一、课题来源与背景 1、课题来源 课题类型：地方计划；课题来源单位：广东省科学技术厅；课题名称：蔗渣碱化及生物发酵耦合制作牛饲料关键技术研究。2、课题背景 本课题是广东省省级科技计划项目，项目名称“蔗渣碱化及生物发酵耦合制作牛饲料关键技术研究”，由广东省生物工程研究所（广州甘蔗糖业研究所）主持实施，项目起止时间：2016年1月1日-2018年12月31日。 本项目将蔗渣转变成附加值高的饲料，不仅能够增加农户的收入、糖厂的经济效益，实现经济增长与环境治理的有效结合，同时节约传统饲料资源，有利于改善生态环境，形成农业的良性循环，促进农业的可持续发展，具有良好的社会效益。开发新的牛饲料资源，不仅可以缓解饲料资源短缺现象，还为甘蔗副产物的综合利用开辟了一条新的途径，对甘蔗糖业、畜牧业、饲料行业以及环境可持续发展意义重大。 蔗渣预处理方法主要有化学法、物理法和生物法。其中物理法功耗、设备要求和成本都比较高，而且生产安全问题比较严峻；生物法虽操作比较简单，但有效菌的筛选难度大，目前利用生物法处理蔗渣的效率很低，而且菌种的作用主要还是在提高饲料营养价值和适口性方面；化学法成本低，效率高，其中最常用的是碱化处理，也是目前最有效蔗渣预处理方法。这是因为碱能把木质素与纤维素、半纤维素连接的酯键破坏，使木质素与纤维素、半纤维素之间的连接发生断裂，从而让纤维素和半纤维素得以更多暴露在表面，有利于瘤胃微生物和消化酶的接触，提高了反刍动物对原料的可消化度。此外，在碱化的同时，由于碱的入侵，对原料也有一定的膨胀和软化作用，提高适口性。Nirawan gunun等用尿素、氢氧化钙等蔗渣进行碱化处理后饲喂的研究，实验结果显示：碱不但使蔗渣纤维溶胀，表面积增大，聚合度和结晶度降低，还使木质素部分降解，促进瘤胃中的微生物消化。目前我们自主设计碱化设备，蔗渣与碱液充分接触后再挤干的操作，解决蔗渣碱化过程中蔗渣不能充分与碱液接触，碱化效果差的问题；蔗渣碱化后，对添加糖蜜、玉米粉、尿素、无机盐和菌种等发酵条件的探究，形成一套以碱化蔗渣为主要原料制作适口性好、粗蛋白、钙和磷含量高的牛饲料生产工艺。 二、技术原理及性能指标通过浸泡-螺旋挤压的方式进行碱化，解决了喷淋碱化法中存在的混合不均匀、碱化效果不稳定等问题，使蔗渣细胞壁表面的紧密结构得到有效破坏，木质素去除率高达60%，比喷淋碱化提高30%以上。通过添加玉米粉、菌种等进行生物发酵，大大提高其适口性，延长其保存时间，pH可达4.2左右。 三、技术的创造性与先进性本项目通过自主设计碱化设备，将蔗渣与碱液充分混合后再利用挤压设备把蔗渣中碱液去掉，实现蔗渣与碱液充分混合的同时也保持恰当的水分；蔗渣经碱化处理后，对蔗渣中主要由木质素与纤维素、半纤维素紧密结合而组成的细胞壁结构有所破坏，达到蔗渣软化的同时也更有利于微生物降解。但蔗渣碱化后，营养成分比较低，适口性差。本项目通过添加一定量的糖蜜、玉米粉、尿素、无机盐和菌种混合后装袋密封青贮，形成一种营养价值高，适合性好的粗饲料商品。