型α-淀粉酶由微波誘導所得變異地衣芽孢桿菌分泌所得α-淀粉酶，所述常溫型α-淀粉酶的適宜溫度為22-35℃，適宜pH6-8。步驟（3）中所用蛋白酶為復合酶系，包括具備內肽酶（內切酶）活性的堿性蛋白酶、具備端肽酶（外切酶）活性的蛋白酶K等，可以在常溫條件下高效率水解蛋白質。步驟（3）中所用常溫型α-淀粉酶的獲取步驟為：將地衣芽孢桿菌的培養(yǎng)液置于微波發(fā)生器，設置微波功率為850-950W，脈沖頻率為2300MHz，微波處理20s，冷卻20s，依此往復25-35次；將微波處理后的培養(yǎng)液涂布在固體培養(yǎng)基上，30℃條件下培養(yǎng)1-2天，由存活下來的菌落中篩選四株常溫下α-淀粉酶活性高的地衣芽孢桿菌的變異菌株；選出常溫下α-淀粉酶活性最高的地衣芽孢桿菌的變異菌株擴大培養(yǎng)，從而獲得所述常溫型α-淀粉酶。常溫型α-淀粉酶在22-35℃溫度下高效率地水解淀粉，不必像目前大多采用的高溫型α-淀粉酶需要高溫（80-90℃）條件，因而減少了能耗也降低了對設備的要求。木聚糖酶將半纖維素水解為低聚木糖，而蛋白酶、淀粉酶分別將蛋白質、淀粉水解成小分子的肽類、氨基酸、麥芽糖、葡萄糖等，有利于消化、吸收。經檢測，半纖維素酶解率為30%，蛋白質酶解率為35%，淀粉酶解率為25%。（4）滅酶后向所述酶解罐中通入二氧化碳，調節(jié)罐內pH值至2.5，持續(xù)通入二氧化碳30分鐘后加入食用堿調節(jié)pH值至6.5。二氧化碳調節(jié)罐內處在酸性介質中，秸稈中硅質會轉化為碳酸硅；據(jù)研究，碳酸硅對人類心腦血管、肥胖癥、皮膚疾病等有一定療效；秸稈中鈣質會轉化為碳酸鈣，作為人類鈣質的補充劑。（5）將步驟（4）所得產物從酶解罐轉移出，經干燥、粉碎，得秸稈全粉。檢測結果表明，玉米秸稈全粉的營養(yǎng)組成中富含具有營養(yǎng)與保健功能的膳食纖維、多肽類、麥芽糖、低聚木糖、碳酸硅、鈣等，各含量（相對于玉米秸稈干基質量）如下表所示：營養(yǎng)成份含量膳食纖維33.7%多肽（氨基酸）14.6%糖分（麥芽糖）19.5%木糖（低聚木糖）14.1%碳酸硅3.9%鈣1.8%實施例2一種全秸稈營養(yǎng)粉的制備方法，包括以下步驟：（1）收獲西瓜秧，去雜、除塵、水洗，切成3-4cm的片段，西瓜秧片段置于膠體磨中磨漿30分鐘，得瓜秧漿狀物。（2）將所述瓜秧漿狀物置于汽爆罐中，加入瓜秧漿狀物質量9倍水，加入堿至堿液濃度為3.5%，向汽爆罐中通入水蒸汽至溫度升至95℃后，停止通水蒸汽；向汽爆罐中通入惰性氣體，通入汽爆罐內惰性氣體的體積為汽爆罐容積的6倍，將汽爆罐內空氣排凈、封口；然后間歇性向汽爆罐內通入水蒸汽以及惰性氣體，以維持汽爆罐內溫度為105℃、壓力為1.75MPa，保溫保壓80分鐘后噴放。步驟（2）中用稀堿液維持罐內pH值7，目的在于避免半纖維素等組份的降解失控而形成對人體有危害的醛類產物等。采用較低蒸煮溫度、較高罐內壓力以及惰性氣體環(huán)境，目的在于保證半纖維素、纖維素、木質素等組份避免高溫、有氧條件下的氧化、酯化等反應。（3）將步驟（2）所得噴放漿狀物置于酶解罐中，加入噴放漿狀物質量5倍水，向汽爆罐中通入惰性氣體，然后加入木聚糖酶，木聚糖酶的加入量滿足每千克干基噴放漿狀物650U，酶解95分鐘；然后加入復合蛋白酶，復合蛋白酶的加入量滿足每千克干基噴放漿狀物550U，間歇1分鐘，通入惰性氣體1分鐘，酶解35分鐘；隨后加入常溫型α-淀粉酶，常溫型α-淀粉酶的加入量滿足每千克干基噴放漿狀物450U，酶解25分鐘；然后通入蒸汽升溫至80℃，保溫12.5分鐘，滅活酶的活性；所述常溫型α-淀粉酶由微波誘導所得變異地衣芽孢桿菌分泌所得α-淀粉酶，所述常溫型α-淀粉酶的適宜溫度為22-35℃，適宜pH6-8。步驟（3）中所用蛋白酶為復合酶系，包括具備內肽酶（內切酶）活性的堿性蛋白酶、具備端肽酶（外切酶）活性的蛋白酶K等，可以在常溫條件下高效率水解蛋白質。步驟（3）中所用常溫型α-淀粉酶的獲取步驟為：將地衣芽孢桿菌的培養(yǎng)液置于微波發(fā)生器，設置微波功率為850-950W，脈沖頻率為2300MHz，微波處理20s，冷卻20s，依此往復25-35次；將微波處理后的培養(yǎng)液涂布在固體培養(yǎng)基上，30℃條件下培養(yǎng)1-2天，由存活下來的菌落中篩選四株常溫下α-淀粉酶活性高的地衣芽孢桿菌的變異菌株；選出常溫下α-淀粉酶活性最高的地衣芽孢桿菌的變異菌株擴大培養(yǎng)，從而獲得所述常溫型α-淀粉酶。常溫型α-淀粉酶在22-35℃溫度下高效率地水解淀粉，不必像目前大多采用的高溫型α-淀粉酶需要高溫（80-90℃）條件，因而減少了能耗也降低了對設備的要求。木聚糖酶將半纖維素水解為低聚木糖，而蛋白酶、淀粉酶分別將蛋白質、淀粉水解成小分子的肽類、氨基酸、麥芽糖、葡萄糖等，有利于消化、吸收。經檢測，半纖維素酶解率為31%，蛋白質酶解率為34%，淀粉酶解率為26%。（4）滅酶后向所述酶解罐中通入二氧化碳，調節(jié)罐內pH值至2.7，持續(xù)通入二氧化碳30分鐘后加入食用堿調節(jié)pH值至6.5。二氧化碳調節(jié)罐內處在酸性介質中，瓜秧中硅質會轉化為碳酸硅；據(jù)研究，碳酸硅對人類心腦血管、肥胖癥、皮膚疾病等有一定療效；瓜秧中鈣質會轉化為碳酸鈣，作為人類鈣質的補充劑。（5）將步驟（4）所得產物從酶解罐轉移出，經干燥、粉碎，得瓜秧全粉。檢測結果表明，西瓜秧全粉的營養(yǎng)組成中富含具有營養(yǎng)與保健功能的膳食纖維、多肽類、麥芽糖、低聚木糖、碳酸硅、鈣等，各含量（相對于西瓜秧干基質量）如下表所示：營養(yǎng)成份含量膳食纖維26.7%多肽（氨基酸）15.6%糖分（麥芽糖）26.5%木糖（低聚木糖）16.1%碳酸硅3.1%鈣1.7%實施例3一種全秸稈營養(yǎng)粉的制備方法，包括以下步驟：（1）收獲苜蓿，去雜、除塵、水洗，切成3-4cm的片段，苜蓿片段置于膠體磨中磨漿30分鐘，得苜蓿漿狀物。（2）將所述苜蓿漿狀物置于汽爆罐中，加入苜蓿漿狀物質量10倍水，加入堿至堿液濃度為3%，向汽爆罐中通入水蒸汽至溫度升至95℃后，停止通水蒸汽；向汽爆罐中通入惰性氣體，通入汽爆罐內惰性氣體的體積為汽爆罐容積的7倍，將汽爆罐內空氣排凈、封口；然后間歇性向汽爆罐內通入水蒸汽以及惰性氣體，以維持汽爆罐內溫度為100℃、壓力為2MPa，保溫保壓90分鐘后噴放。步驟（2）中用稀堿液維持罐內pH值7，目的在于避免半纖維素等組份的降解失控而形成對人體有危害的醛類產物等。采用較低蒸煮溫度、較高罐內壓力以及惰性氣體環(huán)境，目的在于保證半纖維素、纖維素、木質素等組份避免高溫、有氧條件下的氧化、酯化等反應。（3）將步驟（2）所得噴放漿狀物置于酶解罐中，加入噴放漿狀物質量6倍水，向汽爆罐中通入惰性氣體，然后加入木聚糖酶，木聚糖酶的加入量滿足每千克干基噴放漿狀物700U，酶解90分鐘；然后加入復合蛋白酶，復合蛋白酶的加入量滿足每千克干基噴放漿狀物600U，間歇1分鐘，通入惰性氣體1分鐘，酶解30分鐘；隨后加入常溫型α-淀粉酶，常溫型α-淀粉酶的加入量滿足每千克干基噴放漿狀物500U，酶解20分鐘；然后通入蒸汽升溫至80℃，保溫11分鐘，滅活酶的活性；所述常溫型α-淀粉酶由微波誘導所得變異地衣芽孢桿菌分泌所得α-淀粉酶，所述常溫型α-淀粉酶的適宜溫度為22-35℃，適宜pH6-8。步驟（3）中所用蛋白酶為復合酶系，包括具備內肽酶（內切酶）活性的堿性蛋白酶、具備端肽酶（外切酶）活性的蛋白酶K等，可以在常溫條件下高效率水解蛋白質。步驟（3）中所用常溫型α-淀粉酶的獲取步驟為：將地衣芽孢桿菌的培養(yǎng)液置于微波發(fā)生器，設置微波功率為850-950W，脈沖頻率為2300MHz，微波處理20s，冷卻20s，依此往復25-35次；將微波處理后的培養(yǎng)液涂布在固體培養(yǎng)基上，30℃條件下培養(yǎng)1-2天，由存活下來的菌落中篩選四株常溫下α-淀粉酶活性高的地衣芽孢桿菌的變異菌株；選出常溫下α-淀粉酶活性最高的地衣芽孢桿菌的變異菌株擴大培養(yǎng)，從而獲得所述常溫型α-淀粉酶。常溫型α-淀粉酶在22-35℃溫度下高效率地水解淀粉，不必像目前大多采用的高溫型α-淀粉酶需要高溫（80-90℃）條件，因而減少了能耗也降低了對設備的要求。木聚糖酶將半纖維素水解為低聚木糖，而蛋白酶、淀粉酶分別將蛋白質、淀粉水解成小分子的肽類、氨基酸、麥芽糖、葡萄糖等，有利于消化、吸收。經檢測，半纖維素酶解率為33%，蛋白質酶解率為37%，淀粉酶解率為28%。（4）滅酶后向所述酶解罐中通入二氧化碳，調節(jié)罐內pH值至2.9，持續(xù)通入二氧化碳30分鐘后加入食用堿調節(jié)pH值至6.5。二氧化碳調節(jié)罐內處在酸性介質中，苜蓿中硅質會轉化為碳酸硅；據(jù)研究，碳酸硅對人類心腦血管、肥胖癥、皮膚疾病等有一定療效；苜蓿中鈣質會轉化為碳酸鈣，作為人類鈣質的補充劑。（5）將步驟（4）所得產物從酶解罐轉移出，經干燥、粉碎，得苜蓿全粉。檢測結果表明，苜蓿全粉的營養(yǎng)組成中富含具有營養(yǎng)與保健功能的膳食纖維、多肽類、麥芽糖、低聚木糖、碳酸硅、鈣等，各含量（相對于苜蓿干基質量）如下表所示：營養(yǎng)成份含量膳食纖維16.6%多肽（氨基酸）7.8%糖分（麥芽糖）37.6%木糖（低聚木糖）15.2%碳酸硅3.3%鈣1.8%實施例4一種全秸稈營養(yǎng)粉的制備方法，包括以下步驟：（1）收獲蘆葦，去雜、除塵、水洗，切成3-4cm的片段，蘆葦片段置于膠體磨中磨漿30分鐘，得蘆葦漿狀物。（2）將所述蘆葦漿狀物置于汽爆罐中，加入蘆葦漿狀物質量10倍水，加入堿至堿液濃度為4%，向汽爆罐中通入水蒸汽至溫度升至95℃后，停止通水蒸汽；向汽爆罐中通入惰性氣體，通入汽爆罐內惰性氣體的體積為汽爆罐容積的7倍，將汽爆罐內空氣排凈、封口；然后間歇性向汽爆罐內通入水蒸汽以及惰性氣體，以維持汽爆罐內溫度為95℃、壓力為2.5MPa，保溫保壓100分鐘后噴放。步驟（2）中用稀堿液維持罐內pH值7，目的在于避免半纖維素等組份的降解失控而形成對人體有危害的醛類產物等。采用較低蒸煮溫度、較高罐內壓力以及惰性氣體環(huán)境，目的在于保證半纖維素、纖維素、木質素等組份避免高溫、有氧條件下的氧化、酯化等反應。（3）將步驟（2）所得噴放漿狀物置于酶解罐中，加入噴放漿狀物質量6倍水，向汽爆罐中通入惰性氣體，然后加入木聚糖酶，木聚糖酶的加入量滿足每千克干基噴放漿狀物750U，酶解85分鐘；然后加入復合蛋白酶，復合蛋白酶的加入量滿足每千克干基噴放漿狀物650U，間歇1分鐘，通入惰性氣體1分鐘，酶解25分鐘；隨后加入常溫型α-淀粉酶，常溫型α-淀粉酶的加入量滿足每千克干基噴放漿狀物550U，酶解20分鐘；然后通入蒸汽升溫至80℃，保溫10分鐘，滅活酶的活性；所述常溫型α-淀粉酶由微波誘導所得變異地衣芽孢桿菌分泌所得α-淀粉酶，所述常溫型α-淀粉酶的適宜溫度為22-35℃，適宜pH6-8。步驟（3）中所用蛋白酶為復合酶系，包括具備內肽酶（內切酶）活性的堿性蛋白酶、具備端肽酶（外切酶）活性的蛋白酶K等，可以在常溫條件下高效率水解蛋白質。步驟（3）中所用常溫型α-淀粉酶的獲取步驟為：將地衣芽孢桿菌的培養(yǎng)液置于微波發(fā)生器，設置微波功率為850-950W，脈沖頻率為2300MHz，微波處理20s，冷卻20s，依此往復25-35次；將微波處理后的培養(yǎng)液涂布在固體培養(yǎng)基上，30℃條件下培養(yǎng)1-2天，由存活下來的菌落中篩選四株常溫下α-淀粉酶活性高的地衣芽孢桿菌的變異菌株；選出常溫下α-淀粉酶活性最高的地衣芽孢桿菌的變異菌株擴大培養(yǎng)，從而獲得所述常溫型α-淀粉酶。常溫型α-淀粉酶在22-35℃溫度下高效率地水解淀粉，不必像目前大多采用的高溫型α-淀粉酶需要高溫（80-90℃）條件，因而減少了能耗也降低了對設備的要求。木聚糖酶將半纖維素水解為低聚木糖，而蛋白酶、淀粉酶分別將蛋白質、淀粉水解成小分子的肽類、氨基酸、麥芽糖、葡萄糖等，有利于消化、吸收。經檢測，半纖維素酶解率為29%，蛋白質酶解率為39%，淀粉酶解率為32%。（4）滅酶后向所述酶解罐中通入二氧化碳，調節(jié)罐內pH值至3，持續(xù)通入二氧化碳30分鐘后加入食用堿調節(jié)pH值至6.5。二氧化碳調節(jié)罐內處在酸性介質中，蘆葦中硅質會轉化為碳酸硅；據(jù)研究，碳酸硅對人類心腦血管、肥胖癥、皮膚疾病等有一定療效；蘆葦中鈣質會轉化為碳酸鈣，作為人類鈣質的補充劑。（5）將步驟（4）所得產物從酶解罐轉移出，經干燥、粉碎，得蘆葦全粉。檢測結果表明，蘆葦全粉的營養(yǎng)組成中富含具有營養(yǎng)與保健功能的膳食纖維、多肽類、麥芽糖、低聚木糖、碳酸硅、鈣等，各含量（相對于蘆葦干基質量）如下表所示：營養(yǎng)成份含量膳食纖維39.5%多肽（氨基酸）12.6%糖分（麥芽糖）17.7%木糖（低聚木糖）15.3%碳酸硅3.7%鈣1.85%當前第1頁1 2 3